我国金属矿山采—装—运过程中粉尘职业危害防控技术进展与展望

在高温、噪声、粉尘、有毒有害气体等金属矿山主要的职业病危害因素中,由粉尘引起的尘肺病在职业病病例中占比最大,为不断推进粉尘职业健康防护研究,保障金属矿山人员、生产与环境安全,概述了金属矿山尘源与扩散理论以及粉尘职业健康职业防护研究现状,基于安全工程系统性原理,分别从源头治理、过程控制以及个体防护3个维度分析了我国金属矿山采—装—运过程中粉尘职业危害防控技术进展。在此基础上,剖析了目前存在的不足,并展望了未来发展方向。认为现阶段存在的不足在于金属矿山粉尘控制理论体系尚未成熟,金属矿山粉尘智能化监测预警技术研究有待加强,不同粉尘治理技术交叉性、协同性研究与应用较薄弱,以及以现场人员舒适性为导向的个体呼吸防护设备研发需要进一步加强,未来可从完善金属矿山粉尘控制理论体系,开发适用于金属矿山产尘特性的智能化防尘监测预警技术,注重粉尘治理技术的交叉性、协同性研究与应用,以及研发更符合人体工程学的个体防护设备等方面进一步开展工作。

金属矿山地质灾害风险智能监测预警技术现状与展望

金属矿山地质灾害风险智能监测预警技术是保障矿山安全生产的关键技术之一,是岩石力学应用于矿山安全领域研究的热点问题。从地质灾害风险定义、类型、监测方式、预警技术等方面出发,简述了金属矿山地质灾害风险监测预警技术的发展现状,指出在灾害风险定义方面,金属矿山地质灾害风险易发性、易损性和危险性量化分析理论体系尚不完善;在灾害风险监测与数据融合方面,多感知设备协同监测与数据融合理论仍不完善,尚未实现基于风险条件的感知设备布设方案智能调整,难以保障采动岩体力学响应的时空完整性与连续性;在灾害风险预警方法方面,监测与模拟相结合已成为矿山灾害预警发展趋势,应进一步与云计算、人工智能等技术相融合,建立完善的理论体系,实现实时动态、精准高效、智能的灾害风险预警。在此基础上,围绕“现场监测和数值模拟相结合灾害预测预警”的学术思想,提出了“地质灾害案例匹配、多源数据挖掘、力学机理分析、专家系统诊断”四位一体的灾害风险智能预测预警方法,进一步以弓长岭露天矿浅层隐伏空区垮塌与地表塌陷风险监测预警工作为背景,实现了上述方法的应用与推广。最后指出了金属矿山灾害风险智能监测预警技术存在着多源力学响应数据难以高精度连续协同感知、灾害预测预警模型参数难以精准选取、灾害监测预警系统尚不完善等问题,多灾种高性能、专用特种智能感知技术与装备,标准化数据通信协议与架构,监测—模拟相结合的灾害智能预警模型,地质灾害监测预警平台与数字孪生技术是解决上述问题的关键技术,是未来的主要发展趋势。

我国金属矿山智能化现状与问题探讨

我国金属矿山智能化在经历了前期的探索性研究后,已进入了规模化、常态化应用的新阶段。为了系统评价已形成的研究成果、保证前期积累得以顺利移植和推广,以智能生产和集成平台两类代表性应用为主要内容,总结了金属矿山智能化发展现状和应用效果。结果表明:我国金属矿山在智能开采领域取得了长足的进步,露天矿山的遥控铲装运输、地下矿山的电机车自动化、固定设施的无人值守等项目已开始常态化应用;在集成平台建设上具有鲜明的特色,技术平台、安全平台、集控平台和决策平台已在多个矿山的生产管控中发挥作用。最后,结合现状分析着重探讨了矿山在建设内容选择、关键技术确定、数字化转型路径、管理模式转变、运维与应用效果等方面出现的问题,指出了容易产生的误区,为矿山企业扩大建设成果、保证建设实效、规避建设风险提供参考。

地下金属矿山智能建设系统架构设计与应用

金属矿山智能化是矿业高质量发展的核心保证,建立健全地下金属智能矿山系统架构,构建标准体系、强化基础设施、加快智能生态演进、深化产业融合应用、提升安全保障是金属矿山地下开采智能化的基础和指南。针对当前地下金属矿山智能建设尚未有成系统的架构和模式,缺乏顶层统筹规划设计,易发生重复性建设等问题,本文提出一套成熟的系统架构和技术路径,并在实际应用中取得良好的成效,提升了地下金属矿山智能化标准的整体支撑作用,促进了金属矿产行业发展。

金属矿山高浓度充填管道磨损规律与防控技术

金属矿高浓度充填能有效消除尾矿库和采空区危害,但充填管道磨损问题也成为制约充填效率的因素之一。基于对管道磨损类型的划分,从颗粒性质、料浆性质、料浆—管壁接触条件、管材性质和管道所处外部环境5个方面综述了充填管道磨损的影响因素;基于理论分析和现场实测归纳了5种不同形式充填管道的磨损规律,以此总结了充填管道磨损的防控技术。现有研究结果表明,不满管流时,充填管道最主要的磨损形式是冲蚀磨损,料浆流速的影响最显著;满管流时,磨蚀和腐蚀对管道磨损起重要作用,料浆浓度的影响最显著。垂直管道中,料浆—空气交界面处磨损最严重,提高满管率并采用等倍线设计可有效控制其磨损。水平直管和倾斜直管底部磨损最严重,水平弯管的底部和垂直弯管外侧为易磨部位。使用新型管道结构和耐磨管材,提高料浆均质性,优化充填骨料级配,改进充填作业制度,全面监测管网压力,革新管道磨损数据获取手段,采用数值模拟技术深入揭示管道磨损规律等措施,可直接或间接对充填管道磨损防控起到积极作用。研究结果可为矿山充填管道磨损控制提供指导。

陡倾结构金属矿山岩移规律的模型试验研究

陡倾地质结构金属矿床大部分形成于构造断裂带,崩落法开采会产生显著的岩层移动现象。以湖北黄石的金山店铁矿典型地质剖面为基础,构建地质结构模型。通过缩尺物理模型试验,研究陡倾地质结构对崩落法采矿岩层移动的影响规律。研究结果表明,受陡倾地质结构的影响,采空区岩层移动可分为缓慢增长、快速增长与地表塌陷破坏3个阶段,其中上盘岩移范围远大于下盘,上盘以倾倒变形破坏为主,下盘以剪切滑移破坏为主;采空区顶板岩层一方面不断崩落填充采空区控制岩移,另一方面形成冒落拱,以拱脚抵制上下盘陡倾岩层朝向采空区移动;当顶板崩落至地表后冒落拱的支撑作用消失,近采空区的上盘岩层发生倾倒折断塌陷,下盘岩层发生剪切滑移塌陷。

金属矿山井巷建设工程碳排放智能测算方法

深入研究金属矿山井巷建设工程的预算定额编制特点,提出基于矿山建设直接系统和辅助系统的双路径碳排放测算架构和计量模型,以实现井巷工程建设期全流程智能碳排测算统计、碳排路径分析及碳排放大户筛分等功能.结合现场工段施工台班表,深度分析多级剖分下各层级最小单元过程的物质名录清单,总结归纳金属矿山井巷建设工程特有的碳排放因子数据库.利用MySQL关系型数据库形式搭建金属矿山井巷工程十大碳排放基础数据表,同时各数据库由唯一标识码进行标记.最后,利用MATLAB app designer为十大基础数据表建立高效的索引调度机制,并利用整合的双路径碳排放计量模型对金属矿山井巷建设工程开展精细化碳排放测算分析.案例结果显示,本方法能够为金属矿山井巷建设工程在施工前期提供细粒度碳测算分析数据,为后续施工组织设计、低碳技术部署提供具体的数据依托.

某金属矿山边坡变形区治理与环境恢复研究

云峰金属矿山作为国内重要的金属矿产来源,长期面临边坡变形困扰,尤其在北坡区域,滑坡、裂缝及局部坍塌等变形现象频发,严重威胁矿山安全生产与可持续发展。通过地质构造、岩性、水文地质条件及开采活动等多方面的分析,揭示边坡变形的内在机制。在此基础上,通过设计包括稳定性分析、风险评估、工程治理措施及监测预警系统在内的综合治理策略,提高边坡稳定性,确保矿山安全。以及提出植被恢复、水土保持与土壤改良、生态系统功能恢复等环境恢复与生态重建方案,以期实现矿山的绿色可持续发展。

深部金属矿山巷道TBM掘进技术应用现状及研究进展

未来10年,我国将有30%以上金属矿山开采深度达到或超过千米。深部金属矿山开采面临高地应力、高地温、地层多变、采掘强扰动等复杂地质环境,给巷道掘进带来严峻挑战。传统钻爆法巷道掘进非连续作业、效率低、灾害频发,难以满足建设需求,采用隧道掘进机(TBM)进行机械化连续掘进是深部金属矿山巷道建设的未来发展方向。然而,因深部金属矿山独有工程地质特点和巷道掘进需求,TBM技术在深部金属矿山巷道掘进中仍存在一些技术难题和挑战。本文首先总结了TBM技术在深部金属矿山巷道掘进中的三个应用难点:1)缺乏适用于深部金属矿山巷道的TBM适应性选型设计理论;2)缺乏适用于深部金属矿山巷道的TBM高效掘进技术;3)缺乏适用于深部金属矿山巷道的TBM掘进灾害监测预警与防控技术。然后,从六个方面介绍了深部金属矿山巷道TBM掘进技术应用的研究进展:适应性选型与设计技术、刀盘刀具高效破岩理论、掘进性能精准预测与评价方法、小半径转弯和倾斜巷道掘进技术、掘进灾害智能预警与防控技术、智能决策和辅助驾驶技术。上述研究成果为推动TBM掘进技术在深部金属矿山巷道中的广泛应用,实现深部金属矿山巷道快速掘进指明了发展方向。

矿山充填采矿技术对金属与非金属矿山生产效率的影响研究

金属与非金属矿山生产过程中,更新的矿产资源开采技术一直是提升产量和效率的关键。本文关注到矿山充填采矿技术的应用并针对其在金属与非金属矿山生产效率上的影响进行了深入研究,建立了合适的技术模型并通过有关矿山的数据进行了实证的分析。研究表明,矿山充填采矿技术的广泛采用在提高矿山生产效率,减少矿石废弃、矿山安全及环境保护等多方面具有明显优势。尤其在金属矿山生产过程中,改技术能有效提高矿石的回采率,优化矿石的开采过程,进一步推动了生产效率的提升。在非金属矿山生产过程中,该技术同样起到了显著的改进作用。因此,推广矿山充填采矿技术在提高金属与非金属矿山的生产效率具有重要的实际意义和应用价值。

金属矿山的主要矿山地质环境问题探讨

矿山地质环境关系到矿山开采对周围环境的影响程度,是矿山生态环境修复的重要基础。金属矿山具有其自身特点,本文对金属矿山的主要矿山地质环境问题进行了探讨,并分析了造成此类问题的常见原因,以期为其他金属矿山地质环境问题提供参考。

地下金属矿山袋式除尘器捕尘材料研究现状及展望

袋式除尘器作为一种高效且适应性强的除尘设备而被广泛应用,但在地下金属矿山的实际应用中容易出现滤袋黏结,接口处易破坏及滤灰、清灰效果不佳等问题,且存在整体设备体积大、不易移动的弊端。研究重点从地下金属矿山环境特性,捕尘材料及其改良技术与评价标准进行阐述。结果表明:地下金属矿山作业环境及粉尘特性与其他工业场所差异较大;捕尘材料未来的主要研究方向为利用还原氧化石墨烯喷涂技术对PPS(聚苯硫醚)捕尘材料进行改良,以及研发适用于地下金属矿山的方法简单、成本低的新型可重复的袋式捕尘材料;进一步完善捕尘材料的综合性能及实际应用中的评价标准。研究为解决金属矿山粉尘问题提供了更为切实可行的方案。

地下金属矿山袋式除尘器的应用与展望

目前地下金属矿山粉尘问题突出,亟需采用有效的手段来解决矿山粉尘问题。袋式除尘器作为一种高效且适应性强的除尘设备,在生活和生产的各个领域被广泛应用,但因其在地下金属矿山的使用中容易出现滤袋粘结、接口处易破坏以及整体体积大、不易移动等问题,没有被广泛应用。基于地下金属矿山粉尘现状,对近20年的袋式除尘器研究成果进行了梳理分析,重点从袋式除尘器的运行机理、国内外发展史、袋式除尘器内部结构优化进展,滤料优化进展及袋式除尘器现行相关标准进行阐述。研究结果表明:袋式除尘器整体性能与其内部结构、滤袋材料以及执行标准密切相关。针对地下金属矿山袋式除尘技术研究现状,分析了现有研究不足,并提出了未来的主要研究方向,即优化袋式除尘器结构、规范袋式除尘效率测定方法及关注矿山粉尘对作业人员身体健康与工作环境的影响。

新质生产力引领深部金属矿山安全高效开采:以毛坪铅锌矿深部开采实践为例

金属矿深部开采将面临“三高一扰动”的复杂工程地质环境,势必造成高应力地压灾害、高压水害、高温热害等灾害风险显著提高,全面有效管控和处治工程灾害风险对深部金属矿山的安全高效开采至关重要,发展新质生产力是引领深部金属矿山安全高效开采的战略选择。为系统总结我国在发展深部金属矿山安全高效开采新质生产力方面的有益探索,以毛坪铅锌矿深部开采实践为例,重点介绍了深部金属矿山开采安全风险管控与处治技术的新进展,讨论了未来需重点关注的新质生产力发展方向和思考。研究创新了考虑地压灾害风险源头管控的矿体全生命周期整体开采规划方法,提出了进路式充填体顶板稳定性控制方法,形成了基于管道压力监测的充填管输优化技术;提出了动力灾害风险预评价、动力灾害风险识别与分析、动力灾害风险处治等系列方法与技术,形成了深部高应力强扰动动力灾害风险分级分区控制技术,初步实现了深部金属矿开采动力灾害风险的动态管控;开发了矿区涌突涌水预警系统,实现了突涌水趋势的精准预警和应急响应,提出了以精细刻画矿山水文地质结构、系统构建水害预测评价体系、综合防治水技术为主的深井水害综合防控关键技术;开发了矿山多源数据融合三维可视化管控系统,实现了多源数据融合共享与分析,辅助实现矿山生产过程的安全预警决策和工程设计优化。未来深部金属矿开采领域应全面提升深部灾害风险管控水平,充分发挥新质生产力的引领作用,助力实现深部金属矿山的本质安全高效开采。

我国金属矿山废弃地生态修复研究进展及趋势分析

实施矿山废弃地生态修复工程是破解矿产资源开发和生态保护的重要举措,但当前对煤矿等非金属矿生态修复研究较多,针对金属矿生态修复研究多集中于单一修复技术,在金属矿山废弃地生态修复中仍存在关键修复技术针对性弱、恢复周期长等问题。本文通过文献研究法,在简要分析金属矿山废弃地主要生态环境问题的基础上,对生态修复的影响因素、修复理念和模式、生态修复技术和监测评估与适应性管理等方面的研究进展进行综述。研究结果表明:金属矿山废弃地生态修复主要受区域自然经济社会条件、废弃地特征和废弃地生态系统稳定性等因素影响;废弃地生态修复理念经历了由静态平衡向动态非平衡的转变,并且向着多维性、复杂性发展;生态修复模式从单纯的生态恢复转向生态重建和可持续发展,更加注重生态、经济和社会效益的协调统一,综合治理模式逐渐形成;生态修复技术经历了从基础治理到综合技术应用的演变,这一过程中,生态工程技术、生物技术、物理技术和化学技术逐步融合,并形成了系统化的修复方案。基于矿山生态修复监测评估与适应性管理研究现状,以减量化、低碳化、资源化为原则提出了针对金属矿山废弃地生态修复的研究展望。

金属矿山开采无切割井拉槽技术与应用

如何高效安全地形成切割拉槽是金属矿山开采过程中的关键环节。以典型铁矿山为工程背景,针对有切割井切割平巷拉槽法不能保证切割井施工爆破一次成井的问题,提出了以切割平巷为首爆自由面,利用多排扇形深孔逐次爆破,形成与上水平充分贯通切割立槽的无切割井拉槽法技术,并对该技术的施工方案、爆破方案和安全经济性进行分析。结果表明:扇形深孔炮孔梯形起爆顺序能减少爆破形成的碎块的抛掷作用,加强爆落岩石之间的碰撞挤压,提高了爆破破碎质量,为后续大量落矿创造条件;无切割井拉槽法较原有切割井切割平巷拉槽法,平均每爆落1 t矿石,节省炸药0.05 kg;无切割井拉槽法将切割巷道作为初始补偿空间,避免由于不同的岩石条件、穿孔误差及爆破操作等因素造成切割井无法一次成井的问题,提升了切割立槽的形成速度;可实现人员在巷道内装药,避免在采空区下作业带来的安全风险。无切割井拉槽法施工简单,成槽效果较好,实现了本质安全,为矿山降本增效提供了技术保证。

矿用电子信息技术在金属矿山安全生产中的应用研究

冶金矿山分布广泛,许多存在着一定的开采难度,尤其是地下稀有金属矿藏的开采,通常环境恶劣,未知因素过多,常常威胁到矿产企业及人员的生命财产安全。随着电子信息技术的不断进步,我国冶金矿山工程得到了长足的发展,矿用电子信息技术也在金属矿山安全生产中扮演着愈发重要的角色。由王安义、李新民、王建新编著,应急管理出版社2020年12月出版的《矿山信息技术》一书,将理论结合实际,从矿山信息网络通信需求与现状出发,围绕着金属矿山安全生产中信息网络技术的调度、技术和管理等内容进行全方位地讲解,对矿用电子信息技术在金属矿山安全生产中的应用研究具有重要意义。

金属矿山采矿技术与工艺的发展探讨

金属矿山开采工作需要强调技术、工艺控制,以保证采矿效率、质量和工作安全。以金属矿山采矿技术与工艺现状为切入点,在此基础上分析可行的优化建议,就优化思路、重点技术等进行论述,包括智能控制、多主体联动等。最后就金属矿山采矿技术与工艺的发展趋势进行简述,以客观呈现相关技术和工艺的优势、特点,也为金属矿山采矿活动的持续发展提供少许参考。

浅谈金属矿山巷道支护技术

目前,金属矿山巷道支护主要采用锚杆支护、喷射混凝土支护和钢筋网片加注浆支护等方式。然而,巷道支护技术仍面临着一系列问题,如支护难度大、支护质量难以保证等。针对这些问题,从支护方式、现状、关键技术、应用情况以及未来发展方向几个方面对金属矿山巷道支护进行了分析。当前主要措施包括优化支护方案、加强巷道监测和提高支护人员技术水平等。同时,不断探索新型支护材料和技术,如高分子材料、人工智能监测等,也是未来巷道支护的方向。综上,金属矿山巷道支护在现代化矿山建设和安全生产中的作用不可忽视,未来的发展方向是智能化、绿色环保和多方位协同,提高支护技术水平,优化支护方案,推广新型支护材料和技术,实现安全高效的矿山生产。

金属矿山地质勘查与深部地质钻探技术探讨

随着我国采矿业的快速发展,浅层矿产逐渐减少,无法满足经济需求。因此,我们必须加强深部地质勘探,利用其独特优势提高开发效果。结合实际情况,熟练运用深部勘探技术,可大幅提升应用效率。同时,为更好地开发深部矿产潜力,需强化管理,提升勘探的可靠性和精度,拓宽开采范围,以推动经济持续增长。简言之,深化地质勘探,精准开采,助力经济发展。