东平宏达选矿厂破碎流程优化探讨

根据东平宏达选矿厂流程考查结果,对破碎流程设备及工艺参数进行了分析,指出了破碎流程中存在的问题。结果表明:高压辊磨机工作效率较低,给料偏细而产品偏粗,挤压粉碎的优势没有得到充分体现。提出了对破碎流程进行优化提高的措施,圆振动筛筛孔由15 mm增大到20 mm,弛张筛筛孔由8 mm减少到4 mm;此外,优化高压辊磨机工作参数,对筛上物料进行预选抛尾等,可以提高破碎系统处理能力,并降低最终产品粒度,达到碎磨作业总体节能降耗的目的。

水砂—胶结充填隔离矿柱稳定性及宽度研究

某嗣后充填矿山前期水砂充填泌水效果不佳,充填体富水,随着水砂充填区域增大,开采过程中顶板及上盘稳定性变差,为改善开采安全状态,改用胶结充填,水砂充填区与胶结充填区之间的隔离矿柱是保证未来采矿安全的关键。构建了侧壁承压倾斜矿柱理论分析模型,并采用FLAC3D数值模拟软件对10~15 m宽度水砂—胶结充填隔离矿柱和不同水砂充填体静水压力梯度进行了研究。研究表明:①开采扰动会使隔离矿柱内形成应力集中,且未凝固的水砂充填体会进一步增加矿柱内最大主应力;②矿柱内部应力重分布及水砂充填体水平压力使得矿柱水平变形增加,逐步产生破坏形成塑性区,10~13 m的隔离矿柱不足以保障充填体含水工况下的采场稳定性;③考虑到爆破扰动的影响,在现有富水充填情况下,建议隔离矿柱宽度为15 m;④隔离矿柱宽度15 m时,随着静水压力梯度增加,矿柱内部最大主应力和水平变形会有所增长,但塑性区未发生明显增加,15 m宽的隔离矿柱可以保障后续开采安全。

基于HHT频谱分析逐孔起爆微差时间试验研究

为解决某矿山矿体回采时爆破振动过大影响地表村庄建(构)筑物安全的问题,通过结合现场实际情况与经验公式计算,选取8、10、12、14和18 ms的孔间微差时间和100 ms的排间微差时间作为在该矿Ⅲ矿体63113矿房试验的爆破参数,根据村庄多为1~2层砖混结构建筑计算得到其自振频率7.63~13.23 Hz。现场采集爆破振动数据并利用Matlab对测得的爆破振动信号做HHT变换并从时域、频域和能量的角度分析信号的特点。使用具有高度自适应性的EMD分解将原始振动信号分解为IMF分量,再对IMF分量做10层db8小波变换并总结level 9的频带7.8~15.7 Hz具有的能量在总能量中的占比规律,对用IMF分量重构后的信号做Hilbert变换得到三维希尔伯特谱及边际谱。通过对爆破振动信号做EMD分解和小波变换研究得出,12 ms的微差时间设计在3号测点的三向能量占比分别减小了14.07%、24.89%和6.26%,试验表明通过改进孔间微差时间可以改善低频能量在总能量中占比较多的问题,能有效避免共振效应。对比不同孔间微差时间的Hilbert边际谱和三维希尔伯特谱从频域和能量角度分析得出,孔间微差时间为12 ms的爆破的主振频率和最大瞬时能量出现在起爆后200 ms,集中在大于建筑固有自振频带的30~40 Hz间,对建(构)筑物产生的影响最小。试验通过HHT频谱分析为选择合理的逐孔微差起爆时间提供了有效的判断依据,为更多类似的研究提供了思路与方向。

矿体回采爆破对覆压铁路安全性的数值模拟研究

针对某矿山Ⅰ-1矿体矿房爆破时爆破振动对铁路安全的影响,通过数值计算的方法建立矿体和铁路路基的数值模型进行安全评估,判断既有铁路路基及车站是否安全。根据矿房1、2的位置关系,在临近的铁路路基上设置1-1、2-2、3-3剖面来监测铁路路基的动态响应情况,通过计算分析路基的振动速度以及各监测剖面的应力、应变。经分析可知,铁路路基的最大振动为矿房1爆破时产生的,最大振动点位于1-1剖面的铁路路基下部,最大合速度为3.412 cm/s,三向最大速度为3.392 cm/s,为Y方向。而车站产生的振动最大值为矿房2爆破导致的,车站合振速的最大值为0.02005 cm/s,为铁路路基底部振速。矿房爆破导致的铁路路基以及车站的振动速度均小于爆破安全允许振速。矿房1爆破时,1-1剖面出现应力最大值,最大主应力最大值为8108.17 Pa,最小主应力最大值为12409.1 Pa,最大剪应力值为5955.34 Pa,所有应力值均不会导致路基出现破坏现象。而矿房2爆破时,路基的2-2剖面产生的应力值最大,但最大应力值均小于矿房1爆破时1-1剖面路基所产生的应力值。路基和车站在矿房爆破作用下产生的最大剪应变值为2.58×10^(-4)ε,由于车站距离较远,因而产生的应变值非常小,在此情况下,路基和车站不会产生明显的变形。

基于主成分分析法的嗣后充填采场矿柱及充填体强度研究

空场嗣后充填矿山采场留设矿柱是地下采矿空间的重要结构,其尺寸会影响矿山生产安全、资源回采率以及企业经济效益,针对此类问题,以大牛铁矿为研究背景,基于主成分分析法(Principal components analysis, PCA),根据数值模拟获得的不同矿柱宽度和充填体强度下矿柱最大压应力和剪应力、位移及塑性区占比,构建矿柱稳定性综合评价指标;并以矿柱稳定和经济效益最优为目标,最终确定矿柱宽度和充填体强度。研究表明:(1)融合数值模拟得到的矿柱压剪应力、变形和塑性区的PCA综合评价指标显示,当充填体单轴抗压强度σ=1.5 MPa时,矿柱宽度b=9 m可保证稳定;(2)当矿柱宽度b=10 m时,充填体单轴抗压强度σ可降低至0.5 MPa;(3)当b=10 m、σ=0.5 MPa时,矿柱稳定和矿山效益综合最优。研究方法和成果可供类似工程借鉴。