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基于Raspberry Pi的矿井通风环境在线监测系统研制与应用 被引量：1
1
作者 任海龙 孔铭 +3 位作者 张宝金 黄铂然 黄浩 王培涛 《金属矿山》 北大核心 2025年第1期198-206,共9页
为解决目前我国矿井通风监测系统安装周期长、功能不足、布点灵活性较低、数据二次利用水平不足等问题,自主开发了一套矿井通风环境在线监测系统。系统以Raspberry Pi开发板为核心,连接多种传感器进行数据采集,并以ONENET物联网平台为... 为解决目前我国矿井通风监测系统安装周期长、功能不足、布点灵活性较低、数据二次利用水平不足等问题,自主开发了一套矿井通风环境在线监测系统。系统以Raspberry Pi开发板为核心,连接多种传感器进行数据采集,并以ONENET物联网平台为终端数据显示和储存平台,进而利用其触发器功能实现井下通风环境安全预警。该系统已成功应用于眼前山铁矿,结果表明:通过该系统成功建立了井下温度场等数据库;以三维仿真通风系统为基础,对井下实时监测数据进行整合,经最小二乘法拟合获得温度、风速修正公式,最终系统实现了井下通风环境(温度、湿度、大气压强、风速、巷道内空气质量指数IAQ和CO浓度)的实时监测和数据传输。该系统操作简易,运行稳定,可大面积布点,数据可进行二次利用,提高了通风网络解算数据的准确性。同时,开放式云平台的应用能减少服务器架设,降低开发成本,有效满足金属矿山通风监测需求,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 矿井通风 金属矿山 Raspberry Pi 在线监测 解算数据修正 开放式云平台
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基于混合因果逻辑的尾矿坝事故知识图谱构建与应用 被引量：1
2
作者 郭梨 高元 +1 位作者 吴昊 杨震 《金属矿山》 北大核心 2025年第1期233-242,共10页
针对尾矿坝事故风险分析的复杂性和不确定性,提出了一种基于混合因果逻辑的尾矿坝事故知识图谱构建与应用方法。该方法首先设计了尾矿坝事故风险分析的混合因果逻辑模型框架,针对尾矿坝自身风险,识别确定性因果逻辑关系;针对人为组织失... 针对尾矿坝事故风险分析的复杂性和不确定性,提出了一种基于混合因果逻辑的尾矿坝事故知识图谱构建与应用方法。该方法首先设计了尾矿坝事故风险分析的混合因果逻辑模型框架,针对尾矿坝自身风险,识别确定性因果逻辑关系;针对人为组织失误,识别非确定性的因果关系。在此模型中,事件序列图位于最顶层,用于风险逻辑演化和计算事故发生概率;中间层为故障树,探究关键事件发生的原因;贝叶斯网络位于最底层,分析具有变化性且相互关联的事件或因子的影响,评估人为和组织失效的概率。然后根据所得到的节点及其之间的逻辑关系,采用Python+Neo4j方法转化为基于混合因果逻辑的尾矿坝事故知识图谱。以降雨引发的尾矿坝事故为例,分析了尾矿坝事故的主要原因和影响因素,以及它们之间的因果关系,利用混合因果逻辑模型对尾矿坝事故风险进行了定量和定性的推理和分析,并构建了相应的知识图谱。研究结果表明:该方法能够综合考虑尾矿坝事故风险的复杂性和不确定性,从多个角度以图形化方式描述事故的演化机理,为尾矿坝风险管理提供了一种有效工具。 展开更多
关键词 混合因果逻辑 知识图谱 尾矿坝事故 风险评估
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基于遥感指数的我国西部矿区生态质量监测——以彬长矿区为例 被引量：1
3
作者 姚顽强 李悠 +4 位作者 郑俊良 蔺小虎 相里海龙 惠伯辰 李文欣 《金属矿山》 北大核心 2025年第1期259-266,共8页
我国西部矿区是煤炭资源开采的主要地区,也是最具代表性的生态脆弱区,探讨西部矿区自然生态环境的演变趋势及影响机制,对于矿区自然环境保护与有序恢复有着重要意义。以彬长矿区为例,通过遥感和GIS技术,利用Sentinel-2和Landsat 8遥感... 我国西部矿区是煤炭资源开采的主要地区,也是最具代表性的生态脆弱区,探讨西部矿区自然生态环境的演变趋势及影响机制,对于矿区自然环境保护与有序恢复有着重要意义。以彬长矿区为例,通过遥感和GIS技术,利用Sentinel-2和Landsat 8遥感影像数据,基于遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index,RSEI)模型,在深入剖析该矿区土地利用/覆被变化(Land Use/Cover Change,LUCC)和生态环境时空演变的基础上,分析了该矿区LUCC的生态质量。结果表明:①2017—2022年矿区LUCC结构上出现明显的转移特征,形成以林地、耕地和建设用地为主的新LUCC格局,并伴随着林地大范围转出为耕地和建设用地的情况,转移量约191.04 km^(2)。②5 a中,矿区生态环境质量呈下降趋势,RSEI由0.54降至0.47,研究发现矿区生态环境质量主要受绿度和干度指标因子影响。③2017—2022年矿区生态环境质量改善的面积占总面积的9%,生态环境质量恶化的面积占总面积的22%,分析结果可为西部矿区生态环境保护和修复提供参考。 展开更多
关键词 生态修复 遥感 GIS 遥感生态指数 土地利用/覆被变化 生态质量
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不同类型外掺料对植被混凝土抗冻性能的影响 被引量：1
4
作者 郑蔚 刘大翔 +5 位作者 张琳瑶 杨悦舒 丁瑜 夏栋 肖海 许文年 《金属矿山》 北大核心 2025年第1期300-308,共9页
植被混凝土生态修复技术在非冻土区、短时冻土区向季节性冻土区推广过程中发现,土体的物理、力学性能在冻融作用下均有所劣化。在冻融条件下,比较了不同类型外掺料(玄武岩纤维和棕纤维、硅粉和粉煤灰、木质活性炭和矿质活性炭)对植被混... 植被混凝土生态修复技术在非冻土区、短时冻土区向季节性冻土区推广过程中发现,土体的物理、力学性能在冻融作用下均有所劣化。在冻融条件下,比较了不同类型外掺料(玄武岩纤维和棕纤维、硅粉和粉煤灰、木质活性炭和矿质活性炭)对植被混凝土的物理、力学性能的影响,综合选择了提升抗冻性能效果最佳的外掺料类型。研究结果表明:30次冻融循环后,添加纤维的植被混凝土试件表面完整性最好,仅在棱角区域出现轻微剥落;添加矿物外掺料的植被混凝土试件随着矿物外掺料含量的增加,表面完整性变差;添加活性炭的植被混凝土试件在冻融循环后虽未出现较大程度的质量损失,但表面均有白色物质析出和局部沙化现象,且随着掺量增加,表面微裂纹增多。纤维类对植被混凝土试件在冻融条件下的改良作用最佳,有效提升了植被混凝土试件的无侧限抗压能力和致密程度,增强了其塑性特征;添加硅粉与粉煤灰等矿物外掺料不利于植被混凝土试件无侧限抗压强度的提升,矿物外掺料的添加使得植被混凝土试件的内部结构更加疏松,矿物外掺料掺量的增加对植被混凝土试件的影响更大,在冻融作用下更易受到破坏;活性炭的添加不利于植被混凝土试件的密实度以及强度的提升,且木质活性炭比矿质活性炭对植被混凝土试件的影响更加明显。 展开更多
关键词 植被混凝土 冻融作用 外掺料 抗冻性能 超声波速 无侧限抗压强度
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我国金属矿山智慧化转型实践与展望
5
作者 柳小波 丛峰武 +4 位作者 张宝金 马新博 陈晓云 张兴帆 王连成 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期1-16,共16页
矿产资源安全供给是实现我国高质量发展和国际竞争力提升的重要保障。然而,由于我国部分关键矿产资源先天禀赋不足,致使对外依存度居高不下,严重威胁了国内资源安全。随着新一代智能技术的快速革新,智慧矿山建设不仅有助于实现行业转型... 矿产资源安全供给是实现我国高质量发展和国际竞争力提升的重要保障。然而,由于我国部分关键矿产资源先天禀赋不足,致使对外依存度居高不下,严重威胁了国内资源安全。随着新一代智能技术的快速革新,智慧矿山建设不仅有助于实现行业转型升级,更是成为破解我国矿产资源开发利用瓶颈的关键途径。在此背景下,深入研究智慧矿山的理论体系,持续探索其创新模式,不断推动智能技术与传统矿业工艺的深度融合,对于建设更加安全、高效和环保的矿山具有重大意义。针对当前我国金属矿山高质量、可持续发展面临的多重挑战和新机遇,提出了智慧化转型是打造矿山行业新质生产力的必由之路,资源战略引领、管理创新驱动、技术智慧赋能三位一体是推动智慧化转型的必要保障,并建立了以点突破(技术瓶颈攻关)、线联动(矿石流、信息流、能量流协同优化)、面覆盖(矿业新生态数智赋能)为代表的3个阶段的智慧矿山建设创新模式。同时结合本研究团队与鞍钢矿业利用深度学习、数字孪生等技术在采矿作业无人化、地质资源数字化等方面研究和实践成果,以鞍钢某地下金属矿山为例,对其“点—线—面”创新模式下智慧化建设过程中的总体架构、具体措施和实施效果进行了深入剖析。最后分别在企业、行业和国家层面对我国金属矿山智慧化转型进行了展望,认为未来应聚焦于通过数智赋能促进矿山企业实现更高层次的安全、低碳和高效开采,全面推进矿山行业的跨界融合和智慧新生态建设,打造矿山行业新质生产力,共同践行国家高质量可持续发展战略规划。 展开更多
关键词 金属矿山 新质生产力 智慧矿山 矿山革新 建设路径
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危岩体稳定性分析的三维极限平衡法 被引量：1
6
作者 苏国韶 刘本朝 +1 位作者 刘友能 范秋雁 《金属矿山》 北大核心 2025年第1期72-80,共9页
针对二维极限平衡法不完全适用于三维危岩体稳定性分析的问题,根据极限平衡理论,考虑结构面宽度方向两侧贯通程度不一致时危岩体具有侧向扭转倾向的情况,提出了一种改进的危岩稳定性分析的三维极限平衡法。该方法通过对危岩体主控结构... 针对二维极限平衡法不完全适用于三维危岩体稳定性分析的问题,根据极限平衡理论,考虑结构面宽度方向两侧贯通程度不一致时危岩体具有侧向扭转倾向的情况,提出了一种改进的危岩稳定性分析的三维极限平衡法。该方法通过对危岩体主控结构面进行拉伸拓展,得到三维计算简图,进而对三维计算简图进行受力分析,计算其抗滑(扭)力(矩)和滑动(扭转)力(矩)的比值,得出了滑移式、坠落式和倾倒式3类危岩相应的稳定性系数计算公式,依据所提公式与数值模拟分析了侧向贯通率及上部贯通率对危岩稳定性的影响。研究表明:随着侧向贯通率及上部贯通率增大,危岩体稳定性呈下降趋势。相较于传统的二维极限平衡法,所提方法计算精度更高,计算相对误差降低了50%以上,并且能够同时适用于主控结构面竖向与侧向完全贯通条件与不完全贯通条件下的危岩稳定性分析,有效解决了现行规范推荐的二维极限平衡法无法考虑主控结构面侧向贯通影响的问题,扩展了二维极限平衡分析方法的适用范围,丰富了危岩稳定性分析理论。 展开更多
关键词 危岩 崩塌 稳定性系数 极限平衡法
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露天煤矿自动驾驶矿卡前障碍物检测算法研究 被引量：2
7
作者 秦学斌 薛宇强 +3 位作者 景宁波 王炳 朱信龙 张俊乐 《金属矿山》 北大核心 2025年第2期145-151,共7页
露天煤矿矿卡行驶环境复杂,传统自动驾驶车辆障碍物检测方法在光照不均匀、遮挡等场景下存在漏检、实时性差等问题,无法满足煤矿自动驾驶矿卡行驶需求。针对以上问题,提出了一种基于16线激光雷达与Re-alsense D435深度相机融合的煤矿自... 露天煤矿矿卡行驶环境复杂,传统自动驾驶车辆障碍物检测方法在光照不均匀、遮挡等场景下存在漏检、实时性差等问题,无法满足煤矿自动驾驶矿卡行驶需求。针对以上问题,提出了一种基于16线激光雷达与Re-alsense D435深度相机融合的煤矿自动驾驶矿卡前障碍物检测算法。首先,建立雷达与相机坐标转换模型,利用深度学习方法对雷达与相机所采集的数据分别进行目标检测;其次,利用最近邻匹配算法建立目标中心点匹配模型,引入多维二叉树(K-Dimension-Tree)模型提高中心点匹配效率,融合2种传感器的检测结果;最后,将融合结果择优输出,作为最终目标检测结果。通过数据集KITTI实际道路测试验证所提算法,并采用露天煤矿矿卡行驶场景数据进一步进行了方法测试。研究表明:基于激光雷达与相机融合的矿卡车前障碍物检测算法与传统障碍物检测方法相比漏检目标数减少90%,误检数减少30%,每秒传输帧数(FPS)提升到30帧/s;该方法在准确率、实时性方面满足实际行驶要求,有助于露天矿卡自动驾驶技术的推广应用。 展开更多
关键词 自动驾驶 障碍物检测 雷达 深度相机 信息融合
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融合多源因素回归和ARIMA-LSTM的露天矿地表形变趋势分析 被引量：1
8
作者 李如仁 李梦晨 +1 位作者 葛永权 刘明霞 《金属矿山》 北大核心 2025年第1期186-197,共12页
露天矿山大规模开采引发的地表形变严重威胁了周边基础设施的稳固性及附近民众生命财产安全,形变演化趋势的精准预测对于保障矿山安全运营具有重要意义。针对当前形变监测技术的时空采样率低、成本高,以及数据处理过程中影响因子筛选困... 露天矿山大规模开采引发的地表形变严重威胁了周边基础设施的稳固性及附近民众生命财产安全,形变演化趋势的精准预测对于保障矿山安全运营具有重要意义。针对当前形变监测技术的时空采样率低、成本高,以及数据处理过程中影响因子筛选困难、趋势预测精度欠佳等问题,以辽宁省鞍山市露天矿集中分布区为工程背景,提出了一种融合自回归差分移动平均(Autoregressive Integrated Moving Average,ARIMA)模型—长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)模型的多源因素融合回归的露天矿地表形变演化趋势分析方法。首先,利用短基线子集干涉测量(Small Baseline Subset Interferometric Synthetic Aperture Radar,SBAS-InSAR)技术开展2020年1月—2022年4月期间研究区地表形变的长时序监测,获取该时段内地表形变时空分布特征。然后,耦合因子分析及灰色关联分析法提取形变主影响因子,基于皮尔逊相关系数(Pearson)验证影响因子的筛选效果,同时考虑地表相邻点位形变的联动效应,构建了多源异构数据融合回归序列。在此基础上,引入自回归差分移动平均(ARIMA)模型改进的长短期记忆网络(LSTM)模型开展形变趋势预测,并采用平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)、标准误差(Root Mean Square Error,RMSE)以及平均百分比误差(Mean Absolute Percentage Error,MAPE)评估所提方法的预测性能。结果表明:监测期内东鞍山矿东部、大孤山矿中部以及鞍千矿东部沉降相对严重,年均沉降速率最高达166.41 mm/a。耦合因子分析及灰色关联度法提取的影响因子合理可靠,融合高程、地形起伏度及累积降雨量等因子的形变序列更贴合矿区地表真实形变过程。与ARIMA-LSTM模型相比,基于多源因素融合回归模型的预测误差MAE、RMSE、MAPE分别降低了48.0%、16.7%和25.5%,预测精度有所改善且能够有效反映形变累积的整体趋势。 展开更多
关键词 露天矿 形变监测 多源数据融合 形变趋势预测 SBAS-InSAR ARIMA-LSTM
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安徽某含镓斑岩型铜矿石选矿新工艺研究
9
作者 杜淑华 袁晓玲 +4 位作者 夏亮 朱国庆 余长军 吴磊 李凡 《金属矿山》 北大核心 2025年第1期120-125,共6页
安徽铜陵某斑岩型低品位铜矿石Cu、S、Ga含量分别为0.30%、2.99%、22.05 g/t,主要有价矿物黄铜矿呈细脉浸染状嵌布,黄铁矿呈自形—他形粒状、条带浸染状、细脉状嵌布。为了高效回收该资源中的有价组分,进行了系统的选矿试验研究。结果表... 安徽铜陵某斑岩型低品位铜矿石Cu、S、Ga含量分别为0.30%、2.99%、22.05 g/t,主要有价矿物黄铜矿呈细脉浸染状嵌布,黄铁矿呈自形—他形粒状、条带浸染状、细脉状嵌布。为了高效回收该资源中的有价组分,进行了系统的选矿试验研究。结果表明,矿石棒磨至过80目筛后,采用1粗2精2扫选铜、1粗2精2扫选硫、中矿顺序返回流程处理,可获得铜品位18.12%、含镓8.80 g/t、铜回收率84.68%的铜精矿,以及硫品位43.80%、含铜0.20%、含镓3.82 g/t、硫回收率70.91%的硫精矿;铜硫尾矿脱泥后采用捕收剂XK04浮选石英,再经过酸洗可得到SiO2含量达99.96%的低端高纯石英精矿;镓含量为22.96 g/t的浮铜、硫、石英尾矿经800℃煅烧2h,再用浓度50%的H2SO4溶液+浓度20%的HF溶液(体积比2:1)浸出,在液固比为5:1、100℃恒温磁力搅拌(300 r/min)浸出时间3.5 h的情况下,镓浸出率达92.36%,取得了理想的综合回收效果。 展开更多
关键词 镓 斑岩型铜矿 浮选 熟化 煅烧 浸出 综合利用
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SiC对转炉钢渣物相组成及其自粉化的影响研究
10
作者 郝帅 罗果萍 +3 位作者 陈银胜 柴轶凡 宋巍 安胜利 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期284-289,共6页
为了降低钢渣中铁氧化物与磷氧化物的含量,促进β-C_(2)S向γ-C_(2)S的晶型转变,实现钢渣的自粉化,采用X射线衍射仪(XRD)和Factsage7.1热力学软件,对掺加Si C的熔融钢渣的焙烧产物进行了主要矿物及平衡态下物相分析。结果表明,对试验钢... 为了降低钢渣中铁氧化物与磷氧化物的含量,促进β-C_(2)S向γ-C_(2)S的晶型转变,实现钢渣的自粉化,采用X射线衍射仪(XRD)和Factsage7.1热力学软件,对掺加Si C的熔融钢渣的焙烧产物进行了主要矿物及平衡态下物相分析。结果表明,对试验钢渣掺加5%、6%的Si C均能实现钢渣的自粉化,对应的粉化率分别为96.5%和92.4%;Si C掺量从4%增加至7%,能促进钢渣中镁硅钙石(Ca_(3)Mg(SiO_(4))_(2))的生成,抑制钙铝黄长石(Ca_(2)Al_(2)Si O_(7))的生成;SiC的掺量超过8%,有利于β-C_(2)S物相的生成,不利于钢渣自粉化;以Factsage7.1热力学软件计算的高温段(1450~1600℃)平衡相中C_(2)S含量、液相量及碱度可作为间接判断钢渣能否粉化的依据。 展开更多
关键词 转炉钢渣 热力学计算 物相组成 自粉化 SIC
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新型分散剂植酸钠在西北某难选金矿石选矿中的应用研究
11
作者 王晓慧 邹旦 +4 位作者 赵开乐 王振 吴威龙 张文谱 毛益林 《金属矿山》 北大核心 2025年第3期91-96,共6页
我国西北某低品位金矿石Au品位为2.21 g/t,因黏土矿物绢云母等含量较高,导致现场浮选金精矿Au品位仅20 g/t左右,Au回收率仅80%左右,生产指标不理想。为解决生产中存在的问题,提高生产指标,采用新型矿泥分散剂植酸钠开展了系统的选矿试验... 我国西北某低品位金矿石Au品位为2.21 g/t,因黏土矿物绢云母等含量较高,导致现场浮选金精矿Au品位仅20 g/t左右,Au回收率仅80%左右,生产指标不理想。为解决生产中存在的问题,提高生产指标,采用新型矿泥分散剂植酸钠开展了系统的选矿试验,并对植酸钠分散矿泥的机理进行了分析。结果表明,采用1粗3精3扫、中矿顺序返回流程处理矿石,获得了Au品位30.80 g/t、Au回收率85.65%的金精矿,该指标显著高于生产指标,充分体现了植酸钠对矿泥的高效分散性。作用机理分析表明,绢云母细泥吸附在毒砂等矿物表面是造成现场分选指标不理想的根本原因;当矿浆中添加植酸钠后,绢云母对毒砂的罩盖行为得到了很好的消除;植酸钠会选择性吸附在绢云母表面,而基本不与毒砂表面发生吸附是植酸钠分散效果理想的根本原因。该研究结果对类似资源的开发具有指导意义。 展开更多
关键词 毒砂 绢云母 矿泥 粘附 分散 浮选
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基于PSO-XGBoost的爆破振动峰值速度预测研究
12
作者 任高峰 邱浪 +4 位作者 徐琛 李吉民 胡英国 朱瑜劼 胡伟 《金属矿山》 北大核心 2025年第4期256-265,共10页
为实现爆破振动峰值速度的精准预测,减少爆破振动的危害,基于某爆破工程实测数据,通过基于决策树的特征重要性分析,选取了爆心距、炸药爆速、孔距、堵塞长度、孔深、单段药量6个变量作为输入特征,利用粒子群优化算法(PSO)对XGBoost模型... 为实现爆破振动峰值速度的精准预测,减少爆破振动的危害,基于某爆破工程实测数据,通过基于决策树的特征重要性分析,选取了爆心距、炸药爆速、孔距、堵塞长度、孔深、单段药量6个变量作为输入特征,利用粒子群优化算法(PSO)对XGBoost模型的决策树数目、决策树最大深度、学习率3个参数进行寻优,构建了PSO-XGBoost爆破振动峰值速度预测模型。通过对实例进行预测,得到预测结果的MSE、RMSE、R^(2)的值分别为1.44、1.16、0.91;通过与BPNN、AdaBoost、GBDT、RF、SVR模型的预测结果进行对比,PSO-XGBoost模型的预测性能最佳,预测结果最优。为了进一步推广应用预测成果,开发设计了一套爆破振动峰值速度预测系统。研究成果可为类似爆破工程振动预测提供一定的理论参考和实践指导。 展开更多
关键词 爆破振动 爆破振动峰值速度 粒子群优化算法 XGBoost算法 预测模型
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新型提金剂浸出河南某浸铜渣中金的试验
13
作者 陈宇 侯磊 +5 位作者 陈鹏 张国伟 张圻 吴春晖 宋少先 贾菲菲 《金属矿山》 北大核心 2025年第3期97-102,共6页
针对氰化浸金毒性大、浸出速率慢的难题,课题组自主开发了新型无氰提金药剂GLMC-101。为了验证其有效性,以河南某冶炼厂浸铜渣为对象进行了单因素浸金试验,并通过红外光谱分析、XRD物相分析和动力学拟合进行了浸出作用机理研究。结果表... 针对氰化浸金毒性大、浸出速率慢的难题,课题组自主开发了新型无氰提金药剂GLMC-101。为了验证其有效性,以河南某冶炼厂浸铜渣为对象进行了单因素浸金试验,并通过红外光谱分析、XRD物相分析和动力学拟合进行了浸出作用机理研究。结果表明,在GLMC-101用量30 kg/t、温度55℃、矿浆pH=1、液固比4∶1 mL/g、搅拌速度500 r/min的条件下,30 min的金浸出率达99.33%,实现了金的高效浸出;红外光谱和XRD物相分析表明,在浸金过程中,赤铁矿和石英没有发生物相转变,石膏在酸性环境中被溶解;未反应收缩核模型对GLMC-101浸金反应的动力学拟合结果表明,该体系金的浸出过程主要受界面化学反应控制,表观浸出活化能E_(a)=72.2 kJ/mol。新型提金剂GLMC-101具有浸出速率快、浸出操作简单的特点,对同类型金矿的绿色高效开发具有重要借鉴意义。 展开更多
关键词 浸铜渣 金 浸出 新型药剂GLMC-101
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基于知识图谱的煤矿液态二氧化碳防灭火技术研究进展与展望
14
作者 白刚 王新阳 +3 位作者 周西华 张潇文 王继仁 宋双林 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期80-88,共9页
在矿山开采领域,火灾始终是困扰安全生产的重大难题之一,传统的防灭火技术虽各有特点,但都存在着一些不足,而液态二氧化碳因其独特的物理化学性质受到关注,近年来相关技术研究快速发展,为其在矿井防灭火领域的应用提供了有力支撑。在此... 在矿山开采领域,火灾始终是困扰安全生产的重大难题之一,传统的防灭火技术虽各有特点,但都存在着一些不足,而液态二氧化碳因其独特的物理化学性质受到关注,近年来相关技术研究快速发展,为其在矿井防灭火领域的应用提供了有力支撑。在此背景下,就中国知网中检索2000—2024年收录的190篇文献,利用文献可视化分析软件VOSviewer对我国液态二氧化碳防灭火技术研究进展进行探究,分析作者共被引、关键词共现等特征,并结合文献计量学方法,讨论了我国液态二氧化碳防灭火技术的发展历程、时空分布与热点方向等发展特征。研究结果表明:2000—2024年液态二氧化碳防灭火技术研究整体呈上升趋势,利用VOSviewer的作者共被引功能,发现目前存在6个科研成果产出较高的学术团体;VOSviewer的关键词共被引聚类图表明,目前已形成了3个相关性密切的关键词聚类,分别为采空区防灭火研究、液态二氧化碳防灭火技术研究、二氧化碳相变特征研究。在此基础上,剖析了我国液态二氧化碳防灭火研究存在的不足:(1)技术应用存在局限性;(2)二氧化碳灭火机理研究不足;(3)监测评估体系不完善;(4)关键技术突破与设备研发面临瓶颈。未来发展方向应聚焦于:(1)构建全流程综合应用策略,强化技术集成与协同创新;(2)深化微观机理探索,构建系统性理论模型;(3)完善监测体系建设,优化评估方法与手段;(4)攻克输送技术难题,研发智能管道安全设备。 展开更多
关键词 液态二氧化碳 防灭火 文献可视化分析 关键词聚类 研究进展 展望
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蒙古国某萤石矿石的可选性研究
15
作者 王利珍 姜楚灵 +3 位作者 朱家祥 沈力微 王祥 王伟 《金属矿山》 北大核心 2025年第4期103-108,共6页
为了了解蒙古国三大萤石矿CH、BB、NU矿石的可选性,通过化学多元素分析、X射线衍射分析、显微镜鉴定和MLA等方法对这些矿山的代表性矿石进行了工艺矿物学特性研究。结果表明:(1)CH、BB和NU矿样CaF_(2)品位分别为46.73%、48.49%和81.89%... 为了了解蒙古国三大萤石矿CH、BB、NU矿石的可选性,通过化学多元素分析、X射线衍射分析、显微镜鉴定和MLA等方法对这些矿山的代表性矿石进行了工艺矿物学特性研究。结果表明:(1)CH、BB和NU矿样CaF_(2)品位分别为46.73%、48.49%和81.89%,萤石多呈致密团块状产出,粒度一般1.0~2.0 mm,团块中偶或包裹或浸染微细粒石英等脉石矿物,预计适当磨矿可获得有效解离。(2)碎磨至-3 mm的CH、BB和NU矿样中萤石全部回收对应的精矿CaF_(2)品位预计值分别为72.09%、54.70%和89.00%,产率预计值分别为64.82%、88.65%和92.01%,BB和NU矿样在该细度下预选抛尾意义不大;碎磨至-0.15 mm的CH、BB和NU矿样中萤石全部回收对应的精矿CaF_(2)品位预计值分别较-3 mm情况下提高10.20、21.86和8.20个百分点,产率预计值显著下降至50.18%、63.33%和84.25%,抛尾提质效果显著,适当抛出贫连生体能显著提高精矿CaF_(2)品位。(3)CH、BB和NU矿样在磨矿细度为-0.15 mm的情况下,采用1粗4精、精选1尾矿直接抛尾、精选2及后续精选尾矿合并返回流程处理,均可获得CaF_(2)品位97%以上的萤石精矿,探索试验指标与预测指标接近,精矿品质均达到《中华人民共和国黑色冶金行业标准》(YB/T 5217—2019)之酸级萤石一级品质量标准,表明矿样具有较好的可选性。 展开更多
关键词 萤石 工艺矿物学 嵌布特征 单体解离度 连生体 浮选抛尾
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四川某矿深部高锌铜硫多金属矿石浮选试验研究
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作者 郭帅 傅开彬 +3 位作者 魏浪 李贺 陈晓辉 刘琪 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期244-249,共6页
为了解四川某铜矿深部高锌铜硫多金属矿石的可选性,以深部代表性岩芯样为对象,在工艺矿物学研究基础上进行了选矿试验研究。结果表明:①矿石Zn、Cu和S品位分别为2.62%、2.02%、16.34%,主要有价矿物磁黄铁矿、黄铜矿和铁闪锌矿含量分别为... 为了解四川某铜矿深部高锌铜硫多金属矿石的可选性,以深部代表性岩芯样为对象,在工艺矿物学研究基础上进行了选矿试验研究。结果表明:①矿石Zn、Cu和S品位分别为2.62%、2.02%、16.34%,主要有价矿物磁黄铁矿、黄铜矿和铁闪锌矿含量分别为35.48%、5.29%、4.06%,脉石矿物主要为石英、绿泥石、钠长石、钾长石等。磁黄铁矿呈半自形粒状、粒状及不规则状,大小0.05~2.00 mm;黄铜矿呈叶片状、粒状、针状及不规则状,大小0.01~3.00 mm;铁闪锌矿呈半自形粒状、粒状、针状及不规则状,大小0.01~1.50 mm,主要目标矿物单体解离相对容易,当矿样碎至-2 mm的情况下,这些金属矿物大多呈单体形式存在,仅少部分与脉石矿物连生或被脉石矿物包裹。②矿石在磨矿细度为-0.074 mm占60%的情况下,采用1粗2精3扫流程浮铜、1粗3精3扫流程浮锌、1粗2精3扫流程浮硫闭路流程处理,可获得铜品位21.20%、铜回收率90.80%的铜精矿,锌品位37.74%、锌回收率77.23%的锌精矿,硫品位39.15%、硫回收率47.33%的硫精矿,分别满足三级铜精矿、近四级锌精矿和二级硫精矿质量指标要求,尾矿铜锌品位非常低,浮选效果良好,试验结果可作为现场工艺优化调整的依据。 展开更多
关键词 铜矿 高锌 铜硫多金属矿 浮选分离
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高压电脉冲致裂煤岩增透技术研究进展与展望
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作者 蒋长宝 吴家耀 +1 位作者 闫发志 彭守建 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期51-63,共13页
我国大部分煤层低透气性的特点严重制约了煤层气高效开采,高压电脉冲作为一种安全、环保且重复可控的煤岩致裂增透技术,在煤层增透领域展现了广阔的应用前景。结合业内多年研究成果,回顾了高压电脉冲技术的基本概念及发展历程,剖析了该... 我国大部分煤层低透气性的特点严重制约了煤层气高效开采,高压电脉冲作为一种安全、环保且重复可控的煤岩致裂增透技术,在煤层增透领域展现了广阔的应用前景。结合业内多年研究成果,回顾了高压电脉冲技术的基本概念及发展历程,剖析了该技术的致裂增透机制,并围绕放电参数、煤岩电学特性、煤岩矿物分布及孔裂隙特征、赋存条件4个方面系统梳理了高压电脉冲煤岩致裂增透理论的研究进展。研究表明:2015年以来,高压电脉冲技术研究热度显著上升,其典型作用机制包括液电效应和电破碎效应;高压电脉冲击穿煤岩过程可分为电场加载、极化、击穿和稳定4个阶段,煤岩孔隙结构在应力波作用下经历了扩孔、破裂、贯穿和扩展裂隙的演化模式,从而提高了渗透性;放电参数决定裂隙网络的优化程度,煤岩电学特性影响击穿难度与能量传递,矿物分布及孔裂隙特征控制等离子体通道的形成与裂纹扩展,地应力与气体压力的耦合作用则共同调控煤岩裂隙演化与渗透性变化。基于上述分析,指出了该领域发展存在的主要问题,包括信息获取困难、致裂增透机制尚不明确及击穿场强较高等,展望“十五五”乃至更长时期,认为该领域未来发展的着力点在于:①发展高压电脉冲致裂煤岩的实时监测技术;②构建高精度的热流固化电多物理场耦合模型;③探索高压电脉冲协同多技术致裂煤岩增透。以期突破现有瓶颈,推动该技术的进一步发展。 展开更多
关键词 高压电脉冲 电破碎效应 煤层增透 储层改造 煤层气开采
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陕北采煤沉陷区覆岩层状结构对凹形黄土坡面形态的影响及土壤侵蚀效应
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作者 宋世杰 张家杰 +5 位作者 王双明 柳青 程霞 牛瑞琳 白莉 郭利鹏 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期174-184,共11页
采煤沉陷区的水土流失防治已经成为黄河中游生态保护与高质量发展亟需重点突破的关键问题。覆岩层状结构作为煤炭地质赋存的重要特征和地下采动效应自下而上传递的载体,在相同采矿条件下控制着采动后地表的基本形态,进而深刻影响着采煤... 采煤沉陷区的水土流失防治已经成为黄河中游生态保护与高质量发展亟需重点突破的关键问题。覆岩层状结构作为煤炭地质赋存的重要特征和地下采动效应自下而上传递的载体,在相同采矿条件下控制着采动后地表的基本形态,进而深刻影响着采煤沉陷区的土壤侵蚀效应及变化规律。以陕北黄土沟壑区2-2主采煤层地质赋存特征为原型,以砂层系数(60%、67%、71%、75%、83%、88%)、砂泥比(6∶4、7∶3、8∶2)2个覆岩层状结构关键特征及采厚(3 m、5 m)为变量,共构建了36个不同类型的数值模型;基于FLAC^(3D)数值模拟软件,研究了不同覆岩层状结构类型下采煤沉陷区25°凹形黄土坡面的形变特征和规律,分别采用中国水土流失方程(CSLE模型)和区域经验模型,计算与分析了凹形黄土沉陷坡面的土壤侵蚀效应。结果表明:①在既定采厚且任意砂泥比条件下,凹形黄土沉陷坡面坡度的增幅随砂层系数的增加均增大,当砂层系数超过71%时,会消除不同采厚对凹形黄土沉陷坡面形态变化的影响差异,当超过75%时则基本丧失对凹形黄土沉陷坡面形态变化的影响;②无论是年侵蚀降雨尺度(M1)还是典型场次侵蚀降雨尺度(M2)下,凹形黄土沉陷坡面土壤侵蚀模数的增幅均会随砂层系数的增加而增大,并存在迅速增大、趋于稳定的两段式变化过程,M1增幅为4.18%~5.39%,M2增幅为6.71%~8.05%,当砂层系数超过75%时,基本丧失对凹形黄土沉陷坡面不同尺度土壤侵蚀模数变化的影响;③在既定砂层系数条件下,砂泥比≤60%对应的M1和M2增幅明显高于砂泥比>60%;④砂层系数是影响凹形黄土沉陷坡面土壤侵蚀变化的首要覆岩层状结构特征,可作为陕北采煤沉陷区坡面尺度水土流失效应“地下超前防控”的重要地质依据。对于“砂层系数≤75%”的采煤沉陷区,可以通过控制地下采厚的方式实现坡面尺度水土流失效应的超前防控;对于“砂层系数>75%”的采煤沉陷区,地表坡面土壤侵蚀的加剧程度已不再对地下采厚敏感,以致在满足区域土壤侵蚀强度总体控制目标的前提下,还存在增大采厚、提高采煤效率的空间。 展开更多
关键词 采煤沉陷 覆岩层状结构 砂层系数 土壤侵蚀 黄河中游
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基于贝叶斯优化集成学习的矿井通风阻变型故障诊断
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作者 李兵磊 孙妍 +3 位作者 张化进 宋方家 龙翼 蔡和 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期195-203,共9页
通风阻变型故障会导致矿井风流供需失衡,影响矿山生产安全。针对目前机器学习易误判和陷入局部最优解的问题,提出了基于贝叶斯优化集成学习的矿井通风阻变型故障诊断方法,提升模型的准确性和稳健性。基于矿井通风网络故障诊断数据集,构... 通风阻变型故障会导致矿井风流供需失衡,影响矿山生产安全。针对目前机器学习易误判和陷入局部最优解的问题,提出了基于贝叶斯优化集成学习的矿井通风阻变型故障诊断方法,提升模型的准确性和稳健性。基于矿井通风网络故障诊断数据集,构建了6种代表性集成学习模型,并通过贝叶斯算法优化其超参数,最后系统分析了集成学习在矿井通风阻变型故障诊断中的可行性和适用性。仿真试验结果表明:贝叶斯优化集成学习方法可有效辨识和诊断矿井通风阻变型故障,其中极度随机树、XGBoost、LightGBM模型诊断准确率为100%,明显优于常见的机器学习模型。综合模型准确性和确定性程度看,推荐采用XGBoost与Light GBM算法进行矿井通风阻变型故障诊断,其诊断准确率高,不确定性程度低,可为矿井智能化通风提供理论依据与方法指导。 展开更多
关键词 矿井通风 故障诊断 机器学习 集成学习 贝叶斯优化
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煤岩斜巷穿层掘进长短锚索协同支护及围岩控制机理研究
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作者 尹博 王睿 +3 位作者 张连昆 杨俊峰 李先峰 杨瑞宙 《金属矿山》 北大核心 2025年第2期13-23,共11页
为解决浅埋多煤层斜巷穿层掘进过程中软硬复合顶板变形大、易离层、支护难等问题,以淖尔壕煤矿2-3煤辅运斜巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的研究方法,通过对比分析无支护和现有支护条件下巷道围岩塑性区及软硬复... 为解决浅埋多煤层斜巷穿层掘进过程中软硬复合顶板变形大、易离层、支护难等问题,以淖尔壕煤矿2-3煤辅运斜巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的研究方法,通过对比分析无支护和现有支护条件下巷道围岩塑性区及软硬复合顶板易离层区特征,发现现有支护参数下仍不能有效预防局部冒顶发生,为此提出了长短锚索协同支护优化设计方案。结果表明:煤岩斜巷穿层掘进中,当距离软硬复合顶板较近时,巷道受剪切破坏与张拉破坏共同作用,导致围岩塑性区探入顶板离层区内,极易引发冒顶。另外,按照等长锚索布置时,虽可提高支护效果,但塑性破坏区范围未完全处于锚杆、锚索的锚固范围内,仍存有冒顶事故发生可能。根据斜巷掘进层位与局部冒顶易发区的复合顶板特征将现有支护的等长锚索布置方式变为长、短锚索相间布置后,顶板下沉量进一步减小至40 mm,塑性区范围处于锚杆、锚索支护范围内。长短锚索协同支护优势在于长锚索锚固端若处不稳定岩层,则以短锚索补强,确保始终存在锚固与稳定岩层中的锚索。从而有效控制围岩,防止冒顶事故的发生。结合现场监测分析结果,巷道围岩变形明显减小,稳定性升高,可以有效地提高巷道的稳定性和安全性。研究结果将为巷道围岩稳定性分析及巷道穿层支护设计提供参考依据。 展开更多
关键词 浅埋多煤层 穿层掘进 围岩变形 局部冒顶 协同支护
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