基于实测的采场回采质量综合评价方法及应用

针对传统采场回采质量评价中存在如何准确获取相关的技术经济指标和建立合适的数学评价模型困难的现实,提出了基于采场实测的模糊数学综合评价方法。运用CMS三维探测成果准确计算获得采场回采过程中的贫化、损失等技术参数,并结合矿山信息系统提供的回采经济指标,构建起了评价指标体系;对各指标进行归一化处理和确定权重值,运用拓展最小二乘方最优准则和模糊数学理论建立起了采场回采质量评价模型。实际应用表明,获取的评价指标参数能准确反映采场回采的实际情况,所建立的评价模型能较有效地实现对采场回采质量的定量化评价,从而为回采质量管理提供了一种新的方法。     

基于实测的采场回采质量数字评价方法

以激光精密探测系统CMS为数据采集手段,实现对采场空区数据的数字化获取与处理.以此为依据,借助三维可视化矿山建模软件SURPAC建立了采场空区三维数字化模型,通过对三维实体模型一系列分析与计算,形成了包括采场超挖量与欠挖量、采场存留矿量、开采损失率与贫化率等在内的采场回采质量评价指针体系.采用AHP法和专家调查法相结合的方法对这些指标进行统计对比,提出评价回采质量的有效方法.为矿山开采优化设计提供参考数据,进而从资金、技术等各个方面提高回采质量与效果.     

采空区三维探测建模及采场回采指标可视化计算

采用阶段空场嗣后充填法的矿山,矿房的回采指标不仅关系到采场回采质量,与采空区的后续充填、矿柱的回采等采矿活动也都密切相关.采用CMS对采空区实施精密探测,运用Surpac等数字化手段,结合某铜矿采场实际,分析了采场环境因素与测点的选择对CMS探测的影响,提出了采场周边超挖量、存留矿石量及回采贫化等回采指标的可视化计算方...     

采场回采未确知理论评价模型及应用

针对模糊数学、灰色理论、集对分析方法应用于采场回采质量评价时,存在评价空间不能有序分割,确定的指标权重受主观影响大的缺陷,运用未确知理论构建了采场回采未确知综合评价模型,实现了对采场回采质量优劣的准确、客观评价。采用CMS探测技术及SURPAC三维可视化工具,准确地获取了采场回采贫化率和损失率技术指标,并采用矿山信息系统提供的采场回采经济指标数据,构建了能较为全面反映采场回采质量的评价指标体系。运用构建的评价模型对某铜矿的10个采场回采进行了评价,结果表明,采用该模型对采场回采质量进行评价是有效的,评价结果符合矿山开采实际。     

房柱交替上升式采场结构参数优化研究

房柱交替上升式充填采矿法是一种新的采矿方法。利用ANSYS模拟软件对5种结构参数组合方案进行数值模拟,获得位移、应力、应变等定量指标,并结合实施难易程度、与地质条件的适应性、矿柱回采的相对难易程度、相对生产能力等4个定性指标,通过模糊综合评判,获得最优的采场结构参数组合:矿房宽度10 m,矿柱宽度10 m。对采场结构参数的优化,能够确保矿山安全、高效回采。     

夏甸金矿深部矿体采场回采顺序优化与应用

在金属矿山地下开采中,采场结构参数的布置和采场回采顺序规划对矿山深部开采的安全具有重要作用。为了优选出最佳的井下回采顺序方案,基于客观定权方法建立了最大主应力、最小主应力、顶板沉降位移和技术经济指标等综合评价指标体系。采用CAD-Midas(GTS NX)-FLAC~(3D)耦合数值建模方法,建立了矿体的网格模型,并对平行回采与阶梯回采不同方案下的采场回采顺序进行模拟分析,通过构建的CRITIC赋权评价模型对井下不同回采顺序进行了综合评价。结果表明:采场最大主应力,顶板沉降位移在平行回采与阶梯开采中均呈现随间隔距离的增加而减小的趋势,在相同进路布置方式下,阶梯回采的最大主应力与顶板沉降位移小于平行回采;不同回采方案的采场最小主应力仍然为压应力,不存在拉应力,最小主应力也随着距离的增加而减小;隔三采一的阶梯回采的进路压力与顶板沉降位移较小,采场开采更稳定。客观定权法综合评价模型评价结果均表明,隔三采一的阶梯回采方案为采场回采的最优方案,矿山应用后的结果证明了荐优方案的正确性。     

CMS辅助金属矿山采空区回采技术研究

金属矿山采空区回采设计传统上使用的是二维的方法,采用空区三维激光精密探测系统(CMS)对金属矿开采形成的采空区进行精密探测,以探测数据为基础运用大型矿床建模软件SURPAC建立与矿山实际坐标完全一致的空区三维模型。在此基础上将建立的空区探测模型与采场设计单元模型复合,并通过模型间的布尔运算,计算出采场的存留矿量、回采总量等指标。用SURPAC对实际探测获得的空区模型进行剖切,并将剖切所获得的剖面与采场施工设计剖面进行对比,分析顶板巷道工程的安全状况,从而为矿山进一步改进采场回采设计和进行安全控制提供第一手资料。     

一种新颖的采场存留矿量可视化计算方法

存留矿量因直接关系到矿床资源的回收程度而被视为是衡量采场回采质量的一个重要指标。针对我国目前对采场存留矿量缺乏有效计算方法这一现实,综合运用空区三维精密探测系统CMS(Cavity Monitoring System)和SURPAC等数字化手段,研究形成了一种新颖的基于采空区三维精密探测的采场存留矿量可视化计算方法,即先采用CMS空区探测系统对采空区进行三维精密探测;然后以空区实测数据和采场回采设计资料为依据,运用SURPAC软件分别构建采空区、采场回采设计单元和采场底部结构的三维模型;以此为基础,建立采场底部存留矿石的三维实体模型,准确地获取存留矿石在采场底部的空间分布及体积大小,进而计算出存留在采空区中的矿量。实际应用表明,该方法实用可靠,从而为矿山准确计算存留矿量提供了一种有效的技术手段。     

采场稳定性分析与参数优化的图表法

为了研究采场稳定性分析方法与参数优化方法,对夏甸金矿试验采场进行了的工程地质调查、矿岩力学试验、数字测试等工作,获取了表征矿山岩体质量的多种指标。对试验采场岩体质量进行了简要评价,54903采场岩体质量好,55002采场岩体质量一般。根据获取的指标,利用Mathews图表法对试验采场在当前跨度下的稳定性进行了分析,在当前6 m进路采场跨度下,采场稳定性程度高,可合理地增大跨度。并根据拟合的稳定-破坏曲线公式求出采场临界跨度,继而综合多因素给出了7 m最初跨度设计。利用软岩极限跨度图表法评价出7 m设计跨度是经济、安全的。结合FLAC3D数值模拟对图表法应用的准确性进行了对比分析,并最终确定出采场跨度值。     

不确定性决策在采场回采质量综合评价中的应用

采场回采质量控制对矿山企业全面质量管理有着重要的意义。针对采场回采质量评价过程中数据获取存在很大的不确定性,给出一种采场回采质量数据为区间数表示的不确定性决策模型来对采场回采质量进行综合评价,最后实例验证了该方法的有效性。     

灰色系统理论在煤矿安全生产状况预测中的应用

以我国煤矿行业的实际资料为依据,应用灰色系统理论分别建立年产量和百万t死亡率的灰色预测模型,并进行精度检验,预测模型精度较高。用建立的灰色预测模型,对我国煤矿的安全生产状况进行预测,得出我国煤矿年产量和百万t死亡率的变化曲线。结果表明,我国煤矿年产量呈上升趋势,百万t死亡率呈下降趋势,符合我国煤矿行业的大体发展趋势。     

乌兰铅锌多金属矿扇形中深孔爆破参数优化研究

针对乌兰矿采场爆破过程中存在大块率高、炮孔利用率低、二次爆破炸药成本高等问题,依据矿山现状,本文采用经验公式与现场爆破试验相结合的方法对爆破过程中出现的大块率高等问题进行分析和现场试验研究,找出大块率高的原因。通过不断优化中深孔爆破参数,得出适合矿山的最优爆破参数,极大地降低了生产成本,同时为国内外类似矿山提供很好的借鉴意义。     

三道沟矿应用分段空场法的可行性探讨

本文简要阐述了三道沟铁矿的地质情况及矿床开采技术条件,然后在分析国内空场法研究方向的基础上,根据矿山实际情况选择无底柱、铲运机出矿分段空场法作为该矿采矿方法,并对无底柱、铲运机出矿分段空场法的结构参数、出矿工艺以及采切工程量等做一些简要介绍,突出了该法具有的高回收率和低贫化率的优势。实践表明,该方法作业条件安全、可靠,有较大的出矿能力和较强的灵活性,矿石的损失贫化小,采切工程量小,在该矿生产中取得了良好效果。     

Mine Water Tracing – A Tool for Assessing Flow Paths in Flooded Underground Mines

A tracer test developed for hydrodynamic investigations has been successfully tested in German underground mines and the results of one of those tests are reported on here. The objectives of the test were to investigate the kind and rate of flow within a flooded mine. At each sampling point, coloured spores were injected using a Lycopodium apparatus. Beginning one day after injection, two samples were collected per weekday at each sampling point. A considerably good recovery rate of 2% was obtained. The mean velocity of the mine water within the investigated part of the mine was 2.6 m min⁻¹ and the different parts of the mine proved to be hydraulically well connected with each other. It appears that the hydrodynamic system within the flooded mine is dominated by convective flow from deeper parts of the mine to higher ones.     

某铅锌矿的三维地质模型及储量估算

针对矿山现有的地质信息数据等,建立了以利用Surpac软件的三维地表模型、矿体模型及地质数据库,对矿山资源储量进行计算。基于地质统计学的理论,建立某铅锌矿地表模型、钻孔数据库、矿体模型、块体模型,对矿体内样品进行组合分析统计,采用幂次距离反比法对块体品位进行估值,最后根据国内对地质矿产资源的分类方法,按照不同边界品位、工业品位等分类依据,得出资源储量核实报告,为铅锌矿的后续生产,提供了可靠保证。结果表明：通过构建该矿地质数据库,建立的三维模型,可对地质工程、采矿工程、储量估算、矿石品位动态管理等提供技术支持。     

基于FTA法的露天矿半连续采煤系统可靠性研究

采用事故树分析方法对露天矿半连续采煤系统故障因素展开分析，建立系统事故树，利用布尔代数法简化事故树，得到最小割集和最小径集，进行初步的定性分析。结合矿山实际生产数据，从概率重要度和临界重要度两方面入手进行定量分析，对各个因素分析比较，指出主要的影响因素，揭露半连续采煤系统易发生故障的薄弱环节，针对性提出有利于系统稳定的措施。     

超声波作用下金川硫化镍矿浮选动力学研究

以金川镍矿二矿区富矿矿石为研究对象,通过浮选试验、浮选动力学方程模拟和粒度检测,研究超声波作用对硫化镍矿物浮选行为的影响。结果表明,对磨矿后的矿浆,经超声处理后再进行浮选可以得到更高的镍品位和回收率;金川镍矿的浮选速率符合二级矩形分布动力学模型,超声波作用使得浮选速率常数显著提高,粗粒硫化矿物的浮选行为改善。     

深部矿井水地下调蓄系统研究

针对蒙陕地区深部矿井涌水量大、污水比例高、资源化利用率低等问题,研究利用采空区建设地下调蓄系统以稳定矿井涌水量、净化污水、降低水处理压力、提高矿井水利用率。根据煤层埋藏和开采条件,从调蓄系统建设条件和选址原则、容水量计算、水质保障、隔离工程建设条件、强矿压影响、安全性保障、经济和环境效益等角度,对矿井水地下储存、净化与调蓄进行了可行性研究。利用呼吉尔特矿区门克庆煤矿采空区建设形成矿井水调蓄系统示范工程,取得了良好的经济与环境效益。     

基于ABM的矿井火灾应急疏散数值模拟

通过分析前人对于矿井应急疏散的研究成果,结合ABM相关理论和方法,建立了矿井火灾人员疏散ABM模型,并选取Agent逃生速度作为主要参数,分析年龄、负重情况、巷道坡度和火灾烟气条件下的消光系数对逃生速度的影响。基于非煤矿山试验巷道,建立了火灾区域三维数学物理模型以及矿井火灾人员疏散物理模型。划分了火灾区域、避难硐室区域和坡道区域,设置了出口、可通行门、不可通行门等边界条件,使其更符合疏散时的实际情况。利用Pyrosim软件求解矿井火灾区域烟气分布,得出了烟气在火灾区域巷道的扩散情况,火灾区域视线平面消光系数 K 的分布( Z =1.6 m)及取值范围,并通过比例为1∶10的相似实验验证。利用Pathfinder软件分别求解了正常条件下疏散、火灾烟气条件下疏散以及火灾烟气条件下避险3种状况下的疏散情况,3种状况下的疏散时间分别为146,163,91 s。同时得出了Agent逃生速度的时空分布,以及Agent数量随时间变化规律。通过对比分析,得出火灾烟气对整体疏散时间的影响情况,从而为相关应急预案的制定、自救装备的选型、避险设施的布置以及被困人员位置的预测提供参考。     

乌兰煤矿瓦斯含量数据获取方法

针对乌兰煤矿井下实测瓦斯含量参数少、已开拓面积占矿井面积的比例小等情况,对该矿瓦斯含量数据多源参数获取方法进行了研究,共获得覆盖全矿井200～500 m范围内的123组数据。数据来源主要包括引进瓦斯含量连续测定工艺进行线状参数测定的瓦斯含量、煤与瓦斯突出日常预测指标反演瓦斯含量、井下实测瓦斯含量、地勘钻孔动态校正瓦斯含量、工作面瓦斯涌出量反算瓦斯含量等参数。采用多种方法获取的瓦斯含量数据可达到矿井全面积覆盖,能够更好地反映矿井瓦斯灾害分布情况。