鞍千矿排石（土）场土石复杂边坡可靠性分析

鞍千矿排石（土）场形成的坡体与一般的边坡不同,坡体形态复杂,碎石与土混杂,且分布不均匀,土体的参数重度、内聚力和内摩擦角在空间上变异较大,并且坡体有软弱层面存在。通过实验、现场统计等方式研究这些参数,发现它们基本满足正态分布,并给出了概率统计特性和概率分布。用Bishop方法分别计算3类稳定系数,既无条件最小稳定系数、滑动块体达到一定规模的最小稳定系数（危害性大）和滑动面通过软弱面的稳定系数,通过蒙特卡洛法得到了这些稳定系数的概率分布。分别计算了排石（土）场有代表性3个剖面的3个类型稳定系数的概率分布函数,进行了可靠性分析,并给出了预警等级。     

鞍千矿矿石特性及可钻性研究

对鞍千矿和齐大山铁矿主要矿种的岩石力学参数、矿物组成、颗粒粒度、细观结构等进行了对比分析研究,探求了矿石细观组成、结构特征、矿物成分、化学成分等矿石特性对可钻性的影响,摸清了影响矿石可钻性的内在因素,揭示了鞍千矿矿石难钻、钻头寿命低的根本原因。在此基础上,对鞍千矿和齐大山矿主要矿种进行了可钻性分级和钻头寿命预估,为鞍千矿提供了钻头消耗定额的科学依据,为下一步优选与矿石特性匹配的钻头和优化钻机工作参数提供了基础数据,具有指导意义。     

基于可见光—近红外光谱特征的BIF铁矿原位测定方法

条带状铁建造(Banded iron formation,BIF)是我国主要的铁矿资源类型,主要采用露天开采方式生产。目前采场品位确定以传统化验方法为主,存在采样密度低、化验周期长、效率低、品位测试结果滞后等不足,导致矿体边界圈定不准确,增大了矿石损失率和贫化率,并使得配矿质量受到影响。选择鞍千露天铁矿作为试验场,通过现场采样、光谱测试、模型构建、模型验证等试验流程,揭示了不同岩矿类型的光谱特征,建立了矿石品位与光谱特征之间的联系,对BIF铁矿快速原位测定方法进行了研究。结果表明:赤铁矿、磁铁矿与围岩之间的光谱特征存在显著差异,利用该类差异构建的岩矿类型识别和分类模型,其铁矿石与围岩的区分正确率为97.1%,赤铁矿和磁铁矿的区分正确率达到93.5%;利用偏最小二乘法(Partial least squares method,PLS)构建的全铁品位回归模型的反演精度达到了3.43%。上述分析可为露天铁矿实现精准开采与合理配矿提供可靠依据。     

红外热成像在排土场稳定性监测中的应用

随着矿山开采深度和排岩量的不断增加,排土场的高度越来越高,排土场的稳定性将越来越差。如遇大型降雨,可能会造成滑坡,给矿山生产和生命财产带来危害。因此开展排土场稳定性监测,对于保证矿山安全生产至关重要。利用红外热成像技术对鞍钢鞍千矿的2个排土场的稳定性进行了监测,发现了4处低温异常区域,结合热力学理论和现场勘查确定异常区域为含水的砂土层。由于这些沙土层本身强度较低,属于弱层,而含水后又增加了其滑动性,因而给排土场的稳定性造成重要影响。此研究成果为矿山排土场稳定性监测提供了新的技术方法。     

露天矿边坡安全管理SEA模式及其应用研究

提出了工程科学研究者（S）、现场工程师（E）及矿山管理者（A）相互结合,借助信息技术共同进行露天矿边坡安全管理的新模式。工程科学研究者主要负责矿区边坡灾害隐患点的排查、监测方案的制定、边坡稳定性的评价及边坡工程治理方案的确定,现场工程师负责矿区边坡的安全巡视、爆破震害的观测、边坡监测仪器的布设及各类现场数据的汇总,矿山管理人员负责组织协调、监督决策及应急抢险工作。基于SEA管理模式,形成了“监测为主、概率分级、状态跟踪、条件预测及成灾模拟”的露天边坡安全防治新理念,并详细阐述了上述理念的科学内涵。在鞍千矿进行了SEA模式的初步尝试,通过现场工程师、科研人员及矿山管理人员的密切配合及无间合作,提升了鞍千矿在边坡安全管理、灾害预测预警及科学防护方面的能力。     

爆破开采诱发周边岩体损伤破裂的数值模拟研究

基于连续-非连续单元方法（CDEM）中的朗道点火爆炸模型及拉剪复合应变软化模型,探讨了爆破开采与炮孔周边岩体损伤破裂程度的对应关系。通过量纲分析,确定了爆破诱发岩体损伤破裂的主要影响因素;通过应变软化的Mohr-Coulomb模型及最大拉应力模型,详细探讨了不同黏聚力及抗拉强度下,炮孔周边岩体的损伤因子随爆破距离的变化规律。数值计算结果表明：炮孔附近以压剪破坏为主,岩体处于完全损伤状态,出现具有一定半径的密集破碎带;在远离炮孔的区域,以张拉破坏为主,出现若干条贯通性的张拉裂缝;损伤因子随爆破距离的增加呈指数型衰减,并拟合获得了损伤因子与无量纲爆破距离、无量纲黏聚力及无量纲抗拉强度间的函数关系;强损伤区（损伤因子大于0.9的区域）的临界半径一般在2.5~5.5 m,仅受黏聚力控制;弱损伤区（损伤因子小于0.1的区域）的临界半径一般大于8 m,受黏聚力及抗拉强度的联合控制。