中国矿山工程

摘要:深部安全高效开采是我国金属矿产资源开发面临的迫切问题。尽管近些年来我国深部金属资源开采技术进步很快，但由于起步较晚，相比矿业发达国家仍存在一定差距。本文通过对国内外深部金属厚大矿体开采工艺和技术现状的全面调研，总结了我国深部厚大矿体开采的特点，介绍了国际上深部厚大矿体开采案例，详细阐述了国内深部厚大矿体充填法开采实践，以期创新形成以安全保障为前提、绿色低碳为要求的千米以深千万吨级金属矿开采新模式，为我国正在面临深部厚大矿体开采的矿山提供指导和借鉴。

摘要:本文以郭屯煤矿113上01综采工作面为研究对象，通过数值模拟与工程实践相结合的方法，研究深部开采矿井采煤工作面过老巷技术。基于FLAC3D数值模拟分析发现，未处理老巷在工作面推进至距其10m时，煤柱应力峰值达131.2MPa，塑性区扩展至16m，导致顶板冒落风险显著；采用水灰比6∶1的EW-1型无机充填材料充填老巷后，塑性区扩展范围大幅缩小，围岩稳定性显著提升。结合顶板注浆加固与开采工程质量管控措施，现场实践表明，工作面过老巷期间顶板完整，未发生冒顶事故，支架阻力平稳，验证了过老巷技术的有效性。本研究为深部矿井工作面安全过老巷提供了技术参考。

摘要:本研究旨在探究长径比对煤样动态力学性能的影响，采用矩形子弹以3.107~7.108ms-1范围内不同冲击速度，对四种长径比（0.5、1、1.5、2）的圆柱体原煤试件进行加载破坏试验，研究了煤试件的长度对其动态力学性能的实验测试的影响。研究结果表明：①由于煤试样自身所含层理分布不均和应变率效应共同作用，较高冲击速度条件下的应变率时程曲线均表现出两种典型形态：一种是恒应变率平台整体变化平缓，另一种是恒应变率平台后部分出现明显波动；②不同长径比试样均表现出明显的应变率效应，长径比从0.5到2，获得的应力应变曲线形态由“尖峰”型、多形态、“山丘”型到多形态之间变化，表现出弹性、塑性变形的不同作用过程；③考虑煤的层理结构和SHPB测试原理，过长和过短的试样都不适合用来研究煤冲击动态应力破坏特征，四种试样中L=50mm最佳，其次是L=75mm。

摘要:潘家田铁矿将由露天转入地下开采，为更好的进行井巷工程开采设计，解决深部矿体开采时可能存在的岩爆风险，采用水压致裂法进行原岩应力测试，并结合岩石力学参数运用能量积聚模拟进行岩爆倾向性预测。在DH02孔和混合井勘探孔进行地应力测量,进行了19段的测试，2次印模试验。实测表明：矿区的原地应力以水平应力为主，DH02孔的最大水平主应力值为7.52~17.86MPa；混合井勘探孔最大水平主应力值为7.08~15.8MPa；最大水平主应力方向为近NW向。结果表明：矿区深部为无岩爆，适宜地下巷道施工。地应力测量可为潘家田铁矿深部巷道布置和巷道支护设计提供科学依据。

摘要:通过对潘家田铁矿矿体形态、岩体构造、完整矿岩强度及原岩应力状态等影响矿岩可崩性的因素展开论述，探讨潘家田铁矿矿体的可崩性。采用MRMR指标分类方法对潘家田铁矿工业矿体和低品位矿体进行质量分析评价，得到其工业矿体的MRMR值为43，其可崩性为中等可崩，低品位矿体的MRMR值为57，其可崩性为中等可崩。运用Laubscher崩落图表法进行可崩性评价，得到工业矿体的水力半径为11~20m，低品位矿体水力半径为18~29.5m，水力半径值都较小。通过对潘家田铁矿矿体可崩性研究，得知其采用自然崩落法进行开采是可行的。

摘要:本文围绕金属非金属矿山智能化建设需求，构建了一套涵盖生产工艺全流程的智能化水平动态评估体系。通过文献研究、行业调研，并参考相关行业智能化建设经验，提出基于“生产流程智能化”“安全管控效能”“数据融合能力”“管理创新水平”四大维度的评估模型，指标层细化至18项量化指标，采用层次分析法（AHP）与熵权法组合赋权，通过线性加权法计算综合权重实现量化评估。研究结果表明，该体系可有效反映矿山智能化建设的薄弱环节，能够全面、客观反映矿山智能化建设水平，为矿山企业提供分级改进建议，助力行业智能化高质量发展，并为行业政策制定提供参考。

摘要:针对传统露天矿山存在的信息孤岛、数据整合困难、信息流动性差及管理粗放等问题，导致其信息化、可视化和智能化综合管控能力薄弱，本研究提出并实践了基于实景三维与人工智能技术的矿山综合智慧管理系统。该系统创新性地融合实景三维建模与人工智能技术，构建了以统一时空基准的全要素矿山信息承载为核心的数字孪生管控平台，形成了覆盖“人-机-材-环”全要素的协同管理体系，并建设了集“智慧矿山指挥大屏系统”与“多套示范应用”于一体的综合智管系统平台，覆盖矿山安全与生产核心环节。在四川省德昌县大陆槽稀土矿的应用实践表明，该系统的引入使矿山生产效率提升约27.78%，管理效率提高约25%，安全风险降低约40%，同时实现年人力成本节约120万元。该成果为智慧矿山建设提供了可复制的科学范式，对推动矿产资源开发的绿色、安全、可持续发展具有重要意义。

摘要:针对煤矿井下爆炸性环境，因非电气设备热表面、机械火花、热反应等形式的点燃源造成爆炸风险的问题，本文提出了一种基于D-S证据理论的多传感器数据融合点燃源抑制方法。利用多传感器采集整个机电系统可能形成点燃源的信息，通过对工况环境和不同点燃源数据特征进行分析和安全评价，实现在含爆炸性物质的煤矿井下环境抑制非电设备点燃源产生，对可能产生的点燃源进行预警和启动适宜的防护措施，确保煤矿井下工况安全。

摘要:111103工作面开采区域煤层透气性差，抽采效率低，达标周期长，区域地质条件复杂，构造区域容易瓦斯积聚，引发瓦斯事故。针对该问题，基于数值模拟软件，采用综合指标法分析评估工作面瓦斯治理措施，对低透气煤层致裂后抽采。研究结果表明，抽采浓度最大达到90%，且衰减较小，连抽6个月即可抽采达标，抽采效果显著。构造区域进行致裂增透后连抽，效果显著。

摘要:针对某傍山型尾矿库的实际生产运行条件，采用两种方法对库区洪水进行了分析比较。在充分考虑洞内回水钢管影响的前提下，对库区排水系统泄流能力进行了详细的分析和计算，最后利用水量平衡方法，进行了尾矿库调洪演算，根据调洪演算结果得出了尾矿库在库水位和干滩长度按要求控制且排水系统都正常工作的条件下其防洪能力满足规范要求的结论。研究结果为了给矿山企业在进行尾矿库排洪回水设施与安全度汛管理的过程中提供技术支持和保证，同时也为企业精细化管理与规范化管理尾矿库提供参考。

摘要:为解决浅埋大断面复合顶板巷道围岩变形量大问题，以2301回风巷为研究对象，对回风巷原锚网索支护围岩控制效果较差原因进行分析，针对性给出以顶板注浆、锚网索为主的优化支护技术方案并进行工程应用。利用长锚杆、长锚索提高围岩支护强度，通过中空注浆锚杆注浆增强复合顶板完整性及抗变形能力，同时通过钢筋网、喷浆方式进一步提升护表强度。现场应用后，2301回风巷支护完成120d后围岩变形量基本不再增加，顶底板、两帮变形量最大分别为191、117mm，围岩控制效果较好。

摘要:针对低品位石墨矿提纯过程中传统工艺效率低、污染重及成本高等瓶颈问题，本研究提出浮选-碱酸复合梯度提纯新工艺，系统探究了杂质赋存形态演变与多阶段协同除杂机制。通过优化浮选药剂配比与流程参数，实现精矿碳含量由原矿6.8%提升至88.6%；结合碱熔反应动力学分析，揭示硅酸盐分解速率与温度、碱浓度的定量关系，700℃碱熔处理可脱除80%以上硅杂质；构建HCl-HF混合酸协同浸出模型，阐明Cl-络合金属离子与HF定向蚀刻硅酸盐的耦合作用，使碳含量提升至99.5%；最终通过2800℃高温纯化实现碳含量99.99%，灰分降至30×10^-6。多尺度表征表明，复合工艺通过梯度脱除微米级脉石、纳米级氧化物及原子级轻元素杂质，兼顾石墨晶体结构完整性与表面洁净度，为低品位石墨绿色高效利用提供了理论支撑与技术路径。

摘要:本文基于国内外事故案例剖析，精准锁定机械故障、人为操作失误及管理漏洞等核心诱因。系统梳理平开式、竖开式、八字开式与摆折式安全门的结构特点及安全性能，并提供本质安全分析框架及选型优化方案。全面剖析手动、气动、电动、液压及罐笼联动等多元驱动模式，从工作原理、安全效能、优劣势对比等维度进行深度评估，匹配不同作业场景的驱动方式选择指南。 在闭锁与安全特性分析领域，创新性提出机械闭锁、电气闭锁及综合闭锁的层级化安全模型，确立闭锁信号直接检测原则，构建涵盖启动、运行及紧急制动环节的强化型联锁控制体系。科学定义安全性能量化指标，确立本质安全设计规范，前瞻性展望无源检测技术、智能标准体系构建及安全完整性验证等发展方向。

摘要:本文概述了浆体管道复合流阻力的硑究历程，在杜兰德、伊斯梅尔、瓦斯普等人研究成果基础上，依据浆体相对体积浓度CCA=C1VCV，提出粗细颗粒分界粒径概念，推导出浆体管道复合流阻力公式。该公式数理思路清晰，物理概念明确，公式推导严谨，计算方法简捷，可供浆体管道工程设计参考。