上向水平分层进路采矿法中转层方式的创新与探索

为提高现代矿山生产效率，在上向水平分层进路采矿法中对于转层方式进行了研究与探索，总结出三种高效的创新方式，应用于指导生产已经创造了一定的经济效益。     

深部破碎岩体巷道围岩控制技术研究

某金矿进入深部开采后,由于围岩破碎,巷道开挖后出现了明显的变形和破坏现象,难以满足其服务期间的稳定性要求。针对这一问题,采用现场调查、数值模拟和现场试验等手段开展了研究。首先,分析了巷道变形和破坏特征,认为该矿巷道破坏表现为两帮破坏,然后发展至顶板。其次,从充分利用深部破碎岩体自承能力的角度出发,提出了马蹄形巷道设计方案,并采用数值模拟的方法分别模拟了矩形巷道,直墙半圆拱巷道,直墙三心拱巷道和马蹄形巷道的开挖过程,结果显示当采用马蹄形巷道时,能够减小围岩应力松弛区的范围,改善围岩的受力条件,极大限度地抑制了围岩的变形和破坏。再次,给出了优化的马蹄形巷道支护方案,在传统只采用顶板锚杆的基础上增加两帮锚杆和穿带,其中,顶板锚杆间距 1.5 m,两帮锚杆间距 1.0 m,排距均为 1.0 m。最后,将得到的马蹄形巷道方案应用到该矿-900 m 分段联巷的工程实践当中,结果表明马蹄形巷道施工后围岩没有发生明显的变形和破坏,取得了较好的施工效果,保证了巷道的稳定性。通过本研究可以为该种类型的深部破碎岩体巷道的围岩控制技术提供参考和借鉴。     

基于无线网络的地下远程遥控起爆系统研究

为满足地下金属矿无人开采技术要求,攻克无人爆破关键技术,以基于无线网络的地下远程遥控起爆系统为研究对象,系统研究和分析了地下和地表起爆控制单元的软硬件及起爆控制流程、地下与地表起爆控制端的通讯实现方式、远程无线起爆网路安全加密技术以及系统安全性设计等.在保障安全的前提下,实现了地下远程遥控起爆要求,对于井下无人爆破技术...     

多采场开采应力扰动与衍生灾害评价指标研究

多采场开采下,重复应力扰动易产生衍生灾害.针对缺少评价协同开采效用和衍生灾害防控效用指标的问题,通过综合协同开采效用因子与衍生灾害防控效用因子,提出了协同开采指数的构建方法.以某金属矿山为工程背景,建立了不同采场参数的数值模型,计算了不同采场和矿柱尺寸协同开采指数,揭示了多采场开采过程中应力扰动影响规律及其衍生灾害效应.基于现场监测结果,验证了协同开采指数对多采场开采协同开采效用和衍生灾害防控效用评价的有效性,研究成果可为采场最优结构参数的确定提供参考.     

三山岛金矿高质量浓度充填料浆流动特性及管道阻力研究

三山岛金矿西岭矿区由于充填倍线高及料浆质量浓度高,导致料浆输送困难,通过开展流变、L管自流及半工业加压环管试验,对该矿高质量浓度充填料浆流动特性及管道输送阻力进行相关研究.研究结果表明:充填料浆在质量浓度为７４％~７６％,灰砂比为１∶４的条件下达到膏体状态;由 L管自流试验可知,随着料浆质量浓度的增加,料浆屈服应力、塑性黏度及流动阻力明显增加,输送倍线减小,而随着灰砂比的降低,料浆屈服应力降低、塑性黏度增加,但流动阻力降低,导致料浆流速增加,输送倍线增加;充填料浆沿管道的输送阻力与充填料浆屈服应力、塑性黏度、输送流速及输送管道直径有关;通过半工业加压环管试验,管道压力损失与灰砂比、质量浓度和泵送流速均呈正相关,在灰砂比为１∶４、料浆质量浓度为７６％且流速最大(１．５ m/s左右)时管道压力损失最大,直管压力损失为４．３２４Pa/m.     

三山岛金矿井下无人开采区域中深孔落矿嗣后充填连续采矿工艺设计

为了建成国内首个井下无人采矿示范区,在三山岛金矿西山矿区选取-630 m中段至-645 m中段作为试验采场.通过工程地质调查,结合矿床地质、工程地质与岩石力学基础资料以及无人采矿设备的应用,提出采用下向中深孔落矿嗣后充填连续采矿法.该采场方法的各个开采中段与主斜坡道相通,设备可在各个中段之间按照开采计划进行调度;中段通...     

地下金属矿山采矿成本预测模型

为了解决现代矿山采矿成本的核心构成发生变化、成本管控难度增加等问题，深入剖析了采矿成本的关键影响因素，基于PCA BP神经网络构建了成本预测模型，形成了适用于现代矿山的成本核算方法。针对机械化开采、开采深度增加、工况条件差异所带来的采矿成本变化，分析了现代矿山企业采矿作业成本的构成特点，以此为基础运用作业成本法精细化核算各个采矿作业单元的成本费用。总结成本变化规律发现，采矿成本主要受到采场作业空间大小、温度、深度、运输距离以及工人工作效率、工人工作经验、设备铲运效率、设备服务年限、燃油消耗率、油料消耗率10个关键因素影响，在采用主成分分析法对影响因素进行降维后，提取主成分作为成本预测变量，运用PCA BP神经网络构建了成本预测模型。采用山东某地下金属矿山的成本数据对该模型进行了训练和验证，预测值与实际值的平均相对误差为3.80%。研究表明：所建模型的预测结果可靠、精度满足要求，可以为现代矿山企业作业成本控制、成本计划制定提供依据。     

U型钢支架与木棚联合支护工艺在焦家金矿的应用

针对焦家金矿原有支护方式存在的安全隐患及成本较高的问题,采用新型U型钢支架与木棚联合支护工艺,并在-230 m中段71108采场进行了验证分析。结果表明,U型钢支架与木棚联合支护在力学方面具有优势,其稳固程度远高于木棚支护,该支护方法降低了采场的危险性,使顶板相对稳固,提高了作业人员凿岩的安全系数,对于采场顶层回采（顶板为不稳固充填体）以及较破碎围岩的巷道开拓、进路回采施工作业都有着不可替代的作用。同时,该工艺节约了木材消耗,其U型钢可以重复利用,创造了较好的经济效益。     

基于大数据分析的矿山备件采购预测模型

为了解决传统矿山备件采购过度依赖人为经验、采购策略单一等问题,借助大数据分析技术实现备件采购策略优化与智能决策。在对矿山企业备件采购流程进行梳理的基础上,运用大数据分析技术构建了以“备件智能分类—备件消耗预测”为核心框架的矿山备件采购预测模型,形成了用于指导矿山企业备件采购的决策方法。将传统ABC分类法在属性分类上加以扩展,分别选取采购价格、消耗速度、采购周期作为备件的分类维度,并利用K-means算法对备件进行智能化分类。针对不同类别备件的采购特征,构建了Prophet-LSTM备件消耗组合预测模型,根据预测结果确定合理的备件采购数量与采购周期,实现矿山备件智能化采购。以山东某黄金地下矿山的备件数据为基础进行了模型验证,结果表明:应用备件采购预测模型制定采购计划,有效提升了矿山企业备件管理水平和科学采购能力。     

极破碎不稳固难采矿体悬臂式掘进机机械落矿试验研究

针对极破碎矿体开采遇到的成本高、效率低、安全风险大等问题,提出了悬臂式掘进机落矿代替传统钻爆法落矿的技术方案,并对该技术开展了现场工业试验。试验期间对悬臂式掘进机采矿效率、生产能力、技术指标及经济指标进行详细测试与分析。试验结果证明,该技术可以有效解决极破碎矿体开采过程中遇到的生产难题,并为未来深地资源提供有效的解决方案和技术支撑。研究成果具有重要的实用价值和意义。