昆明理工大学

关于拟提名2019年度云南省科学技术奖候选项目的公示

发布时间:2019-05-31  |   访问量: 返回首页

为做好2019年度云南省科学技术奖励提名工作,完善科技奖励的社会监督工作,确保科技成果奖励的公正性,根据《云南省科学技术奖励办法》(云南省人民政府令第157号)、《云南省人民政府办公厅关于印发云南省深化科技奖励制度改革实施方案的通知》(云政办函〔2018〕98号)等相关文件规定及《云南省科技厅关于2019年度云南省科学技术奖提名工作的通知》(云科奖发〔2019〕1号)的相关要求,现对以下项目的基本情况、项目简介、候选人及候选单位对项目的贡献情况(推广应用情况)、获得知识产权情况、项目曾获科技奖励情况等信息予以公示,公示期为7天(2019年531-2019年66日)。

公示期间任何对公示内容有异议的单位或个人,请在公示期内实名并提供书面材料向科学技术院反映。

联系人: 科学技术院  李老师

联系电话:0871-65916002

联系邮箱:kmustzhb@163.com

                              

                               昆明理工大学

                                2019年531

一、项目基本情况

项目名称:高尾矿库溃坝灾害预警关键技术与溃后影响评价研究及其应用

主要完成人及所在单位:

王光进昆明理工大学

聂闻中国科学院海西研究院泉州装备制造研究所

孔祥云昆明理工大学

田森(重庆大学)

刘明生昆明有色冶金设计研究院股份公司 

陈结(重庆大学)

蓝蓉昆明有色冶金设计研究院股份公司 

袁利伟(昆明理工大学

拟提名情况:云南省科技进步奖

二、项目简介

尾矿坝是金属矿山三大生产设施之一。目前我国尾矿库正朝着高堆尾矿坝方向发展,其突出的灾害隐患已严重影响了我国矿业安全生产。本项目历时近10年,针对高尾矿坝存在的安全隐患及治理难题,系统地研究了尾矿坝材料的工程力学特性及灾变机理,建立了多因素影响下的尾矿坝稳定性评价体系,提出了人工智能的尾矿库边坡渗流与变形预测模型,研发出一套有效的尾矿坝隐患综合防治技术,再现了尾矿库溃动全过程,构建了尾矿坝溃后影响的分析模型,解决了高尾矿坝灾害防控技术与灾后评价这一重大技术难题,其主要技术研究内容如下:

1)尾矿坝材料工程力学特性研究:研究了多因素影响的尾矿坝材料抗剪强度,建立了尾矿粒径对抗剪强度的影响模型,提出了尾矿-废石混合体抗剪强度随含石量的强度模型,建立了用于尾矿坝液化判别与动力稳定性分析的尾矿材料动孔压预测模型。

2)尾矿坝成灾机理及尾矿坝稳定性分析体系研究:分析了尾矿坝排渗滤层的淤堵的物理化学过程,探索了尾矿坝超静孔隙水压力分析计算模型及坝体三阶段的孔压计算分析方法,建立了多因素影响下的尾矿坝稳定性评价体系,提出了的尾矿坝安全等级划分标准。

3)人工智能的边坡渗流与变形预测模型:实现了简易有效的流体入渗固体的时间序列状态的预测,提升了信息监测数据优化岩土材料破坏变形的作用,将动态贝叶斯网络在矿山岩土边坡的运用。

4)尾矿坝隐患综合防治技术研究:研发出尾矿坝滤层化学淤堵防治技术、提出多点集中放矿-废石格网尾矿联合筑坝法的新型筑坝工艺。

5)尾矿库溃动全过程及溃后影响评价体系:再现了尾矿库坝体失稳的动态全过程,揭示了尾砂流对下游的冲击力与最大移动速度和流深的关系,绘制了尾砂流致灾影响范围及致灾程度图,基于未确知数学理论建立了尾矿库溃坝后影响的分析模型。

本项目已授权发明专利13项,出版专著4部,发表相关学术论文37篇。本项目技术已在国内数座大型尾矿坝进行了应用,提高了尾矿坝的安全性,延长了使用寿命,避免数百人的搬迁,累计实现经济效益近4.05亿元。本项目技术为解决我国尾矿坝的安全问题提供了切实有效的技术保障,为我国矿业的可持续发展、社会和谐作出了重要贡献。

 

、应用情况

本项目的研究成果及技术为我国多座矿山(会理县五龙富民矿业有限责任公司、贵溪鲍家矿业有限公司、昆明市东川万金矿业有限公司、四川三力矿业集团有限公司、盐边县富丰工贸有限责任公司)尾矿坝的正常运行以及安全扩容提供了科学技术支撑,成功地消除了尾矿坝的灾变隐患,已产生经济效益近4.05亿元,避免了数百人的迁移。随着本项目科研成果及技术的进一步推广,其后期经济效果更加可观。本研究成果的成功运用确保了下游厂矿和居民的生命财产安全,在避免了巨大的经济损失的同时,其社会效益和环保效益均非常显著(详见附件)。本项目的研究成果及研发的综合防治技术可以用于国内大多数尾矿坝的病患防治,也适用于高地震烈度区的细粒高尾矿坝的新建或扩容,其技术具有广阔的应用前景。

 

四、候选人对项目的贡献情况

序号

姓名

技术职称

工作单位

对成果创造性贡献

1

王光进

教授

昆明理工大学

提出项目的总体研究思路,负责尾矿的力学特性试验及稳定性分析体系研究,提出了排渗处理技术的研究思路,提出了尾矿坝稳定性综合分析及溃后影响范围评价体系,编写专著2部,发表相关的SCI/EI论文20余篇,授权相关的发明专利12项。

2

聂  闻

研究员

中国科学院海西研究院泉州装备制造研究所

负责完成边坡渗流与变形预测模型的研究,构建融合递增机器学习参数的矿山边坡渗流及准静态滑坡变形预测模型,参与尾矿坝稳定性综合分析体系研究,实现调洪演算及液化判别的可视化,发表相关的SCI/EI期刊论文5篇。

3

孔祥云

实验师

昆明理工大学

负责尾矿库室内溃坝模型实验的研究,分析了相对密度和围压对尾矿坝抗液化能力的影响规律,参与了尾矿库溃坝过程以及泥砂流的演进研究,再现了坝体失稳的动态全过程,参与编写专著1部,发表相关论文5篇,申请发明专利5项。

4

 

讲师

重庆大学

探讨了多因素对坝体稳定性的影响,分析了尾矿库溃坝的失稳破坏机理,参与了尾矿库失稳破坏机理及溃坝影响范围的分析研究,编写专著1部,发表相关论文5篇。

5

刘明生

高级工程师

昆明有色冶金设计研究院股份公司

具体完成部分试验方案的制定以及提供现场技术指导服务等工作,参与了尾矿坝溃坝失稳机理分析,尾矿坝抗液化能力的影响的研究工作,发表相关论文4篇。

6

陈  结

教授

重庆大学

参与了尾矿沉积层形态的时空演化规律的研究,分析了多因素对尾矿物理力学特性的影响,发表相关论文3篇,授权专利1项。

7

蓝  蓉

教授级

高级工程师

昆明有色冶金设计研究院股份公司

计算了尾矿坝的失稳风险概率,建立了尾矿坝安全等级划分标准,提供了现场技术指导服务,发表相关论文5篇。

8

袁利伟

副教授

昆明理工大学

参与了矿山边坡渗流和变形预测模型的研究,协助完成了尾砂流致灾影响范围及致灾程度的研究,出版专著1部,申请专利4项,发表相关论文4篇。

 

五、候选单位对项目的贡献情况

序号

完成单位

对项目贡献

1

昆明理工大学

提出项目总体研究思路,负责项目的组织实施,从技术上负责尾矿坝稳定性分析体系及溃后影响范围评价的研究,参与尾矿材料的物理力学特性及尾矿坝失稳机理的研究。其具体贡献如下:

1)提出了适用于尾矿材料的动孔压预测模型,探明了相对密度和围压对尾矿坝抗液化能力的影响规律,提出了尾矿坝液化判别方法。

2)分析了尾矿坝滤层土工织物的淤堵机理及规律,揭示了滤层发生化学淤堵的必要条件,提出了化学淤堵的防治技术。

3)提出了基于传统稳定性分析方法的尾矿坝稳定性可靠度分析方法,并给出了尾矿坝可靠度分析的破坏标准。并创建考虑孔压、粒径、离散性等多因子影响的尾矿坝稳定性评价新体系。

4)通过室内溃坝模型实验,开展了尾矿库溃坝后溃砂流的流态及流动范围的研究,分析了不同下游河道坡降尾砂流的演进和沉积规律。

2

中国科学院海西研究院泉州装备制造研究所

负责人工智能的边坡渗流与变形预测模型的研究,参与多因素影响下尾矿材料静动力学特性及尾矿坝失稳机理的研究。其具体贡献如下:

(1)提出了优化结构+参数机器学习的预测模型,构建了融合递增机器学习参数的矿山边坡渗流预测模型,基于机器学习算法提出了新的准静态滑坡变形预测模型,实现动态贝叶斯网络在矿山边坡灾害评价中的运用。

(2)分析了多因素影响下尾矿材料静动力学特性变化规律,参与了尾矿坝稳定性综合分析体系研究,实现了调洪演算及液化判别的可视化。

3

昆明有色冶金设计研究院股份公司

参与边坡渗流与变形预测模型、尾矿新筑坝工艺和溃后影响评价体系的应用研究。其具体贡献如下:

(1)开展了尾矿-废石混合体材料力学特性研究,分析了含石量对尾矿-废石混合体强度的影响,阐述了不同含石量混合体强度差异的作用机理。

(2)计算了尾矿坝的失稳风险概率,给出随机量在一定变异范围条件下的安全等级与风险率之间的对应关系,提出了尾矿坝安全等级划分标准

(3)将边坡渗流与变形预测模型、尾矿-废石联合筑坝新工艺及溃后影响评价体系应用于实际工程。

4

重庆大学

参与多因素影响下尾矿材料静动力学特性及其尾矿库坝体稳定性分析与尾矿库溃坝的动态全过程及溃后影响评价体系的研究。其具体贡献如下:

(1)分析了尾矿沉积层形态的时空演化规律,构建了不同干密度下尾矿材料的土水特征曲线修正的Gardner模型,建立了尾矿颗粒粒径分布函数模型和破碎过程模型;揭示了多因素对尾矿物理力学特性及坝体稳定性的影响规律;

(2)参与尾矿坝溃坝失稳溃坝机理研究,通过开展溃坝物理模型试验,探讨了多因素因素对坝体稳定性的影响,分析了尾矿库溃坝的失稳破坏机理,参与了尾矿坝溃坝影响范围的分析工作。

 

六、申请、获得专利情况表 

1. 专利、软件著作权等授权情况

知识产权(标准)类别

知识产权(标准)具体名称

国家(地

区)

授权号(标准编号)

授权(标准发布)日期

证书编

号(标准

批准发

布部门)

权利人(标准起草单

位)

发明人(标准起草人)

发明专利(标准)有效状态

发明专利

一种多层剪切的直接剪切仪装置

中国

ZL201210516569.4

2015/1/28

1576155

昆明理工大学

王光进、孔祥云、杨春和张超

有效

发明专利

一种散体材料的室内堆坝模型实验装置

中国

ZL201210291896.4

2015/11/4

1832539

昆明理工大学

王光进、孔祥云

有效

发明专利

一种尾矿材料的三轴流变实验装置

中国

ZL201310527666.8

2016/1/13

1916709

昆明理工大学

王光进、孔祥云、杨春和、陈玉明

有效

发明专利

一种散土体颗粒自动筛分装置

中国

ZL201410141719.7

2016/1/13

1916427

昆明理工大学

王光进、孔祥云、杨春和、张超、陈玉明、袁利伟

有效

发明专利

一种散体材料的现场渗透实验装置

中国

ZL201410141718.2

2016/7/23

2179527

昆明理工大学

王光进、孔祥云、杨春和、张超、陈玉明、袁利伟

有效

发明专利

一种散土体节能自动化筛分装置

中国

ZL201510380722.9

2016/12/7

2309879

昆明理工大学

王光进,念逸铭

有效

发明专利

一种尾矿材料的三轴流变实验

自动制样饱和装置

中国

ZL201510498149.1

2017/3/29

2431643

昆明理工大学

王光进,念逸铭

有效

发明专利

一种尾矿分级放矿装置

中国

ZL201510498150.4

2017/9/22

2634345

昆明理工大学

王光进、孔祥云、杨春和、张超、陈玉明、袁利伟

有效

发明专利

一种测量尾矿材料力学性质的

三轴流变实验装置

中国

ZL201510384224.1

2017/8/25

2588447

昆明理工大学

王光进、曹蕊

有效

发明专利

一种散体介质颗粒的机械激振筛分装置

中国

ZL201610375213.1

2017/11/10

2691325

昆明理工大学

王光进、唐永俊、徐则民、孔祥云、刘红焕

有效

发明专利

一种矿山尾矿材料多级脱水装置

中国

ZL201610591794.2

2018/1/12

2778169

昆明理工大学

王光进、唐永俊、徐则民、孔祥云

有效

发明专利

一种尾矿均匀放矿装置

中国

ZL201610574081.5

2018/5/25

2938933

昆明理工大学

王光进、唐永俊、徐则民、孔祥云

有效

发明专利

一种滑坡体深部蠕变监测装置及其测量方法

中国

ZL201410734318.2

2018/10/23

3120988

重庆大学

吴斐、陈结、姜德义、吴川、刘伟、钟祖良、任涛

有效

 

2. 代表性论著:

[1] 王光进,袁利伟,孔祥云,殷黎明. 边坡工程稳定与不确定性分析-Slide程序的应用[M]. 冶金工业出版社,2015

[2] 袁利伟,李素敏. 尾矿库溃坝灾害风险分析理论与实践[M].电子工业出版社,2017

[3] 王光进. 高台阶排土场散体边坡稳定性及其病害防治[M]. 冶金工业出版社,2017

3. 代表性论文:

[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] 王光进,孔祥云,杨春和.富家坞尾矿初期坝坝体稳定性分析及其灾害防治研究[J]. 中国安全生产科学技术,12(增): 37-43, 2016. (CSCD核心)

[13] 王光进,唐永俊,杜超,孔祥云.尾矿库水位变化下的溃坝试验研究[J]. 泥沙研究,43(4):67-73, 2018.(CSCD核心)

[14] 赵怀刚,王光进,许志发,唐永俊.多因素影响下尾矿坝体沉积特性的试验研究[J]. 中国安全生产科学技术,14(5):1-7, 2018.(CSCD核心)

[15] 刘明生,蓝蓉. 小打鹅尾矿库排洪设施的优化设计[J]. 有色金属设计,37(3): 12-17, 2010.

[16] 唐永俊,王光进,许志发,赵怀刚.尾矿库干滩尾矿粒径的淤积特性研究[J]. 泥沙研究,43(3):50-56, 2018.(CSCD核心)

[17] 许志发,王光进,赵怀刚,唐永俊,高亚伟. 不同下游河道坡降尾矿库溃坝模型试验及下游影响研究[J]. 中国安全生产科学技术, 14(08):134-140, 2018.(CSCD核心)

[18] 陈宁,蓝蓉. 浅析赤泥堆场防渗工艺设计[J]. 有色金属设计,38(1): 14-17, 2011.

[19] 赵怀刚,王光进,张超,杨春和.尾矿库溃坝泥石流运动过程试验研究[J].泥沙研究,44(1):31-37, 2019.(CSCD核心)

[20] 袁利伟, 金龙哲, 李素敏, 陈玉明, 基于ABAQUS的尾渣场稳定性分析[J]. 安全与环境学报, 2014, 14(01): 101-104.(CSCD核心)

[21] 蓝蓉,吴福生,张铭,黄乔云. 黄草坪尾矿库排洪安全研究[J]. 有色金属设计,40(4): 14-18, 2013.

[22] 许志发,王光进,赵怀刚,唐永俊,高亚伟. 不同下游河道坡降尾矿库溃坝模型试验及下游影响研究[J]. 中国安全生产科学技术, 14(08):134-140, 2018.(CSCD核心)

[23] 蓝蓉, 刘明生. 浅谈石灰石矿尾矿坝防渗加固的治理[J]. 有色金属设计, 37(2):52-57, 2010.

[24] 李旭,王光进,李克钢.尾矿坝溃坝泥砂运动特性及三维数值模拟研究[J]. 矿冶,24(5): 1-4, 2015.

[25] 刘明生,蓝蓉. 小打鹅尾矿库排洪设施的优化设计[J]. 有色金属设计,37(3): 12-17, 2010.

[26] 王光进,陈结,杨春和,胡斌,张超. 库水位变动条件下的尾矿库溃坝模型试验研究[J]. 重庆大学学报, 2019.(CSCD核心)

[27] 杨安银,王光进,胡斌,张超,杨春和. 坝体动力抗震及尾矿动力特性分析[J]. 中国安全生产科学技术,15(4): 122-127,2019.(CSCD核心)

 

七、项目曾获科技奖励情况