采礦工藝
關注創建者：風華正茂_7977 創建時間：2020-12-23
采礦工藝的實例教程
部分圖表
房/柱采場豎向交錯布置的階段間連續開采方法
階段空場嗣后充填采礦法
充填采礦法的產能、效率和成本統計線
Avoca 采礦法示意圖
典型有色冶金渣化學成分分布
金屬礦山充填工藝
立式砂倉風水兩級分時繞壁造漿工藝
基于選礦流程的尾礦優選組合高濃度充填工藝
組合式膏體制備工藝
充填管道監測與預警技術
充填擋墻類型
重力脫水設施
兩步驟階段空場嗣后充填法中充填體與圍巖空間關 系及其強度解析模型示意圖
模擬采場環境的膠結充填體宏微觀力學試驗、
采場膠結充填體原位力學性能監測
結論與展望
（1）充填采礦法是實現金屬礦綠色開采發展的重要載體，先進的充填采礦理論與技術創新是促進礦產資源高效回采與最小環境影響的關鍵核心，也是降低礦山采充成本的必由之路。
（2）大規模高效率智能化連續充填采礦是未來金屬礦地下開采技術的重要發展方向，大直徑深孔階段空場嗣后充填采礦技術是實現厚大礦體大規模高效開采的手段，下行式高分段連續充填 采礦工藝是實現破碎礦體高效安全回采的變革工藝，也是替代分層/進路充填采礦的創新技術。
（3）礦山充填工藝是金屬礦充填采礦技術的核心要素，充填系統充填料漿質量濃度的穩定性比充填濃度本身的高低更重要，穩定可靠簡單的工藝流程比復雜的自動化控制更有效，應加大礦山充填工藝創新。
（4）高效低成本充填創新產品是助推金屬礦山充填轉型發展的動力引擎。國家應大力發展綠色低碳充填新技術、新材料與新裝備，譬如研發 250m3/h 以上的超大能力尾礦膏體充填系統，推廣應用礦渣膠凝材料替代普通硅酸鹽水泥，使用金屬構件裝配式充填擋墻替代傳統的混凝土擋墻等。
展開 重型設備、越野、采礦、煉鋼和工藝制造行業的領先公司使用 EDEM 來了解和預測顆粒材料行為、評估設備性能并優化流程。
這道題……好像可以用 EDEM來模擬求解呢！
接下來，小汰將一步步地在 EDEM 中建模仿真題目所述物理過程。
關于(1)和(2)問：
Altair? EDEM? 靜電力模型Electrostatics model
1. 建立顆粒A和顆粒B。由于A、B兩顆粒質量不同，設置為不同材料（也可設置為同種密度的同種材料，通過顆粒尺寸來控制顆粒質量）。由于仿真要求輸入數值參數，而原題中參數僅給出解析表達式，需要假定A、B顆粒體積：
對應顆粒半徑：
A、B顆粒材料密度分別為：
以滿足題目要求：
A、B顆粒材料彈性模量、泊松比、接觸Interaction系數保持默認即可。后文會討論如何基于人工智能（AI）技術來通過 Altair? EDEM? 數值計算結果來得到解析表達式。
在顆粒Properties菜單對Auto Calculation打勾，確認A、B顆粒的質量
2.在Physics菜單選擇仿真模型?？梢耘袛?，本題中顆粒A、B不會有物理接觸作用（前面所設顆粒半徑為假定值），且全過程無剛性邊界Geometry，因此將Particle to Particle / Particle to Geometry Interaction 選擇為No Base Model + No Friction Model（或直接保持默認不動）。然而，A、B顆粒均帶正電，因此需在Particle Body Force Interaction中，選擇Electrostatics模型。
3.
展開 二、礦產調查
根據某礦山的?礦產資源開發利用方案?，可以了解到礦山位置、隸屬關系和企業性質；礦區總體概況、資源概況、設計利用礦產資源儲量、開采方式、開采方案、開采境界、礦山規模及服務年限、礦山生產工藝流程以及安全、衛生、環保方面的措施要求。對于在生產礦山，要調查礦山開采情況、剩余資源量和尚有生產服務年限。對廢棄礦山，還要調查礦山開采歷史、關停時間等。
在收集地質礦產勘查資料時，要一并收集礦產資源管理部門組織專家審查形成的審查意見，這些由主管部門下發的意見是具備法律效力的礦山開采與管理依據，也是生態修復的依據。
第二節 開采設計調查
一、礦山布局調查
礦山開采前，都必須編制礦山開采設計，并通過相關審批程序。礦山開采設計簡稱采礦設計，礦山布局是其核心，它是采礦方式、選礦工藝、道路、尾礦庫、排土場、生產生活區、供水供電、排水等在平面和空間的布局設計的體現，它決定了開采規模、礦山生態破壞的位置、類型與破壞的程度，其中開采計劃則決定了生態影響的時序以及生態修復措施的安排，決定了礦山生態修復的年限。
在礦山布局調查中，對于露采礦山，要調查采礦設計中的采礦權范圍是否越界、開采境界位置、保有儲量、開采規模和服務年限；有關采場設計參數、開采方式、開采順序；工程平面布置、礦山排土、分層要素、開采工藝、爆破方法、運輸方式；凹陷開采及自然排水標高。對于露采在生產礦山，注重調查開采境界是否符合設計劃定的范圍和時序，采場底盤標高、臺階和平臺的高度和寬度、邊坡角度，邊坡角是否符合設計要求等。對井采礦山，重點調查開采深度、開采層位(標高)及厚度、頂板管理方式、有無充填及充填方式；井巷工程、礦山通風、給排水設施、礦山機械、選礦和尾礦設施；有關采空塌陷、地表移動帶的預測結論，對塌陷損毀影響區和程度的判定。
展開 2020年在“再論煤礦區生態環境‘邊采邊復’”[11]一文中，筆者進一步完善了煤礦采復一體化的邊采邊復理念、原理和技術體系，重新界定煤礦生態環境“邊采邊復”的概念為: 針對煤礦開采過程中導致的生態環境損傷問題，與采礦過程緊密結合，同步采取多種措施，使生態環境損傷減輕和同步治理，即邊開采邊修復，使其達到可供利用并與當地生態系統協調的狀態。煤礦區生態環境“邊采邊復”是基于“源頭和過程控制”的理念，而不是“末端治理”理念，其特點是在采礦過程中，同步(時)治理。“邊采邊復”概念中的“復”既包含狹隘的“復墾(復耕)”，也包含“修復”的概念，其核心目的是為了及時恢復和治理損傷的生態環境，緩解礦產資源開發利用與環境保護之間的矛盾，確保礦業活動朝著可持續、循環與綠色的方向發展。有關研究表明[9]，采用邊采邊復技術對采煤沉陷區進行治理，可多恢復土地10%～40%。未來，井工煤礦邊采邊復技術將在實踐中在復墾時機、復墾標高、復墾工藝方面尋求突破。在露天開采方面，強調必須實行采-排-復一體化工藝，盡早內排，到界治理，減少外排占地和采坑過大。黑岱溝露天煤礦的邊采邊復工程布局如圖3所示。
圖3 黑岱溝露天礦邊采邊復工程布局
圖片來源: https://www. zhihu. com/question/47635928/answer/107161604
3 研究結論
我國是礦產資源開發大國，礦山生態問題十分突出，在國家更加重視生態文明建設、踐行“綠水青山就是金山銀山”理念和實現“雙碳目標”的大背景下，礦山生態修復勢在必行。在分析我國礦山生態修復面臨的主要問題基礎上，得出以下研究結論。
(1)由于發展階段、行政管理部門、研究領域和行業的不同，礦山生態修復的相關概念名詞多樣，但內涵具有趨同性，綠色發展是硬道理，重點在于內涵的認知和生態修復基礎理論的研究。
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這道題……好像可以用 EDEM來模擬求解呢！
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（2）大規模高效率智能化連續充填采礦是未來金屬礦地下開采技術的重要發展方向，大直徑深孔階段空場嗣后充填采礦技術是實現厚大礦體大規模高效開采的手段，下行式高分段連續充填 采礦工藝是實現破碎礦體高效安全回采的變革工藝，也是替代分層/進路充填采礦的創新技術。
圖2 關鍵技術相互關系
(1)地貌重塑是針對礦區的地形地貌特點，結合采礦設計、開采工藝及土地損毀方式，通過采取有序排棄、土地整形等措施，重新塑造一個與周邊景觀相互協調的新地貌，最大限度消除和緩解對植被恢復、土地生產力提高有影響的因素，總體來說，地貌重塑是礦區修復土地質量的基礎。
礦山開采設計簡稱采礦設計，礦山布局是其核心，它是采礦方式、選礦工藝、道路、尾礦庫、排土場、生產生活區、供水供電、排水等在平面和空間的布局設計的體現，它決定了開采規模、礦山生態破壞的位置、類型與破壞的程度，其中開采計劃則決定了生態影響的時序以及生態修復措施的安排，決定了礦山生態修復的年限。
