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2017年 第46卷 第10期    刊出日期：2017-10-15

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国际矿山测量学术论坛专栏

基于LiDAR DEM不确定性分析的矿区沉陷信息提取

于海洋, 杨礼, 张春芳, 牛峰明, 吴建鹏

2017, 46(10):  1-7. 

摘要 ( 194 )  

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机载LiDAR系统能够快速获取大面积地表高分辨率、高精度的三维点云数据，可用于矿区沉陷信息提取，但LiDAR数据本身的误差、地表覆被和数据处理等会导致生成DEM中存在一定的不确定性。基于研究区2009、2012年2期机载LiDAR点云数据，在LiDAR DEM精度与不确定性分析的基础上，利用模糊推理方法建立了基于坡度、点云密度和地表粗糙度的误差相关表面，用于差值DEM不确定性的量化与DEM最小变化阈值的探测，采用基于权重滤波窗口的贝叶斯估计判定与修正，较精确地获取了研究区地表形变信息；针对地表侵蚀等导致的地形变化信息，在坡度相关性分析的基础上，通过掩膜去除了非开采沉陷导致的地形变化信息，获取了较为精确的沉陷盆地信息。实验表明该方法适用于大面积开采沉陷监测，能够快速确定沉陷区位置，较准确获取沉陷区的分布范围、面积及体积等信息，为开采沉陷监测提供了一种新的技术手段。

基于Rayleigh法的开采沉陷相似准数研究

张文志, 任筱芳

2017, 46(10):  8-11. 

摘要 ( 203 )  

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针对岩移参数的相似准数问题，基于π定理，以扩充因次M、Lx、Ly、Lz、T代替传统M-L-T因次，利用Rayleigh法推导开采沉陷的相似准数，建立了统一的预计参数与角量参数的走向、上山、下山方向的相似准数函数模型，为矿区岩移参数计算及相似实验分析提供了依据。

开采沉陷动态下沉模型及其参数研究

张劲满, 徐良骥, 李杰卫, 沈震, 余礼仁

2017, 46(10):  12-15. 

摘要 ( 180 )  

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针对Knothe时间函数在描述动态下沉过程中下沉速度的不足，采用改进的双参数Knothe时间函数建立动态下沉模型，其中的覆岩岩性决定系数c及幂指数k值采用最小二乘法求解，最大下沉值W0通过地表移动观测站实测资料确定。采用拟合决定系数R2评定精度，以淮南某矿1242（1）工作面地表移动观测站实测资料进行模型精度验证，最大下沉点MS29和ML44在各个观测时期的拟合决定系数分别为0.983 6和0.975 7，工作面推进过半时（328 d）倾向和走向观测线上各监测点观测值与预计值的拟合决定系数分别0.995 3和0.958 2，计算结果表明双参数Knothe时间函数模型动态预计1242（1）工作面开采沉陷全过程精度可靠。

开采沉陷动态精准预计的时效Knothe函数方法研究

魏涛, 王磊, 池深深, 李楠, 吕挑

2017, 46(10):  16-22. 

摘要 ( 149 )  

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针对当前开采沉陷动态预计不精准问题，综合利用实测分析和理论研究方法，提出了基于时效Knothe函数的开采沉陷动态精准预计方法，主要取得如下成果：①Knothe时间函数的参数C值在开采过程中呈现近似正态分布，采动结束后C值呈负指数衰减直至趋于定值；②预测时效Knothe函数C值的实验结果表明：就整体性预测而言，AR模型的整体性最好，传统的GM（1,1）模型误差较大，3次指数平滑法的预测结果出现粗差；就单期预测而言，传统的GM（1,1）模型和AR模型对C值的预测存在不稳定性，3次指数平滑法各期预测值误差均小，较稳定。研究成果对研究开采沉陷动态精准预计具有参考意义。

矿区地表沉陷的D-InSAR监测方法

李楠, 王磊, 池深深, 魏涛, 吕挑

2017, 46(10):  23-27. 

摘要 ( 156 )  

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基于两景ALOS PALSAR影像，利用D-InSAR技术，获取了2007-12-10—2008-01-25时段某矿区的地表沉降形变场。然后采用D-InSAR监测值，提取该回采时期矿区工作面超前影响角，并与实测数据求取值进行对比，结果表明利用D-InSAR技术求取工作面超前影响角是可行的。利用基于模拟退火算法（SA）的概率积分参数反演方法，求取了矿区工作面非充分采动下的概率积分参数。求参结果表明，利用基于SA的概率积分参数求取方法进行矿区概率积分参数求取是可行的。研究成果对矿山开采沉陷D-InSAR监测具有重要参考价值。

井下等边直伸形方向附合导线优化方法及平差通用模型研究

池深深, 王磊, 魏涛, 李楠, 吕挑

2017, 46(10):  28-32. 

摘要 ( 209 )  

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为了解决井下控制测量中陀螺仪定向边位置优化以及方向附合导线平差问题，综合运用理论研究和模拟分析方法，开展了井下等边直伸形方向附合导线优化方法及平差通用模型研究，主要获得如下结论：①基于拉格朗日乘数法讨论了等距离加测陀螺定向边为井下最优方向附合导线形式的理论依据，并进一步分析了不同贯通类型、不同定向精度时陀螺定向边加测的规律；②基于条件平差推导了井下任意条陀螺仪定向边导线平差模型，并利用模拟的方向附合导线算例验证了模型的正确性。研究成果对井下方向附合导线优化和数据处理具有重要参考价值。

基于RBF神经网络的GPS对流层延迟插值模型

马健武, 陶庭叶, 尹为松

2017, 46(10):  33-35. 

摘要 ( 179 )  

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为提高对流层延迟的内插精度，构建了一种基于RBF神经网络的GPS对流层延迟内插模型。以安徽省电力系统6个CORS基站的坐标和对流层延迟作为建模数据，4个CORS基站的坐标和对流层延迟作为测试数据，验证了该模型的可靠性。试验表明：所提模型的对流层延迟插值精度可达毫米级。

建筑物下压煤开采地表变形预计及建筑物损害分析

蒯洋, 刘辉, 郑刘根, 陈永春

2017, 46(10):  36-38. 

摘要 ( 182 )  

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为对建筑物下压煤进行开发利用，同时保护地面建筑物安全，以邯郸矿区某矿2103工作面工业广场下采煤为研究区域，采用概率积分法对地表变形进行预计，评定了主要建筑物的损害等级，并给出了合理开采的建议。研究表明：工业广场主要建筑物均不同程度地受到变形的影响，其中宿舍楼破坏等级为Ⅲ级，食堂、煤仓破坏等级为Ⅱ级，机修厂房破坏等级为Ⅰ级，结合地面监测结果可知，整个工作面开采地表变形预计结果与实际情况较吻合。

高潜水位多煤层开采地表沉陷积水区动态演变预测

高旭光, 刘辉

2017, 46(10):  39-42. 

摘要 ( 235 )  

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分析了厚松散层下多煤层开采沉陷的部分显著性特征。基于概率积分法提出了开采沉陷预计与初始地形相结合的矿区开采沉陷积水区分布预测方法，并开发出了开采沉陷预计软件。利用该软件预测分析了淮南潘集矿多煤层开采引起的地表沉陷积水区的时空分布演变过程，有效显示出了地表沉陷未积水区、浅水区、深水区的分布与开采进程之间的联动关系，对于高精度预计矿区开采沉陷有一定的参考价值。

GPS高程拟合方法研究

方懿

2017, 46(10):  43-46. 

摘要 ( 164 )  

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当前工程测量中采用的高程为正常高，而GPS测量获得的高程为大地高，两者之间存在高程异常。为求解高程异常值，结合Matlab软件，对GPS高程拟合方法进行了研究。结果表明：①测区点位呈面状分布时，采用曲面拟合法更能反映测区的似大地水准面状况，其精度优于曲线拟合法；②BP神经网络拟合法的拟合效果较好，并且组合法的拟合精度优于单一拟合法的精度；③曲面拟合法、曲线拟合法、BP神经网络拟合法以及组合法的内、外符合精度均满足四等几何水准要求。研究表明，运用Matlab软件进行GPS高程拟合精度较高。

县南沟流域坡长尺度效应的ANUDEM研究

樊宇, 郭伟玲

2017, 46(10):  47-51. 

摘要 ( 161 )  

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坡长是区域水土保持定量评价研究中重要的地形因子之一，以黄土高原地区县南沟流域为研究区，通过ANUDEM软件基于县南沟流域1∶1万比例尺数字地形图，建立5~100 m分辨率的DEM数据，利用LS_TOOL工具提取其上的坡长表面，分析坡长随分辨率变化的规律。研究表明：随着DEM分辨率的降低，地形特征点的坡长值变化表现出一定的规律性；不同坡长分级区的坡长均值变化呈现出差异性，面积比率在100 m以内的坡长呈下降趋势，其余坡长类型区均呈增加趋势；流域坡长均值随分辨率的变粗整体发生扩张，短坡长逐渐减少，长坡长范围扩大，坡长均值随分辨率变化呈线性递增。

北斗IGSO/GEO/MEO卫星三频单历元基线解算随机模型比较研究

严超, 余学祥, 徐炜, 杜文选, 刘扬, 王涛, 张广汉

2017, 46(10):  52-58. 

摘要 ( 204 )  

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北斗MEO、IGSO和GEO 3种卫星联合高精度定位时，会对定位模型的结构产生影响，通过采用正弦高度角模型、正切高度角模型、高度角与卫地距组合模型以及高度角、卫地距与信噪比组合模型等4类随机模型对不同长度不同高差的短基线进行解算，对比和分析不同随机模型对于不同长度不同高差的短基线的模糊度解算成功率及定位精度的影响。结果表明：短距离、小高差的基线，采用正弦高度角模型模糊度成功率和定位精度最高；长距离、大高差的基线，采用正切高度角模型模糊度成功率最高，而采用高度角、卫地距与信噪比组合模型定位精度最高。

多卫星导航系统钟差解算效率分析

毛亚, 王潜心, 于伟宣, 胡超, 张铭彬

2017, 46(10):  59-62. 

摘要 ( 172 )  

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随着卫星数量和地面监测站数量的不断增多，每天将会产生大量的GNSS观测数据，若利用所有观测数据确定精密钟差，必定会影响其解算效率。为分析利用不同的测站数量确定精密钟差和利用GNSS多系统联合确定精密钟差对钟差解算的精度和解算速度的影响，本研究将采用具有4系统接收能力的MGEX测站和iGMAS测站的观测数据解算卫星钟差，根据解算结果分析测站数目与解算效率的关系以及不同解算策略与解算效率的关系。结果表明当测站数目增加到50个时，耗时最高增加39%，而相应钟差精度最高仅提升了10.5%，两步法解算策略较一步法解算策略，精度最高提高了48.02%，而耗时则减少了4182%。

基于物联网的煤矿实时监测的拓扑可靠性设计与优化分析

田立勤, 马亚楠

2017, 46(10):  63-66. 

摘要 ( 171 )  

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物联网技术很适合对煤矿进行实时监测，但其可靠性需进一步探究和完善。根据煤矿巷道窄长且干扰因素多等特点，提出了一种适合煤矿安全监测的三维均匀物联网节点部署方法。在保障监测数据准确的基础上，进一步研究了提高物联网拓扑可靠性的相关机制，如节点之间的距离冗余、簇头节点的非等量备份冗余，并对相关的参数进行量化分析。从理论分析和仿真的结果看，所提出的方法具有监测区域覆盖程度高、能耗均衡和灵活可扩展等特点，对提高煤矿安全监测的拓扑可靠性具有显著效果。

三维激光扫描点云边界提取研究

杜秋, 郭广礼

2017, 46(10):  67-71. 

摘要 ( 171 )  

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在数字矿山建设过程中，三维激光扫描仪可快速获得地表或建筑物的点云数据。点云边界不仅作为曲面表达的重要几何特征，而且作为模型求解曲面的定义域，对重建曲面模型的品质和精度起着重要作用。利用激光点云数据进行建模首先需从海量数据当中提取边界区域的采样点。本文提出了一种通过局部型面参考点集拟合微切平面，讨论参考点在对应微切平面上投影点的几何分布来自动提取边界特征的算法。该算法运行速度快，提取结果准确，可适用于各种复杂型面的点云数据。

基于无人机倾斜摄影的露天矿工程量计算方法

王果, 沙从术, 蒋瑞波, 郝力坤

2017, 46(10):  72-75. 

摘要 ( 312 )  

相关文章 | 计量指标

露天矿工程量计算是露天矿开采过程中的核心技术之一，然而露天矿几何形状由于自然条件以及采矿工艺的影响具有复杂性，工程量难以用传统的方式进行精确计算。提出一种基于无人机倾斜摄影的露天矿工程量计算方法，该方法利用无人机搭载的数码相机获取矿区序列倾斜影像，通过特征提取、空三测量、多视影像密集匹配，在获得密集点云的基础上，构建不规则三角格网和纹理映射，重建出露天矿三维模型，之后通过方格网法实现露天矿工程量计算。选取三门峡渑池某铝矿进行试验，结果表明：该方法能够实现露天矿工程量快速计算，而且具备高效低成本等特点，为复杂条件下快速计算露天矿工程量提供一种新的方法。

基于非均布载荷下梁结构破断理论的地表破坏规律

张文静, 胡海峰, 廉旭刚

2017, 46(10):  76-80. 

摘要 ( 197 )  

相关文章 | 计量指标

为研究晋南典型山区厚黄土层薄基岩地质条件下煤矿开采对地表的破坏规律，本研究以山西省河寨煤矿为例，在实地调查的基础上，采用UDEC软件进行数值模拟，得出岩层断裂及地表移动的关系。模拟得到上覆岩层断裂的位置，地表破坏最严重。根据模拟结果，建立了基于非均布载荷的梁结构覆岩破断模型，推导出覆岩初次断裂和周期断裂的步距公式。将计算结果与实测地表裂缝位置进行对比，取得较好的一致性。研究表明：在山区厚黄土层薄基岩地质条件下进行煤矿开采时，采用非均布载荷梁结构断裂模型预测地表裂缝间距是可行的。

煤炭资源空间分布分形特征和厚度变化规律分形滤波方法研究

刘星

2017, 46(10):  81-88. 

摘要 ( 169 )  

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利用全球煤炭资源量分布图和中国煤炭资源量数据，证实了煤炭资源空间分布的分形特征；基于煤炭形成的自相似性原理，利用淮北某煤田168个钻孔的10煤层层厚数据，通过正态变换和克里格插值，利用S-A方法进行多重分形滤波，将煤层厚度等值线图分解为背景图和异常图，背景图代表了煤层分布的趋势，其分布规律与下伏砂体指示的和沉积相分布有较好的对应关系，符合沉积学规律，异常图显示的煤层厚度次级变化特征也与沉积环境的填平补齐相对应，相比趋势面分析得到的趋势图和残差图，表达的煤层厚度分布规律更加清晰和精细，不仅表明煤层厚度的空间分布符合多重分形分布规律，而且表明多重分形方法对地质数据的处理和分析是十分有效的。

大型地质异常体极不稳定围岩耦合注浆控制技术

徐燕飞, 陈永春, 安士凯, 李翠, 毕波

2017, 46(10):  89-98. 

摘要 ( 119 )  

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结合淮南矿业（集团）公司顾桥煤矿-780 m水平南翼胶带机大巷施工遇顾桂地质异常体时围岩所表现出的特殊地质与工程特征分析，考虑注浆位置、注浆范围与围岩承载特性相适应，指明了耦合注浆的内涵。基于FLAC^3D阐明了耦合注浆围岩控制机制，得出同样的注浆厚度，注浆深度越小，围岩控制效果越好；同样的注浆起始位置，注浆的范围越大，围岩控制效果越好；应力峰值至巷道表面围岩注浆可以有效地抑制塑性区的发育，破裂区注浆可以有效地控制围岩变形量。针对大型地质异常体极不利于围岩注浆治理工程，提出采用“整体注浆—区域注浆—局部注浆”耦合注浆的方法，对围岩实施联合控制；给出了耦合注浆技术中各注浆环节的最优注浆范围确定方法，得出整体注浆的范围应大于2倍的峰值深度，区域注浆和局部注浆范围可由围岩弹塑性力学求解确定。采用耦合注浆理念，联合运用地面预注浆、超前预注浆和短注短掘技术，在顾桂地质异常体内施工巷道的工程实践中取得了理想的围岩注浆控制效果。

建筑物下压煤条带煤柱巷柱式加固技术及应用

戴华阳, 廖孟光, 田秀国

2017, 46(10):  99-104. 

摘要 ( 183 )  

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为了提高条带开采的采出率，可采取巷柱式加固煤柱、减小留宽的方法。通过数值模拟分析，揭示了巷柱式条带煤柱可以优化条带开采方案和煤柱加固方案，研究结果表明煤柱加固能减少留设煤柱的宽度，提高条带开采采出率。结合国内某矿特殊的地质采矿条件和巷柱式煤柱加固思想，在试验区采用拱棚木垛联合加固技术，木垛与棚架组成的巷柱式加固宽度1.5 m，间距2 m。通过井下煤柱位移监测和地表变形监测数据分析可知，井下巷柱式加固体最大竖向位移为361 mm，地表最大下沉值217 mm。煤柱加固有效地防止煤壁的破坏，地表变形得到了一定的控制，确保了建（构）筑物的安全使用。因此，巷柱式煤柱加固思想能为建筑物下采煤提供重要的途径和借鉴。

建筑物下充填条带开采方案设计及效果评价

张琪, 刘辉, 翟树纯, 郑刘根, 陈永春

2017, 46(10):  105-109. 

摘要 ( 154 )  

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为了解放建筑物下煤炭资源，以邯郸矿区某矿断层发育区地质采矿条件为研究背景，基于超高水材料充填开采技术，提出了充填条带、冒落条带2种开采方案的工作面布置。在分析了地表变形预计参数的基础上，采用概率积分法基本原理，进行了地表变形预计，并对开采方案进行了优化设计，并给出了安全开采技术措施。结果表明：采用充填条带开采和冒落条带开采，分别可采出煤炭资源330.17万t、216.88万t，采出率分别为70%、45%，地表最大下沉分别为1 390 mm、1 420 mm，最大倾斜均为10.9 mm/m，建议采用超高水材料充填条带开采方案。此方案设计为类似地质采矿条件下的煤炭资源开采提供了理论依据和技术参考。

淮南市大通矿区煤矸石充填复垦地修复效果研究

刘曙光, 徐良骥

2017, 46(10):  110-114. 

摘要 ( 194 )  

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为研究废弃矿区煤矸石充填复垦地复垦效果，选取淮南市大通废弃矿区复垦地为研究试验区，对大通矿区复垦地及周边未塌陷地土壤理化性征开展研究，同时分析两地自然生长的一年蓬、葎草、蒺藜、苘麻4种苗木叶片中叶绿素总量、可溶性蛋白质、脯氨酸、过氧化氢酶含量的差异，运用主成分分析法对各植物生长状况进行综合、定量评价。结果表明：大通矿区复垦地区和未塌陷地土壤容重、含水量、微量、中量元素差异较大；大通复垦区与未塌陷地土壤有机质皆处于6级水平；大通复垦区速效氮、速效磷含量处于6级水平，速效钾含量处于5级水平；未塌陷地速效氮含量处于5级水平，速效磷、速效钾处于4级水平；由植物生长主成分得分可知，未塌陷地区葎草、蒺藜、苘麻生长状况皆好于复垦区，未塌陷地一年蓬生长位次低于复垦区一年蓬生长位次。

高速公路穿越煤矿老采空区安全性评价程序、内容与方法

杨锋, 郭广礼, 郭庆彪3吕鑫

2017, 46(10):  115-120. 

摘要 ( 195 )  

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为了保障老采空区上建设高速公路的安全，规范化老采空区上高速公路建设安全性评价的作业流程，提出了一套适用于高速公路穿越煤矿老采空区安全性评价的一般程序。并对目前常用的评价老采空区上高速公路建设的方法作出详细的总结和分析，为不同采空区高速公路安全性评价方法的选择提供了理论依据。分析我国目前采空区上方高速公路治理对策，指出了注浆充填未必是煤矿老采空区治理的最佳方案，应结合老采空区稳定性的判定结果，选取恰当的老采空区治理方案及高速公路路基路面设计对策。研究成果为穿越煤矿老采空区的高速公路安全性评价提供了技术参考。

不同低分子量有机酸对煤矸石养分释放的影响作用

汪梦甜, 余健, 房莉, 周光, 朱凯群, 徐占军

2017, 46(10):  121-127. 

摘要 ( 193 )  

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为弄清低分子量有机酸在煤矸石风化物养分释放中的作用，通过在煤矸石风化物中添加不同种类、不同浓度的低分子量有机酸（苹果酸、柠檬酸、草酸），分析培养7 d、30 d及60 d后煤矸石pH值、碱解氮、速效磷、速效钾含量的变化及差异。结果表明：与对照相比，柠檬酸和苹果酸处理后的煤矸石pH值降低，而添加草酸对煤矸石的pH值具有提升的作用；苹果酸和柠檬酸对煤矸石碱解氮具有一定的释放作用，而草酸具有抑制作用；苹果酸和柠檬酸处理后的煤矸石速效钾含量呈现出下降趋势，草酸与之相反；在速效磷方面，供试有机酸均提高了煤矸石的速效磷含量。随着低分子量有机酸浓度的提高和培养时间的延长，柠檬酸和苹果酸处理后的煤矸石pH值基本表现为下降趋势，草酸则相反。随着实验周期的增加，煤矸石的碱解氮和速效磷含量都呈现出上升的规律，仅有速效钾呈现出下降的趋势。伴随浓度的升高，施入柠檬酸和苹果酸的煤矸石碱解氮组分基本保持下降的态势，草酸与之相反；三类酸处理后的煤矸石速效钾和速效磷含量并未随着有机酸浓度的升高表现出明显的规律性，说明有机酸浓度对煤矸石速效钾和速效磷组分的固定和释放影响不大。

专题综述

白钨矿浸出工艺现状及发展趋势

李停停, 钟祥熙, 张威, 张津, 沈岩柏, 魏德洲

2017, 46(10):  128-134. 

摘要 ( 255 )  

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我国白钨矿浸出工艺包括基于生成难溶性钙盐的碱法浸出工艺、基于生成可溶性钙盐的酸法浸出工艺以及其他浸出工艺。碱法浸出工艺的特点主要是流程短、设备简单、浸出率高、原料适应性强等，但碱法浸出工艺普遍存在能耗大、成本高的缺点，同时均需要在药剂量很大的情况下进行，进而给后续工序带来了一定的困难。酸法浸出工艺主要用于处理高品位、低杂质的优质白钨矿，对钨矿物原料的适应性较差，对原料中的杂质具有严格的要求。酸法浸出工艺的特点主要是热力学反应趋势高，但在分解过程中会产生钨酸膜，进而影响白钨矿的分解效果，此外对设备的腐蚀性较强、对环境污染严重。其他浸出工艺虽然是对碱法和酸法浸出工艺的改进，但大多难以实现工业化。因此，针对目前白钨矿分解工艺的弊端，亟待开发能耗低、操作简单、经济和清洁的白钨资源处理新技术，以期实现我国钨工业资源的可持续发展。

采矿工程

基于FLAC3D模拟的深部岩体爆破损伤规律研究

雷刚, 李元辉, 徐世达, 鲁宇

2017, 46(10):  135-140. 

摘要 ( 346 )  

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在高应力和爆炸载荷共同作用下，深部岩体的损伤和破坏将是一个复杂的动态演化过程。为了对深部岩体爆破损伤破坏的机理及影响因素进行深入细致的研究，利用FLAC3D非线性动力分析手段对不同爆炸峰值应力、不同加载速率及不同静应力对岩体爆破损伤量的影响进行研究，同时探讨了爆破损伤破坏区域随动态加载时间的扩展规律，以定性和定量的方式对爆炸后损伤区进行分析和评估。研究表明：不同峰值应力主要影响应力波上升阶段岩体损伤区域和损伤量的大小，不同的加载速率主要影响损伤区的发展速度，而不同的静应力主要影响拉伸破坏区域的最终形态及拉伸破坏量。研究为深部岩体爆破开挖设计提供一定参考。

高应变率下难动用铁矿爆破回采损伤规律研究

李新平, 洪吉松罗忆, 董千, 徐家云, 任贤峰

2017, 46(10):  141-148. 

摘要 ( 198 )  

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随着资源的不断减少，难动用资源的开发利用愈显重要。以程潮铁矿西区保安矿柱爆破回采工程为背景，考虑到爆破过程中高应变率会导致材料的动力硬化行为以及爆破作用引起的岩体损伤，建立了自定义动态损伤本构模型。并通过二次开发将其嵌入LS-DYNA中，通过与程潮铁矿西区爆破回采实例验证自定义本构模型的正确性。最后基于改进损伤本构模型进一步深入分析，得到较为合适的回采方式和回采顺序，并研究了采场岩体的损伤特性，研究成果可为实际施工提供指导。

基于Geo-Slope的南芬露天铁矿A区滑坡体稳定性分析

陈孝刚, 董瑞朝, 陶志刚, 庞仕辉, 张海江

2017, 46(10):  149-154. 

摘要 ( 151 )  

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以南芬露天铁矿A区滑坡体为研究对象，利用Geo-Slope软件从理论解析和定量的角度，计算出边坡体的稳定性系数，并搜索出最危险滑动面，以及滑动面在外界影响作用下的变化特征。对边坡的稳定性状况进行深入分析研究后发现：开挖到334~328 m平台后，边坡块体基本处于极限平衡状态，此时应停止开挖，时刻密切观察边坡体的稳定状况，并做好人员、设备的撤场准备，待采取爆破或者降雨之后，边坡体产生滑动后再进场开挖。事实表明，在10月5日开挖到340 m平台时，遇上强降雨，370 m平台局部发生平面滑动，由于提前撤场，避免了较大的人员伤亡及经济损失。

黄金矿山回收保护矿柱引起的竖井变形预计

姜岳, 张洪训, 王方方, 姜岩

2017, 46(10):  155-158. 

摘要 ( 150 )  

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针对黄金矿山闭坑前“二步法”回收竖井保护矿柱问题，探讨了小方块矿层开采尺寸计算，基于采动覆岩非线性传播与克诺特影响函数法，预计了保护矿柱开采引起的竖井下沉与变形，为竖井的维修加固提供了依据，同时为深部开采竖井保护矿柱留设及周边矿体开采对竖井的影响预测提供参考方法。

深部岩体岩芯饼化特征分析与原岩应力计算研究

张旭, 郭奇峰

2017, 46(10):  159-162. 

摘要 ( 130 )  

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以三山岛金矿地质勘探钻孔岩芯饼化现象为背景，详述饼化破坏特征，结合国内外多种推算地应力的理论计算公式，与现场岩芯饼化厚度进行大量对比计算，并基于矿区多个水平的地应力测量和岩石试验结果，得出了岩芯饼化薄饼与厚饼推算地应力的优势公式。通过3DEC数值模拟软件结合前期地应力测量成果模拟了钻孔过程以及岩芯根桩的应力分布，依据应力分区和优势公式推算了岩芯根桩不同应力分区的岩芯饼化厚度。区域Ⅰ，最大主应力为82～83.6 MPa，饼化厚度为7.7～7.9 mm；区域Ⅱ，最大主应力为80～82 MPa，饼化厚度为7.9～8.36 mm；区域Ⅲ，最大主应力为76～78 MPa，饼化厚度为8.79～931 mm。通过数值模拟兼理论计算获得的岩芯饼化厚度与现场实测误差在2 mm以内，为岩芯饼化现象研究提供了有益思路。

高硫尾砂充填体性能及化学外加剂对其影响

姜关照, 吴爱祥, 李红

2017, 46(10):  163-170. 

摘要 ( 214 )  

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金属矿尾矿中通常含有较高的硫，充填尾砂中硫含量过高，会降低后期充填体的强度。采用硫精矿与高硫尾砂共同调节全尾砂中的含硫量，研究含硫尾砂对充填体凝结时间和强度的影响，并根据研究结果提出添加硅酸钠和柠檬酸两种调控措施。试验结果表明，随着尾砂含硫量增加，充填料浆凝结时间延长，充填体强度降低。含硫量低于18%的尾砂充填体28 d强度大于1.2 MPa，可以直接用作充填骨料。硅酸钠添加量低于4%时，促凝效果明显，但由于次生膨胀相的生成，充填体28 d强度出现下降。柠檬酸添加量为0.3%时，充填料浆凝结时间增加不明显，此时充填体28 d强度达到10 MPa，且随养护时间增加未出现降低，满足充填要求。由于充填体早期强度增长受到抑制，导致其结构疏松，不断生成的次生膨胀相产物可以填充水化产物之间空隙，使充填体内部更加密实。

爆破作用线对非均质岩体破碎效果影响分析

陈亚军, 常治国, 毛金峰, 王文科

2017, 46(10):  171-175. 

摘要 ( 205 )  

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在非均质岩体的露天矿进行大区深孔爆破中，通过设计优化的爆破网路，确定爆破作用方向，可使有大量结构面存在的非均质岩体有较好的爆破效果。爆破作用线就是根据非均质岩体节理、裂隙发育的变化趋势，采用逐孔毫秒微差多侧向自由面起爆增加径向拉应力使爆破作用增强。通过对黑山露天煤矿3#采区岩性和结构面分析，提出爆破作用线理论：对存在结构面的复杂岩体，增加爆破自由面，设计对称“V”型斜线间隔爆破作用线非电导爆管起爆网路实行逐孔毫秒微差，可减少岩石大块；对局部存在的非均质岩体，确定爆破作用线方向加强爆破作用，设计间隔爆破作用线斜线非电导爆管起爆网路实行逐孔毫秒微差起爆，可使岩体破碎均匀。这些研究成果对于解决干旱区非均质岩体的露天煤矿爆破技术问题有借鉴作用。

直排尾矿固化回填梅山铁矿地表塌陷坑试验研究

吴荣高, 刘海林, 孙国权, 王星

2017, 46(10):  176-178. 

摘要 ( 192 )  

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为了解决尾矿库库存不足和地下崩落法采矿引起的地表塌陷坑所带来的土地浪费和安全隐患问题，梅山铁矿拟将尾矿分级浓缩后添加固化剂直接向地表塌陷坑内堆存。由于地下采矿活动在继续，塌陷坑处于活跃状态，尾矿固化堆存后，会引起崩落法开采的覆盖层构成发生变化。为此，通过对覆盖层的安全结构特性和安全堆存技术进行相应的相似模拟试验研究，摸索出了尾矿固化充填塌陷坑后一些规律，对矿山工程实施具有重要意义。

大孤岛工作面区域性剪切破坏冲击机理研究

王玉霄, 姜福兴, 王永宝, 刘维信, 方婷

2017, 46(10):  179-182. 

摘要 ( 151 )  

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孤岛工作面由于受到两侧采空区侧向支承压力的共同影响，冲击危险性高于普通工作面，因此极易引发整体失稳冲击。虽然采用大孤岛工作面开采可以有效避免该类冲击的发生，但仍然存在局部冲击危险。为了研究大孤岛工作面的局部冲击特性，通过建立力学模型分析煤体内部的三向应力状态，由微元煤体的剪切破坏进一步推导得出区域煤体的剪切破坏准则，并提出大孤岛工作面区域性剪切破坏冲击的判据。该研究结果为大孤岛工作面开采提供了理论依据。

地质与测量

江西省冷水坑银铅锌矿田地质特征及成矿预测

万浩章, 冯毅

2017, 46(10):  187-188. 

摘要 ( 161 )  

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江西省冷水坑银铅锌矿田是武夷山多金属成矿带上重要的矿集区之一。为进一步查明矿田地质特征，结合区域成矿背景，以冷水坑矿区地质勘查成果为依据，通过深入分析典型矿体地质特征、矿石组构、围岩蚀变特征，划分了成矿期次，并对同位素地球化学特征进行了总结，提出了层-体耦合的成矿模式。在此基础上，综合矿田及其外围最新物化探资料，划分出了3处找矿预测区，即鲍家矿区深部预测区、麻地—碧山（燕山）和碧溪—洋泗坂预测区。研究表明：鲍家矿区深部特别是在斑岩型矿体下部具有寻找层控型矿体的较大潜力；麻地—碧山（燕山）预测区为预测隐伏于变质岩及火山岩的深层矿化体的重要靶区；碧溪—洋泗坂预测区为寻找深部隐伏斑岩型银多金属矿床和层控型铅锌银矿床的有利地段。上述分析对于进一步在冷水坑铅锌矿田及其外区开展铅锌矿找矿预测工作有一定的参考价值。