齐大山铁矿东帮边坡空间形态优化

针对齐大山铁矿东帮边坡空间形态优化问题,在分析边坡工程地质条件的基础上,将极限平衡法与数值模拟法相结合,评价原设计到界边坡稳定性,优化设计到界边坡的形态参数,探讨追踪距离对边坡三维稳定性的影响规律。研究结果表明:采用逐水平优化方法设计的到界边坡角为46°,每阶段的边坡二维稳定性系数均满足安全储备系数要求;边坡的三维稳定性系数与追踪距离呈负相关指数函数关系,当追踪距离为50 m时,齐大山铁矿东帮到界边坡角可设计为48°,整体边坡角提高了2°,经济效益显著。

基于混沌粒子群改进支持向量机对露天矿边坡稳定性的分类预测

为了简便有效地评估边坡稳定性状态,针对目前传统机器学习的算法选择与超参数优化等难题,提出了基于混沌粒子群优化算法的4种机器学习模型,并对其预测性能进行了对比。建立了包含221组露天矿边坡稳定性案例的数据库,其中80%的数据用于训练,20%的数据用于模型测试。4种模型预测结果及工程实例验证结果表明,基于混沌粒子群改进支持向量机模型的预测效果上总体优于其他3种机器学习模型,预测准确率88%,能够有效预测边坡稳定性,可为露天矿边坡安全提供可靠的预测结果。

某露天矿山采选工艺联合优化

某大型露天矿以氧化矿为主,随着开采不断深入,氧化矿出矿量逐年减少,原生矿出矿量逐年增加。为进一步提高资源利用率及选矿台效,开展了采场爆破设计优化、破碎参数及设备能力匹配、流程改造实施等一系列技术攻关,实现了破碎流程的最优粒度供给,在保障以爆代破的同时,实现挂帮矿有效回收利用。同时,磨矿分级单元的优化使得氧化矿加工流程处理能力大幅提升,“磁选-重选”给矿提前抛尾,大幅提高了入选矿石性质,流程循环量的降低,推动生产效能进一步提升,为企业提产增量、降本增效提供了有力支撑。

充填站荷载作用下露天坑边坡稳定性分析

某铁矿生态修复工程采用尾砂胶结固化方式对露天采坑进行回填,计划在露天坑周边建设充填站,为论证边坡及充填站安全可靠性,本文采用极限平衡分析和数值模拟方法,对充填站荷载作用下的边坡稳定性进行了计算分析。计算结果显示,该充填站所处的边坡在回填至-354 m时为基本稳定,在充填至-300 m工况下处于稳定状态,为确保边坡及充填站安全,建议加强该充填站所在区域边坡监测,确定所在区域边坡稳定前提下进行建设。

基于渗流作用下含断层的露天矿边坡稳定性的数值模拟研究

为研究含断层露天边坡在渗流作用下的稳定性问题,采用FLAC3D数值模拟技术构建断层作用下的滑体力学模型,获得顺倾层状边坡分条稳定系数表达式,进而对渗流作用下含断层边坡稳定性进行数值模拟分析。对岩体强度的弹性模量、内聚力、内摩擦角和岩体抗拉强度等4种影响因素进行敏感性分析,通过分析这4种因素在不同工况下边坡的位移、应力、应变和安全系数,得出了各参数的敏感性分析曲线。从敏感性分析曲线可知,岩体的内聚力对边坡稳定性的影响最大,弹性模量对边坡稳定性的影响最小。开挖不同阶段边坡稳定性的主要影响因素存在差别,其中,前期以断层为主,后期则逐渐转化为渗流作用。该研究为今后露天矿边坡稳定性分析提供了科学依据,对于边坡稳定性分析具有重大的工程实际意义。

基于优化极限学习机模型的边坡稳定性预测研究

边坡稳定性预测对工程安全及地质灾害防治极其重要,目前机器学习在边坡稳定性预测较广泛,例如BP神经网络、支持向量机(SVM)、极限学习机(ELM)等。但传统的ELM模型在预测边坡稳定性时存在易陷入局部最小值、难以选择合适学习率的问题,针对此问题,提出了一种基于主成分分析法(PCA)和爬行动物搜索法(RSA)并行优化极限学习机(ELM)的边坡稳定性预测模型。此模型利用PCA算法对数据进行降维,减少数据的冗余性,并利用RSA算法优化ELM模型的输入层权值和隐含层偏置,极大地提高了模型的预测精度和预测效率。将传统的ELM模型、RSA-ELM模型、PCA-SVM模型及PCA-RSA-ELM 4种模型进行对比,从而得到PCA-RSA-ELM模型在边坡稳定性预测这类问题上的精确性更高,为边坡稳定性预测分析提供新的思路,对防灾减灾及保护国民经济安全具有重大意义。

不同注液速率水力压裂多裂缝扩展规律研究

为了分析影响水力压裂效果的射孔参数,采用TCHFSM-I型大尺寸真三轴压裂渗流模拟装置,并配合声发射监测系统和高温-高压动态流量计,以均质水泥砂浆试件为研究对象,对不同注液速率下水力压裂多裂缝同步扩展规律进行研究。研究结果表明:随注液速率增大,射孔裂缝长度和宽度不同程度增加,缝间干扰程度减弱,应力阴影效应减小,射孔间距较大时裂缝扩展更加均衡,压裂效果更佳;随注液速率增大,射孔水力压裂裂缝起裂压力增大,起裂时间变短,受射孔间距影响较小;不同注液速率条件下各射孔注液流量分配差异显著,且受射孔间距影响明显,射孔间距为20 mm和60 mm时,中部射孔注液流量占比分别为7.31%、10.88%、16.12%和31.12%、32.69%、33.44%。

爆破振动作用下含断层边坡动力响应分析

依据施加爆破地震波后含断层边坡稳定性模拟计算结果,研究了爆破振动作用下不同断层厚度边坡的动力响应变化规律。结果表明,爆破地震波在边坡坡表及断层区域传播时存在高程放大效应;断层厚度越大,爆破地震波衰减越快;随着断层厚度增加,边坡在爆破振动作用下产生的位移逐渐增大,整体抵抗变形能力变小;爆破振动作用下不同断层厚度对边坡稳定性影响差异明显,断层厚度2~8 m时边坡稳定性呈持续快速降低趋势,断层厚度超过8 m后边坡稳定性趋于平稳。

软弱结构面参数对顺层岩质边坡动力响应的影响研究

为了探究地震作用下软弱结构面对岩质边坡动力响应特征的影响。以云南省某露天矿山边坡为研究背景,利用有限差分软件中的非线性动力分析法对顺层岩质边坡进行动力计算,通过控制变量法设计了一系列的数值实验,探究了软弱结构面参数的改变对岩质边坡动力响应的影响规律,再基于正交试验以及极差分析法对影响岩质边坡动力响应的结构面参数进行了敏感性分析。结果表明:结构面参数的改变对于顺层边坡的动力响应有较大影响;各影响因子对顺层岩质边坡动力响应影响程度大小排序为结构面黏聚力>结构面倾角>结构面内摩擦角>结构面厚度。动力响应的研究可为地处地震频发区域的顺层岩质边坡提供抗震依据。

基于赤平投影和萨尔玛法的西藏某露天矿山边坡稳定性评价

本文以西藏某铜矿区露天矿山岩质边坡为例,基于矿山边坡现场调查及其工程地质特征,开展了矿山边坡工程地质分区研究,并采用赤平投影法和萨尔玛法相结合,定性分析和定量计算边坡稳定性。研究结果表明:边坡稳定性评价结果与当前边坡现状相一致,矿区边坡总体上稳定性较差,局部区域边坡稳定性差。通过定性和定量两种稳定性评价方法相互印证,对下一阶段边坡灾害防治设计、施工等提供了重要依据,对类似边坡工程有很好的参考和借鉴作用。

土石混合体边坡力学特性及稳定性分析方法研究进展

土石混合体边坡在我国分布比较广泛,在降雨、地震等外力作用下会产生滑坡等变形破坏现象。归类和分析了土石混合体力学特性物理模型试验和数值模拟试验以及边坡稳定性分析方法研究成果,得出块石尺寸和含石量是影响土石混合体剪切特性主要因素,块石排列可以忽略不计;雨水和冻胀等能够显著改变土石胶结介质力学参数,降低率约为20%;通过对比多种稳定性分析方法,认为离散单元法或数值流形法、连续—非连续耦合方法能够更有效分析具有强烈非均质体的土石混合体边坡。在总结已有研究成果和考虑土石混合体介质特点的基础上,提出了土石混合体力学特性和此类边坡稳定性分析方法研究上存在的不足之处,即:①在获取土—石胶结接触面力学参数相关特性指标上,缺少精密的试验设备或仪器,无法准确地测得接触面参数;②在土—石胶结接触面力学模型构建上,忽略了土体与块石间存在嵌入等情况,无法充分反映土—石胶结接触面在外力作用下的力学行为;③目前土石混合体边坡稳定性研究主要关注坡体力学特性以及降雨等作用下的相关参数变化,很少涉及多应力场(如降雨、地震、低温等组合作用)下的土石混合体边坡数值模拟,无法满足实际工程问题的相关需求;④现阶段构建三维土石混合体边坡数值模型上,仅有少数考虑结合数字图像等计算机技术还原真实块体下的三维数值模型,尚需进一步研究分析块石接触面差异分布、超大粒径块石模拟等相关问题。

露天转地下开采露天边坡稳定性数值模拟分析及研究

某金属矿山原采用露天开采,随着露天开采资源的逐渐枯竭,现转为地下开采,考虑到地下开采对露天边坡的稳定性必然存在一定的影响。设计在露采最终边坡一侧保留50 m宽度的保安矿柱,以保证露天最终边坡的稳定性。采用数值计算与强度折减相结合的方法,选取具有代表性的3条剖面线,建立边坡计算模型,对边坡原始状态、空场法开采和充填法开采后3种不同工况下的露天边坡模型进行稳定性计算并确定相应工况下边坡的稳定性。最终得出当采用强度不小于1 MPa充填体进行充填法开采计算时,3个典型边坡的安全系数均大于1.15,处于稳定状态。

某钼(铜)多金属矿排土场边坡稳定性分析

为了研究排土场边坡稳定性,以西藏天仁矿业有限公司邦铺矿区钼(铜)多金属矿排土场为研究对象。通过工程地质条件调研,并考虑自然工况、降雨工况、地震工况三种工况,最后采用极限平衡分析法中的简化Bishop法、Spencer法与Morgenstern-Prince法对该矿排土场边坡稳定性进行分析。结果表明:排土场1-1’剖面在自然工况、降雨工况及地震工况下以极限平衡法计算所得到的安全系数均大于规范值,据此排土场边坡处于稳定状态。研究结果对该矿其他排土场边坡稳定性分析提供一定的参考依据。

基于层次分析法和模糊数学理论的露天矿边坡稳定性分析

为综合评价生产过程中露天矿边坡稳定性,基于层次分析法及模糊数学理论建立分析模型对边坡稳定性进行评价。充分考虑影响露天矿边坡稳定性的工程地质、几何条件、水文气象及外加荷载等要素,建立共14项分指标的两级评价指标体系。根据不同分指标对露天矿边坡稳定性影响的趋势特征,建立相应指标的隶属度模糊矩阵和权重集合;构造基于二级层次分析的模糊综合评判体系,并对露天矿山边坡稳定性进行评价。研究表明,基于层次分析法及模糊数学理论的露天矿边坡稳定性评判方法计算简单、实用,评判结果与实际情况较为吻合,可为露天矿边坡稳定性评价提供指导与帮助。

SICOMINES铜钴矿含尾砂高大边坡稳定性分析及治理思路

刚果(金)SICOMINES铜钴矿M坑北部上部局部边坡处于不稳定状态,可能存在滑坡风险。本文采用二维极限平衡分析方法,对北部含尾砂高大边坡稳定性进行了边坡稳定性计算和分析,提出了整体边坡角不应大于31°的优化建议,并为后续边坡治理提供了参考。

铜矿露天开采境界优化及矿山机械施工技术分析

为了优化大型露天矿上的开采境界,实现矿山的最大化经济效益,依托西藏玉龙铜矿,采用L-G法将地质模型转化为经济模型。通过调研玉龙铜矿三个矿区的采矿成本和矿体含量,根据露天边坡稳定性研究推荐的分区边坡角,推荐基准的参数为准,考虑Cu预测价格和技术经济参数变化,最终确定开采境界。同时,针对玉龙铜矿的矿藏资源,分析开采施工时需要的采剥机械、铲装机械和运输机械的功率和数量。

矿石品位在线检测技术发展研究

矿石品位是衡量矿产经济价值的核心指标,相应在线检测能力事关矿山企业经济效益、环境影响和生产智能化水平。本文论述了矿石品位在线检测技术的应用价值及分类情况,从放射性检测、光学检测、电磁检测、机器视觉检测等技术方向出发,梳理了矿石品位在线检测技术研究与应用进展;辨识了相关技术发展面临的挑战,涵盖技术研究层面的精度瓶颈与干扰因素、信号解析与优化难题、模型构建与数据依赖关系,实际应用层面的辐射安全与成本效益考量、适应多样矿石特性的技术突破、恶劣环境下稳定运行与即时反馈。进一步阐述了矿石品位在线检测技术未来发展方向,包括多模态融合与智能感知技术前沿探索、智能感知与数据处理算法迭代升级、微型化/远程化/智能化设备研发、实时动态监测网络系统构建与优化等关键技术攻关突破内容,深度学习促进微观与宏观特征融合分析、量子计算与生物启发算法、智能传感器网络与物联网技术等新兴技术前瞻探索内容。建议在技术创新与设备升级、标准制定与规范建设、“产学研用”合作机制深化、人才培养与队伍建设、国际合作与资源共享等方面积极行动,以矿石品位在线检测技术提升促进矿产资源开发利用的智能化、高效化发展。

基于多源监测信息的露天矿滑坡案例分析研究

边坡监测是露天矿山生产和安全管理的重要环节,从现场监测数据中挖掘多源信息,分析致灾因素、灾变前兆特征和滑坡类型等,是有效治理滑坡的必要条件。以刚果(金)地区某露天矿滑坡监测为例,综合降雨量、边坡雷达、无人机正射影像、智能全站仪等获取的多源监测信息展开综合分析研究。通过边坡雷达和降雨量监测数据对比,验证了降雨是本案例滑坡发生的直接诱发因素;对比边坡雷达和无人机正射影像数据,对滑体规模做出判断;综合边坡雷达和智能全站仪监测数据,判断案例滑坡为牵引式滑坡,主滑段位于1335~1365 m高度,主滑方向受不整合接触面控制为向东、向下;受滑面产状和重力影响,1380 m高度滑体在Y方向和Z方向上表现出对下方区域的推移作用;综合以上对滑体规模、滑坡类型和滑动变形特征的研究结果,推荐在1410 m高度截水、1320 m以上削坡、1320 m及以下坡脚加固的综合治理方案,预计可保证边坡稳定安全和实现较大的经济效益。

基于优化Canny-Ostu算法的爆破块度识别

为探讨露天矿台阶爆破块度的空间分布特征,利用无人机拍摄爆破后爆堆图像,结合图像识别算法提取块度分布特征。最后,通过数值分析对爆堆的空间分布特征及影响因素进行分析。结果表明,Canny-Ostu算法能够准确识别爆破块度,并可用于快速评估爆破质量。爆破块度特征参数符合对数正态分布,表层块体的统计平均面积是底部块体的3倍,而最大直径和长度是底部块体的1.5倍。炮孔填塞率与大块面积成正比,而延期时间、炸药单耗和炮孔排距与大块面积成反比。研究结果可为矿山台阶爆破参数优化提供参考。

高原露天台阶上部冻层破断规律数值分析

上部冻层是影响高原露天台阶爆破效果的主要因素之一,为明确高原露天台阶上部冻层在爆破荷载作用下的破断规律,利用颗粒流数值方法模拟了天然单冻层和人工复合双冻层分别在单、双排炮孔作用下的破断过程,分析了冻层破断过程的速度、冲击压力和破断后的块度特征。结果表明:冻层在爆破荷载作用下经历了产生裂隙-局部隆起-宏观断裂的破坏过程,对于人工复合冻层,由于上部增加了碎石土层,冻层厚度增大,削弱了冻层整体的隆起趋势,导致破碎块度增大。双排炮孔之间冻层受到的冲击压力率先达到峰值,但靠近自由面的冻层受到的冲击压力峰值更高。单、双冻层在爆破荷载作用下的破断问题可简化为冲击压力作用下的结构断裂问题。双冻层台阶爆破大块率比单冻层大块率高4%~6%,建议在高原露天矿山爆破中,优先通过冻土层厚度确定需要进行特殊处理的区域,并通过调整延期时间达到降低大块率,提高铲转挖运效率的目的。