地下金属矿山回风井污风治理技术研究与实践

1

作者 贾敏涛 李晓健 +1 位作者 任甲泽 李静波 《金属矿山》 北大核心 2025年第6期195-203,共9页

矿井通风系统是地下矿山传统八大系统之一,承担着排尘、毒、湿和为井下供氧换热的重要作用。回风井外排污风包含的粉尘、有毒有害气体及雾气等对地表环境产生一定影响。针对以上问题,相关学者对回风井污染因子治理技术开展了探索研究,... 矿井通风系统是地下矿山传统八大系统之一,承担着排尘、毒、湿和为井下供氧换热的重要作用。回风井外排污风包含的粉尘、有毒有害气体及雾气等对地表环境产生一定影响。针对以上问题,相关学者对回风井污染因子治理技术开展了探索研究,并建成了相关工程示范,但对其研究与应用现状缺少深入总结。基于此,检测了典型矿山回风井外排污染因子成分并分析了其成因,并对近年来矿山回风井污染因子治理典型技术和案例进行了梳理。研究结果表明:已知的各污染因子受井下作业工艺影响,其浓度呈现时段化分布特征,存在未知的刺激性污染气体;惯性法、高压静电法、湿式共振栅法和吸附法可以有效降低污染因子浓度。在上述分析的基础上,针对污染因子治理技术研究现状,分析了目前存在的不足,并提出了未来的主要研究方向,即探究回风井除雾降尘机理、完善回风井余热回收与除雾协同技术、发展低浓度有害气体快速吸附技术,以及构建粉尘—冷凝雾—有害气体协调治理体系。 展开更多

关键词 矿井通风 回风井 污染治理 除雾降尘 静电除雾 协同治理

在线阅读 下载PDF 职称材料

矿山生产集成与安全应急管控平台研发与应用

2

作者 刘允秋 徐修平 +9 位作者 席浩睿 华绍广 隋福仁 叶飏 程小舟 肖益盖 尹宜雪 于正兴 曹帅 岳利平 《金属矿山》 北大核心 2025年第7期137-145,共9页

为应对矿山采矿生产系统与安全智慧应急系统面临的挑战,满足矿山多源数据集成分析的需求,解决智慧矿山建设中的数据孤岛问题,基于物联网、大数据等技术,设计并研发了智能矿山生产集成与安全应急管控平台。该平台主要包含矿山基础信息管... 为应对矿山采矿生产系统与安全智慧应急系统面临的挑战,满足矿山多源数据集成分析的需求,解决智慧矿山建设中的数据孤岛问题,基于物联网、大数据等技术,设计并研发了智能矿山生产集成与安全应急管控平台。该平台主要包含矿山基础信息管理、生产管控以及安全智能应急3个子系统。在技术实现上,平台采用微服务架构,基于J2EE规范和轻量级Spring Boot框架进行搭建,能够对矿山数据进行采集、预处理、存储、分析与应用,实现矿山安全生产的实时监测预警与调度指挥功能,推动互联网与矿山行业的深度融合。在某大型金属矿山对所研发的平台进行了应用,结果表明:该平台在矿山安全监管方面展现出显著优势,实现了对矿山各区域的实时监测与数据自动化采集,有效提升了监管效率;同时,在自动化管理方面,平台优化了矿山生产流程,减少了人工干预,降低了人为失误风险。所研发的平台有助于提升矿山安全监管的精准度与自动化管理水平,促进矿山智能化发展,为矿山行业数字化转型提供有力支持。 展开更多

关键词 智能矿山 物联网 矿山生产集成 安全应急 管控平台

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于AHP-EWM与多源数据的尾矿库安全风险动态监测评价 被引量：1

3

作者 冯威 张小龙 +2 位作者 唐立鹤 孙铭骏 骆明华 《金属矿山》 北大核心 2025年第7期172-181,共10页

尾矿库作为矿业生产中存储和处理废弃物的重要设施,其安全运行直接影响着周边环境和居民的生命财产安全。我国尾矿库数量众多,一旦发生溃坝等事故,可能导致严重的环境污染和人员伤亡。精准评价尾矿库的安全风险是实现尾矿库安全管理和... 尾矿库作为矿业生产中存储和处理废弃物的重要设施,其安全运行直接影响着周边环境和居民的生命财产安全。我国尾矿库数量众多,一旦发生溃坝等事故,可能导致严重的环境污染和人员伤亡。精准评价尾矿库的安全风险是实现尾矿库安全管理和风险防控的前提条件和关键技术。针对传统评价方法缺乏对实时动态数据考虑的不足,提出了一种层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)和熵权法(Entropy Weight Method,EWM)相结合的尾矿库安全风险动态监测评价模型。首先,系统梳理了国内外尾矿库安全风险评价的研究现状,详细分析了危险源和安全风险,确定了涵盖库区周边环境、排洪系统、尾矿坝等7个方面的38个影响因子,构建了全面的安全风险评价指标体系。其次,将多源数据划分为静态数据和动态数据,采用AHP-EWM组合赋权方法计算各影响因子的综合权重,构建了静态因子与动态因子相结合的安全风险动态评价模型,并将其嵌入在线监测预警系统,实现了尾矿库安全风险的实时动态评价。最后,以青山尾矿库为例进行实证分析,评价结果显示尾矿库处于安全状态,与人工定期核查结果一致,验证了模型的有效性和准确性。所提模型能够全面、科学地反映尾矿库的安全风险等级,为尾矿库安全管理和风险防控提供了有力的技术支撑。 展开更多

关键词 尾矿库 安全风险评价 层次分析法 熵权法 动态评价

在线阅读 下载PDF 职称材料

缓倾斜近距离双层磷矿房柱法开采矿柱稳定性研究

4

作者 罗斌玉 李大忠 +3 位作者 刘晓云 苏辕 李鹏程 杨世荣 《金属矿山》 北大核心 2025年第10期20-29,共10页

缓倾斜近距离双层磷矿房柱法开采中,受二次采动影响,矿柱失稳风险增大,威胁矿山安全生产。以鄂西某缓倾斜双层磷矿为背景,探究矿层倾角、夹层厚度、矿柱对齐方式三因素共同影响下矿柱的稳定性。设计三因素四水平正交试验方案,开展16种... 缓倾斜近距离双层磷矿房柱法开采中,受二次采动影响,矿柱失稳风险增大,威胁矿山安全生产。以鄂西某缓倾斜双层磷矿为背景,探究矿层倾角、夹层厚度、矿柱对齐方式三因素共同影响下矿柱的稳定性。设计三因素四水平正交试验方案,开展16种工况的数值模拟;采用考虑倾角因素的矿柱强度经验公式,通过fish语言编写安全系数公式,计算得到每种工况下采场中各矿柱的安全系数;然后对上下层矿柱稳定性因素进行方差分析,分析夹层厚度和上下层矿柱偏移率对矿柱稳定性的影响。结果显示,采场中矿柱安全系数均呈现“非对称式盆状”,下层采场矿柱安全系数较上层低,受倾角影响,矿柱出现明显的剪切破坏;夹层厚度变大后,矿柱间相互扰动变小,矿柱稳定性主要受矿层埋深影响;矿柱偏移率增大,矿柱安全系数呈现先减小后增大再减小的趋势。研究为双层矿房柱法开采矿柱设计与稳定性分析提供参考。 展开更多

关键词 双层磷矿 矿层倾角 夹层厚度 矿柱 稳定性

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于灰色关联分析法的双流体喷嘴喷雾特性研究

5

作者 李刚 姜伯洋 +2 位作者 周刚 郭立稳 吴将有 《金属矿山》 北大核心 2025年第9期192-198,共7页

矿产资源高强度开发导致矿山粉尘问题愈发严重,严重威胁井下安全生产和工人职业健康。喷雾降尘技术可有效控制粉尘,喷雾特性的优劣与最终降尘效果相关性强,提升雾化效果可有效改善工作环境。双流体雾化喷嘴较单流体压力喷嘴优点明显,但... 矿产资源高强度开发导致矿山粉尘问题愈发严重,严重威胁井下安全生产和工人职业健康。喷雾降尘技术可有效控制粉尘,喷雾特性的优劣与最终降尘效果相关性强,提升雾化效果可有效改善工作环境。双流体雾化喷嘴较单流体压力喷嘴优点明显,但喷嘴内、外流场与液态介质之间相互作用复杂,现场应用中间环节参数研究不够深入,导致喷雾特性控制针对性不强,为高效降尘带来困难。基于此,以双流体雾化喷嘴中的空气雾化喷嘴为研究对象,研究了供水压力、供气压力2个关键参数对射程、水流量、气流量和D50、D905个喷雾特性参数的作用形式和影响规律,利用灰色关联分析法分析了不同参数对喷雾特性影响的重要度,确定了不同喷雾特性参数的敏感指标,并对喷雾过程进行了优化控制。研究结果表明:供水压力与射程、水流量和雾滴粒径呈正相关关系,供气压力与气流量呈正相关关系;射程和水流量、气流量、雾滴粒径分别对供水压力变化、供气压力变化、液气压力比变化敏感。研究结果可实现对喷雾特性的针对性调控,为加快建设矿山湿式控除尘体系提供理论依据。 展开更多

关键词 喷雾降尘 雾化效果 空气雾化喷嘴 灰色关联分析法 敏感指标

在线阅读 下载PDF 职称材料

铁尾矿管控与综合利用的现状与前景

6

作者 王笑天 华绍广 +4 位作者 裴德健 刘建华 李香梅 李书钦 王玮 《金属矿山》 北大核心 2025年第7期243-253,共11页

针对我国铁尾矿年产量超6亿t、堆存风险突出与资源浪费问题,系统研究了其规模化管控与高值化利用路径,以破解环境风险与资源循环协同治理难题,构建了“源头减量—过程控制—末端利用”全链条技术体系,指出大宗利用存在充填受限于露天矿... 针对我国铁尾矿年产量超6亿t、堆存风险突出与资源浪费问题,系统研究了其规模化管控与高值化利用路径,以破解环境风险与资源循环协同治理难题,构建了“源头减量—过程控制—末端利用”全链条技术体系,指出大宗利用存在充填受限于露天矿山场景缺失与细粒化问题,建材化推广受运输成本及标准缺失制约,但高值化利用前景广阔。最后得出铁尾矿综合利用依赖技术-政策协同创新,细粒尾矿活化改性、多组分梯级回收技术的突破,跨领域标准体系的建立,规模化消纳的核心方向是生态化利用,未来需聚焦铁尾矿全量化目标与智能化管控。 展开更多

关键词 铁尾矿 管控 综合利用 受限因素 前景

在线阅读 下载PDF 职称材料

高溜井卸矿粉尘分布特性及影响因素试验研究 被引量：1

7

作者 王明 李刚 +3 位作者 宋富美 田冬梅 张超 胡锦华 《金属矿山》 北大核心 2025年第3期230-235,共6页

为了研究高溜井卸矿过程中粉尘的产生和分布及其影响因素,提出合理有效的粉尘控制措施,根据相似原理,建立了多中段高溜井的相似试验模型,通过改变卸矿试验过程的参数条件,监测粉尘浓度的分布特性,并对其主要影响因素进行了灰色关联分析... 为了研究高溜井卸矿过程中粉尘的产生和分布及其影响因素,提出合理有效的粉尘控制措施,根据相似原理,建立了多中段高溜井的相似试验模型,通过改变卸矿试验过程的参数条件,监测粉尘浓度的分布特性,并对其主要影响因素进行了灰色关联分析。结果表明:卸矿时底部中段粉尘浓度及粉尘沉降时间都远大于上部中段;卸矿流量越大及卸矿高度越高,粉尘平均浓度越高;粉尘浓度随矿石粒径及溜井阻力系数增大而减小;矿石含水率增加卸矿口粉尘浓度显著下降,含水率超过3.5%时,粉尘浓度下降趋势较缓;卸矿口粉尘浓度与矿石含水率、卸矿高度关联度最高,其次是溜井阻力系数、卸矿流量和矿石粒径大小。试验结果与现场测试数据相吻合,为有针对性地提出高溜井粉尘控制措施提供了理论基础。 展开更多

关键词 高溜井 卸矿 冲击气流 粉尘 影响因素

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于矿井风流运动特征的逸散粉尘喷雾除尘研究 被引量：1

8

作者 李刚 姜伯洋 +2 位作者 胡方强 马涛 郭立稳 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第3期39-46,55,共9页

深部矿产资源机械化、规模化开采导致工作面产尘量显著增大,矿井粉尘逸散问题日益严峻。为解决现有降尘措施控尘效果不理想问题,改善工作面作业环境,开展了基于工作面风流运动特征的巷道逸散粉尘喷雾除尘性能研究。分析工作面风流运动... 深部矿产资源机械化、规模化开采导致工作面产尘量显著增大,矿井粉尘逸散问题日益严峻。为解决现有降尘措施控尘效果不理想问题,改善工作面作业环境,开展了基于工作面风流运动特征的巷道逸散粉尘喷雾除尘性能研究。分析工作面风流运动特征及粉尘运移规律;综合分析雾化喷嘴宏观喷雾特性并进行喷嘴优选;搭建相似实验模型对喷雾降尘性能参数进行优化。研究结果表明:工作面地质构造会影响风流运动特征,而风流运动特征是决定粉尘颗粒运移路径的关键因素;在测试的5种喷嘴中,空心锥喷嘴在射程、流量及雾化角等参数方面均表现出最优的控除尘性能;在喷嘴布置方式方面,逆向喷雾捕捉粉尘效果更好,当布置角度为120°时,出口处粉尘质量浓度可降至22.7 mg/m^(3),达到最佳降尘效果。 展开更多

关键词 矿井粉尘 喷雾除尘 风流运动特征 粉尘运移规律 喷雾特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

利用电炉钢渣制备软磁陶瓷试验研究

9

作者 裴德健 华绍广 +1 位作者 邱全山 倪云 《中国有色冶金》 北大核心 2025年第5期137-143,共7页

针对钢渣的增值资源化利用问题,本文以低铁电炉钢渣、高密土和滑石为原料,Fe_(2)O_(3)为添加试剂,分别在空气气氛和N_(2)气氛下制备SiO_(2)-CaO-MgO(15%)-Al_(2)O_(3)体系陶瓷,重点研究铁在该体系中的赋存状态及磁性性能表现,考察利用... 针对钢渣的增值资源化利用问题,本文以低铁电炉钢渣、高密土和滑石为原料,Fe_(2)O_(3)为添加试剂,分别在空气气氛和N_(2)气氛下制备SiO_(2)-CaO-MgO(15%)-Al_(2)O_(3)体系陶瓷,重点研究铁在该体系中的赋存状态及磁性性能表现,考察利用钢渣制备具有软磁特性功能陶瓷的可行性,以期避免软磁陶瓷材料制备过程中加入硬磁、Y型铁氧体、NiZnCu铁氧体等原料,导致成本增加。试验结果表明,利用电炉钢渣在N_(2)气氛、1150℃的烧制条件下,可制备出单位质量饱和磁化强度为6.38 emu/g的软磁功能性陶瓷;铁在辉石体系陶瓷中有三种赋存状态,固溶Fe^(2+)的辉石相、磁铁矿相和赤铁矿相;铁元素在空气烧制过程中的变化过程为在1150℃前赤铁矿已发生分解反应,在1150~1200℃区间生成的部分磁铁矿与已生成的辉石发生共熔,促进陶瓷的致密化,至1200℃分解反应结束,赤铁矿转化为具有磁性的磁铁矿相;部分烧制后的试样出现赤铁矿,原因是试样在空气气氛冷却过程中,高温生成的磁铁矿被氧化所致;N_(2)气氛烧制试样的磁性能显著优于空气气氛烧制试样,且磁性能与试样中磁铁矿相含量呈正相关,T10在N_(2)气氛下1150℃烧制而成试样的磁性能参数最优,Ms和Mr分别为6.38 emu/g、1.38 emu/g。本研究所制备试样与等离子烧结成的MnZn铁氧体层状复合陶瓷的Ms值(33.05 emu/g)存在一定差距,但结果可为后续钢渣制备软磁陶瓷材料提供参考。 展开更多

关键词 电炉钢渣 软磁陶瓷 赤铁矿 磁铁矿 N_(2)气氛 磁性能 资源化利用

在线阅读 下载PDF 职称材料

论岩石破裂时空观(一):科学定义及应用前景

10

作者 王运敏 刘祥鑫 游勋 《金属矿山》 北大核心 2025年第1期1-8,共8页

当前大数据、大模型、深度学习等人工智能新兴技术的快速发展,为推动矿业、岩土、信息、安全等多学科交叉融合提供了全新的研究视角。新兴技术引入岩石力学与岩石工程领域后,岩石破裂在时空尺度的表征及评估取得了长足进步。纵观岩石破... 当前大数据、大模型、深度学习等人工智能新兴技术的快速发展,为推动矿业、岩土、信息、安全等多学科交叉融合提供了全新的研究视角。新兴技术引入岩石力学与岩石工程领域后,岩石破裂在时空尺度的表征及评估取得了长足进步。纵观岩石破裂问题的研究历程,所存在的不足在于人为将时序和空间特征割裂研究。究其本质,是对岩石破裂的时空一致性缺乏深度认知。在此背景下,分别从唯物主义哲学和物理学发展的视角总结了事物的时空变化性和物质运动的时空延展性规律,以能量时空性为主线,提出了岩石破裂时空观学术思想,从“岩石→能量→破裂”完全统一角度定义了岩石破裂时空观。结合新时代学科发展前沿问题,岩石破裂时空观理论体系的提出将为岩石力学与岩石工程领域的研究提供全新的第四研究范式。 展开更多

关键词 岩石力学与岩石工程 岩石破裂时空观 时空一致性 多学科交叉融合 第四研究范式

在线阅读 下载PDF 职称材料

罗恩盆地露天采场爆破减振控噪技术研究与应用

11

作者 肖云涛 崔正荣 +1 位作者 鲍伟伟 王恒 《金属矿山》 北大核心 2025年第3期121-127,共7页

矿山开采过程产生的爆破振动和噪声是引起扰民和民扰的重要原因,如何有效控制此类爆破危害以保证矿山正常开采和周边社会和谐稳定是矿山企业和科研工作者长期关注的重要课题。以周边环境复杂、爆破危害控制要求严格的罗恩盆地露天采场为... 矿山开采过程产生的爆破振动和噪声是引起扰民和民扰的重要原因,如何有效控制此类爆破危害以保证矿山正常开采和周边社会和谐稳定是矿山企业和科研工作者长期关注的重要课题。以周边环境复杂、爆破危害控制要求严格的罗恩盆地露天采场为例,综合考虑采场周边环境、爆破器材类型、靠帮并段等,开展了不同装药方案、起爆方法和防护措施的减振控噪技术试验研究与应用工作。为削弱爆破振动危害,主爆区优化确定了分台阶并段、孔底木支撑间隔装药、前排孔长延时起爆等组合减振控制方法,靠帮区域采用了提出的分束逐段预裂爆破新技术。为控制爆破噪声,突破常规的导爆索起爆网络方法,采取了孔内雷管起爆、孔外延时传爆技术方案,并分别对炮孔和地表雷管进行严格堵塞和岩粉覆盖防护。经长达10个多月的现场应用表明:研究确定的爆破技术方案和措施安全可靠,一次爆破炸药量由以往不足100 kg增加到900~1000 kg,爆破振动速度降低37.5%以上;不仅实现了矿山大规模正常开采,爆破振动和噪声强度也均控制在采场周边保护对象的安全允许范围内,对类似矿山开采具有一定的借鉴作用。 展开更多

关键词 矿山爆破 露天矿山 复杂环境 爆破振动 爆破噪声 危害控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于ZnO纳米流体与螺旋纽带协同强化的深井空冷器传热特性研究

12

作者 朱梦锴 张昌建 +4 位作者 李刚 罗景辉 王硕 平天祎 王森 《金属矿山》 北大核心 2025年第10期234-241,共8页

针对高温金属矿山井下空气冷却器存在的体积庞大、易结垢和传热效率低等问题,提出采用纳米流体与旋转纽带协同强化传热技术,系统探究了复合强化传热机制对换热管性能的提升效果。通过试验研究了8种不同浓度ZnO纳米流体在内置螺旋纽带翅... 针对高温金属矿山井下空气冷却器存在的体积庞大、易结垢和传热效率低等问题,提出采用纳米流体与旋转纽带协同强化传热技术,系统探究了复合强化传热机制对换热管性能的提升效果。通过试验研究了8种不同浓度ZnO纳米流体在内置螺旋纽带翅片管中的传热特性,分析了纳米粒子浓度对传热系数、努塞尔数(Nu)、摩擦系数及综合热性能因子(PEC)的影响。研究表明:纳米粒子浓度与传热性能之间存在显著的阈值关系,当ZnO纳米流体浓度φ≤0.5%时,纳米粒子通过微对流效应和热导率提升可有效强化传热,其最优传热系数较纯水提升19.39%;而超过该临界浓度后,粒子团聚导致的黏度剧增成为主导因素,反而削弱传热效率。螺旋纽带产生的二次流可有效抑制纳米粒子沉积,这种协同作用使得在φ=0.5%浓度获得最佳综合热性能。研究成果为深井空冷器传热效率的改善提供了参考,未来研究可重点关注纳米流体稳定性,实现更优的传热强化。 展开更多

关键词 纳米流体 螺旋纽带 协同强化传热 综合热性能因子

在线阅读 下载PDF 职称材料

化学抑尘剂研究现状及应用展望

13

作者 李刚 韩家旺 +2 位作者 徐修平 李明 吴将有 《金属矿山》 2025年第11期213-223,共11页

化学抑尘剂凭借其高效、持久和适应性强的特点,得以快速发展并广泛应用。在分析化学抑尘剂抑尘机理的基础上,基于业内近10 a成果以及课题组的相关研究积累,分别从技术特征、应用进展和应用前景等方面对传统型、复合型、新型抑尘剂的研... 化学抑尘剂凭借其高效、持久和适应性强的特点,得以快速发展并广泛应用。在分析化学抑尘剂抑尘机理的基础上,基于业内近10 a成果以及课题组的相关研究积累,分别从技术特征、应用进展和应用前景等方面对传统型、复合型、新型抑尘剂的研究与应用进展进行了梳理和评述。研究表明:(1)传统型抑尘剂通过机理优化在矿山、道路等场景中已形成较为成熟的技术体系,但存在环境风险与场景适应性不足等短板;(2)复合型抑尘剂通过多机理协同显著提升了综合抑尘性能及复杂场景适配性;(3)新型抑尘剂突破传统技术局限,在提升抑尘效率的同时,兼具生态修复功能与部分极端环境适配性,推动粉尘治理向多功能集成与场景多元化方向拓展。在此基础上,从技术研发、经济适用性及行业规范性角度进行剖析,认为当前化学抑尘剂仍面临“性能—成本—环保”协同优化不足、极端环境适应技术匮乏、标准化评价体系碎片化等核心瓶颈。认为未来抑尘剂的研发及应用应以“高效抑尘—经济可行—环境友好—标准统一”协同发展为目标,致力于环保材料创新,实现综合性能优化,开发AI赋能的极端环境适配技术,搭建覆盖研发、评价、应用的全生命周期标准化体系,推动粉尘治理技术从单一性能优化向系统性解决方案跨越。 展开更多

关键词 粉尘 抑尘剂 抑尘机理 环保 发展趋势

在线阅读 下载PDF 职称材料