“水量平衡分析”的露天煤矿水资源综合利用途径

为有效解决我国北方矿区煤-水资源逆向分布和矿井水回用率低等问题，以神华某露天煤矿为例，基于“水量平衡分析”的方法，提出了水资源综合利用途径。通过分析矿区水资源利用现状与存在的问题，重点探讨矿坑污水处理厂水量变化规律，重构矿区水量平衡图，最终确定矿区水资源综合利用途径。结果表明：1）近三年矿坑涌水量、污水厂处理水量和回用水量均逐年降低，水资源利用率低；2）基于矿区污水处理厂处理水量变化分析，发现该矿区2016年到2018年的矿坑污水量主要受季节的影响较大；3）该矿区水资源在不同季节的回用方向和回用量也不同；4）综合考虑了时间和空间因素，确定了水资源综合利用技术，结合矿区实际用水需求，重构了水量平衡图，将采暖季与非采暖季的矿坑水资源利用率提高到89.9%与70.1%，促进了矿区的可持续发展，最终可实现煤-水资源的和谐共生。     

露天矿铲装作业点压风射流驱雾数值模拟研究

基于露天矿开放空间流场特征提出采用人工干扰作业点流场的驱雾技术,考虑铲装作业点浓雾形成过程、射流扰动特点及雾与流场的相互作用,建立合理的数学模型,对射流驱雾流场特点进行数值模拟研究。模拟研究发现：相同的强浓雾涌出时间,铲装点位置采用压风射流驱雾技术明显比不采用时雾浓度低;随着强浓雾的持续涌出,压风射流对雾浓度的影响先增大后减小,快速射流与雾颗粒发生动量交换,压风射流干扰区域雾颗粒运移速度增大;射流携带雾颗粒沿着压风射流方向运移,电铲前方水平方向上射流场携带雾粒向电铲的两侧发生运移,靠近煤壁气流沿垂直方向上升,从而明显降低了电铲前方的雾场浓度,提高电铲司机作业视线。     

露天矿电铲智能引导系统开发及应用

针对我国矿山企业电铲运行生产的实际,设计了露天矿山电铲智能引导系统,利用定位定向传感器,实时采集电铲的工作参数,进行保存及展示,实时了解电铲的工作状态,及时对电铲进行合理调度,使电铲能够精确完成工作,提升工作效率.结果表明:在案例应用和实际作业中,施工精细化水平和工作标准整体效果明显.     

基于三元DEM的露天煤矿封闭壳状包络体素建模研究

传统地质模型受自身结构性质和布尔运算效率的局限,限制了采矿模型的生成,无法满足露天矿大规模物料规划问题的需求。针对上述问题,对开采体块段模型及采矿模型进行了定义,并提出了一种基于三元DEM的露天煤矿封闭壳状包络体素快速建模方法,即煤岩模型的顶面、底面和侧面DEM建模,三元DEM经固化后即可生成煤岩体对应的封闭壳状包络体素模型。该模型介于实体模型和块体模型之间,能够保障算量精度,同时具有较高的布尔运算效率,可以现实定点、定向的尺寸和结构剖切,在传统算量地模的基础上,通过特定的结构定义,丰富剥采程序和工艺参数等技术指标属性,定制专属的采矿模型,更好地服务于露天矿物料流规划、采剥生产计划动态优化等问题。     

矿用电缆单相接地故障行波特性及测距方法研究

为提高矿用电缆测距准确度，提出一种利用缆芯与屏蔽层间注入行波的故障测距方法。首先，介绍电缆的多层结构并分析了电缆发生接地故障时的过渡电阻分布情况；然后，分析入射脉冲的行波电磁特性，并进行验证；其次，基于入射脉冲的电磁特性分析行波的折反射系数，探究两种不同脉冲注入方式下反射脉冲的幅值特性，提出基于电缆屏蔽层的故障测距方法，并在PSCAD/EMTDC仿真平台对方法的有效性和正确性进行验证。结果表明，采用缆芯-屏蔽层的行波注入方式测得的反射脉冲幅值更大，反射脉冲识别和故障测距准确性更高。     

世界露天煤矿发展综述

采用定性和定量相结合的方法比较分析了世界主要露天采煤国家在露天煤炭资源分布、生产现状、开采技术、装备发展和环境保护等方面的特点及其经验。结果表明，国外优先发展露天开采，露天煤矿向大型化、集约化、高效化发展，露天煤炭开采工艺呈现连续化、综合化特征，开采装备向大型化、智能化、电动化和节能环保方向发展，在资源开发同时，坚持以“恢复原有生态功能”为原则进行采后土地生态功能的恢复。我国露天煤炭产量已超过世界其他任何一个国家的煤炭总产量，且露天煤矿生态环境保护经历了跟跑、追赶和超越3个阶段。展望未来，我国露天煤矿应进一步扩大产量规模和开采集中度，重点发展自移式半连续开采工艺，提高国产设备使用规模，推进露天开采与生态重建一体化，提高生态建设效果和质量。     

露天煤矿智能综合管控平台应用研究

针对露天煤矿各系统数据分散、无法充分结合露天煤矿GIS“一张图”数据融合展示和风险实时分析等问题，国能宝日希勒能源有限公司(以下简称“宝日希勒露天煤矿”)结合自身信息化系统建设情况，构建了基于“云-边-端”的智能综合管控平台，介绍了该综合管控平台的总体架构，详细阐述了数据采集与存储、二三维一体化、风险监测预警技术等关键技术。通过在宝日希勒露天煤矿实际应用表明，该平台能够实现露天煤矿多维数据的综合查询和多维展示，提升了矿山各类系统异常数据的处置能力、综合风险分析能力和露天煤矿生产效率，对其他露天煤矿智能综合管控平台的建设有一定借鉴。     

澳大利亚露天煤矿发展研究

为借鉴先进产煤国家经验，推进我国露天煤矿高质量发展，通过研究分析澳大利亚60年来露天煤矿的发展历程，采用定量研究和定性分析相结合的方法，研究分析了澳大利亚露天煤炭资源分布、露天煤矿生产现状和生产结构、开采技术和装备应用、生态环境保护等方面的规律、特点和经验。研究表明，澳大利亚充分发挥了露天开采生产规模大、劳动效率高、煤炭供应有保证等优势，优先发展露天开采，开采工艺以无运输倒堆工艺和间断式开采工艺为主，开采装备向大型化和智能化发展；露天煤矿向大型化和集约化发展，大型露天煤矿智能化发展进入规模化应用阶段；生态环境保护的原则是恢复到扰动之前的状态。基于此，中国可借鉴澳大利亚在煤炭资源条件适宜的地区持续扩大露天煤矿生产规模的做法，进一步扩大露天煤矿产量和开采集中度，重点发展半连续开采工艺，将生态环境保护要求贯穿于露天煤炭开采的全过程，实现露天煤矿开采的良性循环。     

露天矿矿坑涌水水质特征分析与处理工艺优化研究

针对宝日希勒露天煤矿矿坑涌水中细颗粒物难去除、混凝剂投加量大的问题，开展了矿坑涌水水质特征分析与处理工艺优化研究。通过分析矿坑涌水的悬浮物颗粒粒径、ζ电位和PAC/APAM配比对混凝沉淀效果的影响，提出一种经济有效的矿井水处理新工艺——磁混凝分离技术。研究结果表明：矿坑涌水中悬浮颗粒物平均浊度高(1 794 NTU),细颗粒物(粒径≤10μm)占比大(85%),且ζ电位高，导致混凝沉淀的效果不佳；2号矿坑污水处理厂的PAC投加量约为200 mg/L,远超正常投加量(20～60 mg/L),需要进一步优化；采用“初沉+混凝+磁分离+过滤”的处理工艺，可提高细颗粒物的去除率，同时减少混凝剂投加量，理论估计处理系统运行成本为0.415元/m³,可实现经济效益为106.76万元/a。