露天矿山采空区塌陷爆破技术探析

露天矿山在采掘作业过程中形成了大量的采空区,由于采空区的性质比较特殊,对矿山正常的开采作业造成一定影响,处理不好容易引起采空区塌陷等安全事故。因此,在露天矿山生产中,加大采空区塌陷爆破技术的研究力度显得尤为必要。基于此,以A露天矿区作为研究对象,从台阶爆破机理、采空区爆破参数优化和爆破方案的确定3个方面,对露天矿山采空区塌陷爆破技术展开论述,以期对露天矿山生产安全性的提升有所帮助。

基于地貌重塑方案的露天石灰岩矿山生态修复技术应用——以蓝田县小寨石灰岩矿生态修复为例

露天矿山高陡岩质边坡是生态修复工作的重点和难点,当前采用的坡面修复技术多在持久性、自适应性等方面存在不足。本次研究以蓝田县小寨石灰岩矿生态修复项目为依托,提出台阶式改造的地貌重塑方案,将高度15m的岩质边坡分解为两级不大于8m的台阶,建植乔木+藤本进行植被恢复遮挡,使岩质边坡立面治理简化为平面治理,降低了修复难度,提高了效果的持久性。研究初步得出适宜于宽台阶石灰岩矿山高陡岩质边坡应用地貌重塑建植技术的参数工艺,对推广地貌重塑建植技术、秦岭生态环境保护和矿业高质量发展具有重要意义。

顾及邻域几何特性的露天矿台阶线提取方法

台阶线数据是露天矿开采过程中的重要基础资料,也是确保露天矿高效、智能开采的重要前提。针对现有的基于点云的露天矿台阶线提取方法存在局部特征丢失、台阶线不连续等问题,将识别台阶线特征点转为识别几何特征面,从特征面轮廓中提取出台阶线特征点,由此提出了一种顾及邻域几何特性的露天矿台阶线自动提取方法。该方法首先对露天矿点云进行规则重采样,依据露天矿台阶平盘、坡面点云法向量与竖直平面夹角具有明显差异这一几何特性提取坡面的特征点云;在此基础上,采用区域生长算法分割坡面点云,通过凹包算法提取分割后的坡面点云轮廓边界获得台阶线特征点;最后利用三阶贝塞尔曲线拟合特征点以生成露天矿台阶线。为验证算法的提取精度,将台阶线与露天矿数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)叠加,并计算该方法提取的台阶线与实际台阶线的位置偏差。结果表明:该方法提取的台阶线完整且连续性好,与手工绘制的台阶线基本重合,能够满足比例尺为1∶2000的制图精度要求;运行效率高,对于面积为3 km2的露天矿,提取时间在4 min以内。证明所提方法能够准确、高效地提取露天矿台阶线,为实现露天矿山台阶线自动绘制提供重要的技术支持。

贺斯格乌拉南露天煤矿原煤破碎站移设方案优化

为了降低贺斯格乌拉南露天煤矿原煤运输成本,实现降本增效目标;采用移设费用补偿法和单位费用最小法建立了原煤破碎站移设步距优化数学模型,结合贺斯格乌拉南露天矿原煤生产系统布置现状与开采规划情况及生产运营指标,对贺斯格乌拉南露天矿原煤破碎站移设步距与移设位置进行了优化;确定了原煤破碎站移设步距722~795 m,破碎站移设周期为5年;电厂输煤系统一级原煤破碎站布设于采场西侧+872 m水平,一号生产系统原煤破碎站移设至采场东帮+812 m水平。

露天矿滑坡体的探地雷达检测技术

提出了使用探地雷达检测露天矿山边坡的方法。通过探地雷达探测实际露天矿山边坡,反演分析解释沿测线的雷达图像,结合雷达正演模拟计算,对比Janbu法稳定性计算结果发现:雷达探测边坡内部构造的图像与地表出露的滑坡特征相符,与稳定性计算形成的圆弧滑坡面也基本吻合,而且雷达探测结果还揭示了台阶边坡内部潜在的地质缺陷。探测结果证明,探地雷达检测露天矿山边坡内部地质构造和缺陷是可行的。

露天矿点云数据中台阶线提取

台阶线信息对于露天开采具有重要价值,现有获取台阶线的方法工作量大、效率低、精度差,降低了矿山的生产效率和验收精度.因此,本文基于序列无人机影像生成的露天矿密集点云数据,研究并提出了一种自动提取露天矿台阶线的方法.该方法利用渐进形态学滤波算法对点云进行预处理,提出一种顾及邻域几何属性的三维边缘检测与曲率指数加权方法提取出台阶线特征点,并使用移动最小二乘法精确拟合出台阶线.实验结果表明该算法可以自动、高效、精确地提取出露天矿台阶线,生成露天开采现状图,对于露天矿生产和安全具有重要的应用价值.

毕机沟露天矿台阶坡面角取值范围及最终边坡角研究

毕机沟露天矿南北剖面山坡与凹陷露天并存,且山坡露天高达270m,设计中台阶坡面角都取65~68°、最终边坡角都取45°可能不合理.应用快速拉格朗日有限差分法(FLAC-3D)专门研究该剖面的台阶坡面角取值范围,据此建立边坡台阶构成方案,并确定最终边坡角及局部边坡的加固方案.研究表明:台阶坡面角及最终边坡角取值均与边坡类型、开采深度及岩性有关;按岩质边坡上出现的拉应力值及其区域大小确定是否加陡或减缓边坡,并确定边坡局部的加固方案,经济合理、技术可行、简便实用.该方法适用于岩质露天边坡设计中安全合理地确定台阶坡面角及最终边坡角.

黑山露天煤矿顺层边坡破段小台阶内部排土稳定性分析

针对新疆黑山露天煤矿南帮顺层边坡在内排形成过程中局部发生排弃物滑落的问题,对排土场滑塌模式进行了分析总结。确定该排土场滑坡属于"滑移-坐落式"滑坡模型,并且提出了顺层边坡破煤层底板三角岩5 m小台阶的内部排土方案。

西藏邦铺露天矿台阶边坡破坏类型分析

西藏邦铺露天矿最终开挖境界台阶边坡具有高边坡、高海拔、高地应力、高渗流、高寒等特征,边坡岩体结构复杂。通过野外现场调查,对边坡岩体结构面数据进行统计分析,再结合露天矿基建开挖初设边坡的地形地貌、地质构造以及结构面特征因素、矿体赋存条件、矿床围岩稳定性、地质灾害发育现状等,采用Dips软件分析,再把Dips文件图形导入CAD进行图元编辑得出矿区北部、西南部台阶边坡破坏类型分析图。结果表明,西藏邦铺露天矿台阶边坡破坏类型主要有三种模式:倾倒破坏,平面滑动破坏,楔形体滑动破坏。其中,平面滑动破坏概率比较小,倾倒破坏和楔形体滑动破坏发生概率比较大,应采取针对性的工程治理措施并分段治理。

石灰石露天矿大块产生原因与爆破技术

对石灰石露天矿山台阶深孔凿岩爆破中大块产生原因进行了分析,并从穿孔参数、炸药单耗、装药结构、微差间隔、起爆方式等方面,提出降低大块率的技术措施,在实践中取得较好的爆破效果。

基于层次分析法和模糊数学法的爆破效果综合评价

平朔东露天矿采用台阶中深孔爆破方式,为探究其爆破效果,以爆破成本、爆破质量、爆破安全3个要素作为一级指标,以炸药成本、爆堆形状、炮孔冲孔、爆破飞石等8个要素作为二级指标,建立中深孔爆破效果评价模型,运用层次分析法和模糊数学法确定各个指标权重并赋值,求得爆破效果得分。结果最终得分为0.901 54,效果好,与实际相符,这种方法具有较高的科学性、准确性,为其他矿山爆破提供参考。

用CAD技术进行露天矿台阶开采设计

本文论述了复杂露天矿台阶开采设计的基本原理，开发了一套台阶开采设计ＣＡＤ软件。用３次参数样条函数拟合矿体等边界曲线，用平面图和勘探线剖面图构成造矿体的立体图，并用人机对话的方法进行台阶开采设计。该软件在大新锰矿应用取得了明显的效果。

露天采场内简易破碎系统的技术研究

为了满足某矿区自备电厂供煤的煤质和粒度要求,降低采煤成本,提高供煤的可靠性,减小现场生产组织管理的压力,确定了技术经济上合理可行的简易破碎系统方案。该套简易破碎系统现已投产使用,实践证明该系统在保证矿区煤炭生产,提高生产效率等方面起到了积极的作用。

无人机影像匹配点云的露天矿台阶高度计算方法

计算露天矿台阶高度是矿山测量验收工作的重要部分,对加强矿山生产监控和成本管理具有重要意义。针对传统台阶高度量测方法工作量大、效率差,难以保障测绘人员安全等问题,本文基于无人机倾斜摄影获取的露天矿点云提出了一种顾及边坡分层结构的台阶高度计算方法。该方法通过面元划分剔除平坦区域,再利用密度聚类处理坡面点云,最后通过随机抽样一致性获取台阶坡顶线和坡底线,计算台阶高度。试验结果表明,该方法可以高效、精确地量测露天矿台阶高度,对于矿区的开采作业和安全防范具有重要的应用价值。

中深孔多排微差爆破技术在华子峪镁矿的应用

华子峪镁矿采用露天台阶中深孔多排微差爆破技术,全面实现了机械化采矿。详细介绍了中深孔爆破参数(炸药单耗、炮孔直径、最小抵抗线、排间距等)的合理选择,确定了华子峪镁矿多排孔台阶爆破的合理填塞长度为最小抵抗线的0.7~1倍;微差爆破间隔时间为25~50 ms。总结了在露天台阶中深孔多排微差爆破中出现拒爆的原因及处理方法,值得同类型矿山借鉴。

基于数量场梯度的露天矿点云台阶线 自动提取算法

为了高效分析露天矿地形特征,本文利用无人机激光雷达扫描矿山,提出了一种基于数量场梯度的露天矿点云台阶线自动提取算法,即数量场梯度法。首先将点云的高程信息作为各点对应的数量场,计算各点数量场梯度的模,经分析,道路和边坡这两类场景梯度的模范围分别为[0.00,0.03]和[0.28,0.35];然后根据梯度的模范围筛选出台阶线特征点;最后对特征点进行四叉树索引,对每个叶节点进行最小二乘,拟合空间直线,并输出拟合的台阶线。通过与现有软件提取的台阶线对比,本文提出的数量场梯度法具有人工干预少的优势,且提取的台阶线错误率低于10%,位置精度优于0.6 m,可大幅提高露天矿测绘产品的自动化生成效率,有较好的应用前景。

数码电子雷管在平朔东露天矿台阶爆破中的应用

介绍了数码电子雷管在平朔东露天矿台阶爆破中的应用,进行了可靠性试验,利用数码电子雷管延期时间精度高、延期时间任意设置的技术特点,对东露天矿台阶爆破进行了优化,达到了改善爆破效果、降低大块率的试验目标,展现了数码电子雷管在工程爆破的应用前景和应用优势。

基于结构面精细调查的露天边坡台阶破坏分析

露天矿边坡多以岩质边坡为主,其常见的破坏形式表现为边坡台阶的平面破坏或者楔体破坏。以内蒙古某金矿为研究对象,以岩体结构面的现场精细调查为基础,从定性和定量的角度研究了该露天矿边坡台阶的稳定性情况和破坏模式。根据研究结果,推荐各岩性边坡台阶参数:绿泥石英片岩的台阶坡面角为51°~53°,不应并段,台阶高度9 m;石英岩、流纹斑岩、绢云母石英片岩的台阶坡面角为65°~70°,可以并段,台阶高度9 m,并段后台阶高度18 m。

露天台阶爆破CAD开发模型的研究

本文在论述了爆破CAD的必要性基础上,分析和总结了爆破CAD的目的和主要应用,并结合爆破工作的特点,建立了露天台阶爆破CAD开发模型。

露天煤矿穿孔环节粉尘运移规律模拟仿真研究

伴随环保意识在社会各行业的普及,露天矿山粉尘污染问题进入大众视野。穿孔环节作为露天矿山生产的首要环节,粉尘污染问题较严重。为了改善穿孔环节粉尘超标现状,以安家岭露天矿岩石穿孔作业环节为研究背景,利用计算流体力学仿真模拟Fluent软件,依据气-固两相流理论,运用欧拉-拉格朗日研究方法和DPM模型对牙轮钻机粉尘运移规律进行模拟;现场实验时,在钻机下风向呼吸带平面高度设置粉尘浓度监测点,与仿真结果对比。结果表明:牙轮钻机开始作业后,沿采场下风向距离和高度增加设置的各监测面粉尘质量浓度随时间首先快速升到一个最大值,之后稳定在一定浓度区间内上下浮动;粉尘质量浓度沿下风向随距离增加呈现先急剧上升到最大值,接着快速下降,最后缓慢下降的规律。最后,依据本研究结果提出减小穿孔环节粉尘扩散范围的建议。