地表沉降

• 矿山老采空区及开采扰动共同作用下地表建(构)筑物稳定性研究

  史铭;粟登峰;谭宝会;胡颖鹏;王刚;李坤;

  为研究某地表建(构)筑物在矿山老采空区及二期开采工程扰动影响下的稳定性，本文首先采用3Dmine-犀牛-Griddle-FLAC3D耦合建模技术建立了含老采空区的矿山三维数值计算模型，随后根据矿山二期开采工程设计按“矿体中段间由上向下，中段内由下向上逐层开采”的顺序模拟了矿山生产过程，最后分析了矿山老采空区和开采扰动作用下地表建(构)筑物的稳定性。研究结果表明：矿体回采、充填完毕后，矿山2#竖井、3#竖井和1#盲风井边壁围岩最大水平位移为4 mm,且井壁围岩最大水平变形为3.822 3×10~(-2) mm/m,地表建(构)筑物最大倾斜值为-6.095 8×10~(-2) mm/m,最大曲率为-9.668 2×10~(-7)/m,最大水平变形为1.882 1×10~(-2) mm/m,均满足Ⅰ级建(构)筑物保护要求，即现有老空区条件和二期开采扰动下邻近竖井井筒及地表建(构)筑物能保持稳定状态，满足安全生产要求。研究成果可为类似工程提供借鉴。

  2025年05期 v.54;No.358 1-6+23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1740K]
  

• 某铅锌矿地下开采对邻近大坝稳定性影响研究

  向省伟;孙文勇;王明;张承;陈帮洪;李坤;

  在工程建设快速发展的背景下，爆破技术广泛应用于基础设施项目，其对邻近关键水利设施(如水库大坝)稳定性的潜在影响不容忽视。本研究以西藏某邻近大坝的铅锌矿山为背景，结合现场调研与数值模拟方法，系统探究了地下不同中段采掘爆破对大坝稳定性的影响。研究建立了精细的地下爆破与大坝三维数值模型，并利用动力学软件ANSYS/LS-DYNA模拟计算了三种典型爆破工况下采掘爆破对大坝稳定性的影响。重点从大坝坝体爆破振动波传播特性、剪应力分布特征及质点振动速度(PPV)与加速度等方面进行了分析。结果表明：随爆破振动波传播，坝顶受力逐渐增大，且坝肩与坝踵部位岩体应力显著高于其他区域；坝顶、坝肩和坝踵处单元最大剪应力为0.73 MPa;各测点X、Y、Z三个方向的PPV值均小于0.6 cm/s。综合分析表明，该铅锌矿在3 230 m、3 300 m及3 350 m中段的爆破作业对邻近大坝坝体稳定性未构成显著威胁。研究成果为地下工程爆破安全施工提供了理论参考与技术支撑，同时为水库大坝的稳定性评估与风险管理提供了新思路与方法。

  2025年05期 v.54;No.358 7-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 3162K]
  

数值模拟及算法

• 基于数值模拟与聚类分析的矿山边坡监测网络优化研究

  王俊杰;王刚;廖承兴;骆先红;侯士兵;童小畅;

  针对矿山边坡监测中因设备成本与地形限制导致的监测网络稀疏及空间代表性不足问题，本文提出一种融合数值模拟与聚类分析算法的矿山边坡监测网络优化方法。本方法首先基于强度折减法探究边坡在正常及降雨工况下的稳定性演化规律，并划分边坡风险区域；在此基础上引入粒子群算法以确定各分区聚类中心，并结合空间相关系数剔除冗余监测点，最终实现矿山边坡监测网络的优化。本文以重庆华新灰岩-白云岩矿山为案例，以验证该监测网络优化方法的有效性。结果表明，优化后监测点数量由35个降至18个，重叠信息熵降低29.3%,在保障监测覆盖率前提下显著降低监测成本，为矿山边坡经济化监测提供理论依据。

  2025年05期 v.54;No.358 16-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1837K]
  

• 基于SPH算法的混凝土单孔爆破试验与数值模拟验证研究

  吴昊燕;黄颖杰;李浩;杨灿群;

  钻爆法开采目前仍是我国金属矿山开采的主导工艺，爆破仿真模拟是优化设计的核心环节。我国在爆破仿真领域长期依赖ANSYS/Autodyn、LS-DYNA等国外软件，国产化替代需求迫切。本文以混凝土单孔爆破漏斗试验为基础，首次系统对比了国产显式动力学仿真软件GalaxyEDS和国际商业软件Autodyn的数值模拟再现能力，验证国产软件在矿山爆破领域的适用性与准确度。研究结果表明，GalaxyEDS在爆破漏斗形态、鼓包运动规律、爆破作用指数等关键指标上与试验数据及Autodyn模拟结果高度吻合，为国产软件工程化应用提供数据支撑。

  2025年05期 v.54;No.358 24-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 2014K]
  

• 基于Fluent的风门巷道局部阻力及风流场特性研究

  陈彪;

  为了研究风门巷道的局部阻力特性以及风量精准测算方法，以湖南衡阳某矿山井下风门巷道为研究对象，采用了现场试验与数值模拟相结合的方法，对不同风门角度的风流场及局部阻力特征进行了研究，并结合风流通过区域面积推导了以风门尺寸、风门处风速最大值为自变量的风门巷道风量计算公式。结果表明：现场试验中通风阻力和阻力系数随风门角度的增加呈“缓慢增长—快速增长”的趋势；数值模拟试验中，风速随风门角度增大逐渐呈不均匀分布，对比现场试验与数值模拟结果发现CFD模拟方法能准确预测风门角度在60°以下时局部阻力的变化规律；采用CFD模拟与数值分析相结合的方法构建的风门巷道风量计算公式可精准计算巷道风量，可为矿井通风系统监测、风量智能调控提供准确数据。

  2025年05期 v.54;No.358 29-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1688K]
  

• 基于数值模拟及经济对比的采场结构参数优化研究

  许观青;

  针对某矿山2-1~#和2-2~#矿体实际条件，基于矿山目前正在采用的充填采矿法，对三种采场结构参数方案进行研究。采用迈达斯建模结合FLAC数值模拟进行研究，分析各个方案的竖向位移、主应力分布特征，并开展技术经济对比。结果表明：大矿房小矿柱的方案三(矿房50 m、间柱10 m、低强度充填)在控制围岩变形、降低充填成本(533.2万元/标准矿块)及提升回采效率方面较其他方案有较明显的优势，其最大位移值、最大主应力值、最小主应力值均满足安全回采的稳定性要求，研究结果为矿山安全生产提供技术参数参考。

  2025年05期 v.54;No.358 37-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 2347K]
  

岩石力学特性

• 不同含水率花岗岩力学特性及声发射特征研究

  王峰;洪大华;王宇驰;张忠政;王会来;郭一辛;

  含水率是影响花岗岩力学性能及破坏模式的关键因素，为探究不同含水率对花岗岩力学性能和破坏模式的影响，开展了3组不同含水率(干燥、天然、饱水)花岗岩单轴压缩和声发射试验，从试样的力学行为、破裂模式和声发射参数特征来探讨含水率对花岗岩的影响。结果表明：随着含水率的增加，花岗岩的峰值应力和弹性模量逐渐降低，相较于干燥试样，饱水试样的峰值应力降低了约51.52%、弹性模量降低了约22.77%,峰值应变则呈现先降低后升高的变化趋势。天然状态下花岗岩峰值应变最低，约为0.694%;泊松比则呈线性递增的趋势，由0.21增至0.25。含水率的越高的花岗岩试样的应力-应变曲线出现应力跌落现象越明显。随着含水率的增加，花岗岩试样表面的张拉裂纹数量减少，岩石崩落的块体体积增大。岩石的破坏模式由劈裂破坏转为拉剪混合破坏，最后为X型共轭剪切破坏。随着含水率的增加，水化反应削弱颗粒间的粘聚力越强，岩石更容易发生微裂纹的扩展和相对滑动，导致饱水花岗岩试样的损伤曲线突变点出现最早，约为45.23 s。花岗岩声发射信号主要集中在低频和中频，且以低幅信号为主。随着含水率的增加，低中频之间的声发射信号向加载后期转移。无论花岗岩是否含水在加载后期均观察到高幅现象。

  2025年05期 v.54;No.358 43-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1913K]
  

• 基于弹性应变能指标与脆性改进指标的某铜矿岩爆倾向性预测

  王志勇;郑晓黎;

  岩爆是矿山深部开采过程中常见的一种地质灾害，岩爆的发生具有突发性、瞬时性和破坏性。本文为预测岩爆发生，基于弹性应变能理论和改进脆性指标，通过处理单轴抗压强度试验结果计算得出弹性应变能，根据最大储存弹性应变能指标和改进脆性指标判别岩爆倾向性。研究表明，岩芯试样岩爆倾向性皆为无岩爆倾向或弱岩爆倾向。此方法从能量指标角度为预测岩爆倾向性，提供了科学的理论依据。

  2025年05期 v.54;No.358 49-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1037K]
  

• 潘家田铁矿岩体工程地质特征及RMR岩体质量评价

  罗阳勇;刘育明;陈小伟;王恒涛;王宏勋;

  本文以潘家田铁矿区为研究对象，在工程地质特征调查的基础上，采用RMR法对岩体质量评价。首先基于现代三维激光测试技术对矿区岩体结构面进行调查，获取岩体结构面结构面产状、间距、持续性等特征；并进一步对施工的工程地质钻孔DH01和DH02进行岩石质量RQD值的统计工作，选取具有代表性的岩样进行单轴压缩试验等方式获取RMR法岩体质量评价系统中的各个参数。RMR岩体质量评价结果表明，潘家田铁矿下盘岩体质量为中等，工业矿体岩体质量为中等，低品位矿体岩体质量为中等，上盘岩体(东)岩体质量为好的，上盘岩体(西)岩体质量为中等。本次岩体质量评价为后续工程设计参数的选取具有一定的指导意义。

  2025年05期 v.54;No.358 54-60+79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1269K]
  

选矿工艺

• 澳大利亚某复杂钛铁砂矿工艺矿物学研究

  曾子华;白进忠;

  采用矿物自动定量分析系统(MLA 650)、电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)、扫描电子显微镜(SEM)结合能谱分析(EDS)等技术，对澳大利亚某复杂钛铁砂矿进行系统工艺矿物学研究。结果表明：铁钛矿物因固熔体分离及氧化蚀变，形成钛铁矿、蚀变钛铁矿、富铁钛铁矿、磁赤铁矿、富钛赤铁矿等复杂组合，脉石以石英、长石为主，金红石、锆石呈细粒分布。矿石主要有价元素为Ti(TiO_2平均品位2.72%)和Fe(4.74%),可综合回收Zr(0.109%)。钛铁矿与磁性铁矿物粒度集中于0.02～0.32 mm,锆石(0.02～0.16 mm)和金红石(0.01～0.16 mm)呈细粒分布，细磨至0.075 mm时解离度超96%。钛-铁矿物磁性范围重叠(130～550 mT),需通过还原焙烧改性实现磁选分离。研究成果为该类复杂砂矿的高效分选工艺开发提供了矿物学理论支撑。

  2025年05期 v.54;No.358 61-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1153K]
  

• 国内某选矿厂铜钼分离浮选前脱药方案比较

  罗良烽;王艳彬;何荣权;

  对国内某大型铜钼选矿厂铜钼分离前脱药流程优缺点的对比，以及对脱药方案进行综合技术经济比较，根据方案比较的结果并结合国内类似选矿厂的生产经验，推荐“搅拌+浓缩机脱水+加硫化钠磨矿擦洗”脱药方案。

  2025年05期 v.54;No.358 67-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 811K]
  

理论研究

• 近距离煤层群下位煤层沿空留巷围岩稳定性控制技术研究

  张国桥;吴祥业;王帅;丁凯强;

  针对近距离煤层群下位煤层沿空留巷围岩稳定性控制问题，以黄白茨煤矿0213上201工作面沿空留巷为工程背景，采用理论分析、数值模拟及工业性验证方法，分析了近距离煤层沿空留巷覆岩结构特征，计算得到了沿空留巷巷旁支护体所需最小阻力，模拟分析了有无上覆采空区遗留煤柱情况下沿空留巷围岩应力及塑性区分布特征。研究结果表明：(1)巷旁支护体主要承担巷旁支护体外悬露岩层、上下煤层垮落带岩层自重，巷旁需要提供的支护阻力不能低于7 525.4 kN;(2)获得了两种情况下巷旁支护体宽度技术参数，距开切眼0～260 m沿空留巷，选用1.2 m宽度巷旁支护体，距开切眼260～1 250 m沿空留巷，选用1.0 m宽度巷旁支护体，可满足支护需求；(3)提出沿空留巷围岩稳定控制方法及参数，并对所提出的方案进行工业验证，整个巷道服务期间未发生冒顶、垮帮、锚杆索支护失效等现象，巷道围岩控制效果良好，围岩变形量始终小于250 mm,保证了工作面安全高效开采，该方案对解决同类工程条件下沿空留巷围岩稳定控制问题具有一定实际意义。

  2025年05期 v.54;No.358 71-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2559K]
  

• 基于无人机倾斜摄影测量的露天煤矿灾害风险评估

  张延德;

  露天煤矿在开采过程中通常尽可能增大边坡开挖角度以提高经济效益，但这也显著增加了边坡失稳的风险。无人机倾斜摄影测量作为一种新兴技术，能够获取高空间分辨率影像。通过无人机航测获取的影像数据，经处理生成数字高程模型(DEM),并提取坡度、坡向等边坡不稳定性参数及相关地质信息，作为人工神经网络(ANN)的输入。ANN具备对未知数据的学习与泛化能力，本文采用随机抽样方法选取不同区域的露天煤矿作为训练样本，并利用前馈反向传播算法进行边坡敏感性分析，将研究区划分为四个灾害易发等级。模型训练中使用坡度、坡向、排水密度及地质构造四个输入参数，并根据各因素在诱发边坡失稳中的重要性进行排序，其中20%的样本用于测试，20%用于验证。研究结果生成的灾害风险评估分区图为未来露天煤矿边坡失稳风险预警与减灾规划提供了科学参考。

  2025年05期 v.54;No.358 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1396K]
  

• 基于尾矿库特定使用年限的防洪标准可靠度研究

  侯攀;陈宇清;佟敬鲁;王明明;黄文鹤;

  在对我国尾矿库防洪标准制定历史和特点进行归纳总结的基础上，分别对国内水利行业水库大坝和国外尾矿库所采用的防洪标准进行了比较分析。通过对尾矿库特定使用年限的防洪标准可靠度分析，得出了不同使用年限条件下选用不同防洪标准时尾矿库的工程可靠性定量数值，明确了如何根据尾矿库特定使用年限分析评价所选防洪标准的适用性，最后结合工程实例进行了验证说明。本次研究成果可为尾矿库行业技术人员在选定防洪标准并评价尾矿库防洪可靠度时提供定量参考依据。

  2025年05期 v.54;No.358 87-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 917K]
  

研究热点

• 基于CiteSpace文献计量法的露天矿智能开采规划研究热点的可视化图谱分析

  吴昊;徐晨旭;吴晓毅;赵继伟;李昱儒;刘晨;

  为明确露天矿智能开采规划领域的研究热点与发展脉络，本文以中国知网(CNKI)数据库中2010—2024年露天矿智能开采相关文献为数据来源，运用CiteSpace 6.3.1(64 bit)软件进行知识图谱可视化分析。通过关键词共现、突现及聚类等图谱分析，梳理该领域研究热点与核心主题。结果显示，露天矿智能开采规划研究高频关键词集中在“露天矿”“无人机”“卡车调度”“无人驾驶”“边坡监测”等方面，形成以智能开采技术应用、生产调度优化、安全监测管控为核心的研究集群；关键词突现图谱表明，“智能矿山”、“无人驾驶”、“大数据”等为近年研究前沿，反映领域向智能化、数字化转型的趋势；聚类分析进一步揭示，数值模拟、境界优化、智能装备等子领域已形成稳定研究方向，且各方向呈现技术融合特征。研究可为露天矿智能开采规划领域的学术研究与工程实践提供参考。

  2025年05期 v.54;No.358 93-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1432K]
  
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