露天坑胶结充填对挂帮矿开采稳定性影响分析

为解决冬瓜山铜矿富余尾矿出路及新桥硫铁矿露天坑治理问题,考虑利用冬瓜山铜矿富余尾矿对新桥硫铁矿露天坑进行胶结充填.露天坑东部尚有部分高品质挂帮矿,在露天坑胶结充填的同时必须协调解决挂帮矿安全回采难题.基于Flac3D软件,构筑了露天坑挂帮矿开采与胶结充填耦合作用数值模型,进而分析了不同胶结充填高度和隔离矿柱留设厚度下,...     

料浆凝结时间对高硫充填体强度影响试验研究

为了探究料浆凝结时间对高硫尾砂胶结充填体强度的影响,在尾砂硫含量为25%的基础上,通过添加外加剂改变料浆凝结时间进行室内配比实验,进而采用Origin软件对实验结果进行拟合分析,借助电子扫描显微镜(SEM)对高硫充填体内部微结构进行观测,研究了不同凝结时间条件下的高硫充填体抗压强度变化规律。结果表明:在适宜的凝结时间范围内,凝结时间与高硫充填体不同龄期强度存在对应的函数关系。对比空白组,当凝结时间缩短15.49%时,早期强度提高136.17%,但后期强度损失19.63%;当凝结时间延长9.8%时,后期强度增长40.48%,且后期强度增长模式近似指数型。抑制高硫充填体后期强度损失弱化的实质在于保证内部微结构的均匀完整性。     

基于降粘效应的碎石全尾砂最佳配合比研究

碎石-尾砂充填系统中骨料的配合比直接影响浆体输送系统的稳定性。为确定碎石全尾砂的最佳理论配合比,本文通过探究碎石全尾砂混合前后极限浓度的变化,获得混合料极限浓度与碎石全尾砂比例关系的函数曲线,曲线表明：存在某个最佳碎石全尾砂比例,使混合料的极限浓度达到峰值;在相当大的范围内,混合料极限浓度高于二者各自的属性值,即碎石全尾砂混合后存在降粘效应。最后通过数学分析,得到碎石全尾砂最佳配合比计算模型。取某矿山碎石全尾砂充填骨料进行分析,计算得到混合料中理想的碎石比例为70%。通过室内配比实验验证,同等输送浓度、灰砂比条件下,当混合料中碎石比例为65%左右时,混合料浆流动性能最佳(塌落度最大),与公式计算结果(70%)偏差控制在10%以内。本文研究成果具有一定的可靠性,可以为相类似工程计算提供依据。     

磁化水对膏体料浆管道输送摩阻损失影响试验研究

为了探究磁化水对膏体料浆管道输送流变性能的影响,基于自制的L型斜管试验装置,运用正交试验设计法进行了不同磁化条件下膏体料浆自流输送室内物理模拟试验,对试验结果进行优化组合筛选。结果表明：在适宜的磁化条件下,磁化水能够有效改善膏体料浆流变性能,降低料浆屈服应力和塑性黏度,提高膏体料浆管道输送可靠性。与空白组对比,当磁感应强度B=200~300 mT,磁化时间T=15~25 min,水循环流量为0.5~1.5 L/s时,膏体料浆摩阻损失最小,屈服应力降低8%~20%,塑性黏度降低12%~35%。     

基于机器学习的边坡安全稳定性评价及防护措施

为了更加快捷、高效地判定边坡稳定与否,基于机器学习,融合主成分分析法（PCA）、参数调整、影响因素权重分析等,建立了一种边坡安全稳定性评价体系。研究发现,运用PCA可以在保留80%数据原信息的前提下将输入变量维度从六维降至三维,但此时模型效果有所下降;随机森林及梯度提升(XGBoost) 两种学习算法均可搭建有效的边坡安全稳定性评估模型,通过对其预测效果的对比分析,确定XGBoost为最佳评价模型。与此同时,采取卡方检验、F检验以及互信息法3种相关性检验手段,并通过计算评价因子的重要程度且加以可视化展示,明确了容重、坡高、内摩擦角以及内聚力4个内在因素的重要性,最终将评估结果与实际结合提出了边坡安全防护措施。      

露天—地下同步开采模式优选

为解决露天转地下矿山最佳露—地同步开采模式选择的技术难题,综合考虑了影响露天—地下同步开采模式的动态、静态、定量和非定量指标,提出了一种基于变权重理论(VWT)和逼近理想解的排序方法(TOPSIS)的综合评价指标体系,对4种候选的露天—地下同步开采模式进行综合评判优选。评判优选过程中,考虑到层次分析法等常规方法确定的常权用以评价各候选方案时可能会导致"状态失衡"的现象,依据变权重理论,根据各因素的组态(各因素的取值状况)的不同,适当调整其权重,以保证各因素的均衡性,进而利用TOPSIS理论计算出各方案的综合优越度,从而确定各开采模式的优越程度。将研究成果应用于石人沟铁矿露天—地下同步开采模式选择,计算得到4种备选方案的综合优越度分别为0.087、0.767、0.898和0.723,从而确定方案Ⅲ为最优方案,其结果与工程实际基本相符,在生产过程中取得了良好的经济、社会和环境效益。     

基于组合赋权TOPSIS法的采场结构参数优选

为解决运用数值分析方法获得最优采场结构参数中权重确定的难点,提出了一种基于组合赋权的逼近理想解的排序法（TOPSIS）综合评判方法。综合考虑影响采场结构参数中经济、技术、安全三大类因素,运用层次分析原理建立采场结构参数的评判体系,采用熵权法和层次分析法确定采场结构参数中各指标的组合权重,计算出各采场结构参数方案基于评判指标的综合优越度,实现采场结构参数的优选。最后,以湖南某矿山的采场结构参数选择为实例,建立了9种备选方案,得出5种安全可行方案的优越度分别为：方案2,40.8%;方案3,70.2%;方案5,26.8%;方案6,52.9%;方案8,4.7%,从而确定方案3最优。     

用于研究纤维尾砂胶结充填材料单轴压缩性能的新型人工智能模型

为降低纤维尾砂胶结充填材料单轴压缩强度数据的获取难度,综合分析常规充填材料参数与纤维参数对其单轴压缩性能的影响,结合元启发式算法(樽海鞘算法, SSA)与极限学习机技术(ELM),提出一种新型人工智能模型(SSA-ELM)。为检验模型可靠性,开展720组不同灰砂质量比、固体质量浓度、纤维含量、纤维长度和养护时间的纤维尾砂胶结充填材料单轴抗压实验以建立充填材料强度性能数据库。研究结果表明,训练好的SSA-ELM模型能够准确地预测纤维尾砂胶结充填材料的单轴压缩强度,其性能优于ANN、SVR和ELM方法;纤维含量和纤维长度对纤维尾砂胶结充填材料单轴压缩性能具有重要影响。