金属矿地下开采工艺动态可视化仿真系统框架及实现方法

对金属矿地下开采工艺流程进行了分析,运用系统分析方法与面向对象的设计理念,构建了金属矿地下开采工艺动态可视化仿真系统。阐述了系统功能,建立了系统框架,包括采矿工艺模型与设计、调度、执行和显示控制4个模块。在此基础上,提出了构建该系统的5项关键技术。最后以下向分层胶结充填开采工艺为例描述了仿真系统内部的模拟过程和数据流程,说明了构建金属矿地下开采工艺动态可视化系统的可行性。     

苏联地下铁矿矿石运输过程的强化

开采地下金属矿床时,矿石的运输过程包括下列工序:出矿、装矿、运搬、运输及提升。加速苏联铁矿床地下开采的途径之一是改进矿石运输过程的工艺系统,这是因为矿石由工作面运到地表需要花费大量工人工     

我国地下金属矿山采矿技术现状和发展趋势

介绍了"十·五"期间我国地下金属矿山采矿技术在大间距集中化无底柱高效开采工艺技术、地下金属矿山元废开采技术、矿山废弃空间处理与处置矿山废弃物综合技术、地下金属矿山地压监测与控制技术、露天转地下开采平稳过渡及联合开采技术、地下金属矿山联合采矿技术、地下矿山缓倾斜薄到中厚矿体开采技术、地下贵重金属矿山开采技术等领域的研究现状和取得的研究成果.分析了国内采矿技术的发展趋势,提出了我国今后采矿技术的研究方向.     

基于虚拟仿真技术的金属矿开采仿真教学系统设计与构建

地下金属矿开采系统复杂,环境空间立体感强,采用传统的教学模式和方法缺乏真实感和互动感。为了提升教学水平和效果,基于虚拟仿真(Virtual Reality,VR)技术,设计并构建了金属矿开采仿真系统,建立了矿山开采系统的3D可视化模型。借助透明化矿区构建技术,实现了矿山井上、井下的地形地貌、地层、开采环境、设备、数据监测监控的透明化建设。采用交互沉浸式方法,仿真设计了矿山环境、工业广场、生产系统、采矿工艺等各个环节,使学员无需到达实际矿井便可体验逼真的生产场景。通过仿真实践操作系统与VR手柄、数据手套、跑步机等外围设备的连接,以人机交互方式进入虚拟场景,体验采矿过程和操控机械设备。金属矿开采仿真教学系统的建立,不仅减少了教师、学员和技术人员的工作量,降低了现场认知实习的安全风险,而且提高了教学效果和管理水平,节约了教学培训成本。     

冶金矿山采矿技术的发展趋势及科技发展战略

从露天矿、地下矿采矿设备,露天矿、地下矿采矿工艺,无废开采技术,数字化、智能化、无人化采矿等方面分析了国内外采矿技术的发展现状和趋势,提出了研究提高露天矿开采强度,完善无底柱崩落法,探索露天转地下开采技术,加强复杂难采矿床开采技术研究,建设数字矿山和生态矿山的矿产资源高效开采的发展模式,将对我国冶金矿产资源的开发产生积极的推动作用。     

三山岛金矿连续规模化智能开采工艺研究及应用

过去的数十年,地下金属矿山采矿方法在崩落、空场和充填三大类的基础上,通过不断地改进和完善,形成了各种各样的采矿工艺,为我国地下金属矿山安全高效回采提供了设计依据。但当前开采工艺仍存在着开拓、采切工艺复杂,安全性差,生产能力小等突出问题,制约了资源安全高效开发。结合矿山生产实践,阐述了地下金属矿山生产模式及开采工艺演化过程,以三山岛金矿无人采矿示范区为工程背景,研发了连续规模化智能开采工艺,即采用连续分段空场嗣后充填采矿法对矿石进行回采,从开采工序连续性、地压调控及时性、采矿设备适配性三方面设计了开拓方案、采矿工艺及铲装运输环节,可为具有类似条件的矿山生产设计提供参考。     

《世界采矿快报》理事会成员介绍──古德生

古德生，1937年10月生，广东梅县人。1960年毕业于中南工业大学（原中南矿冶学院）资源开发工程系。中南工业大学资源开发工程系教授，博士导师，湖南省政协委员，湖南省发明协会理事，《西部探矿工程》杂志总顾问，《有色金属》、《矿冶工程》杂志编委。古德生教授长期从事采矿工程的教学和科研工作。专长振动出矿技术及采矿连续工艺技术与装备。创立振动出矿原理，在矿床连续开采理论及金属矿山连续开采设备、工艺和系统的研究方面，取得重大成果。主持和参与的“地下金属矿连续开采工艺技术与装备研究”获1992年国家科技进步一等奖；“颠…     

克里沃罗格矿区露天和地下生产能力的共同利用

近年来，在克里沃罗格矿区，各矿山开采条件恶化，农业用地征用价格大大提高，能源价格上涨，而随着开采深度增加能源消耗量不断增加。因此必须寻求新的工艺方法，以保证在上述条件下矿冶原料的生产达到较高的水平。俄罗斯金属矿科学研究所拟定了露天坑深部矿量用具有地下开采结构特点的露天法开采工艺（露天转地下开采过渡期新开采工艺）。这种工艺不需要在开采过程中扩大露天边坡，采矿所产生的少量废石可存放在采空区。目前各采选联合公司露天矿的剥离旦大大减少，这有利于上述工艺的推广，同时也显示出了该采矿工艺对环境不利影响明显减…     

黑山铁矿边帮残矿联合开采实践

边帮矿体开采是黑山铁矿露天转地下开采持续生产的接续环节。其开采规模要考虑矿山现有实际状况、边帮矿体可能达到的生产规模、经济合理的开拓方式、服务年限和转地下开采基建时间等,以保证地下基建工程完成后顺利转入地下开采,确保矿山持续生产。     

朱兰铁矿露天转地下协同开采方案探索

我国大部分露天铁矿山正在陆续或己经转入地下开采,在露天转地下开采的过渡期,矿山产量衔接困难致使出现减产或停产过渡现象,严重制约矿山企业的发展。以攀枝花铁矿为研究对象,提出分区开采、协同开采的露天转地下开采方式,论述了露天转地下协同回采顺序、协同开拓运输系统、协同安全防护、协同形成覆盖层等理论方法,充分发挥露天与地下开采的工艺优势,提高过渡期矿石产量,实现露天转地下的平稳过渡。     

基于多目标0-1规划的采掘作业计划优化

为了满足矿山精细化管理的要求,实现生产的安全性和高效性目标,针对地下金属矿山传统计划编制时存在主观性强、实时性差、效率低、误差大以及难以求得全局最优解的弊端,以采掘车间月出矿量、月出矿平均品位、月生产利润为目标,以采场地质条件、车间生产能力、生产任务以及生产原则为约束,构建基于多目标0-1规划的采掘车间作业计划优化模型。模型采用理想点法对目标函数进行降维,决策变量为二维0-1变量,从空间和时间2个维度描述了采掘车间的生产决策状态,简化了模型的求解过程,在LINGO求解器中编写模型语言进行求解,进而得到计划周期内的最优排产方案。以某地下黄金矿山车间作业计划编制为应用案例,解算出某月采场开采的最优时序方案,并用甘特图进行直观展示。结果表明:该模型适用于地下金属矿山采掘作业计划编制,克服了手工编制方法的弊端,保证了采掘车间生产指标的动态平衡,有利于提高矿山的经济效益。     

注浆工艺在间柱回采中的应用

有色金属地下矿山开采中,通常采用留取矿柱(间柱)的地压管理方式,导致矿产资源的损失。在矿柱(间柱)回采前引入注浆工艺,改善了作业环境和安全条件,提高了资源的回收率。这一工艺对间柱矿量大、矿岩稳固性较差、空区暴露面积和跨距大且无胶结充填系统的地下矿山,具有较强的指导意义。     

地下开采岩体移动对矿区建筑物安全影响研究

针对金属矿地下开采引起的岩体移动问题，根据弹性力学理论建立了地表移动预测分析的三维理论模型，并用于鲁中铁矿地下开采引起的地表移动预测分析。在分析过程中，采用Matlab软件进行数值积分计算和图形绘制。通过工程实例计算分析表明，计算所获理论结果和实测数据基本一致。可见，所建立的数学模型满足工程精度要求，适用于研究分析金属矿体地下开采引起岩体移动变形以及地表建筑物安全评价。     

我国金属矿采矿技术回顾与展望

讨论了我国金属矿山主要采矿方法的特点、应用情况、得到的改进及应用前景，针对现有的技术基础以及我国经济发展对金属资源的需求趋势，对未来矿山的发展进行了展望，重点提出了数字矿山、人工智能等发展方向，及进行露天开采运输系统优化和地下开采露天化几种可行性的设想，为我国采矿工作研究者提出了几种新的课题。     

眼前山铁矿地表水控制方法与措施研究

受复杂地形地貌特征与水文地质条件影响,眼前山铁矿井下开采过程中的水害问题尤为突出。特殊的地形地貌特征决定了露天采场是地表水的汇聚点,若不能有效地治理地表水,来自周围山体的地表水将汇入露天矿坑,并经矿坑渗入地下采场,从而造成严重水害。为降低井下开采中的水害风险,确保生产安全,本文根据眼前山矿区的水文地质特征,研究了铁矿开采影响下地表水径流规律,预测了地表水径流量,计算了露天采场坑底正常日汇水量与最大日汇水量,并采用数值模拟方法确定了井工开采过程中地表沉陷区边界,优化了矿区地表防排水方法,提出了有效的地表水控制措施,为眼前山铁矿地表水控制与露天矿坑防水工程设计提供依据。     

岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用

介绍了现代岩石力学的核心内容和本质特征及其在金属矿山采矿工程中的应用,包括矿山地应力场测量,地下矿山采矿设计优化,大型深凹露天矿边坡设计优化和深部开采动力灾害预测与防治;以新城金矿为实例,介绍了金属矿山地应力的规律性及地下矿山采矿设计优化方法;结合地应力的特点,介绍了边坡优化设计方法;结合山东玲珑金矿的实例,介绍了深部岩爆预测研究成果。     

徐州铁矿集团有限公司资源开发利用实践

徐州铁矿集团有限公司是1家老矿山企业.该矿经过几十年的开采,地下矿产资源逐年减少;通过切实加强矿山地质工作,寻找新的矿源,延长了矿山服务年限;另外在采选等方面就如何有效地合理利用与开发矿产资源,积极采用了矿山生产的新方法新技术.主要论述了在加强矿山地质工作、合理开发利用矿产资源等方面采取的方法:加强井下生产勘探,采用不同的勘探手段,圈定矿体产状形态,为采矿提供可靠的地质依据.并简要叙述了该矿在采矿方面选择合理采矿方法,提高采矿回收率;选矿方面利用新技术、新工艺提高金属回收率及在矿山环境保护和地质环境治理方面的做法.这些实效做法值得具有类似条件并面临资源枯竭的老矿山企业学习与借鉴.     

小型石灰石矿地下开采采矿方法的改进

为改进小型石灰石矿地下开采采矿方法,结合新罗矿区22个石灰石地下矿山实际情况,进行了石灰石地下开采采矿方法选择的影响分析。基于新罗矿区小型石灰石地下矿山现状和存在问题,研究分析了如何改进小型石灰石地下矿山的采矿方法。得出结论：只采矿房不回收矿柱,实行一步骤回采,采用矿柱永久支撑法处理空区,是小型石灰石地下矿山很合适的空区处理方法;原采空区应采用“避开”或人工砌筑假柱完善矿柱支撑体系进行处理;改房柱法为留矿法进行采矿,能提高小型石灰石地下矿山回采率,使回采率从30%以内提高到40%~55%。     

地下难采矿体回采工艺系统可靠性研究

基于地下难采矿体的回采工艺系统,采用系统工程分析方法,分析影响地下回采系统可靠性的各个环节,并结合实际情况,确定采矿系统是由多个环节串联而成。在此基础上运用马尔可夫过程建立回采工艺系统的可靠性数学模型,并确定其可靠性指标,通过计算分析研究系统的可靠性。运用Monte-Carlo数值模拟法代替传统方法计算故障率、修复率,一定程度上提高了计算结果的精度。结果表明：马尔科夫过程与Monte-Carlo模拟方法在一定程度上提高了地下难采矿体回采工艺系统可靠性的评价水平,这对矿体在回采方案设计、加强安全管理、提高回采效率、有效预防事故等方面有理论指导作用。     

建国以来我国金属矿采矿技术的进展与未来展望

在国庆５０周年到来之际,谨对我国金属矿山在露天开采,地下开采等方面的主要进展进行了回顾,并探讨了２１世纪我国金属矿采矿技术的主要发展方向。