金徽矿业郭家沟铅锌矿智能矿山系统建设

我国正处在矿业3.0向矿业4.0转型的重要时期,推进绿色矿山和数字化矿山建设已成为矿业转型升级的必由之路。以金徽矿业郭家沟铅锌矿为研究对象,将移动互联网、物联网、云计算、大数据技术、虚拟化技术等信息技术应用于矿山的生产及管理过程中,对矿山地质板块、采矿板块、安全管控等方面进行了智能化升级改造,实现了矿业开发互联化、物联化、数字化、感知化和智能化,从而确保矿山安全生产,提高矿山生产效率,最终实现无人矿山、安全矿山、智慧矿山。取得了明显的经济、社会效益的同时,也为同类型矿山进行智能化升级改造提供了参考和借鉴。

复杂边界条件下VCR法采场安全破顶厚度研究

为确定凡口矿某VCR法采场安全破顶厚度,构建了“三固一简”边界条件下破顶层极限承载分析模型,推导分析了破顶层承载能力随厚度变化关系,并从力学角度计算最小破顶厚度为4.6 m.为获得塑性区体积、竖向最大位移、安全率等指标随破顶厚度变化规律,对不同厚度破顶层的稳定性进行数值分析.研究表明,破顶厚度由5 m减至4 m时,塑性区由部分贯通发展至完全贯通,安全指标突变至不利状态,与力学计算结果相印证.参考类似矿山安全系数取值,确定试验采场安全破顶厚度为6~7 m.实际爆破中,预留破顶层（厚约6.5 m）始终稳定,表明研究结果与实际情况的吻合度较好.

基于RS-TOPSIS法的地下采场爆破效果评价

针对目前爆破效果评价方法的不足,将多目标决策理论中的逼近理想解排序法(TOPSIS)运用于地下采场爆破效果评价中,选取大块率、每米崩矿量和炸药单耗3个主要影响因素作为地下采场爆破效果评价指标,基于粗糙集理论(RS),通过计算评价指标与评判结果的粗糙依赖度确定评价指标的权重。以某地下铅锌矿20个典型采场爆破数据作为学习样本,依据单指标分类区间下限构造4个不同等级的典型样本,通过计算典型样本与正理想解的相对贴近度确定分类区间,构建RS-TOPSIS地下采场爆破效果评价模型,并逐一对20组学习样本进行检验。将所建立的模型应用于该铅锌矿近期采场爆破效果评价的实践表明,RSTOPSIS模型具有可操作性强、继承性好、准确性和高效性等优点,该方法具有工程实用价值,可以运用于地下采场爆破效果评价。

大直径深孔爆破采场破顶层安全厚度研究

为了研究大直径深孔爆破采场破顶层厚度不舍理带来的安全生产问题,以凡口矿某采场为例,通过第一强度理论计算出破顶层安全厚度初始值为6.95 m;然后综合运用Surpac与FLAC3D构建采场数值模型,并对采场回采过程中不同破顶层厚度进行优化模拟,分析并揭示了采场回采过程中围岩的力学状态,确定了采场的破顶层安全厚度为7 m。根据理论计算及数值优化结果,结舍现场工程应用,验证了理论分析与数值模拟结论的合理性,可以为其它大直径深孔爆破采场破顶层安全厚度研究提供借鉴。

基于LS-DYNA的间柱开采贫损爆破控制技术

尽可能降低间柱采场开采的贫化和损失、充分回采间柱矿产资源,是某矿山当前亟待解决的问题。从控制间柱采场复杂边界的角度,运用显示动力分析软件LS-DYNA对间柱采场边排孔的装药结构、两帮和两端的边孔距进行数值优化,对比4种间隔装药结构方案边界处测点的x向振动速度方差,得到间隔比例为0.588最优装药结构方案产生的爆破振动最均匀;根据第四强度理论,得出最合理两帮和两端边孔距分别为1.6 m和1.2 m,此时对充填体和岩石造成的破坏最小。将研究成果应用于试验间柱采场,验证了间柱采场贫损爆破控制技术的有效性。

某铅锌矿垮塌区隐患资源回采顺序数值优化

结合某铅锌矿矿山垮塌区开采技术条件复杂的工程实际,基于高效安全回采矿石的思想,提出了4种可行的回采方案。运用MIDAS/GTS有限元软件,构建了垮塌区复杂开采条件下的三维数值模型,并采用FLAC3D数值模拟软件对垮塌区的失稳垮塌进行了数值模拟分析,确定垮塌区的影响范围和科学经济的回采顺序,为安全高效地回采矿石提供技术支持。研究表明:0#空区的失稳垮塌影响了5个采场的安全开采;优化后的回采顺序为先确保充填体质量,再由两边向中间开采。