武家塔露天煤矿露天-井工联合开采方案

为了改善露天矿经济效果,发挥规模效益,根据地质条件、煤炭市场需求等条件,确定该矿合理的生产能力应扩大为300万t／a,因此,需要对该矿后续开采方案进行研究,针对该矿1-2^#和2-2^#两个可采煤层,为提高煤炭资源回收率,减少基建工程量和外排量,采用多种可行方案优选法,提出了在露天矿坑的坑底打斜,用井工开采2—2^#煤层的开采方案,并对井工开采工艺、井巷掘进工程量、工作面布置、坑下斜井合理移动步距进行了确定。论述了在武家塔露天煤矿采用露天与井工开采并存的可行性、必要性和理论意义。联合开采方案在技术上是可行的、经济上是合理的。     

露天煤矿边坡稳定性的随机森林预测模型

 边坡工程是露天煤矿中的重点工程,边坡的稳定性关系着煤矿的安全生产。边坡稳定性预测是边坡防治工作的前提,针对煤矿边坡工程稳定性预测的复杂性,为了快速、有效地判别煤矿边坡稳定性,利用随机森林算法建立煤矿边坡稳定性预测模型。通过选取与煤矿边坡工程密切相关的岩石重度、黏聚力、内摩擦角、边坡角、边坡高度、孔隙水压力6 个指标作为边坡稳定性的影响因素,即为随机森林预测模型的输入,边坡稳定性状态作为随机森林预测模型的输出,通过随机森林算法建立边坡稳定性影响因素与边坡稳定状态之间的非线性关系。利用煤矿实测30 组边坡稳定性数据作为随机森林预测模型的训练数据集,进行模型的学习训练;另用12 组边坡稳定性数据作为预测模型的测试数据,通过训练好的边坡稳定性预测模型进行测试;为了验证随机森林预测模型的准确率,同时与SVM 和BP 神经网络的测试数据进行比较。结果说明,选取煤矿边坡稳定性的6 个指标建立的随机森林预测模型,人工控制参数较少、结构简单、容易实现,且具有较高的准确度,边坡稳定状态预测结果与煤矿边坡工程实际状态相吻合,能有效预测边坡稳定性状态,指导煤矿边坡防治工作的开展。     

矿物肥料对露天矿排土场土壤水分入渗的影响

为了加快矿山废弃地上地复垦进程,采用野外取土样和室内分析相结合的方法,研究了矿物肥料对露天矿排土场土壤水分入渗的影响.结果表明,对照地、草炭、沸石和粉煤灰达到稳渗时间分别为60 min、100 min、90 min和70min;初渗率、平均入渗率和稳定入渗率表现为草炭>沸石>粉煤灰>对照:粉粒含量与初渗率呈显著正相关,初渗率、平均入渗率、稳定入渗率与容重呈负幂函数关系,与总孔隙度呈正幂函数关系,与非毛管孔隙度呈正幂函数关系,而与毛管孔隙度无关系.该研究可为加快排土场等矿山废弃地的生态恢复与重建提供理论依据.     

多排土场间土岩物料流向流量动态规划模型

为进一步优化露天矿山排土场土岩堆置结构,降低排土运输成本,针对现阶段尚未有效解决的多排土场间物料堆置问题展开研究,提出一种面向多排土场的、考虑其内部自身发展建设的物料块体堆置次序优化算法。首先以阶段间物料流运输功最小化为目标函数建模,将排土场设计参数、空间形态以及位置关系作为约束条件,构建堆置次序规划模型;然后以排土程序设计为基本空间约束构建先验条件,提出一种多排土场间决策阶段动态生成算法;最后采用0 1整数规划对整个规划问题进行阶段性求解,得出多排土场内块体模型的最优化堆置次序,并给出排土场内部详细的土岩流向流量规划方案。针对神华新疆黑山露天煤矿随着开采深度加大、卡车排土场运距过大等现实排土运输问题,以运输功最小化为优化目标,运用所提出的算法对该矿排土场内部堆置结构进行了优化。确定了该矿未来11年南、北两外排土场内部结构最优的堆置方案;相比原设计有效的控制了运输能耗,可节省该矿每年1~2亿元的排土运输成本。