昆明理工大學

關于擬提名2019年度云南省科學技術獎候選項目的公示

發布時間:2019-05-31  |   訪問量: 返回首頁

為做好2019年度云南省科學技術獎勵提名工作,完善科技獎勵的社會監督工作,確保科技成果獎勵的公正性,根據《云南省科學技術獎勵辦法》(云南省人民政府令第157號)、《云南省人民政府辦公廳關于印發云南省深化科技獎勵制度改革實施方案的通知》(云政辦函〔2018〕98號)等相關文件規定及《云南省科技廳關于2019年度云南省科學技術獎提名工作的通知》(云科獎發〔2019〕1號)的相關要求,現對以下項目的基本情況、項目簡介、候選人及候選單位對項目的貢獻情況(推廣應用情況)、獲得知識產權情況、項目曾獲科技獎勵情況等信息予以公示,公示期為7天(2019年531-2019年66日)。

公示期間任何對公示內容有異議的單位或個人,請在公示期內實名并提供書面材料向科學技術院反映。

聯系人: 科學技術院  李老師

聯系電話:0871-65916002

聯系郵箱:kmustzhb@163.com

                              

                               昆明理工大學

                                2019年531

一、項目基本情況

項目名稱:高尾礦庫潰壩災害預警關鍵技術與潰后影響評價研究及其應用

主要完成人及所在單位:

王光進昆明理工大學

聶聞中國科學院海西研究院泉州裝備制造研究所

孔祥云昆明理工大學

田森(重慶大學)

劉明生昆明有色冶金設計研究院股份公司 

陳結(重慶大學)

藍蓉昆明有色冶金設計研究院股份公司 

袁利偉(昆明理工大學

擬提名情況:云南省科技進步獎

二、項目簡介

尾礦壩是金屬礦山三大生產設施之一。目前我國尾礦庫正朝著高堆尾礦壩方向發展,其突出的災害隱患已嚴重影響了我國礦業安全生產。本項目歷時近10年,針對高尾礦壩存在的安全隱患及治理難題,系統地研究了尾礦壩材料的工程力學特性及災變機理,建立了多因素影響下的尾礦壩穩定性評價體系,提出了人工智能的尾礦庫邊坡滲流與變形預測模型,研發出一套有效的尾礦壩隱患綜合防治技術,再現了尾礦庫潰動全過程,構建了尾礦壩潰后影響的分析模型,解決了高尾礦壩災害防控技術與災后評價這一重大技術難題,其主要技術研究內容如下:

1)尾礦壩材料工程力學特性研究:研究了多因素影響的尾礦壩材料抗剪強度,建立了尾礦粒徑對抗剪強度的影響模型,提出了尾礦-廢石混合體抗剪強度隨含石量的強度模型,建立了用于尾礦壩液化判別與動力穩定性分析的尾礦材料動孔壓預測模型。

2)尾礦壩成災機理及尾礦壩穩定性分析體系研究:分析了尾礦壩排滲濾層的淤堵的物理化學過程,探索了尾礦壩超靜孔隙水壓力分析計算模型及壩體三階段的孔壓計算分析方法,建立了多因素影響下的尾礦壩穩定性評價體系,提出了的尾礦壩安全等級劃分標準。

3)人工智能的邊坡滲流與變形預測模型:實現了簡易有效的流體入滲固體的時間序列狀態的預測,提升了信息監測數據優化巖土材料破壞變形的作用,將動態貝葉斯網絡在礦山巖土邊坡的運用。

4)尾礦壩隱患綜合防治技術研究:研發出尾礦壩濾層化學淤堵防治技術、提出多點集中放礦-廢石格網尾礦聯合筑壩法的新型筑壩工藝。

5)尾礦庫潰動全過程及潰后影響評價體系:再現了尾礦庫壩體失穩的動態全過程,揭示了尾砂流對下游的沖擊力與最大移動速度和流深的關系,繪制了尾砂流致災影響范圍及致災程度圖,基于未確知數學理論建立了尾礦庫潰壩后影響的分析模型。

本項目已授權發明專利13項,出版專著4部,發表相關學術論文37篇。本項目技術已在國內數座大型尾礦壩進行了應用,提高了尾礦壩的安全性,延長了使用壽命,避免數百人的搬遷,累計實現經濟效益近4.05億元。本項目技術為解決我國尾礦壩的安全問題提供了切實有效的技術保障,為我國礦業的可持續發展、社會和諧作出了重要貢獻。

 

、應用情況

本項目的研究成果及技術為我國多座礦山(會理縣五龍富民礦業有限責任公司、貴溪鮑家礦業有限公司、昆明市東川萬金礦業有限公司、四川三力礦業集團有限公司、鹽邊縣富豐工貿有限責任公司)尾礦壩的正常運行以及安全擴容提供了科學技術支撐,成功地消除了尾礦壩的災變隱患,已產生經濟效益近4.05億元,避免了數百人的遷移。隨著本項目科研成果及技術的進一步推廣,其后期經濟效果更加可觀。本研究成果的成功運用確保了下游廠礦和居民的生命財產安全,在避免了巨大的經濟損失的同時,其社會效益和環保效益均非常顯著(詳見附件)。本項目的研究成果及研發的綜合防治技術可以用于國內大多數尾礦壩的病患防治,也適用于高地震烈度區的細粒高尾礦壩的新建或擴容,其技術具有廣闊的應用前景。

 

四、候選人對項目的貢獻情況

序號

姓名

技術職稱

工作單位

對成果創造性貢獻

1

王光進

教授

昆明理工大學

提出項目的總體研究思路,負責尾礦的力學特性試驗及穩定性分析體系研究,提出了排滲處理技術的研究思路,提出了尾礦壩穩定性綜合分析及潰后影響范圍評價體系,編寫專著2部,發表相關的SCI/EI論文20余篇,授權相關的發明專利12項。

2

聶  聞

研究員

中國科學院海西研究院泉州裝備制造研究所

負責完成邊坡滲流與變形預測模型的研究,構建融合遞增機器學習參數的礦山邊坡滲流及準靜態滑坡變形預測模型,參與尾礦壩穩定性綜合分析體系研究,實現調洪演算及液化判別的可視化,發表相關的SCI/EI期刊論文5篇。

3

孔祥云

實驗師

昆明理工大學

負責尾礦庫室內潰壩模型實驗的研究,分析了相對密度和圍壓對尾礦壩抗液化能力的影響規律,參與了尾礦庫潰壩過程以及泥砂流的演進研究,再現了壩體失穩的動態全過程,參與編寫專著1部,發表相關論文5篇,申請發明專利5項。

4

 

講師

重慶大學

探討了多因素對壩體穩定性的影響,分析了尾礦庫潰壩的失穩破壞機理,參與了尾礦庫失穩破壞機理及潰壩影響范圍的分析研究,編寫專著1部,發表相關論文5篇。

5

劉明生

高級工程師

昆明有色冶金設計研究院股份公司

具體完成部分試驗方案的制定以及提供現場技術指導服務等工作,參與了尾礦壩潰壩失穩機理分析,尾礦壩抗液化能力的影響的研究工作,發表相關論文4篇。

6

陳  結

教授

重慶大學

參與了尾礦沉積層形態的時空演化規律的研究,分析了多因素對尾礦物理力學特性的影響,發表相關論文3篇,授權專利1項。

7

藍  蓉

教授級

高級工程師

昆明有色冶金設計研究院股份公司

計算了尾礦壩的失穩風險概率,建立了尾礦壩安全等級劃分標準,提供了現場技術指導服務,發表相關論文5篇。

8

袁利偉

副教授

昆明理工大學

參與了礦山邊坡滲流和變形預測模型的研究,協助完成了尾砂流致災影響范圍及致災程度的研究,出版專著1部,申請專利4項,發表相關論文4篇。

 

五、候選單位對項目的貢獻情況

序號

完成單位

對項目貢獻

1

昆明理工大學

提出項目總體研究思路,負責項目的組織實施,從技術上負責尾礦壩穩定性分析體系及潰后影響范圍評價的研究,參與尾礦材料的物理力學特性及尾礦壩失穩機理的研究。其具體貢獻如下:

1)提出了適用于尾礦材料的動孔壓預測模型,探明了相對密度和圍壓對尾礦壩抗液化能力的影響規律,提出了尾礦壩液化判別方法。

2)分析了尾礦壩濾層土工織物的淤堵機理及規律,揭示了濾層發生化學淤堵的必要條件,提出了化學淤堵的防治技術。

3)提出了基于傳統穩定性分析方法的尾礦壩穩定性可靠度分析方法,并給出了尾礦壩可靠度分析的破壞標準。并創建考慮孔壓、粒徑、離散性等多因子影響的尾礦壩穩定性評價新體系。

4)通過室內潰壩模型實驗,開展了尾礦庫潰壩后潰砂流的流態及流動范圍的研究,分析了不同下游河道坡降尾砂流的演進和沉積規律。

2

中國科學院海西研究院泉州裝備制造研究所

負責人工智能的邊坡滲流與變形預測模型的研究,參與多因素影響下尾礦材料靜動力學特性及尾礦壩失穩機理的研究。其具體貢獻如下:

(1)提出了優化結構+參數機器學習的預測模型,構建了融合遞增機器學習參數的礦山邊坡滲流預測模型,基于機器學習算法提出了新的準靜態滑坡變形預測模型,實現動態貝葉斯網絡在礦山邊坡災害評價中的運用。

(2)分析了多因素影響下尾礦材料靜動力學特性變化規律,參與了尾礦壩穩定性綜合分析體系研究,實現了調洪演算及液化判別的可視化。

3

昆明有色冶金設計研究院股份公司

參與邊坡滲流與變形預測模型、尾礦新筑壩工藝和潰后影響評價體系的應用研究。其具體貢獻如下:

(1)開展了尾礦-廢石混合體材料力學特性研究,分析了含石量對尾礦-廢石混合體強度的影響,闡述了不同含石量混合體強度差異的作用機理。

(2)計算了尾礦壩的失穩風險概率,給出隨機量在一定變異范圍條件下的安全等級與風險率之間的對應關系,提出了尾礦壩安全等級劃分標準

(3)將邊坡滲流與變形預測模型、尾礦-廢石聯合筑壩新工藝及潰后影響評價體系應用于實際工程。

4

重慶大學

參與多因素影響下尾礦材料靜動力學特性及其尾礦庫壩體穩定性分析與尾礦庫潰壩的動態全過程及潰后影響評價體系的研究。其具體貢獻如下:

(1)分析了尾礦沉積層形態的時空演化規律,構建了不同干密度下尾礦材料的土水特征曲線修正的Gardner模型,建立了尾礦顆粒粒徑分布函數模型和破碎過程模型;揭示了多因素對尾礦物理力學特性及壩體穩定性的影響規律;

(2)參與尾礦壩潰壩失穩潰壩機理研究,通過開展潰壩物理模型試驗,探討了多因素因素對壩體穩定性的影響,分析了尾礦庫潰壩的失穩破壞機理,參與了尾礦壩潰壩影響范圍的分析工作。

 

六、申請、獲得專利情況表 

1. 專利、軟件著作權等授權情況

知識產權(標準)類別

知識產權(標準)具體名稱

國家(地

區)

授權號(標準編號)

授權(標準發布)日期

證書編

號(標準

批準發

布部門)

權利人(標準起草單

位)

發明人(標準起草人)

發明專利(標準)有效狀態

發明專利

一種多層剪切的直接剪切儀裝置

中國

ZL201210516569.4

2015/1/28

1576155

昆明理工大學

王光進、孔祥云、楊春和張超

有效

發明專利

一種散體材料的室內堆壩模型實驗裝置

中國

ZL201210291896.4

2015/11/4

1832539

昆明理工大學

王光進、孔祥云

有效

發明專利

一種尾礦材料的三軸流變實驗裝置

中國

ZL201310527666.8

2016/1/13

1916709

昆明理工大學

王光進、孔祥云、楊春和、陳玉明

有效

發明專利

一種散土體顆粒自動篩分裝置

中國

ZL201410141719.7

2016/1/13

1916427

昆明理工大學

王光進、孔祥云、楊春和、張超、陳玉明、袁利偉

有效

發明專利

一種散體材料的現場滲透實驗裝置

中國

ZL201410141718.2

2016/7/23

2179527

昆明理工大學

王光進、孔祥云、楊春和、張超、陳玉明、袁利偉

有效

發明專利

一種散土體節能自動化篩分裝置

中國

ZL201510380722.9

2016/12/7

2309879

昆明理工大學

王光進,念逸銘

有效

發明專利

一種尾礦材料的三軸流變實驗

自動制樣飽和裝置

中國

ZL201510498149.1

2017/3/29

2431643

昆明理工大學

王光進,念逸銘

有效

發明專利

一種尾礦分級放礦裝置

中國

ZL201510498150.4

2017/9/22

2634345

昆明理工大學

王光進、孔祥云、楊春和、張超、陳玉明、袁利偉

有效

發明專利

一種測量尾礦材料力學性質的

三軸流變實驗裝置

中國

ZL201510384224.1

2017/8/25

2588447

昆明理工大學

王光進、曹蕊

有效

發明專利

一種散體介質顆粒的機械激振篩分裝置

中國

ZL201610375213.1

2017/11/10

2691325

昆明理工大學

王光進、唐永俊、徐則民、孔祥云、劉紅煥

有效

發明專利

一種礦山尾礦材料多級脫水裝置

中國

ZL201610591794.2

2018/1/12

2778169

昆明理工大學

王光進、唐永俊、徐則民、孔祥云

有效

發明專利

一種尾礦均勻放礦裝置

中國

ZL201610574081.5

2018/5/25

2938933

昆明理工大學

王光進、唐永俊、徐則民、孔祥云

有效

發明專利

一種滑坡體深部蠕變監測裝置及其測量方法

中國

ZL201410734318.2

2018/10/23

3120988

重慶大學

吳斐、陳結、姜德義、吳川、劉偉、鐘祖良、任濤

有效

 

2. 代表性論著:

[1] 王光進,袁利偉,孔祥云,殷黎明. 邊坡工程穩定與不確定性分析-Slide程序的應用[M]. 冶金工業出版社,2015

[2] 袁利偉,李素敏. 尾礦庫潰壩災害風險分析理論與實踐[M].電子工業出版社,2017

[3] 王光進. 高臺階排土場散體邊坡穩定性及其病害防治[M]. 冶金工業出版社,2017

3. 代表性論文:

[1] Wang Guangjin, Kang Jingwen, Du Chao, Tang Yongjun, Kong Xiang-yun. Study on tailings dam over-topping failure model test and break mechanism under the rainfall condition[J]. Tehnicki Vjesnik-Technical Gazette,24(6):897-1904, 2017.(SCI:000417121700031)

[2] Wang Guang-jin, Gao Ya-wei, Tang Yong-jun. Research on the mechanism for chemical clogging and its effect on the stability of tailing dam[J].Bulgarian Chemical Communications,49(1):228-233, 2017. (SCI:000401034100039)

[3] Wen Nie, Dan Feng, Worapong Lohpaisankrit,Cheng Li,Ji Yuan,Yulong Chen. A dynamic Bayesian network-based model for evaluating rainfall-induced landslides[J]. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 78(3): 2069-2080 2019.(SCI: 000463751500052)

[4] Yuan Liwei, Li Sumin, Peng Bo, Chen Yuming. Study on failure process of tailing dams based on particle flow theories,Int j simul model,2015,14(4):658-668 (SCI:000366718700008)

[5] Nie, Wen, Krautblatter, Michael, Leith, Kerry, Thuro, Kurosch, Festl, Judith. A modified tank model including snowmelt and infiltration time lags for deep-seated landslides inalpine environments[J]. Natural hazards and earth system sciences,17(9):1595-1610, 2017.(SCI:000411470300001)

[6] Sen Tian, Jianhong Chen. Multi-hierarchical fuzzy judgment and nested dominance relation of the rough set theory-based environmental risk evaluation for tailings reservoirs [J]. Journal of Central South University, 2015, 22(12): 47974806.SCI:000366635500033)

[7] Wang Guangjin,Kong Xiangyun,Yang Chunhe,Study of the influence of acidic tailings water with alarge number of chemical substances on the granular medium and slope stabilityin the dump,Bulgarian Chemical Communications,47(4):1077-1083,2015.(SCI:000367652100017)

[8] Wang Guangjin, Kong Xiangyun, Yang Chunhe. Research on the representation of granular vertical size grading and numerical simulation method with the typical waste rock site[J]. Tehnicki Vjesnik-Technical Gazette,22(3):677-683, 2015.(SCI:000356616900016)

[9] Sen Tian, Jianhong Chen. An Evaluation Model for Tailings Storage Facilities Using Improved Neural Networks and Fuzzy Mathematics[J]. Journal of Applied Mathematics, 2014, 2014(5): 1-9.

[10] Wen Nie, Run-Qiu Huang, Qian-Gui Zhang, Wei Xian, Feng-Lin Xu, Lin Chen. Prediction of experimental rainfall-eroded soil area based on S-shaped growth curve model framework[J]. Applied Sciences, 2015, 5(3): 157-173. (SCI:000362644500001)

[11] Zhang, Q. , Yin, G. , Fan, X. , Wei, Z. , Wang, W. , & Nie, W. Loading capacity and deformation characteristics of tailings based on a fractal geometrical analysis of the particle microstructure. Minerals, 5(1): 86-103, 2015.SCI:000352052900002

[12] 王光進,孔祥云,楊春和.富家塢尾礦初期壩壩體穩定性分析及其災害防治研究[J]. 中國安全生產科學技術,12(增): 37-43, 2016. (CSCD核心)

[13] 王光進,唐永俊,杜超,孔祥云.尾礦庫水位變化下的潰壩試驗研究[J]. 泥沙研究,43(4):67-73, 2018.(CSCD核心)

[14] 趙懷剛,王光進,許志發,唐永俊.多因素影響下尾礦壩體沉積特性的試驗研究[J]. 中國安全生產科學技術,14(5):1-7, 2018.(CSCD核心)

[15] 劉明生,藍蓉. 小打鵝尾礦庫排洪設施的優化設計[J]. 有色金屬設計,37(3): 12-17, 2010.

[16] 唐永俊,王光進,許志發,趙懷剛.尾礦庫干灘尾礦粒徑的淤積特性研究[J]. 泥沙研究,43(3):50-56, 2018.(CSCD核心)

[17] 許志發,王光進,趙懷剛,唐永俊,高亞偉. 不同下游河道坡降尾礦庫潰壩模型試驗及下游影響研究[J]. 中國安全生產科學技術, 14(08):134-140, 2018.(CSCD核心)

[18] 陳寧,藍蓉. 淺析赤泥堆場防滲工藝設計[J]. 有色金屬設計,38(1): 14-17, 2011.

[19] 趙懷剛,王光進,張超,楊春和.尾礦庫潰壩泥石流運動過程試驗研究[J].泥沙研究,44(1):31-37, 2019.(CSCD核心)

[20] 袁利偉, 金龍哲, 李素敏, 陳玉明, 基于ABAQUS的尾渣場穩定性分析[J]. 安全與環境學報, 2014, 14(01): 101-104.(CSCD核心)

[21] 藍蓉,吳福生,張銘,黃喬云. 黃草坪尾礦庫排洪安全研究[J]. 有色金屬設計,40(4): 14-18, 2013.

[22] 許志發,王光進,趙懷剛,唐永俊,高亞偉. 不同下游河道坡降尾礦庫潰壩模型試驗及下游影響研究[J]. 中國安全生產科學技術, 14(08):134-140, 2018.(CSCD核心)

[23] 藍蓉, 劉明生. 淺談石灰石礦尾礦壩防滲加固的治理[J]. 有色金屬設計, 37(2):52-57, 2010.

[24] 李旭,王光進,李克鋼.尾礦壩潰壩泥砂運動特性及三維數值模擬研究[J]. 礦冶,24(5): 1-4, 2015.

[25] 劉明生,藍蓉. 小打鵝尾礦庫排洪設施的優化設計[J]. 有色金屬設計,37(3): 12-17, 2010.

[26] 王光進,陳結,楊春和,胡斌,張超. 庫水位變動條件下的尾礦庫潰壩模型試驗研究[J]. 重慶大學學報, 2019.(CSCD核心)

[27] 楊安銀,王光進,胡斌,張超,楊春和. 壩體動力抗震及尾礦動力特性分析[J]. 中國安全生產科學技術,15(4): 122-127,2019.(CSCD核心)

 

七、項目曾獲科技獎勵情況