Multidisciplinary design optimization on production scale of underground metal mine

In order to ensure overall optimization of the underground metal mine production scale, multidisciplinary design optimization model of production scale which covers the subsystem objective function of income of production, safety and environmental impact in the underground metal mine was established by using multidisciplinary design optimization method. The coupling effects from various disciplines were fully considered, and adaptive mutative scale chaos immunization optimization algorithm was adopted to solve multidisciplinary design optimization model of underground metal mine production scale. Practical results show that multidisciplinary design optimization on production scale of an underground lead and zinc mine reflect the actual operating conditions more realistically, the production scale is about 1.25 Mt/a (Lead and zinc metal content of 160 000 t/a), the economic life is approximately 14 a, corresponding coefficient of production profits can be increased to 15.13%, safety factor can be increased to 5.4% and environmental impact coefficient can be reduced by 9.52%.

Dynamic optimization of cutoff grade in underground metal mining

In order to maximize the overall economic gain from a metal mine operation, selection of cutoff grades must consider two important aspects: the time value of money and the spatial variation of the grade distribution in the deposit. That is, cutoff grade selection must be dynamic with respect to both time and space. A newly developed method that fulfills these requirements is presented. In this method, the deposit or a portion of it under study is divided into "decision units" based on the mining method and sample data. The statistical grade distribution and the grade-tonnage relationship of each decision unit are then computed based on the samples falling in the unit. Each decision unit with its grade-tonnage relationship is considered as a stage in a dynamic programming scheme and the problem is solved by applying a forward dynamic programming based algorithm with an objective function of maximizing the overall net present value (NPV). A software package is developed for the method and applied to an underground copper mine in Africa.

地下金属矿开采装备短间隔智能调度体系研究

作为矿山生产管理的重要内容,生产调度优化与管控可以充分利用产能、降低开采成本,因此成为现代矿山降本增效的有效手段。通过精细化调度管理和智能决策方法,实现复杂条件下的开采装备高效协同作业,充分提高调度管控效率和矿山生产能力,是现阶段矿山开采装备智能调度需要解决的关键问题。以地下金属矿山开采装备调度过程为研究对象,以提高开采装备的作业效率和生产能力为目的,研究了开采装备智能调度管控模式、决策支持算法和集成化应用。针对现代地下金属矿生产实时化、精准化与智能化管控的新需求,提出了开采装备短间隔智能调度新模式,形成了以“任务分解—任务配置—运输配置—作业指令—响应修正—分析反馈”为特征的短间隔闭环调度方案。设计了包括开采装备任务配置与调度优化算法、面向多级动态配矿的矿石流优化算法、无轨装备集群调度控制优化算法的智能化决策支持算法库,实现由人工经验到智能决策的转变。将开采装备短间隔智能调度体系进行综合示范应用,满足了现代矿山精细化管控和智能化决策需求。研究成果对于地下矿山开采装备作业过程的精细化管控与开采效率提升具有指导意义,同时也为现代地下金属矿山的生产调度管理提供了理论和方法支撑。

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。

金属地下矿山安全高效采矿方法选择及应用

从现阶段我国金属矿开采过程分析,基本上浅层矿产资源开采殆尽,大部分金属矿山因储存深度大,只能选择地下开采方式,增大开采作业难度,很容易出现安全事故,直接威胁到开采人员的生命安全。基于此背景,在金属矿山开采中,采矿方法选择显得非常重要,是矿山科学合理规划、安全生产的基础保障。从现阶段使用的开采方式而言,很大程度上产生了一些安全问题,并且开采效率不高,受到诸多因素的影响,最终无法保证金属矿产资源的有效供给。本文通过对金属矿山采矿方法现状分析,阐述了金属地下矿山安全高效采矿方法选择,分析了金属地下矿山安全高效采矿方法应用,为金属地下矿山安全高效采矿方法选择和应用提供了参考。

含断层金属矿地压显现规律研究与防控措施

断层是金属矿山采空区稳定性的薄弱环节,也是地压显现治理的难点。以金山店铁矿为背景,基于现场调研结果,借助微震监测与数值模拟相结合的方法,对含断层金属矿山的地压显现规律进行分析。结果表明,在构造应力和自重应力双重作用下,采空区附近断层对空区围岩稳定性有显著影响。断层位于采空区内部时,主要表现为穿过断层巷道的局部破坏,而对上下盘巷道影响较小;断层位于空区上盘时,随着空区面积增大或隔离矿柱宽度减小,会导致断层与空区间的矿柱应力集中区叠加,出现大范围屈服破坏。建议对过断层的巷道局部破坏部位采取二次支护的应对措施;对于断层与空区内的矿柱大范围屈服部位,则应尽量避开在应力集中区布设开拓和采准巷道。该研究结果可为治理含断层矿山地压显现提供参考。

“十三五”期间非煤矿山安全生产情况及未来对策

非煤矿山的开采是我国的基础产业,同时也是经济发展的重要支柱,在许多新兴产业发展中扮演着越来越重要的角色。随着矿产资源开发强度的不断加大,非煤矿山行业也产生了较多典型的安全生产事故,为探讨我国非煤矿山安全存在的主要问题,搜集了我国“十三五”期间(2016—2020年)非煤矿山安全生产数据,分别从事故发生区域、事故类型、事故发生时间、开采方式、矿种类型、所属行业等方面进行了分析,得出以下结论:1)我国非煤矿山中小型矿山以40%左右的产能酿成了超过90%的事故,安全生产基础总体薄弱;2)如内蒙古、湖南、广西等重点区域安全生产形势仍严峻;3)地下矿山的事故起数和死亡人数均占非煤矿山事故总量的50%以上,以冒顶坍塌为主的10类事故死亡人数较大。导致这种情况的主要原因是我国非煤矿山企业安全管理能力仍然较弱、非煤矿山安全生产监管监察能力仍需提升、我国非煤矿山智能化建设仍处于初级阶段,事故重灾区机械化、自动化、智能化建设程度总体较低。只有进一步推进非煤矿山企业及监管监察部门装备设备的智能化水平的提升,从矿山全生命周期中的各个生产流程及环节进行改造升级,才能实现“十四五”时期安全生产质量的进一步提升。

铜矿峪矿530m中段4~#EE矿体开采技术方案研究

受矿体形态、赋存条件和矿岩可崩性等因素影响,金属矿床地下开采须经过科学严谨的论证,选择安全性高、可行性强、经济效益好的开采方案。铜矿峪矿主要采用自然崩落法开采,为充分回收矿产资源,主矿体开采范围以外的530中段4~#EE矿体,根据矿体赋存条件,充分论证比较后选择了“上部‘预摘’+下部自然崩落法+侧翼有底柱分段崩落法”的联合开采技术方案。本方案兼顾了不同崩落法采矿工艺的优点,降低了矿体形态复杂、规模相对较小,以及可崩性差等不利因素影响,技术可靠性大幅提升,回采率显著提高,经济效益大幅提升,实现了安全、经济、高效开采。本次联合开采技术方案的成功运用,对于类似特点的金属矿体地下开采具有很强的借鉴意义,并且文中提到的“预摘、预裂爆破、废石分出”等扩大自然崩落法适用范围的技术措施值得推广和借鉴。

Underground void filling by cemented mill tailings

Underground mining always create voids.These voids can cause subsidence of surface.So it is always a demand to fill the void in such a manner that the effect of underground mining can be minimized.Void filling using mill tailings especially in metal mining is one of the best techniques.The tailings produced in milling process have traditionally been disposed in tailing ponds creating a waste disposal and environmental problems in terms of land degradation,air and water pollution,etc.This disposal practice is more acute in the metal milling industry where the fine grinding,required for value liberation,results in the production of very fine tailings in large percentage.This paper includes discussions on the effectiveness of different paste mixes with varying cement contents in paste backfilling operations.The results revealed that material composition and use of super plasticizer strongly influenced the strength of cemented backfill.

我国地下金属矿山岩爆灾害发生机制及预测方法研究进展

岩爆是金属矿地下开采中难以回避的一种动力学地质灾害,其发生频率和程度将会随着金属矿山采深不断增加而愈加严重,岩爆至今仍是岩石力学领域的世界性难题。首先总结了我国金属矿山岩爆灾害的发生现状,然后重点围绕岩爆发生机制及岩爆预测两方面,探讨了我国金属矿山岩爆的研究进展,并基于能量理论提出了一种岩爆灾害预测的新方法。研究表明:①室内压缩试验是岩爆机制研究的最主要手段,根据试样受力条件可分为单轴加载、双轴加载、真三轴加载及动静组合加载;岩爆的力学机制可归纳为压致拉裂、压致剪切拉裂和弯曲鼓折3种。②指标判据法和数学模型方法是国内外学者最普遍关注的岩爆预测手段;指标判据法是针对某一工程的经验性总结,不具普遍性;数学模型方法无法获得岩爆影响因素的内在作用机制,可解释性较差。在上述分析的基础上,对岩爆机制及岩爆预测的研究方向进行了展望,供后续工作参考。

金属矿床露天转地下过渡方式现状及关键技术讨论

国内外露天转地下的矿山普遍存在生产衔接的技术难题,造成减产或停产过渡。通过总结目前露天转地下常用的过渡模式和采矿方法,分析各自的优缺点和适用条件,列举了众多矿山应用实例,探讨制约露天转地下产能衔接关键技术问题以及管理问题,并提出了相应的应对策略,对露天转地下矿山产能衔接和安全高效开采具有重要的参考价值。

基于启发式遗传算法的地下采场作业计划优化模型

针对地下矿山空间受限、设备资源有限以及生产任务重的特点,从相邻工序时间间隔最短及生产总时间最短的角度,构建了预控顶中深孔分段空场嗣后充填采矿法的生产计划优化模型,并采用启发式算法加速的遗传算法求解该模型。以赞比亚某铜矿的实际数据为例,对启发式遗传算法和普通遗传算法求出的染色体适应度进行比较分析。结果表明:相比普通遗传算法启发式遗传算法的求解收敛速度更快,经优化后矿山设备平均利用率为64.8%,平均出矿量为3631.19 t/d,既能满足开采需求,又能有效缩短作业时间间隔,保证作业安全要求。该算法能够快速有效地解决井下多设备协调问题。

陡倾结构金属矿山采空区围岩破坏机制研究

在地下金属矿山开采中会造成采空区围岩变形破坏,影响地下采矿安全。采用现场调查、位移监测、微震监测,并结合理论分析等方法对金山店东区地下采空区的围岩破坏机制进行研究。考虑水平构造应力和崩落岩体的影响,基于极限平衡理论和能量法分别得到上下盘采空区围岩破坏机制,即倾倒滑移破坏和溃曲滑移破坏。上盘和下盘围岩在陡倾结构面的切割作用下,分别形成反倾结构和顺倾结构。在水平构造应力作用下,上盘陡倾结构岩体向采空区侧发生倾倒破坏,岩体变形破坏进而导致F4断层活化。随着采矿的深入,破坏的岩体数量和范围不断增加,形成一个深部滑动面,并穿过F4断层。下盘采空区围岩在水平构造应力作用下诱发了矿体边界处F1断层滑移,同时引起顺倾结构岩柱发生溃曲-滑移破坏,沿着节理面形成滑动面。

地下金属矿山地质灾害的治理对策

本文分析了对地下金属矿山地质灾害的研究意义及成因,并阐述了地下金属矿山地质灾害的主要表现类型及原因。接着从全局角度分析了当前地下金属矿山地质灾害治理工作面临的主要问题及问题的影响因素。最后以针对性的策略提出地下金属矿山地质灾害的治理对策,为各地地下金属矿山地质灾害的治理提供理论层面的支持。

地下金属矿开采技术及安全性分析

在阐述地下金属矿开采现状的基础上,分析了几种智能开采技术:即信息采集技术、无线通信技术、高精度定位与智能导航技术等,并提出了保障开采安全的具体措施。

我国有色金属矿地下开采方法概述及发展趋势

有色金属矿山的开发利用是国家经济发展和国防建设的重要基础,有色金属矿产资源在我国分布广泛,随着浅部资源的大量开发利用,深部有色金属矿的开发利用逐渐增加。本文概述了我国地下有色金属矿的采矿方法和对其发展的展望;过去我国金属矿地下开采技术包括空场法、崩落法和充填采矿法,目前主要以充填采矿技术为主,空场法和崩落法为辅。阐述了充填采矿技术在回采工艺、充填材料及全尾砂充填方面取得的成果。最后指明了我国有色金属矿向深部开采和智能化发展的趋势以及面临的挑战。

浅谈有色金属地下矿山采矿及装备技术的发展

社会的飞速发展使得金属需求量逐年增加。虽然我国矿产资源丰富,但由于矿产资源有限,加之开采量的不断增大,导致矿产资源越来越少,特别是有色金属。因此强化有色金属地下矿山采矿及装备技术的研究是重中之重,需要结合当前有色金属地下采矿现状,加强对开采技术的优化与创新。同时深入分析我国当前地下金属矿山采矿装备现状,并在此基础上做好矿山装备的研制与开发,提高装备生产效率,实现采矿装备的信息化与自动化,为我国有色金属地下矿山采矿打下良好基础。

地下金属矿山采矿技术进展及研究方向

地下金属矿山采矿技术一直是矿业领域的重要研究方向。随着科技的进步和社会的发展,地下采矿技术也在不断发展。新的技术和方法的出现,使得矿山的开采更加高效、安全和环保。然而,采矿过程中仍存在诸多问题和挑战,如地质条件、能源和环境等方面的限制,因此,未来地下金属矿山采矿技术的发展方向将继续致力于解决这些问题,以实现更加可持续的矿业开采。

地下金属矿山开采技术发展趋势探索

随着现代高新技术水平的不断提升,世界范围内的矿业发展和挖掘均获得全新的发展机遇,现阶段,各国矿业发展均高度依赖于科技的发展和进步。与国际相比,我国在进行矿产开采时,对于高科技开采技术的应用依赖度极高。为此,本次研究中以地下金属矿山的开采为例,分析了开采技术的未来发展趋势,旨在借此为相关人员提供参考。