高光谱遥感技术在矿山地质环境调查中的应用

矿山地质环境受矿产资源开采活动的影响而产生剧烈变化,直接或间接影响了生态环境的可持续发展。近年来,高光谱遥感技术因其具备高光谱分辨率、空间信息与光谱信息合一的优势,解决了传统遥感技术仅能识别大致地物的问题,被广泛应用于矿山地质环境研究与监测。在梳理相关文献的基础上,介绍了高光谱遥感技术原理及发展现状,归纳了高光谱遥感技术在矿区植被、矿区水体、矿区土壤和矿区大气等方面的应用与监测;对矿区高光谱发展前景进行展望,认为未来随着遥感技术的发展对矿山地质环境的监测将逐渐有序化、长期化。

某铅锌浮选厂颗粒物浓度分布及其影响研究

铅锌浮选厂在生产过程中产生大量颗粒物,污染工作环境。以某铅锌浮选厂为研究对象,对厂房内、外颗粒物浓度分布情况进行测试分析,并对其污染状态及健康影响进行深入研究。结果表明:粒径小于10μm颗粒物其厂房内数量浓度高于厂房外,且数量浓度随粒径变小而增加,厂房内、外颗粒物的数量浓度比平均值大多大于1。PM_(10)、PM_(2.5)和PM1的厂房内质量浓度显著高于厂房外,厂房内PM_(10)、PM_(2.5)分别超过一级标准5.333倍和6.313倍,超过二级标准2.614倍和2.134倍。厂房内对厂房外颗粒物浓度有较大影响,颗粒物的分布和浓度也有所不同,环境因素对粉尘污染有较大影响。研究结果可为矿山环境颗粒物的有效控制提供数据参考价值。

大西沟铁矿边坡稳定性数值模拟研究

基于现场工程地质调查与室内岩石物理力学试验数据,对大西沟铁矿边坡岩体质量进行评价,确定了岩体的物理力学参数。采用数值模拟方法,对露天矿不同开采阶段的边坡应力、位移、滑移带及安全系数进行了分析,研究结果表明:边坡安全系数随台阶高度下降不断降低;自然条件下,边坡开挖不同阶段安全系数均在1.8以上,边坡稳定性较好。降雨对边坡的稳定性影响显著,饱和状态下终了边坡的安全系数降至1.36,但高于GB 51016—2014《非煤露天矿边坡工程技术规范》规定的安全系数(1.25~1.20),说明矿山采场边坡设计参数合理。研究结果可为矿山后续安全设施设计提供参考依据。

大西沟铁矿露采境界内空区顶板安全厚度研究

大西沟铁矿露天开采安全受原地下开采残留空区的影响。为确保境界内台阶开采的安全,采用4种理论计算方法和数值模拟,确定不同跨度采空区的顶板安全厚度,建立顶板安全厚度与采空区跨度的函数关系,对境界内采空区进行分类,并结合采空区顶板安全厚度确定其处置时机。研究结果表明,采空区顶板安全厚度随跨度增加呈二次函数增长,露采境界内已探知的5个空区均为简单易处理的Ⅰ类空区。当前阶段应在1343.9 m标高对2个采空区进行处理,未来应在1368 m标高对2个采空区进行处理,在1356 m标高对1个采空区进行处理,处理手段均为爆破崩落。研究结果为大西沟铁矿境界内采空区的安全处置奠定基础。

固废基复合涂料的制备及性能研究

为提高硅石矿加工过程中废料的利用率,选用硅灰为基料,与植酸锌和硼酸复配,制备硅灰基复合涂料,通过色差仪、锥形量热仪等测试方法研究了紫外线加速老化不同时间后复合涂层的抗老化性能。试验结果表明:植酸锌-硼酸-硅灰基复合涂料具有较好的抗紫外线能力,经14 d老化后,植酸锌-硼酸-硅灰基涂层的颜色变化最小,且涂层表面的泛白现象明显改善;与硅灰基涂层和植酸锌-硅灰基涂层相比,老化后植酸锌-硼酸-硅灰基复合涂层热释放速率峰值的增幅有所降低,该研究为固废资源的利用提供了新途径。

基于NanoDet的轻量级空中作业安全绳检测研究

以轻量级的检测算法NanoDet为基础,对算法的网络结构、训练策略等进行了改进,得到了一种适用于施工作业场景下的安全绳检测方法。该方法能以72帧/s的速度实时运行,并且在构建的施工作业安全绳数据集上达到了63.6%的精度,比原始算法提升了12.8百分点,能更好地保障空中作业人员的人身安全。

基于熵权法-TOPSIS法的建筑施工人员风险感知水平研究

为研究建筑施工从业人员风险感知水平,通过文献梳理和实地考察的方式确定建筑施工人员风险感知维度,并通过问卷调查的方式获取建筑一线施工人员有效调查问卷,采用集成熵权法和TOPSIS法计算建筑施工人员的风险感知水平和等级,结果表明:建筑施工人员的时间风险>身体功能风险>人身安全风险>组织风险>社会风险,其总体风险感知水平处于中等水平。

基于组合赋权法的文物建筑火灾风险评估

以西安市钟鼓楼建筑为例,通过三个月实地调研,构建了5个准则层指标和24个方案层指标的文物建筑火灾风险评价指标体系。采用层次分析法和主成分分析法两种方法组合赋权来进行评估分析,得到每项指标的综合权重,对计算结果进行分析讨论得出最终结果。结果表明,用电、消防人员的管理能力和火灾处理能力、灭火设施是影响文物建筑火灾最重要的致灾因子。

基于光热环境的工业建筑屋顶天窗参数优化

工业建筑屋顶天窗面积对室内光热环境影响很大,本文针对夏热冬冷地区自然通风类工业建筑,选取武汉为代表城市,利用能耗软件EnergyPlus和采光模拟软件Radiance分别对工业建筑进行室内热环境模拟和自然采光模拟。分析了不同窗墙面积比条件下屋顶天窗面积对室内热环境的影响,并以参考平面自然采光平均照度值为评价标准,针对采光等级要求为Ⅲ级和Ⅳ级的自然通风类工业建筑,对屋顶天窗面积比进行优化,给出工业建筑在不同窗墙面积比下屋顶天窗面积比的推荐值,为工业建筑屋顶天窗优化设计提供依据。

矿产资源供应能力评价的FAHP方法

为了合理地开发和利用资源,提高资源利用效率和矿业发展质量,科学论证与评价矿产资源供应能力,具有重要的理论意义和现实意义。采用定性定量相结合的模糊层次分析法(FAHP),构建了矿产资源的供应能力的评价模型,并以我国2006—2015年钴资源的历史数据为例,将资源禀赋、供需市场、政治环境作为评价准则,通过对评价指标进行分析,得到了钴资源供应能力的评价值均在1以下,并呈现逐年下降趋势。研究结果表明,我国钴资源的供应能力整体偏弱,今后几年钴资源供应能力仍会维持在较低水平。

某矿工作面厚煤层大断面巷道围岩控制技术研究

2311综放工作面所在煤层平均厚度为9.74 m,巷道断面面积为24 m^(2),巷道断面大且位于厚煤层中,支护难度大。为研究2311综放工作面切眼原支护措施稳定性,运用数值模拟,研究了巷道围岩位移量分布云图,对原支护措施进行优化。结果表明:原支护措施下巷道围岩最大位移量为448 mm,主要变形区域为巷道顶板,支护强度不足;通过增加锚杆、锚索密度,提高锚固强度;通过对优化的支护措施进行了31 d监测,结果显示顶板最大位移量为100 mm,支护强度足够。

某火电厂粉煤灰空心微珠的精细化分级及物化性质规律探究

为了获得高含量的空心微珠产品,针对采用传统选矿方法选别粉煤灰空心微珠效果较差的问题,采用自制重力沉降分级装置,通过湿式筛分—重力沉降分级工艺对某火电厂粉煤灰进行了分级试验。试验结果表明:原灰空心微珠含量37.68%,湿式筛分可对空心微珠起到一定的富集作用,-13μm、+13-23μm、+23μm产物的空心微珠含量分别为42.99%,12.51%,3.28%,重力沉降使空心微珠得到了进一步富集,最终产物的空心微珠含量为20.57%~78.43%,实现了空心微珠的有效分离。物化性质测试结果表明:随着筛分粒级的减小,CaO、TiO_(2)、Fe_(2)O_(3)含量升高,SiO_(2)含量降低;S3-H1至S3-H5的CaO、TiO_(2)、Fe_(2)O_(3)含量升高,Na_(2)O、SiO_(2)含量和硅铝比下降;空心微珠的粒度与硅铝比、SiO_(2)和Na_(2)O含量负相关,与CaO、TiO_(2)和Fe_(2)O_(3)含量正相关。

基于协同开采理念的急倾斜薄矿脉群集群连续化回采工艺研究

急倾斜薄矿脉群开采多采用浅孔留矿法,该方法开采存在产量小、效率低,劳动强度大等不足。基于协同开采理念,对已有的薄矿脉开采方法进行了分析,设计了一种新型的集群连续化回采方法,即深孔分段空场上向嗣后充填连续采矿法。该方法将阶段划分为分段,分段内划分矿房,矿房内不留间柱和底柱,一步骤回采,随后进行充填,回采与充填间隔进行,同一个阶段内的矿房连续回采,再无后续作业。针对青海省某金矿6条矿脉(M5、M6、M7、M8、M9、M10),提出了间隔台阶式连续回采顺序,并对该回采顺序进行了数值模拟分析。结果表明:最大位移约为16.8 mm,最大主应力为0.076 7 MPa,实际塑性区范围为2~5 m,可达到安全规范要求。矿山实践表明:该采矿法贫化率为9.51%,损失率约为7.98%,采场生产能力为96 t/d,中段生产能力为576 t/d,与该类型矿床开采常用的浅孔留矿法相比(贫化率13.57%,损失率15.61%,单个矿房生产能力62 t/d),能有效提高矿山机械化连续开采水平,提升矿山生产能力和回采效率,有效确保多矿脉同时回采时的安全有序。

刚果(金)某氧化铜钴矿浸出试验研究

刚果(金)某地"铜高钴低"氧化铜钴矿含铜2.52%、含钴0.12%,铜氧化率为94.60%,采用酸性浸出工艺回收该矿中的铜、钴。结果表明,在矿物-0.074 mm粒级含量占80%、液固比2∶1、一次性添加硫酸量为150 kg/t的条件下常温浸出2 h,铜、钴浸出率分别达到93.80%和94.97%,吨矿耗酸量为62.19 kg(折合吨铜耗酸量为2.82 t)。利用常温酸浸工艺处理该氧化铜钴矿,可有效回收铜、钴,可为经济开发类似矿山提供参考。

碳质物对高含碳金矿浮选影响的试验研究

针对某高含碳金矿不脱碳浮选工艺,考察了不同碳含量对载金矿物浮选的影响;明确了碳质物的晶体结构与石墨化程度,评价了碳质物对捕收剂的吸附能力,研究了不同屏蔽剂对金、碳品位和回收率的影响。结果表明:随着碳质物含量从2.86%提高到7.21%,载金矿物品位从20.07%下降至1.37%,回收率从67.99%下降至10.27%;碳质物主要为半自形石墨或无定形碳,石墨化程度高于活性碳。该碳质物对药剂吸附(对丁基黄药和丁基铵黑药的吸附率分别为49.88%和27.44%)是导致金回收率较低的主要原因。萘磺酸钠(400g/t)抑制剂可使粗精矿中碳品位从15.44%降至13.89%,金品位从22.7g/t增加至29.2g/t,回收率从30.76%提升至45.65%。

基于改进Faster R-CNN的铁路客车螺栓检测研究

为确保铁路客车运行安全,提出一种基于快速区域卷积神经网络(Faster R-CNN)目标检测的客车关键部件图像缺陷检测算法,针对算法在小尺度螺栓检测方面存在的问题提出2点改进,首先,结合深度残差网络和Inception网络两者优点替换原VGG16网络,并增加上采样层,解决图像经过卷积网络特征信息流失严重的问题;其次,通过K-means++聚类算法优化区域建议网络(RPN)中锚点的尺寸和比例,提高生成建议区域的精确性,解决缺陷目标定位不准确的问题;最后,用创建的螺栓缺陷数据集进行对比验证。结果表明:改进后的算法检测准确率可达87.4%,相较原算法提高8.9%,且对于多目标缺陷与混淆目标,漏检率与误检率分别降低9.9%和11%。

铜铅分离中海藻酸钠选择性抑铅作用研究

研究了海藻酸钠在丁铵黑药捕收剂体系下对方铅矿和黄铜矿的抑制作用,并通过动电位、红外光谱、X射线光电子能谱等考察了海藻酸钠对黄铜矿及方铅矿的作用机理。结果表明,海藻酸钠能在不影响黄铜矿浮选行为的同时对方铅矿产生强烈抑制作用,使方铅矿浮选回收率从87.68%降至8.7%。

调浆过程能量输入对微细粒白钨浮选矿浆流变特性的影响研究

采用矿浆流变性测试与浮选试验,研究了微细粒白钨矿浮选体系中微细粒白钨矿、方解石、石英及其人工混合矿矿浆流变性、浮选行为与调浆过程能量输入之间的关联机制。结果表明,微细粒白钨矿与方解石矿浆表观粘度高、屈服应力大、聚团程度较严重,造成混合矿具有较大的表观粘度与屈服应力。通过搅拌调浆过程能量输入调控,能够显著提升浮选过程选择性。

基于物元模型的滑行类大型游乐设施安全评价

滑行类大型游乐设施因其刺激、有趣等特点近年来受到广大人民的追捧与喜爱。为实现对滑行类大型游乐设施安全性的准确评价,提出了由设备因素、人的因素、管理因素3个一级指标和11个二级指标组成的滑行类大型游乐设施安全评价指标体系;由于滑行类大型游乐设施的安全评价具有物元可拓性,在构建物元可拓模型的基础上,引入熵权法计算指标权重,从而建立了熵权物元可拓模型。该模型在对滑行类大型游乐设施整体安全状况进行综合评价的同时,也能实现对各指标的分类评价。运用该模型对某游乐园中的过山车进行安全评价,结果表明,待评过山车安全等级为Ⅲ级,即处于"一般"状态,其中人的因素和管理因素对其安全影响较大。所构建模型的评价结果与实际情况基本符合,表明该方法能够客观评价滑行类大型游乐设施的安全状态。

我国氧化铅锌矿石选矿技术研究进展

随着硫化铅锌矿资源的日益减少,氧化铅锌矿的高效利用越来越受到关注。为了推动氧化铅锌矿选矿技术的进步,促进氧化铅锌矿的开发与利用,基于该类型矿难选、回收率低的现状,查阅大量相关文献后,综述了我国氧化铅锌矿的研究现状,重点介绍了氧化铅锌矿的浮选工艺、重(磁)-浮联合工艺、选-冶联合工艺。重(磁)-浮联合工艺、选-冶联合工艺对生产条件要求较高,生产成本偏高,不适合大规模工业生产。硫化浮选是工业上应用较多的方法,也是氧化铅锌矿选矿中最有前途的工艺方法。但硫化反应速度慢、硫化物薄膜易疏松脱落以及过量的硫化剂对浮选的抑制等问题急需解决。今后发展路线可以从浮选过程中的硫化转移到磨矿过程中的硫化,或者采用缓释型硫化剂及低溶解度的含硫化合物。