Ultimate pit optimization with ecological cost for open pit metal mines

The ecological costs of open pit metal mining are quantified, which include lost value of direct eco-services, lost value of indirect eco-services, prevention and restoration costs, and cost of carbon emission from energy consumption. These ecological costs are incorporated in an iterative ultimate pit optimization algorithm. A case study is presented to demonstrate the influence of ecological costs on pit design outcome. The results show that it is possible to internalize ecological costs in mine designs. The pit optimization outcome shifts considerably to the conservative side and the profitability decreases substantially when ecological costs are accounted for.

Charging for the waste dumping of open-pit metal mines

Based on the externality theory and the environmental value theory, the hypothesis of charging for waste dumping of open-pit metal mines was put forth. The charging methods were designed according to the characteristics of waste dumping of openpit metal mines, including charging based on the dumping amount of the total waste, multi-charging factors, exceeding standard punishment charging, and so on. The main charging parameter is based on the dumping area rather than the total amount of waste dumping. The charging model of waste dumping of open-pit mines was formulated, and the charging rate was divided into two parts, i.e., the standard charging rate and the differential charging rate. The standard charging rate was derived using the equilibrium dynamic model, whereas the differential one was obtained by establishing the fuzzy synthesized evaluation model.

多目标金属露天矿配矿装载点选取问题及求解算法

目的:为了减少矿产资源浪费,提高贫矿的利用率,针对大型金属露天矿多装载点配矿问题,综合考虑矿石剩余量不足、铲装设备数量有限等因素对配装载点选取的影响,以品位偏差最小、生产成本最小、车辆总排队时间最短为目标建立配矿装载点选取模型。方法:采用二维矩阵整数编码法,并设计一种基于随机片段交叉与特定变异算子相结合的间接二次遗传优化算法对模型进行求解。结果:以国内某大型金属露天矿实际生产数据为例进行仿真实验,结果表明:所得出的装载点选取方案在受铲装设备数量限制、优先开采矿石剩余量相对较少装载点的条件下,仍能满足配矿计划需求。结论:所提模型、算法能普遍适用于大型金属露天矿山开采,使装载点的矿石得到充分利用。意义:提高了企业的经济效益和矿山整体开采效率。

基于可控强散射目标的地基SAR监测精度验证与分析

地基SAR(synthetic aperture radar)能够对监测区域实现高精度的连续形变监测,在矿山安全生产和滑坡地质灾害救援领域中具有重要意义。为研究其形变监测能力与精度,采用一套高精度可控强散射目标角反射器标定装置作为验证目标,布设在某金属露天矿的远距离真实边坡上,控制装置上的雷达角反射器完成毫米级的高精度位移;整个位移过程采用中国安全生产科学研究院自研的S-SAR边坡雷达监测系统进行监测,通过雷达形变监测结果与高精度装置结果进行分析比对。实验结果表明,在金属露天矿的远距离监测场景下,S-SAR边坡雷达监测系统获取的位移变形趋势与实际监测目标位移趋势吻合,误差均值在0.1 mm之内,有效验证了该系统用于边坡形变监测的可行性以及亚毫米级的监测精度。

“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。

河北省非金属露天矿山水平分层式开采探索与实践

河北省非金属露天矿山数量多,矿山地质环境问题突出。为了从根本上改善非金属露天矿山生态环境,消除生产过程中和开发利用后的矿山地质灾害隐患,消除安全生产风险,降低修复治理成本,推进砂石资源开发高质量发展,河北省按照政策引领、摸清底数、试点先行、制定规范、全面推行的步骤,首先制定出台了相关政策文件,在此基础上摸清全省露天矿山是否符合水平分层式开采条件,将露天矿山划分为孤山型、半山型、山脊型三种类型,选择符合水平分层式开采的矿山开展试点工作并制定了相应的技术规定,指导并全面推行非金属露天矿山水平分层式开采。通过多次调研和参与全过程实践,总结了非金属露天矿山水平分层式开采的相关政策、基本概念、实施路径,分析并提出了实施过程中可能存在的问题以及相关建议。研究结果表明,非金属露天矿山水平分层式开采可有效解决矿山高陡边坡修复难题,提高矿产资源集约化利用率,同时还可为当地提供大量可利用地,对保障京津冀生态环境支撑区建设具有重要意义。

露天金属矿山采矿工程中的资源回收与利用

露天金属矿山采矿工程中的资源回收与利用可以有效提高资源的利用率和企业的经济效益,实现绿色采矿和可持续发展。然而该过程中也存在一些问题和挑战,如损失贫化控制不力、出矿品位控制不当和矿石资源利用不足等。这些问题的存在主要是由于缺乏有效的管理和监管机制、技术水平落后以及缺乏环保意识等原因所致。因此,需要继续加强管理和监管机制的建设,提高技术水平,增强环保意识,以实现露天金属矿山采矿工程中的资源回收与利用的高效化和绿色化。

露天金属矿开采工程的采矿方法与技术优化研究

文章详细分析我国矿产资源需求紧缺的背景,包括不同类型矿产的需求趋势,可能的原因,以及对国家经济和工业的影响。探讨科技发展如何影响矿产开采,包括自动化、大数据、人工智能等技术在开采过程中的应用,以及这些技术如何提高效率和降低环境影响。讨论露天开采对环境的影响,以及如何通过技术手段减轻开采对自然环境的负面影响,促进矿产开发的可持续发展。分析相关政策对矿产开采的影响,探讨如何通过合理的政策和管理措施来引导矿产资源的开发,确保资源的可持续利用。对露天开采技术的最新发展趋势进行深入研究,包括新型设备、新工艺以及数字化技术的应用,以提高开采效率和安全性。

基于数字化智能矿山系统的露天矿山采矿技术分析

随着人工智能技术,大数据等技术的不断发展,数字化智能矿山系统日益成熟,在多种技术支持之下实现了对露天矿山的智能化控制,有利于实现动态监控,科学管理。基于此,文章以铜矿为例,探究了有色金属矿智能化控制系统发展背景,应用现状,了解了关键技术,以供参考。

露天矿全流程智能开采架构与关键技术研究

针对目前大型金属露天矿智能建设过程中存在的系统规划难、系统智能难和系统协同难三大难题,开展了大型金属露天矿全流程智能开采架构与关键技术研究及应用。基于大型金属露天矿智能安全开采的全工艺流程,构建了包括“三大平台、四大层次和四大板块”在内的大型金属露天矿智能矿山的总体架构,设计了穿孔、爆破、采装、运输和排卸五大生产工序全流程智能安全开采框架,提出了涵盖设备状态及运行环境智能感知、智能导航与设备行为规划和智能装备核心控制等在内的多环节、系列化的智能开采关键技术。研究成果成功应用于齐大山露天铁矿,分别以齐大山矿智能生产中的三维模拟仿真系统、智能指挥调度系统和钻机远程遥控系统为例进行了相关技术的阐述与应用效果分析。最终在齐大山矿实现了多场景、多环节、多工序的智能安全应用,形成了“全流程规划—多工序智能—多场景联动”的大型金属露天矿智能开采模式,解决了露天矿智能开采关键共性理论和技术难题,对我国露天矿智能化建设具有一定的参考意义。

金属露天矿山高陡顺倾边坡稳定性分析研究

金属露天矿山高陡顺倾边坡易形成大规模变形体或大型滑坡,防治难度大,是矿山安全高效生产的重大隐患。本文通过系统开展滇西北衙金多金属矿区万硐山矿段露天采场顺层边坡稳定性分析实例,研究了不同计算方法和不同工况下该类边坡滑坡失稳条件,采用数值模拟计算分析相结合的方法得出其滑坡类型及失稳模式,并提出了这类结构的露天矿山边坡风险管控措施建议,为矿山后续开采提供依据,指导矿山实际生产。

基于数字孪生的露天金属矿安全管理研究

本文基于数字孪生技术,探讨了矿山安全管理新模式。首先介绍了矿山事故的严重性和预防管理的重要性,然后详细分析了露天金属矿事故的特性,不同类型的事故及其造成的损失。接着构建了一个基于数字孪生的露天金属矿事故安全管理模型,该模型可以实现对矿山的实时监控、预测和预警,从而提高矿山的安全性和效率。最后,通过建立质量屋,确定了模型的主要技术措施,包括数据采集、处理、存储和应用等。

金属矿露天开采矿山地质环境问题及治理对策探讨

本文深入研究了金属矿露天开采的地质环境问题,包括地表水体污染、土壤侵蚀和生物多样性丧失。强调了这些问题对生态系统和社会的潜在威胁,并讨论了环境影响评估、可持续矿山设计、实时调整和改进的重要性。探讨了监测系统和数据分析在治理中的应用,以及它们对提高矿山活动可持续性的关键作用。

露天煤炭开采区土壤重金属污染评价与风险评估研究

以A矿区为例,针对露天煤炭开采区土壤重金属污染进行治理。介绍了一种矿区土壤重金属污染评价与污染生态风险评估方法。采用地质累积指数法评价重金属污染的元素类型、污染程度和空间分布特征,并通过生态危险指数模型评估,提高了相关工作人员对矿区重金属污染情况的了解程度,为矿区生态环境的改善提供了支持,并确认了该方法具有一定的应用价值。

金属矿露天采区边坡稳定性分析

金属矿露天开采中,边坡稳定性影响到开采安全系数,直接会造成开采工作停滞,甚至会出现重大安全事故问题,危及到采矿人员的生命安全。本文在研究过程中,选取某地金属矿山为依据,该矿区处于上覆岩层被第四系风积沙覆盖,表层黄土节理发育,很容易形成裂缝甚至出现滑坡地质灾害,并且区域内地质层大部分是砾岩、砂砾岩两种组成,加上自然降水影响,边坡稳定性持续下降,导致边坡软化程度增强,造成不稳定情况频繁出现。现阶段整个矿区处于剥采阶段,在采掘工作加快推进中,没有开展施工作业的区域越来越多,受到风化影响程度愈发严重,亟需对边坡稳定性分析,找出科学合理的边坡加固方式,以此实现边坡稳定系数提升,保障采矿工作顺利开展。

露天采矿工程施工技术及施工安全分析

为了优化露天采矿工程施工技术、提高施工安全,以金属矿为例,从露天采矿工程施工中存在的主要问题入手进行分析,详细探讨了露天采矿工程施工中的对穿孔技术、陡帮开采技术、高台阶采矿技术、爆破技术、排土作业技术、填充开采技术的应用。通过分析发现,合理应用采矿技术可以保证露天采矿工程施工安全。因此,矿山企业要重视采矿技术在露天采矿工程施工中的应用,不断提高施工安全水平,这对于企业实现长远发展具有重要意义。

融合Swin Transformer与CNN的露天矿车前障碍物智能检测算法

随着金属露天矿开采深度不断加大,道路运输条件愈发复杂,无人矿车行驶在道路上面临着各种障碍物的安全隐患,因此对无人矿卡障碍物智能检测提出了更高要求。提出了一种融合Swin Transformer与CNN的露天矿车前障碍物智能检测方法,障碍物检测模型需要建立长期依赖关系来处理不断增加的图像数据,Swin Transformer可以关注全局语义信息,有利于长期建模。将Swin Transformer融入YOLOX模型的骨干特征提取网络中,充分利用多头注意力机制,对图像特征进行预处理,在加强特征提取网络中加入CBAM注意力机制模块,使模型在后续的特征提取中能够提取更多的表征信息。该模型使用的数据集均来自实地矿山,并采用数据增强方式进行预处理。经过实地矿山数据对比验证试验,结果表明:该方法能够有效识别背景复杂的金属露天矿区非结构化道路障碍物,检测精度达到91.57%m AP,检测速度达到56.86 fps,具有较好的小目标和多尺度目标检测性能,可以满足无人矿卡在金属露天矿区的高精度检测要求。

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。

矿岩交界台阶坡面处抛掷效果模拟研究

基于露天金属矿山开采常面临矿体和岩体混合的爆破条件,爆区中常有规模不等的矿岩混合爆区,爆破过程中不可避免地造成破碎矿石和岩石相互混合,导致矿石贫化。对某矿14 m台阶ϕ310 mm大直径深孔逐孔、排间梯段起爆、跨越矿岩交界顺序和有序长延时对孔起爆等工况条件下,台阶深孔在爆炸荷载对矿岩交界处抛掷效果的影响进行数值模拟研究分析。模拟得出:①跨矿岩分界线处的正向抛掷速度及位移较大,侧向因应力叠加抵消导致抛掷运动速度及位移较小,因此边界线处主要为正向移动,同时有效避免矿岩混合现象;跨交界炮孔周围因先行起爆,为孔组创造了瞬时自由面条件,导致破碎岩块颗粒整体既向前方正向抛掷,同时也向侧向抛掷分离,利于矿岩体的抛掷分离;从各监测点特性可以看出,台阶整体垂直高度上,在最小抵抗线处位移及速度最大,依次向两侧递减。②在跨越矿岩交界的同排炮孔有序对孔起爆方式下,对孔组在110~150 ms不同延期时间下的模拟结果表明,随着延期时间的增加,有利于为跨交界炮孔提供充足的抛掷空间,减少矿岩体抛掷过程中的碰撞,使得分离沟槽宽度增加,同时矿岩体爆堆高度相对有所提升。③在混合爆区跨越矿岩交界有序长延时起爆,进行爆破分离技术方案基础上,以爆区内矿(岩)区域中心为起爆点,采用各自区域V型起爆方案,可以实现矿岩石的各自中心堆积,同时也强化了跨矿岩交界处抛掷瞬时自由面效应,更有利于深凹沟槽的产生,充分降低混合爆堆矿石的贫化率。该研究为露天金属矿矿岩分离爆破提供理论依据和实际爆破创造有利条件。

浅谈露天金属矿山边坡稳定性的影响及分析

随着我国经济的快速发展,边坡治理设计越来越受到社会的重视,边坡稳定性分析和治理设计研究具有重要现实意义。塞吉罗拉金矿滑坡区地形总体呈南高北低的斜坡地形,从初步勘察来看,边坡有滑塌的趋势,因此亟需对边坡进行稳定性分析。本文对露天金属矿山边坡稳定性的影响及分析进行研究,总结目前常用的岩质边坡稳定性分析方法,包括简单平面滑动稳定分析方法、复杂平面滑动稳定分析方法、三维楔形体稳定分析方法。采用理正边坡稳定性分析软件计算露天金属矿山边坡稳定性。研究结果表明:楔体安全系数都大于1.2,达到边坡稳定要求。