海底金矿矿山水害对矿山生产、人员施工及矿山设备等产生较大威胁，是矿山开采中的自然灾害之一，快速有效的判别出矿山水害水源对于事故的防治有重要意义。三山岛金矿的巷道围岩裂隙普遍并长期存在涌水现象，矿区开采中矿井水害的水源主要有海水、第四系水、基岩裂隙水、地下水等，为了准确快速的判别矿井水水源，有效预防矿井水突水及水害威胁，本研究结合监测点水样的水文地质条件与不同监测点水样的水化学成分分析，选取Mg2+、Na++K+、Ca2+、SO42?、Cl?和HCO3 ?共6项指标作为判别因子，通过主成分分析得出不同水样的矿化程度。在贝叶斯算法分析原理的基础上，将马尔可夫链蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo, MCMC)引入到贝叶斯方法中，运用统计软件SPSS统计，构建贝叶斯判别分析模型，得出基于水样样本信息的算法估计的后验分布，得出矿山水害水源的分析方法。运用三山岛金矿水害取水点的水样分析数据进行详细的分析验证，建立矿井突水水源模型，进行不同水样的信息分析，得出贝叶斯统计函数并进行水源判别结果分析，验证了贝叶斯矿山水害水源判别模型的准确性和实用性，对现场工作的开展和水害防治有一定的指导意义

为了实现地下金属矿山采掘作业计划编制的实时准确与科学有效性，针对矿山作业地点分散、生产组织复杂、矿石质量难以控制等特征，构建了基于0-1整数规划的作业计划优化模型.通过分析开采技术经济指标及空间逻辑关系，以最小品位偏差为目标，将产量均衡、出矿能力以及品位高低结合开采等转化为约束条件，考虑各采场作业工序、回采顺序、生产能力以及其他生产要素等，运用计算机技术和整数规划方法，得出地下矿山采掘作业计划最优方案.以国内某大型金矿为案例进行了模型的有效性验证，解算出矿山最优的采掘作业计划，并得出作业计划甘特图.结果表明，模型能够指导完成生产作业任务，且满足作业计划连续性和均衡性要求

高海拔寒区矿山岩质边坡变形破坏机制研究已取得一定的研究成果，但基于现行理论与技术还难以全面解决未来高寒边坡失稳机理和灾害防控的所有问题，至今尚未建立起完善的高寒边坡开采研究体系和边坡稳定性判别标准. 本文对高寒岩质边坡变形破坏的室内岩石力学试验、边坡物理相似模拟、多场多相耦合数值模拟、变形破坏原位监测、高海拔寒区岩质边坡失稳机理五个方面开展了大量的文献调研，总结高寒岩体变形破坏有关的研究成果，继而对存在的问题进行探讨并分析当前研究的不足，总结出高寒岩质边坡变形破坏研究领域亟待解决的关键问题：一是开采扰动条件下高海拔寒区矿山边坡岩体结构损伤劣化机制，二是冻融循环条件下流?固?气多相多场耦合边坡失稳时效特征与评价方法；并就未来高寒边坡变形和破坏研究方向及发展趋势予以分析，指出开展不同应力路径冻融循环耦合作用下岩体结构损伤劣化机理研究，开展爆破采动条件下高海拔寒区岩质边坡结构面致溃机制及边坡失稳破坏研究，开展地震荷载作用下高海拔寒区节理岩质边坡地震动力响应及致灾规律研究，研究多场多相耦合条件下节理岩体损伤劣化机理，开展高海拔寒区矿山边坡抗寒多参量实时安全监测及失稳预警技术研究五个方面是未来研究的趋势

矿用车辆无人驾驶是实现矿山无人化开采的关键技术, 而路径跟踪控制是无人驾驶系统的核心技术之一.路径跟踪控制系统是多变量、多约束系统, 采用传统方法在多约束条件下存在执行器饱和等问题.针对上述问题, 本文引入模型预测控制方法, 通过考虑车辆的姿态与位置之间的关系, 以跟踪路径的横向偏差最小化和车辆的航向角偏差最小化为目标对预测控制的目标函数进行优化, 以获得车辆速度和铰接角度的最优控制量, 实现对多变量、多约束系统的求解.针对模型预测控制算法不能提前判断道路曲率突变而导致跟踪超调的问题, 提出基于预瞄距离的控制方法, 通过提前判断道路突变信息, 提高车辆路径跟踪精确性和稳定性.使用Matlab/Adams仿真软件进行对比仿真试验, 结果表明: 使用模型预测跟踪控制器能够解决多变量、多约束系统控制问题, 有效防止执行器饱和; 而使用基于预瞄距离的模型预测跟踪控制器能够使车辆的横向位置偏差保持在±0.04 m, 航向角偏差保持在±1.8°范围内, 相较于改进前的控制器, 其横向位置偏差减少了80.9%, 航向角偏差减少了59.1%, 证明改进后的控制器具有更好的横向稳定性和精确性

为了实现地下金属矿山生产接续的紧凑性、科学高效地调度生产设备,针对矿山开采工序复杂、设备资源有限、生产任务量大等特点,以最短工序时间间隔和最短总完成时间为共同优化目标构建了地下矿山生产接续与设备调度集成优化模型.通过分析地下矿山生产循环顺序、作业设备类型和生产能力等生产要素,考虑工序闲置期间采场的安全隐患问题,运用改进遗传算法对最优解进行主-从两步骤搜索,得到地下矿山生产接续和设备调度最佳方案.以国内某大型金矿为案例进行了模型的有效性验证,解算出矿山最优的设备调度计划.验证结果表明,与传统的单一目标优化相比,模型在保证完成指定任务的同时,有效缩短工序时间间隔,并且保证了作业的安全要求

膏体充填料到达采场初始温度不同是矿山存在的普遍现象，不同初始温度条件下膏体力学特性及应力-应变关系直接影响到矿山采充周期及相邻采场开采时贫化指标.通过对初始温度为2、20、35和50℃的硬化膏体进行单轴抗压强度试验，获得不同初始温度下充填体应力-应变演化曲线.根据理论推导和试验结果，建立了不同初始温度下膏体损伤本构模型，通过本构模型参数回归，提出膏体温度-时间耦合损伤本构模型.最后，采用Comsol数值模拟软件，将温度-时间耦合损伤本构模型嵌入solid mechanics模块，对单轴抗压试验进行数值模拟，模拟应力-应变曲线与试验结果较为吻合，验证了所提出本构模型的可靠性

使用赤泥、矿渣、脱硫石膏和质量分数10%的水泥熟料制备了一种充填采矿用胶结剂,研究了将胶结剂应用到不同类型矿山的适应性,并通过扫描电镜和核磁共振分析了净浆试块水化早期微观结构以及硅酸盐和铝酸盐结构变化.结果表明胶结剂制备的充填料适用于铁矿及普遍采用充填法开采的铅锌矿、铜矿和金矿,且比水泥充填料在强度和保水性方面上具有更明显的优势.胶结剂2.5 h终凝,在2.5 h内钙矾石开始形成,对凝结硬化起了重要作用.4 h后大量四配位铝向六配位铝转化,硅酸盐聚合度增加,钙矾石、C-S-H凝胶和沸石等不断形成.这些水化产物尺寸和形态各异,且交织在一起,试块结构开始变得致密,这是胶结剂4 h后强度形成并快速发展的原因

介绍了以膏体+多介质协同充填、同步充填和功能性充填为代表的新兴充填理念。系统阐述了以流变力学和固体力学为主体的矿山充填力学架构，剖析了原位多场多因素扰动作用，并介绍了最新研发的充填体多场耦合监测系统。总结了全尾砂深度浓密、固液混合搅拌以及长距离浆体输送等充填核心环节的发展特点及研究进展。分析了充填智能化发展的必要性，梳理了充填领域涉及的智能化算法，提出了充填智能化未来发展思路。通过对矿山固废充填发展趋势分析，认为未来矿山固废充填需要深度拓展绿色发展内涵，进一步探索模块化、规模化和智能化之路，积极融入并服务深地开采需求，充填采矿法或将成为深部采矿和绿色采矿未来可期的唯一解决方案

降雨是诱发滑坡的主要因素之一,尤其在暴雨条件下,更易激发滑坡.随着南帮边坡开采高陡化,滑坡发生频繁.为研究降雨条件下南山矿凹山采场南帮边坡稳定性特征,采用MSR300型雷达对边坡进行了连续4 a的实时稳定性监测,基于采集到的采场降雨数据和边坡滑移数据,分析了降雨量和降雨强度与边坡变形规律,对凹山采场滑坡各阶段进行了划分,建立了凹山采场边坡失稳模型和预警阈值.结果表明:凹山采场变形与降雨量呈正相关,服从幂函数规律;边坡变形速度曲线与降雨强度有良好的一致性,滑坡一般发生在最大降雨强度之后;滑坡阶段主要包括初始变形阶段,稳定变形阶段和加速变形阶段;报警阈值分别为:6 h时序内,位移阈值为20 mm,速度阈值1.5 mm·h-1;12 h时序内,位移阈值为30 mm,速度阈值为2.5 mm·h-1.凹山采场滑坡曲线与岩土体非稳定蠕变曲线具有较高的相似性,位移曲线出现了\阶跃\现象,速度曲线出现了\尖凸\现象,这种情况易引起滑坡事故,其中在位移曲线的\拐点\处和相应速度曲线的\凸点\处发生滑坡的可能性最大.研究成果为类似矿山边坡稳定性监测和破坏机制提供了科学依据和参考

一、矿床水文地质分类及主要矿床水文地质类型的基本特点 我国矿山淹井事故之多,数量之大,可谓世界之最,因此提高勘探与预测水平,始终 是矿床水文地质工作追求的目标。长期的勘探与开采实践表明,相似水文地质条件的矿 床,具有基本类同的充水条件与接近的矿坑涌水量及采后主要水文地质工程地质问题。随 着资料和经验的积累,逐渐揭示了矿床所处的内外环境与充水条件,充水强度之间的内在 联系,为在理论上分类奠定了基础