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改进蚁群算法在地下矿山运输路径优化的应用

中南大学学报（自然科学版） 2014年第1期45卷 256-261页

作者：周科平翟建波中南大学资源与安全工程学院、湖南省深部金属矿产开发与灾害控制重点实验室湖南长沙410083

为提高地下矿山运输的智能化和自动化管理水平,提出以电机车总运输距离为目标函数,矿石接收点和溜井数目为变量的运输路径优化模型,并利用改进的蚁群算法对模型进行求解,以便得到最佳的运输路径,将该模型应用到国内某矿山井下运输系统,... 详细信息

为提高地下矿山运输的智能化和自动化管理水平,提出以电机车总运输距离为目标函数,矿石接收点和溜井数目为变量的运输路径优化模型,并利用改进的蚁群算法对模型进行求解,以便得到最佳的运输路径,将该模型应用到国内某矿山井下运输系统,取得比较理想的效果,并进行参数选取的敏感性分析研究。研究结果表明：利用该方法可以快速得到运输系统的最佳配送路径以及最短运输距离为4 415.653 m,并通过试验多次测试得出,各参数的最佳取值范围为蚂蚁数目m为14-23,信息素重要程度因子α为0.5-1.5,启发函数重要程度因子β为1-3,信息素挥发因子ρ为0.05-0.20,迭代次数NC为100-130。

关键词：改进蚁群算法地下矿山运输路径优化参数选取

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诱导顶板崩落时变力学模型的建立与应用

中南大学学报（自然科学版） 2007年第6期38卷 1212-1218页

作者：胡建华苏家红周科平张世超古德生中南大学资源与安全工程学院湖南省深部金属矿产开发与灾害控制重点实验室湖南长沙410083

运用时变力学理论,针对大厂铜坑矿顶板诱导崩落试验采场的地质特征,建立有限元基本方程和时变力学模型,采用多步骤开挖的准时变力学有限元方法,模拟不同顶板诱导失稳崩落模式下的塑性区发展、东西预裂硐室与崩顶硐室的安全系数,对比研... 详细信息

运用时变力学理论,针对大厂铜坑矿顶板诱导崩落试验采场的地质特征,建立有限元基本方程和时变力学模型,采用多步骤开挖的准时变力学有限元方法,模拟不同顶板诱导失稳崩落模式下的塑性区发展、东西预裂硐室与崩顶硐室的安全系数,对比研究确定顶板诱导可控失稳崩落的诱导模式,即先预裂爆破后切顶诱导崩落,其塑性区主要控制在东西两条预裂缝之间,垂直向达到顶板上方58m处,最小安全系数为1.1。采用数字式全景钻孔摄像技术,对铜坑矿顶板诱导崩落实验采场的顶板围岩诱导效果进行可视化监测。发现生成20～40mm宽的预裂缝,在顶板围岩中出现大量"X"型次生裂隙。实践结果表明,该模式可以有效地实施顶板的诱导可控失稳崩落。

关键词：诱导崩落时变力学有限元稳定性全景数字钻孔摄像

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采场结构参数敏感性正交数值模拟试验研究

中南大学学报（自然科学版） 2013年第6期44卷 2463-2469页

作者：邓红卫胡普仑周科平杨念哥中南大学资源与安全工程学院湖南省深部金属矿产开发与灾害控制重点实验室湖南长沙410083

采用正交数值模拟试验方法研究采场结构参数对采场稳定性的影响;建立基于指标满意度的多指标正交数值模拟试验综合评价模型,选取采场宽度、采场长度、人工间柱宽度、再造结构体弹模等因素,进行4因素3水平的正交数值模拟试验;选取顶板沉... 详细信息

采用正交数值模拟试验方法研究采场结构参数对采场稳定性的影响;建立基于指标满意度的多指标正交数值模拟试验综合评价模型,选取采场宽度、采场长度、人工间柱宽度、再造结构体弹模等因素,进行4因素3水平的正交数值模拟试验;选取顶板沉降位移、底板臌起位移、最大压应力、最大拉应力、塑性区共5个指标进行基于指标满意度的多指标综合评价及敏感性分析;结合云南某矿进行了实例分析,采场宽度、采场长度、人工间柱宽度、再造结构体弹模对采场稳定性的敏感度分别为0.050,0.132,0.315和0.074。研究结果表明:人工间柱宽度是影响采场稳定性最敏感也是最重要的参数,随着人工间柱宽度加大,采场趋向不稳定;采场长度和再造结构体弹模对采场稳定性有显著影响;采场宽度对采场稳定性的影响较小。

关键词：采场结构参数多指标正交试验数值模拟敏感性分析

改进Verhulst模型与灰色效果测度的软岩巷道顶板破坏规律分析

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中南大学学报（自然科学版） 2011年第9期42卷 2790-2796页

作者：陈建宏郑海力施飞杨瑞波蒋权中南大学资源与安全工程学院湖南省深部金属矿产开发与灾害控制重点实验室湖南长沙410083

为了对软岩巷道顶板的位移进行有效预测,防止因顶板位移过大而使得巷道破坏带来损失,利用改进Verhulst模型与灰色效果测度理论对软岩巷道顶板破坏规律进行分析。利用位移监测手段对矿山部分巷道顶板位移进行监测,利用预测精度更高的改进... 详细信息

为了对软岩巷道顶板的位移进行有效预测,防止因顶板位移过大而使得巷道破坏带来损失,利用改进Verhulst模型与灰色效果测度理论对软岩巷道顶板破坏规律进行分析。利用位移监测手段对矿山部分巷道顶板位移进行监测,利用预测精度更高的改进Verhulst模型对检测结果进行分析,得到巷道顶板的最终位移,并判断巷道破坏情况。对影响巷道顶板位移的顶板地应力、围岩质量、巷道跨度以及支护方式等因素灰色效果进行综合测量,将测度值与巷道破坏情况相结合,得到矿山各巷道顶板的宏观稳定性评价结果。研究结果表明:当灰色预测效果测度值在0～0.705 1之间时,巷道是比较稳固的,为巷道进行二次支护提供了依据。

关键词：软岩巷道改进Verhulst模型灰色效果测度

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复杂空区群露天开采境界三维可视化及其应用

中南大学学报（自然科学版） 2011年第10期42卷 3118-3124页

作者：刘科伟李夕兵刘希灵宫凤强杜坤中南大学资源与安全工程学院深部金属矿产开发与灾害控制湖南省重点实验室湖南长沙410083

为了预防露天开采境界下复杂空区群对矿山生产造成重大安全事故,研究以不规则三角网(TIN)为基础的复杂地质体三维可视化建模技术,并以Surpac软件为平台制定出相应的复杂空区群露天开采境界三维可视化实施方案。将该方案应用于某矿区,建... 详细信息

为了预防露天开采境界下复杂空区群对矿山生产造成重大安全事故,研究以不规则三角网(TIN)为基础的复杂地质体三维可视化建模技术,并以Surpac软件为平台制定出相应的复杂空区群露天开采境界三维可视化实施方案。将该方案应用于某矿区,建立该矿区内露天开采境界地表、地下矿体以及复杂空区群的三维可视化模型,重点对空区群内部错综复杂的通透关系进行三维描述。研究结果表明:复合模型的建立明确了地表、地下矿体及各水平采空区之间的空间位置关系,可利用其分析空区群的安全隐患及空区间的连带破坏作用,为露天境界内复杂空区群的灾害控制、安全性评判及矿区地表开采的施工设计提供了参考依据,从而解决了多空区矿山的盲目开采问题,有效预防了重大安全事故的发生。

关键词：复杂空区群三维可视化不规则三角网(TIN) Surpac软件通透关系

采矿环境再造连续开采地压演化过程的控制与仿真

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中南大学学报（自然科学版） 2008年第3期39卷 417-422页

作者：周科平朱和玲肖雄陈庆发中南大学资源与安全工程学院湖南省深部金属矿产开发与灾害控制重点实验室湖南长沙410083

针对传统采矿方法回采缓倾斜中厚矿体时存在的诸如地压控制和采场矿石运搬等方面的困难,提出采矿环境再造连续开采采矿方案。运用三维有限差分程序FLAC3D对回采过程中的地压演化规律进行模拟研究,得出各采场应力场和位移场的分布和变化... 详细信息

针对传统采矿方法回采缓倾斜中厚矿体时存在的诸如地压控制和采场矿石运搬等方面的困难,提出采矿环境再造连续开采采矿方案。运用三维有限差分程序FLAC3D对回采过程中的地压演化规律进行模拟研究,得出各采场应力场和位移场的分布和变化规律,优化采矿工程结构参数和回采顺序,提出切实可行的地压控制措施。研究结果表明:随着开挖逐步推进,围岩位移不断增大,应力集中现象明显,最大压应力达54 MPa,最大拉应力达3.9 MPa,接近围岩的极限强度;在尾砂回填后,底鼓量下降5 mm,最大压应力降至32 MPa,表明应力场和位移场均得到改善,能确保回采期间采场的稳定。

关键词：缓倾斜中厚矿体数值模拟地压演化规律

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深部固体资源开采评述与探索

中国有色金属学报 2017年第6期27卷 1236-1262页

作者：李夕兵周健王少锋刘冰中南大学资源与安全工程学院长沙410083 中南大学深部金属矿产开发与灾害控制湖南省重点实验室长沙410083

以国内外深部资源开采现状及其研究成果为基础,综述国内外工业界和学术界对深部的划分和界定,探讨深部界定的标准、深地资源的极限采深及其开采模式;同时对提升运输方式如何适用深部开采的要求、深井开采高温如何调节等进行归纳总结,并... 详细信息

以国内外深部资源开采现状及其研究成果为基础,综述国内外工业界和学术界对深部的划分和界定,探讨深部界定的标准、深地资源的极限采深及其开采模式;同时对提升运输方式如何适用深部开采的要求、深井开采高温如何调节等进行归纳总结,并提出一些新的构思;特别是针对深部稀有、贵重、战略资源的开采理论与关键技术,结合深部硬岩矿山高应力、高井深和高地温等特点,给出"变害为利"的新策略和初步研究结果。

关键词：深部开采极限采深深部采矿方法深井提升运输深部充填降温变害为利

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硬岩矿山开采技术回顾与展望

中国有色金属学报 2019年第9期29卷 1828-1847页

作者：李夕兵黄麟淇周健王少锋马春德陈江湛刘志祥李启月赵国彦中南大学资源与安全工程学院长沙410083 中南大学深部金属矿产开发与灾害控制湖南省重点实验室长沙410083

以国内外硬岩矿山特别是有色金属矿山开采现状及研究成果为基础,综述了硬岩矿山开采方法与技术的发展历程和主要进展。随着技术的进步和对安全环保要求的提高,硬岩矿山地应力探测与地压监测技术更加精准可靠,传统的空场法、崩落法过渡... 详细信息

以国内外硬岩矿山特别是有色金属矿山开采现状及研究成果为基础,综述了硬岩矿山开采方法与技术的发展历程和主要进展。随着技术的进步和对安全环保要求的提高,硬岩矿山地应力探测与地压监测技术更加精准可靠,传统的空场法、崩落法过渡到充填法,隐患破碎矿段实现安全高效开采,大型水(海)下金属矿床实现安全高效低贫损开采,智能化矿山构建已初见成效,深部硬岩开采理论与技术正日趋成熟;同时,以硬岩矿山技术变革为导向,以解决深部固体资源开发的瓶颈难题为目标,系统阐述了变害为利的深部开采方法构思和不同深度的深地资源特别是有色贵重矿物资源的不同开采模式与开采技术构想,并就深部开采理论难题与技术瓶颈及突破方向进行了探讨,以期为资源开采将向地球深部进军提供理论和技术参考。

关键词：硬岩矿山有色金属矿山深部采矿方法采矿技术非爆连续开采变害为利

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未来有色金属采矿可持续发展实践与思考

中国有色金属学报 2021年第11期31卷 3436-3449页

作者：黄麟淇陈江湛周健尹土兵董陇军马春德石英李夕兵中南大学资源与安全工程学院长沙410083 中南大学深部金属矿产开发与灾害控制湖南省重点实验室长沙410083

我国深地、深海、深空战略的布局与实施对未来有色金属采矿可持续发展提出了更高要求。本文在简述贵重有色金属分布及其特点的基础上,就有色金属的深地、深海、深空采矿现状和开采前景进行了总结和展望。结合有色金属深地开采现状和存... 详细信息

我国深地、深海、深空战略的布局与实施对未来有色金属采矿可持续发展提出了更高要求。本文在简述贵重有色金属分布及其特点的基础上,就有色金属的深地、深海、深空采矿现状和开采前景进行了总结和展望。结合有色金属深地开采现状和存在问题,提出了实现有色金属开采可持续发展必须走精准、连续、智能与绿色开采之路。本文介绍了作者为实现有色金属采矿可持续发展所做的工作,并给出了对未来有色金属采矿可持续发展的一些思考。

关键词：有色金属矿山可持续发展非爆连续开采智能化开采绿色开采