2010年云南采矿年评 ＊

谢贤平,杨 溢

(昆明理工大学国土资源工程学院,云南 昆明 650093)

1 矿业可持续发展与矿产资源开发利用

如何使资源开发利用达到经济与环境协调发展,使矿业开发符合可持续发展的要求,实现人与自然协调发展,是我们面临的重要课题。谢贤平、杨 溢认为[1],云南矿产资源必须要有新的发展战略,走“资源—产品—再生资源”多重闭环反馈式的循环经济模式。

崔银亮[2]认为,矿产资源勘查要适应国家经济建设和社会发展的需要,必须加快科技创新,并通过思维创新、理论和方法创新、人才创新等予以实现。

浦仕聪、高红玲[3]通过对东川矿区的采、选、冶联合方式,分析导致资源浪费和地质环境破坏的可能因素,找出矿产资源开发与地质环境保护中的矛盾,提出通过走“绿色矿业”之路来促进东川矿产经济、社会与环境协调发展和实施可持续发展的构想。

赵 莉、高建国[4]提出,普洱市旅游地质资源开发,应将区域内矿产资源开发与旅游产业相结合,充分发挥区域地质旅游的功能特色,实现各产业的互补互撑,从而促进普洱市整体经济的综合发展。

赵 群[5]通过分析国内外铝土矿的资源状况和国内氧化铝的生产现状,从铝土矿资源品质、资源保障、矿物特点、生产工艺技术、赤泥资源化利用等角度出发,分析云南氧化铝工业的发展方向。

曹永芬、范有才[6]针对昆钢铁矿资源发展状况进行调查,分析昆钢的资源优势和区位优势,提出昆钢铁矿资源的发展方向。

陈文涓、陈晓曦[7]通过从矿产资源、重点企业矿业基础、区位优势三方面探讨云南省有色金属行业的比较优势,研究其资源接替成本、开采成本、运力及电力成本、产业结构不合理,有色金属产业集群程度不高、污染治理成本高等问题,提出建立基于优势互补、资源共享的产业链,控制行业成本的对策。

何建良[8]介绍近年来沾益县煤、铁、磷等矿产资源开发状况,认为矿产资源开发行为破坏了森林植被,使矿区及其周边森林资源数量、质量降低,土壤退化,水土流失增加,生物多样性减少。提出减少矿产资源开发对森林资源破坏的管理对策。

文山州是一个矿产资源丰富的地区,在开发利用的过程中存在资源浪费、环境污染、非法采矿等一系列问题。曾桂忠[9]通过分析文山州矿产资源的开发利用现状,提出文山矿产资源开发及利用的思路与策略。

王 峰[10]根据物质来源和成矿地质背景和条件划分东川—五星厂—矿山厂、巧家—永善—盐津、彝良—镇雄三个铅锌多金属找矿远景区,估算潜在资源量大于 600万 t,找矿前景较好。

罗朋志、马兴勇等[11]通过对单个工程矿体边界圈定规则的研究,采用二分法提出一种能自动进行单工程矿体边界圈定的计算机算法。该方法应用于云南磷化集团某磷矿单个工程圈定,使储量计算的自动化程度有很大提高,对指导采矿生产具有一定意义。

2 采矿方法

VCR采矿法因其生产能力和效率高、成本低、作业条件安全、切割工程量小等优点在矿山开采中应用广泛。王建春、郭忠林等[12]对 VCR采矿法的发展历程进行回顾,并针对 VCR法的主要优、缺点及发展趋势进行分析。

高阶段大直径深孔采矿法因其采场结构参数大、生产能力和效率高、成本低、作业条件安全、切割工程量小等优点被越来越多的矿山所采用。苑雪超、王晓宇等[13]就该方法的现状及趋势做一个简要的论述,并提出一些存在的问题和措施。

随着充填采矿技术的发展,充填采矿法在铁矿山的应用越来越多地得到人们的认可。韩 冰、苑雪超等[14]从工程实际出发,分析铁矿山应用充填采矿法的适用条件及存在的问题,并提出其在铁矿山应用的可行性。

李 飞、乔登攀[15]针对东大山铁矿倾斜厚矿体主体采矿方法为分段崩落法存在的主要问题,提出采用上向分条分层废石充填采矿法。实践表明,新型采矿工艺可将矿石回收率提高到 87%左右,贫化率降低到 15%左右,有效地延长矿山服务年限,因而经济效益显著。

在金川二矿废石胶结充填系统中,料浆搅拌的均匀性直接影响充填料浆的管输稳定性、井下料浆的流动性、井下充填体的强度等。苑雪超、乔登攀[16]通过试验研究,在已经得出的料浆浓度、废石尾砂比的条件下,分析搅拌线速度及搅拌时间对料浆均匀性的影响,并得出适用于矿山的搅拌制度。王晓宇、乔登攀[17]对环管试验所测得的管输阻力数据进行分析,在一定范围内表明料浆流速、质量浓度、废石尾砂比等因素对管输阻力的影响。

黄吉荣、胡万宏等[18]介绍对现有膏体充填工艺所进行的取消石灰浆作添加剂的可行性实验研究。研究不同浓度、不同石灰添加量对各龄期单轴抗压强度的影响。认为取消石灰作为膏体添加剂具有积极意义。

魏学松、乔登攀[19]针对甘肃金昌铁业集团公司芨岭铁矿采矿方法存在的主要问题,采用分段空场法分区回采工艺。实践表明,分段空场法分区回采可使矿石回采率由 50%左右提高到 68%～71%,贫化率由 29%降低到 17%～20%,因而经济效益显著。

张 彤、余正方等[20]针对大红山铁矿深井高温缓倾斜矿体特点,立足现有大型无轨设备及生产系统,在总结一期采矿生产经验的基础上,以降低施工难度、节约生产建设投资、缩短建设周期、使采矿生产持续稳产的衔接为主要出发点,提出二期开拓方案的建设性思路。

云南黄金有限责任公司镇沅分公司与科研院所合作[21],针对冬瓜林和老王寨1633 m以下低品位破碎群脉矿体,进行安全、经济、高效、可行的采矿方法试验研究。井下主要集中在对冬瓜林矿段 SⅡ2矿体进行回采。该矿体占冬瓜林矿段总储量的60%以上,但其开采技术条件复杂、矿岩非常破碎,属难采矿体。张维滨[22]介绍了试验前采用常规的分层崩落法回采,造成采矿能力低、采矿损失贫化大和生产成本高等突出问题。近年来,进行进路分层分条回采分层崩落法的试验研究及生产应用,获得较好的技术经济指标。

云南木利锑业有限公司[23]多年来都使用无底部结构低分层崩落法回采,2000～2004年平均损失率为 33%、贫化率为 37%。经过与科研单位合作,对采矿方法研究、探索和试验,上向进路与上向分层联合充填法获得成功,上向进路与上向分层联合充填法有利于实现探采结合,强采强充,多回收矿石,减少尾矿排放量,提高出矿品位,提高选矿回收率。

周 彩[24]以昆钢上厂铁矿王家滩矿区马 1#、谢 6#矿体的开采为例,介绍留矿法采矿采场底部结构的优选,从而实现提高回采率、底部装矿效率,减少采切工程的目的。

全面采矿法在采场中留下规则 (方形、矩形或圆形)或不规则的矿柱作为永久支撑,不予回采。李坚玲[25]利用南方某钨矿为工程背景,介绍矿柱稳定性分析,进行矿柱稳定性影响因素敏感性正交极差分析,对矿柱稳定性进行校核。研究方法及结论可以作为类似矿山设计的参考依据。

邱宝庆、覃付标等[26]针对云南锡业股份有限公司大屯锡矿在大马芦矿段开采松软中厚及以上矿体时底部结构受矿漏斗存在的问题,应用一种安全有效的堑沟底部结构受矿方法—W堑沟型底部结构受矿巷道,不仅消除扩漏、拉底的不安全因素,解决由于安全因素带来的扩漏、拉底质量差的难题,提高矿石回收率,还降低采矿成本,提高矿床开采效率,实践证明应用效果较好。

叶加冕、冯兴隆等[27]根据塘子凹矿段采区的实际情况,借助 DIMINE软件和 FLAC3D软件,通过采用三维有限元数值模拟计算方法,对塘子凹采场的 3种结构参数和 3种开采顺序等五种方案,进行不同开采时期的优化分析和比较,分析计算各种模拟方案的应力及位移变化规律,得到采场的最佳结构参数。

寇明遥、邬 煜等[28]对前常铜铁矿采矿改扩建期间的各种采矿方法,运用模糊决策理论,从模糊决策角度进行优化,从而得出适合前常铜铁矿矿床开采的采矿方法,对平原地区矿山开采具有一定的借鉴和研究价值。

小铁山铅锌矿进行以改造采矿方法为主的技术改造,先后进行 10余种采矿方法试验。王永智、邬 煜等[29]运用灰色关联理论,对小铁山铅锌矿技术改造期间使用的各种采矿方法,从灰色关联角度进行优化,从而得出适合小铁山铅锌矿矿床开采的采矿方法。

3 采空区、尾矿库、排土场和边坡

采空区是一个非线性复杂系统,研究其三维建模具有较大的难度。马 娟、方源敏等[30]基于CMS获取的数据特点,借鉴现有三维空间模型的构模方法和优势,提出一种新的采空区建模方法:线框—广义四面体 (W ire Frame—GTEN)混合模型,并对该模型的建模原理、建模过程、特点等进行分析研究。

季惠龙、侯克鹏等[31]通过对采空区稳定性、冒落形式进行现场调查,建立采空区顶板冒落危害预测模型,对空区顶板围岩大批量冒落和零星冒落进行危害预测,并根据预测结果,提出相应的预防措施。

马海军、黄德镛[32]将突变论应用于采空区稳定性评价的研究中。构建采空区风险评价的突变模型。对某铜矿采空区稳定性状态进行定量评价,确定采空区的风险等级,结合原始数据得出影响采空区稳定的主要因素,提出相应的治理措施。

赵世成、郭忠林[33]利用矿山地下开采对地表影响的金属矿山三带理论和岩层移动角定性评价方法,对某矿地下采动对其上部露天开采影响问题进行研究,根据该矿生产实际确定采空区分布状况,对其现有采空区和将来开采对上部露天开采安全的影响进行计算和分析,指出为保证上部露天开采安全而应该采取的措施。

大红山铁矿深部采区的 420分段局部地段出现严重的大面积垮塌,对采矿生产的顺利进行造成严重的影响。李雪明、杨国永[34]结合采场现状及崩落法采矿的技术特点,采取合理的措施处理垮塌区,既降低垮塌区域的处理费用,又保证采矿生产的顺利进行。

孟俊仓、费维水等[35]利用 SLOPE软件建立尾矿坝安全稳定性简化模型,计算出尾矿坝的稳定性系数,得到尾矿坝库水位与尾矿坝体稳定性之间的关系。利用该计算结果可以方便快捷地预测坝体的安全稳定性,为坝体失稳提前采取有效的安全措施提供有利参考,避免坝体失稳造成的重大灾害。

周洋洋、费维水等[36]采用不排水有效应力法对楚雄鱼祖乍尾矿坝进行地震响应综合分析,从坝体动力反应及液化结果得出该坝在 7度地震时是稳定的。

荀玉明[37]介绍文山县薄竹镇多金属选矿厂尾矿库的工程地质特征,针对尾矿库使用情况提出防渗漏处理方案,可为多金属选矿厂尾矿库建设提供借鉴。

在金沙公司三个尾矿库建设中,业主方管理者深入现场指挥,创新管理,通过对因民尾矿库坝高调整、排洪管走向调整,对滥泥坪尾矿库筑坝材料更换、筑坝方式改变,对汤丹尾矿库地基加固范围的调整等一系列优化设计,在保证安全和使用的前提下,使投资得到有效控制,为企业节约上千万元的投资。代 传[38]指出,金沙尾矿库建设过程中的创新管理,对大型工程投资管理水平的提高和造价控制,具有一定的推广价值和现实指导意义。

吕金辉、郭忠林[39]设计一种基于 B/S模式下分布式尾矿库安全监控系统,介绍该系统的体系结构和主要模块。该系统具有远程监测、监管、维护、故障诊断和事故预警与决策等主要功能。

马海涛、吴永锋等[40]在尾矿砂含水率和电阻率关系研究的基础上,提出在坝体表面进行高密度电法测量的方法获得电阻率剖面。该方法通过室内实验,可判断浸润线位置,通过实际工程应用,证明该方法能够快速准确地对尾矿坝浸润线实施观测。

王会芬、董羽蕙[41]通过地下水渗流场的计算,模拟尾矿坝地下水位的变化情况,为尾矿库的安全生产与管理提供一定的科学依据。

周洋洋、高 楠等[42]采用不排水有效应力法对狮凤山者拉母箐尾矿坝进行地震响应分析,计算尾矿坝在地震作用下的安全系数。分析得出安全系数满足规范要求,者拉母箐尾矿坝在 8度地震作用下是稳定的。

拟在澜沧县某村的一个天然凹塘修建尾矿库。该尾矿库没有修建初期坝,库容为 52.4万 m3,属于五级库。拟建尾矿库底存在溶洞、裂隙和土岩结合部断层带区域等不良物理地质现象,在建设初期需要进行治理,防止尾矿库发生渗漏引起安全和环境事故。梁形形、陈玉明[43]论证了采用粘土和防渗膜贴坡防渗是一种经济有效的方法,可以预防尾矿库发生渗漏。

张津嘉[44]研究尾矿坝的溃坝模式,基于尾矿坝指标的工程性质分析和相关性分析,建立尾矿库溃坝风险指标体系。该体系的建立为尾矿坝溃坝风险评判模型及评判方法的研究提供前提条件,可为尾矿库运行期的安全监管提供依据。

邓钟敏、徐世光等[45]介绍目前边坡稳定性分析评价的常用方法,并对定性、定量和非确定性分析评价方法及各自特点加以阐述,旨在为正确地选取边坡稳定性评价方法提供借鉴。

陈孟利、曹 净等[46]通过对兰坪铅锌矿南大沟排土场现状稳定性的极限平衡及二维有限元两种方法计算分析研究,总结出几点重要结论,并在后期的规划设计与管理中得到成功应用。

陈 明、曹 净等[47]通过对兰坪金鼎锌矿改扩建边坡的工程地质调查,分析边坡的破坏模式,并用基于强度折减法的二维有限差分数值软件对坡体稳定性分析,得出边坡基岩整体稳定性较好,第四系松散堆积体与填方边坡局部不稳定的结论。

杨 宏、冉启发等[48]针对布沼坝露天矿高陡边坡的变形特点,采用模糊数学综合评判和极限平衡两种分析方法进行综合评价,其结果令人满意,从而为工程决策提供科学依据。

梁元贵、刘关锋[49]采用三维地质建模软件 D IM INE的耦合集成技术—四面体网格化功能,将易门铜厂铜矿露天矿边坡的地质实体模型转换为力学计算模型。应用 FLAC3D对铜厂露天开采边坡的稳定性进行数值模拟,确定最优的边坡角为 45°～47°。研究结果对矿山岩体工程设计和生产具有指导意义。

杜卫华、蒋立林[50]对露天矿边坡滑坡的原因进行分析,并利用作业条件危险性分析方法对该露天矿边坡滑坡的危险性进行评价。该边坡的加固设计采用注浆插筋梳状土钉、坡面排水网络体系的综合支护方案,从表观及深层监测结果看,边坡处于整体稳定状态,证明此治理方案是正确可行的,达到了预期的目的。

毛 勇、杨正东[51]介绍大红山铁矿 3#边(滑)坡工程情况,通过地质理论及计算分析边(滑)坡的成因机制及治理原理,最终采用以预应力锚索结构支挡为主,以排水疏干、削方减压和绿化封闭为辅的综合治理方案。经过长时期的监测证明,介绍的治理措施是合理可靠的。

魏 力、刘文连等[52]运用 FLAC3D进行云锡卡房分矿边坡的稳定性分析,得出卡房分矿边坡的稳定系数,并对边坡的变形特征进行分析。计算得到的安全系数表明,云锡卡房分矿开挖形成的高边坡处于不稳定状态,必须采取相应的加固支护措施。

罗建鸿、张国林等[53]通过对边坡稳定性数值分析研究,推导 Janbu法求解边坡安全系数的计算过程,并用该法计算云南映象北金大道中的边坡安全系数,取得较理想的结果。

李洪昌、文 枚[54]探讨水岩作用机制及其对斜坡失稳的贡献,表明水岩作用不仅能够引起岩石结构强度及变形行为的不断恶化,而且能够加剧斜坡的失稳进程。进而说明水岩作用是泥质斜坡失稳的最主要因素之一。

4 岩土力学与地压监测

卢 萍、侯克鹏等[55]基于岩土材料力学参数随机性和模糊性的基础上,以黑箐沟散体物料中型直剪试验资料为例,提出采用随机—模糊一元线性回归方法来确定散体物料的抗剪强度参数值 (c,f),采用该方法得出的力学参数能够更好地反映散体物料固有的力学特性。

谢 强、余贤斌等[56]验证粗晶花岗岩在劈裂试验条件下凯塞效应的存在性。进行循环加卸载时间间隔分别为 2 d、15 d和 45 d时岩石的声发射试验,讨论时间延迟对花岗岩凯塞效应的影响。

罗鹏辉、余贤斌等[57]对云南南坡铜矿三种砂岩进行巴西劈裂和单轴压缩条件下的声发射特性试验。结果表明,不同种类岩石的声发射特性差别较大。劈裂条件下,三种岩石试件的抗拉强度之比为1∶0.82∶0.52;累计 AE事件数之比为 1∶0.61∶0.80;累计能量之比为 1∶0.52∶0.87。

张 华、汪旭光等[58]应用实验分别采用铝片作为波形整形器和橡胶胶片作为软性介质,通过SHPB冲击实验研究了 2种方法对改善加载波波形的效果影响,实验表明这 2种方法都可以有效改善加载波的波形,减小和消除应力波的弥散效应,从加载波波形上来看,铝片的效果要优于橡胶胶片。

张 华、汪旭光等[59]采用基于有限差分的拉格朗日、欧拉相结合的方法,对强荷载冲击下岩石材料破坏进行数值模拟。对强冲击荷载下岩石破坏研究具有重要的意义。

张文捷、程荣兰等[60]鉴于常规岩体渗流模拟数学模型存在的不足,从离散—连续介质渗透机理出发,引入无厚度渗透突变单元,建立改进的离散—连续介质耦合模型,提出反映水头间断程度的连续系数概念,并通过不同地质条件下水头间断现象研究,分析合理的连续系数取值规律。

王建国、李洪伟等[61]基于 RQD指标和 RB I指数,对云南保山西邑铅锌矿 ZK1钻孔及其周围地层进行岩体质量评价。结果表明:岩体块度指数在岩石质量评价中能更准确地反映其优越性,具有更为显著的工程意义。

韩 冰、乔登攀等[62]通过对砂土地基中灌注桩竖向静载试验资料分析,确定单桩承载力,研究持力层为卵石层的长桩轴力的传递规律、沉降量与桩身压缩量的关系及桩侧阻力发挥机理。

刘关锋[63]对影响大红山铜矿矿柱稳定性的主要原因进行分析。发现影响矿柱稳定性的主要因素是充填欠账导致岩体强度的下降,以及断层等软弱结构面的存在。在岩体强度较高的矿体东部,当矿柱高度较低时,可以将原设计 8 m的矿柱厚度降低为 5 m,以提高资源回收率。

刘晓辉、吉学文等[64]介绍云南会泽铅锌矿微震监测系统的组成和结构,采用微震事件的定量理论研究与现场回采情况结合的方法,圈定地压活动区,并运用监测系统先进的地震学定量分析和可视化解释功能,对活动区应力、位移、刚度和稳定性的变化规律进行研究。为岩体破坏预测预报提供方法及理论依据。

李鹏飞[65]对新奥法隧道的施工原理、施工特点及施工要点进行分析,介绍新奥法在老厂矿山硐室开挖的过程和支护方式,解决矿山地压大,岩石软弱破碎等技术难题。

李汝裕、唐飞等[66]应用支护工艺原理,从生产实际出发,阐述“锚网喷”支护工艺在云南某铜矿的应用,总结不同工程地质条件、不同区域地段,因地制宜选取支护工艺及支护时间,合理对井巷工程进行维护,使开挖井巷得以顺利施工,达到安全、经济、快速施工的目的。

刘仁刚[67]在昆钢大红山铁矿主采场地压现象调查的基础上,通过分析矿区地质构造、矿岩力学性质和采场及空区特点,初步探讨主采场的地压形成机理,并提出地压控制的原则,以指导生产。

何世林、王春来[68]阐述会泽铅锌矿的基本地质条件,通过现场调查,发现深部开采岩爆影响的主要因素是由于工程岩体性质和人工开挖引起应力重分布所致,描述岩爆特征,总结发生岩爆的基本规律,为建立微震监测系统提供基本资料,同时为选择合理的采矿方法和岩爆控制技术措施提供重要依据。

吴顺江、滕高礼等[69]分析会泽铅锌矿 8#矿体深部矿岩岩爆倾向性,总结现场岩爆特征。为 8#矿体回采顺序、采场结构参数优化和微震监测系统布置提供基本资料。

朱家锐、何世林等[70]鉴于岩爆倾向性评价的不确定性和模糊性,以模糊物元理论为基础,建立基于模糊物元理论的岩爆倾向性多指标综合评价模型,并将其应用于会泽锌铅矿 8#矿体的岩爆预测中。结果表明该方法具有较好的合理性及适应性。

刘思妤、徐则民[71]认为,已在岩爆控制领域开展多方面的探索,并取得若干重要进展,但这些探索主要是建立在岩石静力学理论基础之上的,据此提出的大部分措施的控制效果还不甚理想。基于动—静应力耦合的岩爆控制已经引起人们的关注,但还缺乏深入研究。

5 爆破工程

国内外炸药工作者对炸药抗静压性能进行了大量的研究工作。水下装药受到的总压力是静水表面的大气压和静水压力之和,刘 磊、杨 溢等[72]利用此原理设计的 2套实验装置分别用来测试炸药在受压状态时的爆速和猛度;研究乳化炸药的抗静压性能,可为水下爆破施工、露天深孔爆破和乳化炸药的研制提供理论依据。刘 磊、杨 溢等[73]利用设计的乳化炸药抗水实验装置,对三种乳化炸药进行实验研究;利用爆速和猛度的变化来衡量其抗水性能的优劣,三种乳化炸药在深水中浸泡 72 h后,依然有较好的抗水性能。

刘丽梅、周明善等[74]对粉状乳化炸药的爆温进行计算,计算得到岩石粉状乳化炸药的爆温为2695 K,一级、二级、三级煤矿许用粉状乳化炸药的爆温依次为2651 K、2597 K、2510 K。

陈占扬、杨 溢等[75]通过某矿山测试所得的爆破震动信号,应用希尔伯特—黄 (HHT)分析法,提取具有实际物理含义的 IMF分量,得出爆破震动信号的 Hilbert能量谱。这对爆破震动的安全控制具有指导意义。

刘丽梅、宁 平等[76]对国内各主要工业炸药品种爆炸后有毒气体相对含量分别进行测定,测定的统计结果为乳化炸药、粉状乳化炸药、膨化硝铵炸药、改性铵油炸药、水胶炸药和含退役火药的乳化炸药爆炸后有毒气体相对含量依次为 9.72%、9.73%、17.5%、12.3%、10.6%和 19.15%。

彭云昆[77]从化学反应平衡机理出发,分析影响工业炸药爆炸后有毒气体含量的几个因素,指出爆温、爆压以及炸药含水量对炸药爆炸后有毒气体含量有显著影响,并针对生产过程及测试过程,提出相应的改进措施。

张贵良、段满贵等[78]对提高岩石膨化硝铵炸药密度的一些常见方法进行探讨。添加的材料 A具有原料来源广,价格与硝酸铵相当,加入工艺简单,可实现连续化生产,生产过程安全性好,能显著提高岩石膨化硝铵炸药密度等特点。

黄庆明、穆大耀等[79]针对龙开口水电站,由于地质条件的变化,大多数建基面往往不在同一工程,甚至有的在同一坝段岩石变化较大,因此,在坝基建基面开挖过程中,由于在爆破过程中高程差异处,基岩受力复杂,根据施工现场爆破现场分析原因,总结工程经验。彭友勤、刘 政等[80]介绍预裂及光面爆破技术在龙马水电站溢洪道施工中的应用情况。

填埋药包爆破法是拆除爆破工程实践中的一种方法。该方法不用钻孔,省工省力,操作简便。周

彩[81]介绍该方法应用于矿山井下采场矿柱回采实践,既省力又安全,能有效处理采后空场。

刘泽荣、于付海[82]根据银盘水电站导流明渠开挖爆破施工实践,通过布设爆破振动监测仪器和地震折射波法,监测大型梯段微差爆破振动与影响深度数据情况,总结导流明渠爆破技术减震效果和对建筑物影响情况,指导工程施工。

龙马水电站大坝填筑强度高,施工工期紧,为保证大坝快速施工,李世中、缪买和等[83]采取硐室条形药包为主,微差挤压爆破开采筑坝石料,实现效率高、效果好、进度快、质量可靠且节省投资等特点。通过该项技术的实施,有效保证大坝填筑施工的顺利进行。

文永胜、吕力行等[84]针对第一铝矿九架炉矿段复杂地质条件下台阶爆破所面临的问题,阐述适合于该矿段复杂地质条件的爆破方案及参数,为其今后大规模剥离创造良好的技术条件。

6 矿井通风

刘 杰、谢贤平[85]阐述多风机多级机站的通风方法和节能原理。通过通风方式的比较及多风机多级机站的漏风控制原理分析,说明推广多风机多级机站的优越性。多风机多级机站通风在有效监控管理方式下是一种成熟的通风技术。

谢贤平、邓 彤等[86]将矿井通风构筑物分为截断风流的构筑物、通过风流的构筑物和调节风流的构筑物三类,给出各类通风构筑物、扇风机单元和分支可靠度的计算方法,运用不交型布尔代数,给出矿井通风网络可靠度的计算方法。研究矿井通风系统可靠度优化分配的非线性规划模型,提出矿井通风网络平衡方程组的 Jacobi行列式 J的绝对值大小,体现系统可靠度的高低。

马春梅、宦秉炼等[87]为了客观评价矿井通风系统,将模糊综合评价与层次分析法相结合,建立矿井通风多级模糊综合评价模型。采用 C#面向对象语言及 SQL2005数据库系统,开发矿井通风系统评价软件。

李春辉、陈日辉等[88]利用灰色系统理论中的灰色聚类法对矿井通风系统的方案进行聚类分析,通过确定不同灰类的白化函数和标定灰色聚类权,计算出聚类系数,得出矿井通风系统的决策方案。该方法为矿井通风系统方案的优选提供科学依据。

中国铝业贵州分公司第一铝矿银厂坡矿井下原设计采用东、西两翼对角抽出式通风,在实际运行中井下通风效果不理想,韩贞健、黄德镛等[89]通过优化研究,将两翼对角抽出式通风改为多井进风—总回风井抽出式通风,改进通风方式,实现系统的优化。

7 矿山机械、通信与自动控制

余南中、谭 锐[90]介绍先进高效无轨采矿设备在大红山铜、铁两矿应用后,使这两座特大型地下金属矿山迅速达产,取得良好效果的情况。论述设备选型、使用中的经验、体会和对设备发展的要求。

方颜空、吕力行[91]在分析中国铝业贵州分公司第一铝矿九架炉矿段现有设备存在问题的基础上,主要从提高现有设备的运转效率、搞好设备配置工程两方面入手,做好采掘设备的优化配置。

吴健薇[92]针对大马芦矿段深部 (1360 m～1540 m)间的一条辅助盲竖井,方案设计主要比选系统中的提升机、提升设施上部配置和罐道配置,结合矿山的实际需要,推荐采用落地式多绳提升方案。介绍该方案的系统构成和性能特点。

张书征[93]介绍矿山主排水设备常采用的 D型泵工况与排水系统效率之间的关系。提出高效排水系统工况设计原则。通过合理选择水泵,正确设计管路系统,确定排水设备高效工况区。提高排水系统效率,达到节能的目的,给出高效排水系统管径的计算方法。张书征[94]分析水泵安装地点的大气压力、必需汽蚀余量、吸水管路的阻力以及水温对我国矿山主排泵D型离心式水泵安装高度的影响,给出了不同安装地点和不同水温下水泵安装高度的计算方法,并提出了提高水泵安装高度的措施。

吴健薇[95]通过对矿井涌水和井下原有排水系统进行分析及方案比较,对昭通市铅锌矿排水系统进行改造设计,介绍系统改造的特点、难点和所采取的解决措施。

云南大红山管道有限公司[96]根据管道工艺及管道运行经验,结合自动控制、通信网络、软件编程、计量等技术,建立矿浆管道输送的运量计量数学模型,开发昆钢大红山铁精矿管道输送计量系统。运行实践证明该系统的有效性。

杨建华[97]介绍西门子公司交—交变频器 PLC+FM458构架在大红山铁矿箕斗井提升机系统上的应用,说明控制系统的组成、功能、控制、配置及系统的优缺点。

谢新颖、魏镜韬等[98]阐述基于 CC—Link现场总线实现金属矿山运输监控系统的基本方法,介绍该系统的硬件构成、监控界面、功能、软件设计、技术创新点,而且针对金属矿山实际运输情况研发相应的控制规则。

张永玺、魏镜韬等[99]提出基于自适应遗传算法的矿山装备系统优化算法模型,采用多参数级联符号编码,其变异率和交叉率可根据群体适应度自调整而具有更好的收敛效果和全局搜索能力。根据矿山设备系统的实际特点,对算法模型中的交叉率和变异率等关键算子和操作步骤进行叙述。理论上分析自适应遗传算法在解决此类问题上的可行性。

刘关峰[100]分析大红山铜矿 485水仓排水系统的现状和面临的问题,提出采用远程自动控制技术的解决思路。在此基础上,对该水仓的自动控制方案与设备选型进行系统的研究和开发。系统运行效果表明:采用自动控制技术和设备进行 485水仓的监测与管理,可以大大减少值班工人数量,降低工人劳动强度,同时通过错峰运行,节省大量能耗。

无线射频识别 (Radio Frequency Identification,RF ID)是一种通过无线电波识别物件的电子技术。RF ID系统一般由标签 (Tag)、读写器 (Reader)、数据管理系统 (DBOS)三部分组成。RF ID技术被广泛应用,但随着 RF ID的快速发展,暴露出了其自身存在的各种不足和缺陷。李 静,姜懿庭等[101]讨论 RF ID系统的通信模型和通信中的安全问题,分析了低成本 RF ID系统的安全隐患及基本的解决方案,提出了改进的方向。

8 矿业软件与数字矿山

蔡 稳、秦德先等[102]以大型矿业软件 Surpac为平台,应用地质统计学的理论方法,建立矿区的数学模型,实现研究区锡元素变异函数的模拟,建立矿体的品位模型,用克里格法进行储量核实。

曾庆田、李 德等[103]以实际矿山的中段采矿方法优选为例,应用三维矿业软件为基础技术平台,对每种采矿方法进行分析。根据矿床的赋存特点和空区分布情况,提出在中部、西部和东部采用不同的采矿方法进行优选组合,使采矿方法在中段开采中优化布置,为矿山安全、高效开采和提高资源利用率奠定设计依据。

叶加冕、冯兴隆等[104]借助 DIMINE矿业软件,结合塘子凹 32-3#矿体具体的地质情况,对采准爆破等参数进行深入优化研究,得到优化后的采矿方法。提出可视化技术为采矿方法的选择与设计提供了先进的技术平台,是采矿设计优化的必然选择。

杨 琛、魏镜韬等[105]采用 VB作为开发工具,以 SQL-Server作为后台数据库,采用客户机 /服务器 (Client/Server,C/S)和浏览器/服务器(Brower/Server,B/S)相结合的方式实现先进矿山装备信息系统建设。为矿山装备系统优化提供数据平台。

9 矿山安全环保与生态

在不同的法律法规及部门规章中,对 “隐患”的说法不一样。方陆红[106]查阅研究相关资料后,结合实际应用对 “安全生产隐患”、“生产安全隐患”、“事故隐患”三种说法进行分析研究,认识到以上三种说法的异同,就如何应用这三个术语提出自己的看法。

秦德智、梁开宝等[107]运用 Cobb-Douglas生产函数构建安全投入的投向选择模型以确定合理的控制力与创新力的投向,以达到安全控制力与创新力的协调统一发展,最终有效保障安全生产。

张经阳、王松江[108]运用 ZOPP方法 (即 “目标导向的项目规划”)对煤炭资源开发项目安全生产管理存在的问题进行分析,提出有关管理目标和对策措施。

胡万宏、何世林等[109]阐述会泽铅锌矿的基本地质条件,对深部围岩进行 RMR分级。通过现场调查,发现深部开采围岩失稳冒落模式有 “倒三角”顶板冒落模式、“缓倾斜顶板岩层”冒落模式、“单断层”影响顶板冒落模式、“双断层”耦合响应的顶板冒落模式和“上盘开裂”地应力响应的顶板冒落模式。

周俊良、宋瑞明[110]通过对常见类型洞穴环境进行分析,初步总结洞穴温湿度、洞口环境、洞穴形态结构和洞穴生物对救援产生的影响,进而论述救援人员在洞穴事故救助处置中一般所需要做的基本器材准备、针对性训练、现场侦察、实时指挥、后援保障等各项工作;同时针对洞穴事故这类特殊救援,结合新修订的《消防法》中对消防部队职能的确定,提出建立以公安消防部队为主,具有山地救援能力的单位和民间山地救援力量为辅的政府山地应急救援体系的必要性和可行性。

决策支持系统是实现安全管理定性与定量分析有机结合的有效手段。张黔生、谢贤平等[111]从建立实用的安全管理信息系统的角度出发,论述系统分析与系统设计的思想、方法、内容和步骤,阐述开发矿山企业安全管理交互式模糊综合评价决策支持系统 (S MDSS)的意义,介绍 S MDSS的基本结构和基本功能,描述 S MDSS的综合评价机理,给出 S MDSS的人机交互式评价过程。

张津嘉、谢贤平等[112]结合工程实践建立建筑施工现场安全评价指标体系,确定体系层次结构,运用层次分析法合理确定各指标的权重,运用模糊数学方法分别对建筑施工现场的各个单因素评判和整体综合评判,得到的结果直观、科学、合理、可靠,可在了解系统各个因素安全状况的同时,掌握系统整体安全状况,具有实际应用价值。

刘 杰、谢贤平等[113]在综合目前安全评价技术的基础上,结合建筑行业特点,以《施工企业安全生产评价标准》 (JGJ/T77-2003)为基础,提出基于模糊数学的安全评价方法,对该评价模型的原理、方法进行研究。

杨春雨、戴晓江[114]以风险管理的基本理论为指导,结合南方电网公司安全风险管理体系和电力检修工作的的实际,从安全管理、风险评估与控制、能力要求与培训检查等风险管理的关键要素着手,研究风险管理在电力检修生产工作中的应用。

徐国云[115]根据国内非煤矿山安全管理的现状,对非煤矿山安全管理的关键环节进行探讨。从设计、施工、监测到应急救援体系等方面,对非煤矿山安全生产管理的关键环节进行论述,得出对非煤矿山的安全管理,抓住关键工作有指导作用的结论。

马 师[116]在分析导致矿山安全事故原因的基础上,提出具体解决措施,对矿山安全管理具有一定的参考价值。

云南澜沧铅矿有限公司老厂矿山属于井下开采的高硫矿床,硫化矿含硫量一般超过 10%～15%,自燃点为 330～350℃。李鹏飞[117]介绍该矿山从设计、采矿、通风、管理等方面采取有效措施,取得较为明显的效果。

任立刚、杨维平[118]介绍一种新型的煤矿斜井人车楔形增力断绳安全保护装置的工作原理,结合实例进行试验。结果表明,该装置具有结构紧凑,质量轻,动作灵敏、迅速,锁紧安全可靠等优越的技术性能。

保山西邑具工业价值的铅锌资源埋藏较深,未来开采矿井的平巷全部位于当地最低侵蚀基准面之下。郭 良、刘德安等[119]概化研究区合理水文地质概念模型的基础上,建立地下水三维数学模型。通过渗透试验确定出三维渗透系数,运用有限差分法对该模型进行计算,模拟出在实施不同工程条件下的矿井开采涌水量,提供经济合理的治水途径。

帷幕注浆技术已成为大水矿山治水的主要技术手段之一。卢 萍、侯克鹏[120]分析帷幕注浆技术的特点、分类、影响因素以及在大水矿山中的应用现状,介绍近几年帷幕注浆的成功案例、帷幕注浆监测、检验技术,指出帷幕注浆理论研究存在的问题和注浆技术的发展方向。

王世宇、赵志彬[121]介绍云南永昌铅锌股份有限公司勐糯铅锌矿在平巷、盲斜井等开拓工程施工过程中,遇断层、破碎带时采用超前支护的手段,收到良好效果。

中国水电十四局有限公司在质量、职业健康、安全管理体系运行所带来巨大成效的同时,徐坤、王晓邦[122]从体系运行多年的实践和体系运行工作不断深化进行剖析,认识三个体系运行过程中存在着一定误区。

和春兰、饶 辉等[123]运用文献资料法、综合分析归纳法,阐述生态安全与相关概念的关系,总结中国目前常用的生态安全评价指标体系、评价方法及分级标准,提出生态安全评价的工作流程。根据生态安全评价的研究进展,确定其未来的发展趋势。

云南矿区公路由于其独特的自然地理状况造就了其特殊的矿山道路条件。徐国栋、蚩小霞[124]就目前云南矿山公路存在的问题,分析云南矿山公路质量对运输成本及运输安全所造成的影响,提出改善道路质量的技术措施。

文永胜、吕力行等[125]就金属矿床地下开采面临的灾害问题进行分析,针对各种灾害提出相应的解决措施。

云南毛坪矿区大明槽附近发生了地面塌陷和地表裂缝地质灾害,周高明、李 元等[126]根据地质灾害成因和危害的初步调查结论,采用地表紧急排险、灾民异地安置、地表工程初步治理、井下相关采场停止作业和矿权整合相结合的五项组合式应急处置技术,取得较好的应用效果,可供类似矿山参考。

杜玉龙、方维萱等[127]通过野外实地调查分析,得出东川铜矿区泥石流特征。从地貌、地质构造、气候、水文和植被等矿区特殊的地质环境和矿山长期采矿、工程建设、废石尾矿排放及人类活动等人为因素两方面分析得出矿区泥石流的形成原因,以便今后了解矿区泥石流形成机理,提高对泥石流的防治意识,从而达到防灾减灾目的。

眭素刚、范柱国[128]介绍宾川县大水箐泥石流灾害的发育特征。选用 7个评价因子对大水箐泥石流危险度进行模糊综合评价,在求解权重和隶属度中引入灰色关联法和半梯形分布模型。结果表明,改进后的模糊综合评判法是正确可行的。

康永红、何 伟等[129]采用有限差分程序FLAC3D模拟桂家冲铁 (铜)矿矿体开采对地表的影响,计算矿体开采过程中不同区域的地表及建筑物的变形量,并参照我国评判建筑物破坏等级的标准进行评判。采取合理的采矿方法才是控制地表沉降、防止地面建筑物变形和破坏的有效途径,同时提出相应的开采工艺和建筑结构的技术防范措施。

陈桂荣、周圆圆等[130]介绍我国部分地区日益发达的金属矿业造成的土壤重金属污染状况,分析重金属污染的主要来源及危害,推荐和评述物理、化学、物理化学、生物等土壤重金属修复技术及其特点,指出金属矿山土壤重金属污染目前尚存在的问题及相关修复技术今后的发展方向。

张正海、方向京等[131]通过对个旧矿区面源污染特征的分析,提出植物改良土壤技术控制体系、缓冲带面源污染控制技术、水土保持面源污染控制技术 3种矿区废弃地面源污染的控制体系,并提出矿区废弃地面源污染控制的机理和防治对策。

10 结 语

本文从云南矿业可持续发展、矿产资源开发与利用、采矿方法、采空区、尾矿库、边坡、岩土力学、地压监测、爆破工程、矿井通风、矿山机械、矿山通信、自动控制、矿山软件与数字矿山、矿山安全环保与生态重建等方面,以及相应的新理论、新工艺、新技术方面,对 2010年云南采矿作一评述,主要依据是云南相关矿业期刊、信息和云南作者在国内期刊、杂志发表的有关科技论文和成果,从收集的近 180篇 2010年采矿文献资料中,挑选出 130余篇有新意、有价值、有代表性的文章,作为重点评述。由于部分 2010年最后期刊未能收集齐全,影响了综述的完整性,略显评述不足。对由于资料来源不充分,对未收集到的相关论文或数据的不准确表示歉意。

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