基于遗传算法的螺旋滚筒最小能耗设计

深海钻结壳开采的关键是如何设计出采集覆盖于复杂基岩上的钻结壳的采矿头,这是钻结壳采集技术研究的重点,也是钴结壳采矿系统的关键装置。在几千米深的海底进行采矿作业,能量的供应是突出的难题之一。设汁出来的切削头必需具有能耗低的特点。钴结壳采掘机器人在一段时间内的功耗正比于工作速度。因此,研究采掘机器人采矿头采集钴结壳消耗的功率和采集头与其工作速度之间的相互关系,具有十分重要的理论和实际意义。     

Energy efficient slurry holding and transport

Slurry suspension in holding tanks and transport through pipelines are essential elements in the modern mining and mineral processing industry. This paper presents methods to improve the energy efficiency of solids suspension in tanks and slurry transport through pipelines for low viscosity Newtonian slurries. Research has been conducted using laboratory experiments and analysis using established equations. It is shown that there are many similarities between these two traditionally separated research areas. It is concluded that energy per unit solids mass generally varies with solids concentration for both systems. The specific energy can be minimised by operating at a suitable solids concentration, for example in the range of 20–30% (v/v) for the slurry properties considered in this paper. It is also concluded that the specific energy generally decreases with the size of equipment, i.e. tank diameter or pipe diameter, although this effect tends to plateau at large sizes. It was found that when a slurry pipeline is used as a reactor, it generally requires more power to suspend solids per unit solids mass than a mixing tank. Great energy saving can be achieved by operating a slurry tank with baffles removed, if off-bottom solids suspension is the limiting factor. Basic equations for specific energy consumption (SEC) are included.     

基于SWOT分析的深海采矿发展策略研究

深海中蕴藏着丰富的矿产资源,对高科技与低碳转型发展具有巨大的潜在经济价值,世界各国对深海采矿的关注度正在不断提高,但深海采矿目前仅停留在局部勘探阶段。本文采用SWOT分析方法,对深海采矿的优势、劣势、机会和风险进行了可行性分析。分析结果表明,相较于陆地采矿,深海采矿在技术、环境和政策等方面都具有特殊性。深海矿产在富集程度、二氧化碳排放、基础设施需求等方面具有独特优势,并可能带来经济、社会、科学等领域的多重额外效益;但深海采矿可能会破坏深海生态环境,并存在一定的经济风险和政治风险,相关法规也尚未明确。在此基础上,本文提出了加大国际合作和跨学科合作,建立海底观测系统,实施生态环境评估,构建绿色经济框架,加强国际社会监管等方面的深海采矿发展策略。     

基于Galerkin法的阶梯式扬矿管偏移分析

深海采矿系统中，连接在采矿船上的扬矿管受多种因素的影响。呈现出相当的复杂动力学特性，将扬矿管考虑成弹性梁，通过分析梁单元在垂直平面所受的各种横向载荷的影响，建立起了梁单元横向振动的数学模型，同时根据扬矿管的边界条件，利用Galerkin法，对此数学模型进行了求解，得到扬矿管相对于船的偏移，以及扬矿管的弯曲应力等。     

深海采矿扬矿管横向液动力分析

深海采矿扬矿管上的横向 由两部分组成;海流作用力、波浪作用力。本文从理论上分析了海流速度,涨浪水质点速度和加速度、扬矿管直径、海水密度对横向液动力的影响,并且根据摩尔森公式得出了扬矿管所受的横向液动力。     

深海采矿扬矿硬管内高速螺旋流当地浓度的研究

针对深海采矿扬矿硬管内高速螺旋流提升大洋锰结核颗粒的当地浓度受多种因素影响的问题,基于欧拉-欧拉理论模型,选用SIMPLE算法和RNGk-ε湍流模型,以含有锰结核颗粒的海水为流动介质,对扬矿硬管内液固两相流进行数值模拟,分析了管道、物料和浆体的特性等因素对颗粒当地浓度的影响规律。结果表明：不同工况条件下,管道内径、锰结核颗粒粒径、颗粒密度、提升角速度、提升浓度的增大均有助于提高颗粒的当地浓度,进而有利于提高颗粒的输送效率;过大的提升速度将会抑制断面上颗粒当地浓度的提高,从而降低颗粒的输送效率和提升能力;但管壁粗糙度及浆体黏度对当地浓度影响很小。研究结果对深海采矿扬矿硬管内高速螺旋流的输送参数优化和工程应用具有一定的指导意义。     

现代煤矿企业提升采煤效率的方法探析

我国对煤的消耗量非常大,几乎占到全部能源消耗的三分之二以上,煤又是不可再生资源,面对这种情况,我们必须提升采煤效率,要提升采煤效率,就必须使用现代采煤方法,现代主要的采煤方法有,钻孔水利采煤法、气化采煤法、深矿井下采煤法等.     

深海采矿扬矿管的运动对流动参数影响的研究

结合深海开采扬矿应用条件建立了模拟扬矿管升沉、摆动和倾斜的提升试验系统, 进行了较大摆幅和较宽频率范围的试验, 获得了比较全面的试验数据, 建立了计算模型。研究所确定的提升管升沉、摆动和倾斜对管内流动参数的影响规律已应用于5 000 m深海采矿系统中试技术设计和1 000 m水深海试采矿系统设计及其扬矿设备的研制。     

柴油机单轨吊的液压传动系统

随着我国工业化水平的提高,各行各业的能源消耗越来越多。煤炭行业是我国能源行业的领军行业,煤炭企业的辅助运输可以大大提高企业的工作效率和营利水平。单轨吊辅助运输系统是目前使用最广泛的辅助运输系统,文章认真分析液压传动系统的原理,提出了一种柴油机单轨吊液压传动系统,设计了液压主回路、辅助和增压回路,通过仿真实验,取得非常好的效果。     

深海采矿扬矿管纵向振动的主动控制仿真研究

针对1 000 m海试采矿系统中扬矿管的纵向振动问题，采用基于线性二次型最优控制理论的主动控制方法来抑制振动。首先，建立了海洋环境下的扬矿管纵向运动方程，再推导得到LQG最优控制状态方程，然后运用Matlab编制模拟分析程序，仿真计算了泵和中间舱的纵向振动时间历程和主动控制所需控制力的最大值，结果表明该主动控制方法能有效地实现纵向振动抑制，减少幅度高达75％，所需控制力也符合1 000 m海试系统方案的设计要求。     

5000m扬矿管纵向振动研究

运用有限元的方法对深海采矿系统中的扬矿管进行了静力分析和动态分析,将５０００ｍ扬矿管等分成２０个两节点梁单元,应用等效线性化方法及结构对地震的反应原理建立了扬矿管纵向运动模型．采用ＡＤＩＮＡ有限元分析软件．通过研究在海水中不同海浪周期下扬矿管的振动特性可知：扬矿管的一阶纵向共振周期处于海洋中海浪通常出现的周期范围内;共振时扬矿管顶端与末端的纵向振动的相位差接近１８０°,产生轴向应力很大,给管子的设计和操作带来极大的影响．     

锰结核开采的气力提升参数研究

气力提升是大洋锰结核开采的主要扬矿方法之一。气力提升的工艺参数,如固,液两相的体积率,管道压力损失,注气深度,注气量,注气力,提升能力,提升浓度,提升效率和三相流型,对深海采矿气力提升系统的设计非常重要。     

Comparison of tripper-spreader combinations

ABSTRACT

In future, the volume of overburden to be dumped will further increase as mining operations have to go down to greater and greater depths in order to expose the mineral deposits to be extracted in open pit mining.

For this reason, the selection of the correct spreading system is becoming increasingly important. Thus, an optimal tripper-spreader combination has to be selected with regard to the actual dumping procedure and the geometry of the dump crosssection.

In order to guarantee economical mining of mineral deposits, despite the increasing costs of overburden removal, the machine system selected must also be examined with regard to its costs, operational safety and availability.

Because of the complexity of the subject matter and the limited size of this paper, this is a contribution only to give a brief overview of the machines more commonly combined as systems and to present their most significant features in terms of type, method of operation, mass and cost effectiveness.     

煤矿井下无轨胶轮车人员运输系统研究

为了提高煤矿井下人员运输效率,在对煤矿井下辅助运输系统分析的基础上,结合矿井的实际条件,设计了井下循环公交运人与采区内长距离顺槽胶轮车运人结合的新模式。方案实现了井下"半小时运人圈",创新了深井长距离运送人员的新模式。方案能有效保证人员运送的高效性与安全性,缩短工人上下班路途时间,降低体力的消耗,提高生产效率。     

烧结烟气中气态污染物的减排技术现状及展望

我国是矿产资源消耗大国,在保障工业化进程和城市化进程的推动过程中,能源消耗所产生的温室气体已造成严重的生态问题。我国于2021年对国际作出承诺,将于2060年实现碳中和,以高质量发展改变高耗能的粗放发展模式。我国能源消耗的主要来源是煤炭资源,在全球“碳中和”背景下,实现矿区碳中和已成为我国为实现我国社会主义新时代生态文明建设整体布局的一项重要途径。本文在分析了矿区开采引发的生态系统碳排放问题基础上,揭示了我国目前在矿区生态修复中存在的不足,并针对性的提出“树立固碳增汇意识,深化固碳机理研究”、“节约集约用地,降低碳排放当量”、“ 优化复垦技术,提升碳固存能力” 以及“创新矿区土地综合利用模式”等矿区碳中和的实现对策,为新时代碳中和背景下矿区生态修复工作指明方向,以期为我国实现“碳达峰、碳中和”提供必要借鉴。     

基于灰色关联分析的湖南省有色金属采选业碳排放驱动因素及影响研究

在中部省级行政区极力倡导低碳经济的前提下,湖南省有色金属采选业面临巨大的节能减排压力。运用灰色关联分析法,从经济发展、行业发展、能源消耗三方面研究湖南省2010～2017年有色金属采选业碳排放的影响因子,通过关联度比较,得出能源规模、有色金属采选业企业个数、能源强度、经济增速、第二产业占比和能源结构是湖南省有色金属采选业碳排放的关键影响因素,提出了采用清洁能源提高能耗比、减量增质以实现集约发展、改善企业发展环境、促进资源深加工等政策建议。     

建筑石料用灰岩矿绿色矿山建设研究

为加快转变矿业发展方式,更好地部署开展绿色矿山建设,分析了灰岩矿矿山地形地貌及开采现状。基于此,制定了绿色矿山建设指标,设计了绿色矿山主要建设工程,主要包括矿区环境建设工程、资源综合利用工程、节能减排工程、矿山环境保护与土地复垦工程以及数字化矿山工程等。研究实现了矿区整体环境整洁美观以及矿山石料加工厂生产线及传输带应全封闭,保证了资源合理开发、有效利用,淘汰了高能耗、高污染、低效率工艺和设备,确保能耗指标达到国家规定要求等目标。     

Geomechanical substantiation of the resource-saving alternatives of the induced block caving method

The paper focuses on the improvement of the ore blasting efficiency in rock masses under the natural, gravity-tectonic and technogenic stresses. The safe and resource-saving process proposed by the authors for the induced block caving in deep hard rock mining reduces consumption of commercial explosives due to the rock pressure energy in the blasting process.     

贵州矿业经济与环境保护协调发展研究

本文在论述贵州矿业对贵州社会经济发展具有重要支撑作用和对资源环境有较大破坏与污染的基础上,通过分析工业化与资源消费强度关系、环境库次涅茨曲线和对贵州矿业开发的经济环境承载力计算,得出目前贵州矿业对环境的影响形势堪忧的结论。结合贵州工业强省战略背景,提出了制定特殊税费政策,培育高新技术产业,延长矿业产业链,高效勘查开发,实施能矿一体化,加强绿色矿业建设等六个方面的矿业经济与环境保护协调发展的对策建议。     

云磷集团露天磷矿山采矿运输工艺研究

以云南磷化集团有限公司露天磷矿为工程背景,依据露天矿山具体的矿体赋存特征与开采技术条件,在参考国内外类似条件露天磷矿山采矿运输工艺的基础上,对其现有的采矿运输工艺进行了研究,并指出了矿山进入深部开采阶段后需要采用的新的采矿运输工艺。结果表明:1)随着油价、能耗、人工成本以及运输距离的持续增加,单一的汽车间断式运输工艺将逐步被淘汰,机械化、自动化程度更高的半连续、连续以及联合运输工艺是矿山进入深部开采阶段后必然选择的运输工艺。2)随着国家对环境保护要求的愈发严厉,电液驱动的双能源矿车与纯电动矿车是未来采矿运输设备的发展方向。3)采矿运输设备的大型化、数字化、智能化是未来的终极发展方向,也是现阶段采矿运输工艺优化的主要方向。相关结论可为国内外类似条件的露天磷矿山采矿运输工艺的选取与优化提供参考。