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视频AI算法分析的煤矿固体智能充填开采方法

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煤炭科学技术 2024年

作者：张强曹津铭杨康白雨邓攀博杨子中国矿业大学矿业工程学院中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室陕西煤业化工集团陕西小保当矿业有限公司香港大学统计与精算学系

固体充填开采方法在处理煤基固废和控制地表沉降方面具有较大优势，但其充填效率低、接续时间长、劳动强度大等问题制约着绿色充填开采的发展。针对固体充填技术升级的内生动力、行业发展的迫切需求以及矿山智能化建设的必然趋势，提出... 详细信息

固体充填开采方法在处理煤基固废和控制地表沉降方面具有较大优势，但其充填效率低、接续时间长、劳动强度大等问题制约着绿色充填开采的发展。针对固体充填技术升级的内生动力、行业发展的迫切需求以及矿山智能化建设的必然趋势，提出视频AI算法分析的固体智能充填方法。本文首先通过分析该固体智能充填方法的内涵及难点，构建出视频AI算法分析的固体智能充填开采方法系统构架，阐述视频AI算法的工作原理与实现流程，并给出视频AI算法可以实现的功能。根据不同地质条件分析了关键充填装备在不同工序下的影响因素，通过Creo进行液压支架骨架建模，实现液压支架在不同工况下机构的运动，给出对应的调控判据及路径，并设计关键充填装备在不同工序下的控制算法流程。根据视频算法特征及算法优缺点初步选择了图像识别算法，将构建好的目标数据集经过算法模型的训练及调参最终确定了最佳算法及对应的参数。通过某矿充填面应用效果分析，SVM各评价指标均优于其他算法，表明SVM模型在工况判别时表现出色，具有高度的准确性及可靠性。本研究可实现关键充填装备机构非正常工况的识别及调控、提高充填效率、机构位姿参数识别、充填空间夯实效果展示，可为视频AI算法分析的固体智能充填开采技术研发与应用提供理论指导。

关键词：视频AI算法工况识别与调控充填效率位姿识别

蓄势赋能“3251工作法” 聚力创建“安全标准化”——马钢矿业生态修复公司工程班安全标准化管理侧记

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当代矿工 2024年第7期 37-38页

作者：王汉强马钢矿业生态修复公司

草转绿、树荫芽。初春时节,南山矿东山坑地质治理项目现场施工如火如荼。马钢矿业生态修复公司工程班班组成员操控着机械巨臂不停挥舞,挖掘机、压路机马达轰鸣,一辆辆渣土车有序穿梭,形成一幅秩序井然的安全施工画面……。

关键词：安全标准化管理班组成员南山矿压路机治理项目挖掘机渣土车

调控层胶结充填体三轴压缩力学性能及破坏特征研究

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岩土力学 2024年

作者：徐文彬赵康奇张亚伦刘成保周磊中国矿业大学(北京)能源与矿业学院安徽马钢矿业资源集团有限公司

为了解决阶段空场嗣后充填法二步骤矿柱开采时一步骤采场充填体易失稳垮塌的难题，提出了充填调控层理念，以增强一步骤采场充填体的稳定性。借助三轴压缩试验仪，分析了不同调控层高度、主体层灰砂比和围压对充填体力学性能及破坏规律... 详细信息

为了解决阶段空场嗣后充填法二步骤矿柱开采时一步骤采场充填体易失稳垮塌的难题，提出了充填调控层理念，以增强一步骤采场充填体的稳定性。借助三轴压缩试验仪，分析了不同调控层高度、主体层灰砂比和围压对充填体力学性能及破坏规律的影响，探究了单层充填体与含调控层充填体偏应力-应变曲线特征及破坏模式的差异性。结果表明：调控层强化了充填体的屈服阶段，进而提高了其峰值强度；调控层占比不变时，主体层灰砂比越小，强化效果越好；主体层灰砂比不变时，调控层占比越大，强化效果越好；围压与充填体峰值强度呈对数函数关系，表观内聚力c、表观内摩擦角φ值与充填体的主体层灰砂比、调控层占比大小呈线性相关；未添加调控层充填体的破坏形式以斜剪切裂纹为主，添加调控层后则以剪切、拉伸以及混合破坏三种形式为主；调控层占比不变，主体层灰砂比较小时，拉伸裂纹贯穿调控层；验证了含调控层充填体配比（1:20-2/5）替代某矿原充填体配比（1:7-0）的可行性，单位体积1:20-2/5充填体可节约6.85%水泥用量。研究结果可为矿山节约充填成本和提高作业安全提供一定的理论指导。

关键词：调控层胶结充填体力学性能应力-应变曲线破坏模式

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不同斜溜槽倾角下溜井井壁冲击破损特性研究

金属矿山 2024年

作者：孙永茂赵芳芳陈中原徐文彬安徽马钢张庄矿业有限责任公司安徽马钢矿业资源集团南山矿业有限公司中国矿业大学(北京)能源与矿业学院

矿石通过斜溜槽进入溜井时，不可避免地会对井壁造成冲击性损害。准确评估矿石对井壁的冲击位置、冲击力及其持续时间，对于选择合适的支护策略和确保溜井的长期稳定运行至关重要。以张庄铁矿6-1盘区溜井为研究对象，基于相似模拟原理... 详细信息

矿石通过斜溜槽进入溜井时，不可避免地会对井壁造成冲击性损害。准确评估矿石对井壁的冲击位置、冲击力及其持续时间，对于选择合适的支护策略和确保溜井的长期稳定运行至关重要。以张庄铁矿6-1盘区溜井为研究对象，基于相似模拟原理建立溜井模型，结合数值模拟，模拟斜溜槽倾角为40°、50°、60°和70°情况下，不同斜溜槽倾角对矿石卸矿过程中冲击效应的影响。研究结果表明：矿石首次冲击的位置较第二次冲击的位置更为集中，且首次冲击对井壁的破坏更为显著；随着斜溜槽倾角的增大，斜溜槽下槽面所受法向冲量和切向冲量逐渐减小，下段溜井左右两侧井壁所受法向冲量和切向冲量均逐渐减小，即随着斜溜槽倾角的增大，溜井所受冲击破损程度逐渐减小。数值模拟结果与相似模拟结果相吻合，验证了数值模拟方法在此类研究中的可靠性和有效性，为溜井斜溜槽角度选择及井壁支护和加固提供了科学依据。研究结果有助于优化溜井结构设计，减少工程成本，延长溜井使用寿命。

关键词：深溜井斜溜槽角度冲击试验数值模拟

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考虑变井阻的多元复合地基固结理论研究

工程力学 2024年第6期41卷 44-54页

作者：白垚卢萌盟杨康赵明中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 浙江木石建设项目管理咨询有限公司浙江杭州311199

该文以塑料排水板联合水泥搅拌桩多元复合地基为研究对象,通过假定排水板的渗透系数随时间呈指数型衰减,考虑了排水板在固结过程中的淤堵效应对地基固结性状的影响。同时,该文还考虑排水板的涂抹效应、水泥搅拌桩的扰动效应以及土体的径... 详细信息

该文以塑料排水板联合水泥搅拌桩多元复合地基为研究对象,通过假定排水板的渗透系数随时间呈指数型衰减,考虑了排水板在固结过程中的淤堵效应对地基固结性状的影响。同时,该文还考虑排水板的涂抹效应、水泥搅拌桩的扰动效应以及土体的径-竖向耦合渗流,推导得出多元复合地基的固结控制方程及其解答。通过与已有解答和现场试验的对比分析,验证该文解答的正确性。最后,采用参数敏感性分析法对多元复合地基固结性状进行研究。研究结果表明:复合地基井阻因子θ对固结后期影响较大,当θ值较大时,径向渗流由于排水板的淤堵效应将提前终止,最终仅由竖向渗流使得地基达到完全固结;初始渗透系数k_0越大,井阻因子θ越小,涂抹作用越弱,板和桩的置换率越高,复合地基固结速率就越快。

关键词：多元复合地基排水板变井阻效应固结淤堵效应

基于微震监测及岩体损伤模型的露天-地下联合开采岩移过程数值模拟研究

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岩石力学与工程学报 2024年第S1期43卷 3243-3256页

作者：侯俊旭杨天鸿赵永马凯马庆山邓文学张玮董越权东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110004 东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室辽宁沈阳110004 玉溪大红山矿业有限公司云南玉溪653405

为研究矿山露天-地下联合开采过程中围岩移动变化过程,以大红山铁矿露天-地下联合开采工程为依托,处理A34~A37勘探线间的微震事件,并对该微震事件时空分布规律进行研究。同时,推导可嵌入数值模拟中的基于微震事件的岩体损伤模型,利用该... 详细信息

为研究矿山露天-地下联合开采过程中围岩移动变化过程,以大红山铁矿露天-地下联合开采工程为依托,处理A34~A37勘探线间的微震事件,并对该微震事件时空分布规律进行研究。同时,推导可嵌入数值模拟中的基于微震事件的岩体损伤模型,利用该模型初步分析得到A34~A37勘探线间联采过程中岩体损伤及岩移发展过程,初步认为截至2019年,F2断层对地下矿开采导致的岩体移动的抑制作用基本失效,仅775 m标高附近的抑制效果存在,确定围岩陷落角为79.3°,移动角为74°。为确认基于微震监测的岩体损伤模型数值模拟计算的可靠性,采用随机介质放矿理论,结合现场实测地表塌陷情况,对数值模拟分析得到的岩移结论进行验证。研究可为类似矿山露天-地下联合开采岩移分析等提供一定参考。

关键词：岩石力学露天-地下联合开采微震监测岩体损伤数值模拟岩体移动

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露天潜孔钻机随钻测量系统研发与应用研究

岩土工程学报 2024年第7期46卷 1509-1515页

作者：侯仕军丁伟捷田帅康梁书锋刘殿书郭大超中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 成远矿业开发股份有限公司辽宁辽阳111299

露天采矿随钻测量技术研究目前尚处于初期阶段,研发随钻参数测量系统是实现随钻测量技术服务于采矿工程行业的首要任务。基于TAIYE-390-Ⅱ潜孔钻机工作原理,确定了随钻参数,提出了一套通用的测量方法,并研发了测量装置。装置主要由数据... 详细信息

露天采矿随钻测量技术研究目前尚处于初期阶段,研发随钻参数测量系统是实现随钻测量技术服务于采矿工程行业的首要任务。基于TAIYE-390-Ⅱ潜孔钻机工作原理,确定了随钻参数,提出了一套通用的测量方法,并研发了测量装置。装置主要由数据采集系统、数据转换系统和数据处理系统组成,可实现对钻进时间、钻进深度、钻进速度、钻杆轴压、回转力矩、回转速度、冲击风压和冲击风量等参数的实时准确测量、采集、计算、存储、显示和远程传输。结合某石灰岩矿钻孔数据,提出了一种反映岩性变化的数据整合方法,并借助钻孔成像试验分析了随钻测量技术在岩体结构面识别中的可行性。结果表明钻进速度和回转力矩对岩体结构响应最为灵敏,冲击风量和冲击风压在钻凿含孔洞的破碎岩体时表现突出,而钻杆轴压和回转速度在岩体结构识别中作用较小。研究成果在潜孔钻机随钻测量系统研发和随钻岩性识别等方面具有重要的理论意义和应用价值。

关键词：随钻测量潜孔钻机系统研发岩体结构炮孔成像

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煤系共伴生矿产协同开发

采矿与安全工程学报 2024年第1期41卷 1-14页

作者：黄炳香赵兴龙韩晓克吴占伟袁国栋张青林中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 山西华兴铝业有限公司山西吕梁035300 中核新疆矿业有限公司新疆乌鲁木齐841100

煤系共伴生矿产的矿种多,量大面广,与煤层叠置;煤系矿产协同开发是国家的重大战略需求。采动岩层活动叠加与流体迁移规律是煤系共伴生矿产协调开采的核心共性科学问题。采动应力、岩层变形、断裂与运动等叠加是影响煤系共伴生矿产协调... 详细信息

煤系共伴生矿产的矿种多,量大面广,与煤层叠置;煤系矿产协同开发是国家的重大战略需求。采动岩层活动叠加与流体迁移规律是煤系共伴生矿产协调开采的核心共性科学问题。采动应力、岩层变形、断裂与运动等叠加是影响煤系共伴生矿产协调开采的关键因素,层间岩层稳定性、层间岩层裂隙贯通度、层间岩层渗流失稳和矿层(体)破断台阶错动量是评价能否协调开采的关键指标。煤系共伴生矿产通过分区错时开采方法、污染物源头阻隔等协调开采技术,实现环境影响的协同控制效应。由于煤系共伴生矿产赋存位置与赋存状态的差异性,其协同开发产业链中所涉及的核心产业环节也有所不同,考虑不同矿种开采工艺与设备的兼容性,相应形成了不同的协同开发模式。目前初步形成了煤-铝-铁-镓综合开发(兴县模式)、煤-铀协调开采(伊犁盆地)、水-煤-气协调开发(鄂尔多斯)等模式或场景,提出了煤矿井下钻井采铀、油气等共采工艺技术。协同开发技术可行,安全与环境有保障。叠置矿产分矿权开发,易导致相互影响,彼此不能正常开采,安全风险及环境影响增大。煤系共伴生矿产的矿权配置是产业发展核心问题,亟需产业政策支持,促进行业高质量发展。提出了矿权改革、综合勘探、协同开发等政策建议,煤系共伴生矿产协同开发企业可有各矿种企业签订互不影响协议、以主矿体为主的联合相关矿种开发企业共同开发、成立叠置资源综合开发公司进行协同开发等3种企业模式。

关键词：煤系共伴生矿产共采安全环境

程潮矿业公司链篦机-回转窑-环冷机系统平衡考察与分析

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鞍钢技术 2024年第4期 21-25页

作者：汤启宙李正威周晓军何东黄雯武钢资源集团程潮矿业有限公司湖北鄂州436051 武汉开圣工程设计研究有限责任公司湖北黄石435000

为了了解程潮矿业公司球团厂链篦机-回转窑-环冷机系统三大主机的热工状态,对系统的物料、风量及热量平衡进行了考察与分析,并为优化现场热工制度提出了合理建议。结果表明,链篦机机漏风率为10.86%,链篦机、回转窑和环冷机热损失率分别... 详细信息

为了了解程潮矿业公司球团厂链篦机-回转窑-环冷机系统三大主机的热工状态,对系统的物料、风量及热量平衡进行了考察与分析,并为优化现场热工制度提出了合理建议。结果表明,链篦机机漏风率为10.86%,链篦机、回转窑和环冷机热损失率分别为5.38%、12.09%和1.87%,需针对风箱和烟罩密封性进行检修,降低漏风率和热损失,对回转窑内耐火砖进行实时监测,定期更换破损耐火砖,降低窑内散热。

关键词：链篦机-回转窑-环冷机物料平衡风量平衡热量平衡