某多层复杂矿床开采优化的三维地质建模

基于3D Mine软件平台,以优化矿床开采设计和开采工艺为目的,针对上横山矾矿区多层复杂矿床的条件,建立了详细的矿区地质数据库,构建出矿区地质实体模型和块体模型,实现了矿床地质条件的三维可视化;运用距离幂次反比法对矿区V₂O₅品位分布进行了精确的估值和分析,使资源储量得以实时动态评估。所建立的矿区三维地质模型形象、准确,可作为开采优化的研究基础。     

溜井底部放矿漏斗角对矿石流动性的影响研究

为研究溜井底部放矿漏斗角对矿石流动性的影响,以金山店铁矿-480~-410 m段主溜井为工程背景,采用PFC2D离散元软件对放矿漏斗角分别为45°、50°、55°、60°、65°的主溜井放矿过程进行数值模拟。为定量描述不同放矿漏斗角下矿石流动性之间的差异,定义矿石质量流率比为矿石流动性评价指标,分析各放矿漏斗角下的矿石流动性特征,揭示放矿漏斗角对矿石流动性的影响机理。构建溜井放矿相似试验平台,进行溜井放矿相似模拟试验,计算矿石的质量流率比,并将其与数值模拟结果进行对比分析。研究结果表明：当放矿漏斗角为60°时,矿石质量流率比最大,矿石流动性最好;相似试验与数值模拟所得矿石质量流率比的变化趋势基本相同,相似试验结果能对数值模拟结果进行验证。     

含钒页岩矿床开采导水裂隙带发育高度研究

对上横山多层含钒页岩矿床开采进行了离散元数值模拟,通过曲线估计得到了导水裂隙带高度随开采深度、矿体倾角、分段高度和开采厚度4个影响因素变化的发育曲线;设计了4因素3水平数值模拟正交试验,通过对正交试验结果的极差分析确定了各因素对导水裂隙带发育高度的影响程度依次为矿体倾角>分段高度>开采厚度>开采深度;对比分析表明在试验水平内将导水裂隙带发育高度计算经验公式应用于多层含钒页岩矿床开采导水裂隙带发育高度的计算中缺乏合理性;将极差作为各单因素对导水裂隙带发育高度影响的权重,结合曲线估计结果建立了多因素变化的导水裂隙带发育高度的预测函数。     

基于3DMine的多层缓倾斜矿床阶段高度方案优选

矿床开采阶段高度的优选研究是直接关系到矿山生产安全可靠性和经营效益的课题之一。以某多层缓倾斜矿床开拓系统为基础,首先利用3DMine矿业工程软件的三维可视化技术,构建了矿床开拓系统三维模型,实现了复杂多层矿床地下开采工程的三维可视化;其次,在常用的CAD工程设计基础上,建立了中段开拓工程多维可视、可采矿量计算、工程量核算等功能的阶段开拓工程实体模型,并展示了模型的动态剖面和透明显示效果;最后选用阶段单位掘进量最小的阶段高度优化方法,对研究矿床4个备选方案进行了优化选择。优选方案与矿山实际基本一致,验证了三维可视化的阶段高度优选方法合理可行。     

设备检修高危作业项目分级管理探讨

设备检修是一项复杂的系统工程。本文从设备检修高危作业项目分类及定义、分级界定以及管理流程等方面对设备检修高危作业项目的分级管理进行了阐述。要求规范设备检修企业的管理行为,减少各种事故的发生。     

母体行业发展视域下矿业工程研究生培养

结合矿业工程学科母体行业发展现状,分析硕士研究生培养现状及特征,探讨完善研究生培养对策。随着矿业工程行业的发展,对资源综合利用重视持续提升,行业融合持续加速,产业市场革新持续增强,技术经济转型持续加快,影响了母体行业特别是采矿业等行业对人才的需求。新形势下研究生培养与教育,应更关注学科行(专)业特色与母体行业产学研协同发展,在健全学科专业人才培养质量保障体系的同时,构建基于不同需求层次的多维度协同培育体系,提升研究生核心竞争力。     

基于正态白化权函数的灰评估岩爆预测模型

准确预测岩爆等级是保证地下工程安全的重要内容之一。统计国内外400多起典型岩爆案例,选取岩石单轴抗压强度与抗拉强度比σc/σt、切向应力与岩石单轴抗压强度比σ/σc、弹性变形能指数WET和岩石完整性系数Kv等4个岩爆评价指标数据进行分析,得出同一等级岩爆的指标值呈现正态分布,并依据岩爆烈度分级标准,提出了一种正态白化权函数代替传统三角白化权函数;分别运用专家调查法与熵权法得到岩爆评价指标的主、客观权重,并引入基于理想点的组合赋权法,将组合得到的综合权重与正态白化权函数结合构成岩爆预测的灰评估模型;选取国内外20组典型岩爆工程实例对模型进行检验,结果表明:建立的正态白化权函数灰色评估模型与传统的三角白化权函数灰色聚类法、未确知测度法相比,其判别结果与实际情况更加吻合,预测精度更高;将模型应用于宜昌苏家坡磷矿的实际工程中,预测结果与实际相同。因此,研究方法既为灰色聚类法理论提供了新的思路,又为岩爆准确预测提供了一条可行的方法。     

乌龙泉矿产能预测及对策研究

针对乌龙泉矿产能预测需求,结合矿山现有资源赋存情况特点和开采技术条件现状,采用基于相对误差值Δ的大小和非紧邻均值生成算法的灰色预测方法,建立矿山石灰石的产能预测模型;该模型有效地减小了异常数据的不利影响,较好地反映了该矿产能变化趋势,预测值平均误差率不高于5%。采用该产能预测模型对乌龙泉矿2016—2020年的石灰石产量进行预测分析,并结合矿山矿床地质品位分布、设备配置及使用情况和采场开采条件日趋改善的可能性,综合确定该矿5 a石灰石平均年产量为81.7万t,进而制定矿山外购石灰石产品的策略和保证矿山产能的具体措施。     

基于多变量自优化动态神经网络的“阶跃型”滑坡变形预测

传统累计变形预测方法在曲线结构分解和表征模型选择上具有多样性,由此引起了工作量大、预测精度低以及预测方法适用对象较局限等问题,为此考虑降雨量、库水位、库水位变化对滑坡累计变形的影响,基于非线性自回归模型建立了多变量自优化动态神经网络,并将其应用在三峡库区典型的“阶跃型”滑坡——白家包滑坡累计位移预测中。通过对滑坡变形累计曲线时间序列的分析,采用神经网络方法对全曲线模型进行求解,形成了非线性自回归神经网络模型,利用多种群遗传算法对神经网络的参数和结构进行优化训练,并将适应度函数均方误差作为预测模型误差偏离标准。结果表明:所提出的自优化动态神经网络对滑坡多个测点的累计位移拟合精度高,误差可控制在1%左右,预测过程减少了主观因素引起的误差,考虑了滑坡发展过程的动态性,可为“阶跃型”滑坡累计位移的实时预测提供参考。     

缓倾斜薄——中厚矿床浅孔落矿对围岩爆破损伤的数值模拟研究

浅孔落矿爆破损伤直接影响到回采的损失贫化率和采场安全。采用ANSYS/LS-DYNA三维非线性动力有限元软件,研究矿山回采浅孔爆破落矿时炮眼沿矿体走向和垂直矿体走向布置的2种爆破方案。模拟研究浅孔落矿不同时刻围岩的有效应力云图和矿柱、顶板不同位置监测点的有效应力时程曲线,并引入爆破荷载下岩石Von Mises屈服准则,分析了顶板、矿柱的损伤范围和破坏范围。研究结果表明:在控制装药量和炮孔数量一定的情况下,当炮孔沿矿体走向方向布置时,爆炸动荷载对矿柱的损伤范围在距离矿房侧帮5 m,爆炸动荷载对矿柱的破坏范围在距离矿房侧帮2~3 m。当炮孔垂直矿体走向方向布置时,爆炸动荷载对矿柱的损伤范围在距离矿房侧帮4~5 m,爆炸动荷载不会对矿柱产生破坏作用;两种爆破方式对顶板的损伤范围在1~1.5 m,对顶板不会产生破坏作用。爆破数值模拟能在时间和空间上反映爆炸应力特征,为寻求最优的爆破施工方案提供了可靠的依据。