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。

北山造山带南缘潘家井子二叠纪弧岩浆岩的识别及构造意义

北山造山带位于中亚造山带南缘,对该带内原先划定的“前寒武系”的准确厘定或解体对理解造山带属性和构造演化过程认识具有重要意义。笔者对瓜州潘家井子一带原划定的敦煌岩群开展区域地质调查,表明其为变粒岩、浅粒岩、变质砾岩及少量斜长角闪岩和黑云石英片岩等组成的一套具有强变形、低级变质的变火山–碎屑岩。获得灰白色变粒岩、云母石英片岩和浅粒岩的锆石U-Pb年龄为294~285 Ma,同时还获得变质砾岩中花岗质砾石中锆石的最小U-Pb年龄为(272±6)Ma,未发现古老年代学信息,表明该套变质火山–碎屑岩形成时代不早于中二叠世。变质基性火山岩具有拉斑玄武岩地球化学特征,呈略微右倾的稀土元素配分模式,显示出高TiO_(2)、Na_(2)O含量,明显的Nb-Ta亏损特征,类似于弧玄武岩特征。结合本次研究成果和区域地质特征认为,潘家井子一带原划定的“敦煌岩群”应厘定为二叠纪变火山碎屑岩,形成于早—中二叠世俯冲作用相关的局部伸展构造环境。

峨眉山大火成岩省成都-简阳地区火山碎屑岩格架的新类别划分、成因及其油气储集效应

二叠纪峨眉山大火成岩省岩浆喷发是我国显生宙最大的岩浆喷溢事件。四川盆地中二叠世最新油气勘探成果显示,在峨眉山大火成岩省北缘成都简阳地区,发育大量以火山碎屑岩为主的全新岩性格架。本文首次对该区域岩性格架展开了详细的火山学解译。在优势储集层段中识别出熔结凝灰岩、自碎裂角砾岩和溅积集块岩三类关键岩性,分别形成于溢气爆发陆上火山碎屑流机制、溢流喷发自碎裂角砾化机制以及斯通博利夏威夷涌溅式喷发机制。这是首次对峨眉山大火成岩省中上述岩性的成因机制进行正式确认。在这些岩性中,储集空间以溶蚀孔和交代孔为主。上述岩性的喷发机制,对其储集空间的发育提供了全方位的关键制约因素:(1)有利于产生大量浆源碎屑;(2)堆积方式有利于维持大量相互连通的原生孔隙,使热液流体得以广泛接触碎屑堆积骨架;(3)堆积于火口近源区域,受异常热流值作用强,有助于维持流体的高效活性。上述三方面最终导致流体对岩石骨架进行深刻的溶蚀交代改造,为规模性储集体发育奠定前提。

四川山鹧鸪日活动节律的比较研究

四川山鹧鸪Arborophila rufipectus是我国特有的珍稀濒危雉科Phasianidae鸟类。以四川老君山国家级自然保护区和四川马鞍山自然保护区为研究区域,基于2020—2022年红外相机的监测数据,采用非参数核密度估计方法对两地四川山鹧鸪种群的日活动节律进行了比较研究。结果显示:老君山种群在繁殖季的日活动节律为多峰型,非繁殖季为双峰型;而马鞍山种群的日活动节律均为双峰型。但2个种群的活动模式差异未达到显著性水平。这表明,四川山鹧鸪的日活动节律兼具保守性和可塑性,丰富了该物种的基础生态学资料。

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。

自动化数字矿山膏体充填系统升级改造及应用

通过对铜绿山铜铁矿充填系统存在的矿山充填浓度低、给料井尾砂沉积、现有设备及仪表老旧、井下管道管阻大等问题进行分析,针对性提出了一套完整高效的自动化数字矿山充填系统升级改造方案。开展了改造成本估算和经济效益分析,得到改造成本约为1686万元,直接降低运营及胶结剂成本311.37万元/a,表明充填系统改造具有良好的经济效益。改造完成后开展了膏体充填工业试验,结果表明,改造后,铜绿山铜铁矿新膏体充填系统获得了良好的充填生产指标,充填浓度66%~69%,充填流量100~120 m^(3)/h,胶结剂单耗同比降低17.8%,显著节约了充填成本,提高了充填效率,改善了回采环境,保证了充填体质量,降低了堵管、爆管事故发生的风险,充填系统升级改造效果显著,为同类矿山提供了借鉴和参考的范例。

毛竹扩张对幕阜山区森林土壤碳氮磷含量及生态化学计量特征的影响

以幕阜山区同一片毛竹林向两侧杉木林和阔叶林扩张形成的连续生态界面为研究对象,分析不同林型土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、硝态氮(NO_(3)^(−)−N)、铵态氮(NH_(4)^(+)−N)含量及其生态化学计量比,探讨毛竹不同扩张模式对森林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)的影响。结果表明:在2种扩张模式下,随土壤层次的增加,除NO_(3)^(−)−N呈不规律变化外,SOC、TN、TP、NH_(4)^(+)−N含量均呈逐渐降低趋势。在毛竹向杉木林扩张过程中,杉木林、竹杉混交林、毛竹林同一土层SOC、TN、TP含量均无显著差异;在毛竹向阔叶林扩张过程中,毛竹林0~10 cm土层SOC和TN含量较阔叶林和竹阔混交林分别降低了27.71%、30.45%和36.67%、31.11%,而在10~20 cm和20~30 cm土层则无显著差异;毛竹扩张对杉木林和阔叶林各土层TP含量无显著影响;毛竹向杉木林扩张增加了0~10 cm和20~30 cm土层NH_(4)^(+)−N含量,毛竹向阔叶林扩张增加了10~20 cm土层NH_(4)^(+)−N含量及20~30 cm土层NO_(3)^(−)−N含量;毛竹向杉木林扩张对土壤C/N、C/P、N/P无显著影响,毛竹向阔叶林扩张导致0~10 cm土层N/P明显降低、10~20 cm土层C/N显著增加。综上,毛竹向杉木林扩张对土壤SOC、TN、TP影响不显著,但提升了表层和深层土壤NH_(4)^(+)−N含量,毛竹向阔叶林扩张造成表层土壤SOC、TN含量显著降低,并导致中层土壤NH_(4)^(+)−N含量和深层土壤NO_(3)^(−)−N含量明显增加。

我国非煤矿山职业健康防控技术研究现状、挑战及展望

矿业是现代工业的粮食,在国民经济发展中发挥着不可替代的作用,但采矿过程伴随众多职业危害因素,给工人职业健康与安全造成极大影响。采用文献查阅、现场调研、访谈交流等方法,并基于团队已有研究积累,对新中国成立以来我国非煤矿山职业健康防控技术研究现状进行了综述,并分析了当前面临的主要挑战。结果表明:我国非煤矿山职业危害主要涉及粉尘、噪声、高温等7类因素,存在“点多、面广、源强”的显著特点,防治难度大;在7类职业危害因素中,粉尘危害最为突出,且爆破粉尘、强疏水性微细粉尘、井下喷浆粉尘与高寒、低气压、超大规模开采粉尘防治是目前面临的主要挑战。在上述分析的基础上,指出我国非煤矿山职业健康防护技术未来发展方向为健全非煤矿山职业危害监管体系、强化职业危害控制科技创新与实践、推行职业危害防控专业化社会服务、坚持职业危害个性化与综合防治、探索职业危害智能化防治技术,逐步形成以监管落实为驱动、科技创新为抓手、社会服务为目标的科学发展模式,切实提高非煤矿山职业危害因素防治效果,保障工人职业健康与安全。

22份紫山药种质资源的鉴定与评价

[目的]筛选出高产、抗病、优质的紫山药地方种质资源,以期为其开发和品种改良提供依据。[方法]以22份紫山药种质资源为材料,综合考察产量、农艺性状、抗病性及商品性,并对农艺性状进行统计分析及相关性分析,明确紫山药产量形成的主要因子。[结果]22份紫山药种质的农艺性状差异明显,7个主要农艺性状的变异系数在7.83%~52.78%之间,遗传多样性极为丰富。相关性分析表明,块茎质量与块茎长、块茎横径、叶长、叶宽呈极显著正相关。抗病性分析表明,22份紫山药种质的炭疽病田间抗性存在较大差异,一半种质不抗炭疽病。[结论]南昌紫山药、贵港紫山药和紫玉淮山综合表现较好,产量均超过30000 kg·hm^(-2),抗炭疽病、口感好、商品性佳,适宜进一步推广。

矿山一级负荷电源安全状况评估及优化

随着地下矿山生产规模以及开采区域的扩大,矿山供电系统的合理可靠性面临挑战,特别是矿山一级负荷的电源安全状况,已成为阻碍矿山安全高效生产的重要因素之一。以内蒙古某矿山供电系统为例,采用现场调查和数值验算相结合的方式开展了矿山供电系统评估。通过矿山供电系统主变容量、供电线路的效验等流程评估了矿山一级负荷电源安全状况,并提出了符合矿山实际的供电系统优化方案。

数字化智能矿山系统的露天矿山采矿技术研究

文章主要针对了数字化智能矿山系统的露天矿山采矿技术展开探讨,基于文献分析、总结等手段,以及数字化智能矿山系统业务流程、架构体系为切入点,介绍了数字化采矿技术,最后以某矿山为例,阐述了系统的应用效果。结果表明:在露天矿山采矿中引入数字化智能矿山系统,能够提高采矿效率、质量,保障露天采矿操作的安全性。

金属非金属矿山安全管理模式优化

近年来,我国金属非金属矿产资源开发领域蓬勃发展,赋能我国重工业高质量发展。随着金属非金属矿产资源开发建设的规模稳步增加,建立一套标准化的矿山安全管理模式势在必行,并已经成为国内金属非金属领域研究的重中之重。在此背景下,介绍了金属非金属矿山安全现状,指出其存在常态化安全管理有待提高、应急管理机制不健全、作业人员培训效果欠佳等问题;在此基础上,提出应急化区块管理、常态化安全管理、可视化仿真模拟培训等金属非金属矿山安全管理优化路径;最后,指出应通过强化应急伙伴合作化、创新巡检设备智能化、加强人员培训专业化、筑牢矿山安全规范化等方式保障金属非金属矿山安全管理优化顺利进行。

“飞地互飞”经济发展模式研究——来自浙江丽水深化山海协作发展“飞地经济”的经验

浙江丽水“飞地互飞”是在全省深化实施山海协作工程重大背景下,基于“飞地经济”理论和“正向飞地”“逆向飞地”实践基础上探索出的经济发展模式。该模式探索呈现出“刚性逆飞”到“加强逆飞”再到构建横向生态产品价值实现机制“新互飞”的历史发展脉络。这一实践经验,有其发生的行动逻辑,体现出政府刚性与市场柔性的相机抉择,并取得了通过要素资源的“异地”“在地”双向流动和跳跃式“转移-输送-集聚”来增强区域发展新动能的初步成效。在当前浙江高质量发展建设共同富裕示范区背景下,该模式可为全省26个山区县加快发展山海协作“飞地”建设的管理机制创新、横向生态产品价值实现机制构建等方面提供有益借鉴。

松辽盆地古龙凹陷青山口组页岩油储层中的重力坠落砂脉的发现及其意义

古龙页岩油是松辽盆地重要的接替资源,资源量可达151亿吨之多。从沉积和岩石学特点上看,古龙青山口组页岩最大的特点之一是广泛发育了一种很特殊的砂脉,所以这也是探讨古龙青山口组页岩形成环境的一个重要信息。古龙青山口组页岩油储层中的砂脉总体规模较小,宽度多在1~2 mm,可见长度(或高度)多在1~2 cm,大部分弯曲如肠,少数微曲;多倾斜产出,倾斜方向有一定规律,隔180°对称;一般发育在灰黑色的泥页岩中,少量发育在粉砂岩和白云岩(结核)中。砂脉的上部或顶部一般都有一层粉砂,与砂脉紧密相连,是砂脉的“根”;而砂脉的底部一般都是灰黑色的泥页岩,见不到粉砂层,所以揭示形成砂脉的源物质是来自于顶部的粉砂层,而不是底部。初步研究认为,古龙青山口组页岩油储层中的岩脉有两种成因:第一种是高压液化充注,形成了规模较大的砂脉;第二种由密度倒置引起的重力沉降形成风暴把(粉)砂级颗粒快速搬运到刚沉积的黏土之上,由于风暴浪的振荡,使粉砂液化流动,再加上黏土的密度较小和粉砂层的密度较大,使得粉砂在重力的驱动下沉降到黏土中形成砂脉。研究古龙页岩油储层中的砂脉具有4个意义:1)可以研究砂脉形成时的沉积环境、沉积过程和沉积物状态;2)可以研究泥页岩的成岩压实率;3)辅助确定白云岩(结核)的形成时间;4)可以辅助储层评价。

地下矿山边际品位确定方法的进展与展望

在地下矿山开采过程中,边际品位是最基本的参数之一,是影响矿山经济效益和社会效益的重要经济技术参数。边际品位的选择往往决定了矿床的开采价值和低品位矿石的利用情况,为了保证矿山企业的经济效益和不可再生资源的利用率,确定合理的边际品位至关重要。概述了边际品位确定方法的演进历程,从最初基于简单盈亏平衡分析的方法,逐步发展到考虑因素更加全面、结果更加准确的边际品位确定方法。总结了盈亏平衡法、边际分析法、最大净现值(NPV)法、演进式法以及建立数学模型求解边际品位等目前应用较为广泛的边际品位确定方法。根据每种方法在矿山的应用情况,分析其存在的问题和不足。提出综合考虑主要因素建立边际品位求解模型求解边际品位的观点,为边际品位确定方法的改进提供一定的思路。

“山海协作”:一项中国特色的区域协调发展制度安排

始于福建、成于浙江、拓展于全国的“山海协作”制度形成于我国解决区域经济社会发展不平衡问题的历史实践中,经历了地方政策探索、区域整体落地、全国制度化建设三个阶段,具有目标导向明确、政策衔接紧密和措施体系完备的特征。“山海协作”制度有别于西方协作型运行逻辑,在制度目标嵌入、制度内容共生、多元主体凝聚等机制运行中形成了融合型的实践逻辑,一定程度上消除了市场机制下区域发展的“马太效应”,展现出制度韧性和发展活力。未来“山海协作”制度还需因地因时进行制度创新,关注山海地位演进和数智时代需求,加快学理研究。

天目山常绿落叶阔叶混交林种子雨特征及其与群落组成的关系

林木种子是森林更新的重要物质基础,其数量多少与组成会对群落动态和生态系统的结构与功能产生深刻影响。为了更好的了解天目山常绿落叶阔叶混交林动态变化,利用种子收集器对天目山常绿落叶阔叶混交林种子雨进行了一年定位监测,分析了种子雨物种组成、季节动态、空间动态、种子性状以及种子雨与群落树种空间关系。结果表明:(1)天目山常绿落叶阔叶混交林种子雨密度为921.33粒m^(-2) a^(-1),一年中每月都能收集到一定数量种子,月平均种子雨密度为76.78粒/m^(2),种子雨密度最大高峰是在10月份,达到263.78粒/m^(2),种子雨散布具有很大的空间变异,群落种子雨空间分布格局呈聚集分布。(2)一年中共收集到30个物种的种子,单粒种子平均重量为0.065 g,其中小叶青冈重量最大为0.405 g,最小的为柳杉重量为0.003 g,不同散布方式和不同果实类型的物种种子重量差异显著,在散布方式中重力散布的种子重量最大,在果实类型中坚果的种子重量最大。(3)植物群落物种对种子雨组成,特别是优势种的物种丰富度有很大贡献,种子不同的散布方式会影响种子雨与母树组成的相似性,风力散布的相似系数的最高值(R_(max))和距种子雨收集器的距离(d)均最大(风力散布:R_(max)=0.212,d=8 m;动物散布:R_(max)=0.143,d=6 m;重力散布:R_(max)=0.100,d=7 m),种子雨密度与周围母树数量在一定范围内呈显著正相关。综上,天目山常绿落叶阔叶混交林种子物种种类丰富,种子雨具有明显的季节动态和空间变异,符合亚热带常绿落叶阔叶混交林种子雨时空动态的典型特征,通过风力散布的种子在远距离传播上有更大的优势。

不同等级径山茶特征香气成分分析

为深入探究不同等级径山茶的香气差异,采用搅拌棒吸附萃取-气相色谱-质谱-联用技术(SBSE-GC-MS)、顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)以及气相色谱-嗅闻分析技术(GC-O)对特级、一级、二级、三级径山茶的挥发性物质进行分析。从4个等级的径山茶中共鉴定出161种挥发性化合物。通过主成分分析(PCA)和聚类分析(HCA)揭示了不同等级的径山茶之间的差异。运用正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)的变量投影重要性(VIP)确定不同等级茶叶样品间的候选差异挥发物并通过相对香气活度值(ROAV)和GC-O的分析进一步对差异化合物进行筛选。18种挥发性化合物,芳樟醇、香叶醇、吲哚、(Z)-茉莉酮、二甲基硫醚等物质被鉴定为不同等级径山茶的关键差异挥发性化合物。其中,二氢芳樟醇、茉莉酸甲酯和吲哚在特级径山茶样品中的含量显著高于其他等级,并与(Z)-茉莉酮、δ-癸内酯和1-辛烯-3-醇等香气活性物质共同构成了特级径山茶样品中清花香的特征香气品质。本研究揭示了不同等级径山茶的特征性挥发物具有显著差异,从化学计量学和多元统计分析的角度为绿茶的等级区分提供参考。

新疆阿尔泰造山带伟晶岩型稀有金属矿床成矿作用

花岗伟晶岩与稀有金属(Li、Be、Nb、Ta等)矿床关系密切。关于伟晶岩成矿模式、伟晶岩与花岗岩之间的成因关系等,已有大量研究和讨论,但仍然存在争议。新疆阿尔泰是我国著名的伟晶岩及稀有金属矿床集中区,研究资料丰富。本文系统分析了阿尔泰伟晶岩的地质背景与成矿地质特征,阐明阿尔泰造山带伟晶岩与花岗岩存在3种关系:(1)缺乏成因联系,伟晶岩可能为变质脱水熔融形成的独立伟晶岩;(2)可能为“兄弟关系”;(3)可能为“母子关系”,共同构成花岗岩-伟晶岩成岩成矿系统。作者提出一个包含多种成因伟晶岩的成岩成矿构造模式,可能在矿带、矿田、矿床尺度上都适用。阿尔泰造山带稀有金属伟晶岩成矿省的形成受到古生代地层的控制。阿尔泰造山带处于典型的幔坡带,为长期活跃的构造活动带,极易受到外部构造域的干扰,在晚三叠纪受到特提斯构造域的一系列陆块向北漂移并拼贴到欧亚大陆南缘的远程效应影响而发生大规模的稀有金属成矿作用,在侏罗纪,其构造活动及成岩成矿作用则受新特提斯构造域和蒙古-鄂霍茨克洋构造域地质作用的远程效应共同影响。

山茶油干预的阿尔茨海默病小鼠尿液代谢组学分析

目的:基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(ultra-high performance liquid chromatography-quadrupole time-of-flightmassspectrometry,UPLC-Q/TOF-MS)技术,利用代谢组学方法探讨山茶油干预的阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)小鼠尿液的代谢组学变化。方法:将小鼠随机分为正常对照组、模型组、阳性药组、山茶油组,除对照组外其余各组小鼠均由β-淀粉样蛋白25-35肽诱导AD,并取尿液样本。尿液沉淀蛋白后进行UPLC-Q/TOF-MS分析,获得小鼠尿液代谢物数据,使用SIMCA-P14.1软件进行主成分分析(principalcomponent analysis,PCA)和正交偏最小二乘判别分析,使用HMBD、MassBank、MetaboAnalyst、京都基因与基因组百科全书在线数据库对生物标志物进行鉴定、通路富集分析和代谢网络的构建。结果:在PCA得分图中,山茶油组样本点远离模型组样本点区域,更接近正常对照组样本点区域。鉴定得到48个生物标志物,主要涉及的通路有牛磺酸和次牛磺酸代谢,精氨酸和脯氨酸代谢,半胱氨酸和蛋氨酸代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢等。结论:山茶油通过调节能量代谢、氨基酸代谢等改善了AD小鼠体内代谢,为山茶油干预AD的进一步研究提供参考。