金属矿山

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1. 金属矿山充填料浆管道输送理论研究20 a 进展与展望

甘德清, 孙海宽, 刘志义, 薛振林, 张友志

金属矿山 2025, 54 (1): 9-.

摘要（440）

PDF （6633KB）（208）

尾砂胶结充填采矿法是实现绿色矿山建设,符合“双碳”战略发展的重要采矿手段。管道输送系统为充填料浆顺利输送至采空区提供了可靠途径,随科技进步而不断发展。分析了近20 a 国内外充填料浆管道输送的发展脉络,提出了管道输送系统具备的3 个特点。首先,管道输送研究理论体系丰富,归为尾砂胶结充填料浆性质及管流特性两方面;其次,管道输送安全事故频发,堵管、爆管、磨损失效尤为突出,开展管输理论与工程应用研究具有重要现实意义;最后,为提高矿石开采效率,实现采充协调,大流量管输系统成为料浆输送的主要发展趋势。基于管道输送两方面研究内容,从充填料浆自身属性角度出发系统梳理了充填材料类型及充填料浆的流变性、触变性等研究进展,从管输特性角度综述了管输的具体影响因素及管流特性取得的研究成果,并对速度场分布、管输阻力计算方法、管道磨损、管流可视化及传热等方面所建立的理论体系展开了深入探讨。结果表明:常采用Bingham 模型及H-B 模型描述不同类型的充填料浆流变特性、塑性黏度及屈服应力等流变参数是料浆管道输送的主要影响因素,通过加入减阻剂、减水剂或缓凝剂等外添加剂可以有效改善料浆流层间的黏滞阻力;优化管径、输送速度、充填倍线等设计参数可改善充填料浆在管道内的流动状态,减少流动过程的摩擦阻力损失。针对“三高一扰动”问题及经济高速发展需求,在“双碳”背景下,展望了未来管输核心装备及技术研发的发展前景,认为未来研究侧重点主要包括:① 在装备方面,开发新型充填材料,充分利用工业固废资源,实现绿色清洁生产;建立一套自动化充填料浆制备系统,依据料浆性质与管输设计参数进行自适应性计算与分析,实现物料精准控制;对管道材料进行精细化加工或替换,减少输送摩擦阻力,提高料浆输送效率;实现充填料浆的物理可视化监测,减少堵管爆管事故发生。② 在技术层面,有必要进一步将矿业工程学科与计算机科学的交叉融合,致力于开发智能化、可视化、高效化且经济性显著的现代充填料浆管道输送系统。

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2. 急倾斜薄矿脉开采技术现状与“ 采—选—充” 协同开采新模式

李元辉, 丁跃跃, 孔伟中, 李坤蒙, 肖贵轩

金属矿山 2025, 54 (1): 27-.

摘要（315）

PDF （5058KB）（206）

自20 世纪80 年代以来,急倾斜薄矿脉开采以浅孔留矿法和削壁充填法为主。近30 a 来,静态留矿法、小分段浅孔留矿法、削壁充填法、削壁留矿法以及中深孔高效采矿方法等多种适应不同开采条件的采矿新工艺不断研发和应用,提高了极薄矿脉和不稳定矿岩的开采效率和矿石贫损控制水平。由于薄矿脉矿体形态变化大、采场作业空间狭小、机械化程度低,一直面临着生产效率低、作业安全性差、矿石贫化高、损失大等突出问题。为进一步提高开采效率、降低贫损率,从协同开采理论出发,提出了薄矿脉井下“采—选—充”协同开采新模式。通过将矿石预选、尾废充填工艺移至井下,采用中深孔落矿的高效采矿方法,在井下开拓系统中增设矿石预选抛废装置,提前分离矿石中的粗粒废石,提高供矿品位,并将预选处理的废石和粗粒尾砂充填至采空区,创新了采、选、充协同高效绿色开采工艺流程。所提开采新模式对于改变薄矿脉开采效率低、矿石贫损率大、作业安全性差、开采成本高等现状,破解开采效率与贫损控制难以兼顾的重大技术难题具有深远意义。

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3. 煤矸石基全固废胶凝材料制备及性能研究

陈明志, 顾晓薇, 孙一硕, 韩长赫, 邢峻嘉, 张怡臻

金属矿山 2025, 54 (5): 325-.

摘要（302）

PDF （1571KB）（62）

为了实现煤矸石等固废的大规模、高效综合利用,并降低胶凝材料的使用成本和碳排放,选用典型碱性固废电石渣、SDS 干法脱硫灰为固体激发剂,以S95 级高炉矿渣、煅烧煤矸石粉为前驱体,基于各固废的成分特点和地聚物胶凝材料的配合比设计理论,制备了一种新型全固废胶凝材料,并讨论了煅烧煤矸石粉和高炉矿渣掺量对砂浆的流动性能、砂浆试件的力学性能和胶凝材料的水化性能的影响。结果表明,由于煅烧煤矸石粉中含有大量的粘土质材料,随着其掺量的增大,砂浆的需水量逐渐增大、流动性逐渐降低;砂浆试件7 d 的抗压强度呈下降趋势、28 d 的抗压强度呈先升后降的趋势,煅烧煤矸石粉掺量为20%时28 d 的抗压强度达到峰值。水化产物性能分析表明,在煅烧煤矸石粉掺量为20%时,净浆试件中产生的水化硅酸钙最多,微观结构最致密,标准砂浆试件28 d 的抗压强度达 44. 7 MPa,达到P·O 42. 5 号水泥的强度要求,是一种理想的低碳、低成本绿色水泥。

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4. 海外大型露天矿山智能化建设体系与应用实践 ———以拉斯邦巴斯铜矿为例

吴立活, Miguel Canz, Hermes Guevara, 李国清, 侯　杰, 张永芳

金属矿山 2025, 54 (1): 207-.

摘要（277）

PDF （4068KB）（360）

拉斯邦巴斯铜矿运用现代化信息技术构建覆盖“地质资源—计划管理—过程控制—安全保障—智能决策”全方位智能化建设框架,通过关键应用场景设计与应用,实现矿山生产运营的高效协同与智能管理。针对矿体赋存条件复杂、开采规模庞大、作业地点分散等问题,应用矿床地质建模、三维可视化及无人机技术,实现矿山全生命周期的地质资源精细化管控。在此基础上优化开采工艺,应用精准定位及智能卡调技术,实现大规模高陡边坡的精准穿孔、控制爆破以及矿岩运输。构建了以超前预防为目标,全面覆盖人、机、环、管,与生产过程深度融合的矿山安全监测预警体系,显著提升了矿山的安全作业水平。通过云平台和数据湖技术实现多源异构数据融合,应用机器学习算法构建数据分析与决策模型,为矿山管理者科学决策提供有力支持。拉斯邦巴斯铜矿智能化建设成果对于国内大型露天矿山智能化建设具有一定的示范作用。

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5. 论岩石破裂时空观( 一) :科学定义及应用前景

王运敏, 刘祥鑫, 游　勋

金属矿山 2025, 54 (1): 1-.

摘要（226）

PDF （3323KB）（263）

当前大数据、大模型、深度学习等人工智能新兴技术的快速发展,为推动矿业、岩土、信息、安全等多学科交叉融合提供了全新的研究视角。新兴技术引入岩石力学与岩石工程领域后,岩石破裂在时空尺度的表征及评估取得了长足进步。纵观岩石破裂问题的研究历程,所存在的不足在于人为将时序和空间特征割裂研究。究其本质,是对岩石破裂的时空一致性缺乏深度认知。在此背景下,分别从唯物主义哲学和物理学发展的视角总结了事物的时空变化性和物质运动的时空延展性规律,以能量时空性为主线,提出了岩石破裂时空观学术思想,从“岩石→能量→破裂” 完全统一角度定义了岩石破裂时空观。结合新时代学科发展前沿问题,岩石破裂时空观理论体系的提出将为岩石力学与岩石工程领域的研究提供全新的第四研究范式。

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6. 露天煤矿自动驾驶矿卡前障碍物检测算法研究

秦学斌, 薛宇强, 景宁波, 王　炳, 朱信龙, 张俊乐

金属矿山 2025, 54 (2): 145-.

摘要（209）

PDF （1868KB）（128）

露天煤矿矿卡行驶环境复杂,传统自动驾驶车辆障碍物检测方法在光照不均匀、遮挡等场景下存在漏检、实时性差等问题,无法满足煤矿自动驾驶矿卡行驶需求。针对以上问题,提出了一种基于16 线激光雷达与Realsense D435 深度相机融合的煤矿自动驾驶矿卡前障碍物检测算法。首先,建立雷达与相机坐标转换模型,利用深度学习方法对雷达与相机所采集的数据分别进行目标检测;其次,利用最近邻匹配算法建立目标中心点匹配模型,引入多维二叉树(K-Dimension-Tree)模型提高中心点匹配效率,融合2 种传感器的检测结果;最后,将融合结果择优输出, 作为最终目标检测结果。通过数据集KITTI 实际道路测试验证所提算法,并采用露天煤矿矿卡行驶场景数据进一步进行了方法测试。研究表明:基于激光雷达与相机融合的矿卡车前障碍物检测算法与传统障碍物检测方法相比漏检目标数减少90%,误检数减少30%,每秒传输帧数(FPS)提升到30 帧/ s;该方法在准确率、实时性方面满足实际行驶要求,有助于露天矿卡自动驾驶技术的推广应用。

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7. 微纳米气泡强化微细粒矿物浮选过程的研究现状

彭伟军, 姚　佳, 黄业豪, 宋翔宇, 于博文, 郜润博, 胡展滔

金属矿山 2025, 54 (2): 86-.

摘要（196）

PDF （2203KB）（456）

随着矿产资源的开发利用,我国矿产资源贫、细、杂的特点日渐突出,其中微细粒矿物的高效回收成为选矿领域亟待解决的难题。微纳米气泡因独特的表面和体积特征,在提升微细粒矿物浮选效率方面展现出显著优势。在综述了微细粒矿物定义、性质及其分选现状基础上,详细介绍了微纳米气泡的特性、产生原理及应用,并着重探讨了微纳米气泡在浮选过程中促进微细粒矿物浮选的作用机理。结果表明:微纳米气泡可直接粘附于疏水颗粒表面,有效增强颗粒与气泡间的碰撞频率,并降低颗粒脱离气泡的概率;微纳米气泡在复杂溶液环境和物理压力下具有超常稳定性,这为浮选过程的强化提供了保障。最后提出了未来微纳米气泡浮选技术的研究方向,研究可为微细粒矿物的高效分离回收提供理论指导和技术支持。

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8. 我国金属矿山智慧化转型实践与展望

柳小波, 丛峰武, 张宝金, 马新博, 陈晓云, 张兴帆, 王连成

金属矿山 2025, 54 (5): 1-.

摘要（191）

PDF （5568KB）（201）

矿产资源安全供给是实现我国高质量发展和国际竞争力提升的重要保障。然而,由于我国部分关键矿产资源先天禀赋不足,致使对外依存度居高不下,严重威胁了国内资源安全。随着新一代智能技术的快速革新,智慧矿山建设不仅有助于实现行业转型升级,更是成为破解我国矿产资源开发利用瓶颈的关键途径。在此背景下,深入研究智慧矿山的理论体系,持续探索其创新模式,不断推动智能技术与传统矿业工艺的深度融合,对于建设更加安全、高效和环保的矿山具有重大意义。针对当前我国金属矿山高质量、可持续发展面临的多重挑战和新机遇,提出了智慧化转型是打造矿山行业新质生产力的必由之路,资源战略引领、管理创新驱动、技术智慧赋能三位一体是推动智慧化转型的必要保障,并建立了以点突破(技术瓶颈攻关)、线联动(矿石流、信息流、能量流协同优化)、面覆盖(矿业新生态数智赋能)为代表的3 个阶段的智慧矿山建设创新模式。同时结合本研究团队与鞍钢矿业利用深度学习、数字孪生等技术在采矿作业无人化、地质资源数字化等方面研究和实践成果,以鞍钢某地下金属矿山为例,对其“点— 线—面”创新模式下智慧化建设过程中的总体架构、具体措施和实施效果进行了深入剖析。最后分别在企业、行业和国家层面对我国金属矿山智慧化转型进行了展望,认为未来应聚焦于通过数智赋能促进矿山企业实现更高层次的安全、低碳和高效开采,全面推进矿山行业的跨界融合和智慧新生态建设,打造矿山行业新质生产力,共同践行国家高质量可持续发展战略规划。

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9. 适用于矿山爆破的“ 悟空” 大模型构建及其平台研发

李萍丰, 谢守冬, 张　宣, 张万忠

金属矿山 2025, 54 (1): 153-.

摘要（185）

PDF （1948KB）（262）

针对矿山爆破面临的复杂地质条件、爆破效果准确性差及多源数据驱动模型构建困难等问题,为提高矿山爆破作业的智能化和自动化水平,提升作业效率和安全性,构建了一种基于GPT 大模型的矿山爆破大模型——— “悟空”大模型,该模型集成了GPT 大模型的强大自然语言处理能力与深度学习算法,旨在实现智能布孔设计、智能知识问答及智能问数统计等特色功能。进一步研发了配套的智能平台,该平台引入了自动化的爆破布孔方案生成机制,能够根据地质条件、炸药类型及爆破目标等参数,实现快速优化爆破布孔方案,提升布孔设计的合理性和准确性; 平台开发了一个知识问答模块,能够实现即时解答爆破作业中的疑难问题,进一步提升作业效率;此外,平台智能问数统计模块能够以对话形式实现数据自动统计分析、自动图表展示、智能数据洞察等功能,赋能矿山数据多场景分析研判。研究表明:① 智能布孔设计能够显著提高布孔设计效率和准确性,减少人工干预;② 智能知识问答能够有效解决矿山爆破领域中的专业知识获取难题,提升行业人员专业素养;③ 智能问数统计能够有效收集并分析爆破作业数据,可为矿山爆破的精准管理与决策提供有力支持。所建模型及其配套的智能平台为实现矿山爆破作业智能化提供了新思路,具有重要的理论意义和实用价值。

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10. 地下矿山锚杆腐蚀与防腐蚀试验研究现状及展望

冯　帆, 李源浦, 蔚登峰, 景泮印, 李伟宁

金属矿山 2025, 54 (4): 1-.

摘要（175）

PDF （1617KB）（199）

锚杆在井下作业环境中深受腐蚀作用的影响,造成支护结构失效,加剧了巷道失稳、突水、塌方等重大安全事故隐患。锚杆腐蚀行为、失效机制以及防腐蚀性能研究已成为地下矿山围岩支护领域的热点和难点问题。根据前人研究成果,从锚杆腐蚀影响因素、腐蚀效果试验、腐蚀机理以及防腐蚀效果试验4 个方面,系统梳理和总结了矿山恶劣开采条件下锚杆腐蚀破坏和防腐的室内试验研究现状与发展历程。在此基础上,凝练了目前锚杆腐蚀破坏与防腐蚀试验研究中存在的关键问题,指出了井下锚杆腐蚀试验研究下一步发展的方向:深井高应力巷道锚杆腐蚀破坏特征,滨海矿山围岩锚杆溶蚀破坏机制,多参量交互作用下锚杆腐蚀失效行为,复杂开采条件下防腐锚杆稳定性研究。同时,提出了锚杆腐蚀破坏试验模拟研究中的关键技术难题:考虑实际预应力的锚杆加速腐蚀试验技术,滨海矿山围岩—锚固结构溶蚀试验技术,支护结构现场加速腐蚀试验方法和不同腐蚀环境下防腐锚杆耐蚀性试验技术。对矿井恶劣腐蚀环境下锚杆破坏机制开展更为全面的研究,进而有针对性地进行腐蚀防控,可为支护结构长期承载性能与围岩稳定性控制提供理论与技术支撑。

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11. 基于U2 -Net 的岩体内部结构面智能识别研究

白万明, 赵　宇, 刘艳彪, 马　骏, 徐　帅

金属矿山 2025, 54 (4): 219-.

摘要（169）

PDF （1984KB）（218）

结构面对于岩体力学行为和变形破坏机制具有重要影响。快速精确获取结构面分布特征和参数信息对于深部工程岩体稳定性和灾害孕育机制分析具有重要意义。钻孔摄像是一种岩体内部结构面探测新技术,但对钻孔图像中结构面的识别仍以人工辨识为主,存在工作量大、处理速度慢与人为误差大等问题。基于此,开展了基于 U2-Net 卷积神经网络的钻孔图像结构面智能识别研究。首先收集20 个钻孔1 013 张钻孔图像;其次,应用图像翻转、色彩抖动、模糊处理和Mixup 等数据扩充方法,将数据集扩充到12 421 张,建立钻孔摄像数据集,解决结构面分割网络训练过程中样本不足的问题;然后,基于深度学习框架PyTorch,设置学习率0. 001,训练批次为4,使用Adam 优化器,在训练过程中自适应调整学习率,建立结构面智能识别模型;模型在置信度阈值为0. 7 时F 度量值达到了最大值 0. 749,在召回率大于0. 5 范围内精确率最高可达0. 85,实现了结构面区域的完整分割。与人工识别方式相比,在重合度50%的条件下,U2-Net 网络识别率达到了94. 8%,表明该网络具有较高的识别精确率与一定的泛化性。

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12. 岩石能量体概念及岩石破碎指标研究

郭连军, 王雪松, 徐振洋, 李萍丰, 刘　鑫

金属矿山 2024, 53 (11): 1-.

摘要（166）

PDF （1999KB）（400）

为推动岩石破碎理论的发展,从地质学中岩石形成角度出发提出了岩石可视为具有抵抗破碎能力的 “内敛能量物质”这一概念。借助晶核破碎学中的观点,从微观角度将岩石破碎解释为岩石晶体间结合能的打破,说明了岩石破碎中的能量消耗与表面能有关,并给出了采用NSCB 劈裂试验的表面能计算方法,进而推导了岩石能量体的破碎能耗计算方法,基于此建立了岩石破碎程度指标。选取了已有文献中的试验参数,试算了具有代表性的岩石能量体破碎能耗值。结果表明:岩石能量体的破碎能耗随岩石目标破碎尺度减少而增大;在霍普金森试验中,未完全破碎条件下的岩石破碎能耗大于完全破碎条件,该部分能量由岩石内部损伤与塑性应变消耗;根据破碎能耗值定义计算的岩石破碎指标Ku,能够定量描述岩石的破碎程度,弥补定性描述的不足。研究结果丰富了岩石破碎理论,能够为岩石力学及相关岩石破碎工程提供参考。

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13. 铌矿选矿技术研究现状及展望

曹　钊, 卢文达, 王介良, 吴　旭, 汤家焰, 王维维, 刘文丽

金属矿山 2024, 53 (12): 1-.

摘要（166）

PDF （841KB）（578）

针对铌矿资源高效分选技术需求,通过文献研究和比较,系统介绍了世界铌资源的分布、矿床类型及特点,重点归纳了烧绿石矿、铌铁矿和白云鄂博铁-稀土-铌共伴生矿等3 类主要铌矿石的选矿工艺和浮选药剂研究现状,指出目前铌矿选矿多采用重选、磁选和浮选等多种方法相结合的联合工艺,以适应不同类型铌矿的特性,浮选药剂研究则主要集中在常规药剂改性、新型药剂研制和复合用药研发3 个方向。研究表明,未来铌矿选矿技术发展应加强新型浮选药剂及其作用机理研究,注重选冶联合工艺的研究与应用,强化微细粒铌矿物及复杂共伴生铌矿物的回收技术研发。研究结果可为铌矿资源的高效分选技术研究提供指导,对提高铌矿资源利用效率、促进铌工业可持续发展具有重要意义。

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14. 基于离散元方法的旋回破碎机碎矿过程研究

郭　舟, 陈　伟

金属矿山 2024, 53 (11): 167-.

摘要（155）

PDF （2029KB）（106）

旋回破碎机运行工况复杂,影响破碎机破碎性能的因素众多,为实现旋回破碎机内矿石破碎过程的动态可视化观测和定量化表征,提出了一种基于离散元法与离散破碎模型的矿石颗粒破碎仿真方法,采用该方法对某矿山旋回破碎机矿石破碎过程展开数值模拟。通过建立与工业旋回破碎机结构一致的全尺寸物理模型,基于物理试验标定矿石颗粒力学特性参数,以旋回破碎机生产率作为主要评价指标,将仿真结果与现场生产情况进行对比,结果显示二者误差极小,验证了仿真模型的准确性和可靠性,为旋回破碎机运行优化研究提供了一种新方法。

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15. 多源数据融合的矿山精细化建模方法与虚拟现实平台搭建

王江梅, 关　凯, 朱万成, 徐晓冬, 刘阳晓, 高　楠, 秦瑞博, 李　荟

金属矿山 2025, 54 (3): 158-.

摘要（140）

PDF （4789KB）（104）

矿山生产过程精细化建模和场景展示,可以实现对矿山三维空间分布的精细刻画,同时提高矿山灾害监测预警的时效性和可视化程度。将精细化地质建模技术与矿山灾害监测预警方法相结合,搭建了兼容PC 端浏览器和手机端APP 的三维可视化地表灾害监测预警云平台。采用Hermite 径向基隐函数、MaskR-CNN 网络和反距离加权插值法等多源数据融合的矿山精细化建模方法,利用无人机摄影测量、InSAR 数据、钻孔岩芯等多源异构数据,实现了地表形态、地层分布、岩体质量等信息的精细化智能表征,以及由表及里的矿山精细化模型构建。在此基础上,研发了一种岩体质量智能计算的移动端APP 进行钻孔岩芯数据快速采集及智能识别,并采用WebGL 和云计算技术搭建了兼容PC 端浏览器和手机端APP 的三维可视化监测预警云平台。该平台被应用到阿尔哈达铅锌矿,融合精细化模型和虚拟现实矿山场景构建,将研究对象的空间数据信息、监测信息以及精细化建模等进行了统一管理和可视化。研究表明:三维虚拟现实场景的多终端嵌入以及矿山灾害预警预报的高度可视化,方便矿山工作人员快速了解地表稳定性情况,在一定程度上可为矿山安全生产提供保障。

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16. “采矿工艺重构”思想及其在采矿方法开发中的应用

陈庆发　玄昊然　商　昱　甘　泉　付振宇　李建辉

金属矿山 2025, 54 (7): 1-7.

摘要（140）

PDF （1754KB）（165）

基于采矿工艺变革的必要性分析,提出了“采矿工艺重构”的概念与定义,指出其实质是对现有采矿工艺组分和技术进行拆解与重构,旨在形成一套结构稳定、工作工序有序且能够满足矿山采矿工艺变革现实需求的新工艺。开展了采矿工艺重构的技术特点及其对工艺开发人员的要求分析,以及重构后的工艺系统模式划分研究;讨论了“采矿工艺重构”与“协同开采”在思想和技术层面上的关联性;并结合小分段壁式空场采矿法开发案例,介绍了 “采矿工艺重构”思想在指导采矿方法开发过程中的应用情况。结果表明:“采矿工艺重构”思想能够有效指导采矿工艺变革,根据该思想开发的小分段壁式空场采矿法不但提升了回采率指标,而且有效控制了顶板安全事故,有助于解决矿山存在的突出技术难题。

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17. 西藏巨龙超大型斑岩型铜矿床地质特征及找矿前景

康　旭, 谢富伟, 丁　帅, 龚建生, 樊炳良, 周敖日格勒, 孙　杨, 何逸飞, 贾　敏, 徐煜昕, 邱泽航, 曹　润, 刘诗语, 张家璇

金属矿山 2025, 54 (1): 168-.

摘要（137）

PDF （2574KB）（214）

巨龙铜矿床位于拉达克—冈底斯—下察隅岩浆弧东段南缘,是我国首个单体铜金属资源量超过2 000 万t 的世界级斑岩型铜矿床。最新勘查成果显示巨龙铜矿是由驱龙铜矿和荣木错拉铜矿组成的一个完整斑岩成矿系统。结合矿区2020 年以来的补充勘探成果,开展了巨龙铜矿矿床地质特征研究,建立了三维地质模型和矿体模型,总结和探讨了矿床成因,分析了矿区找矿前景。研究结果表明:巨龙铜矿发育于近EW 向逆冲断裂带与SN 向正断层系统交汇部位的中新世复式岩体中,主要赋矿岩体为二长花岗斑岩、黑云母二长花岗岩、花岗斑岩;矿体在平面上呈近似圆形,空间上呈厚大柱状体,产状近直立,铜品位由浅部向深部逐渐降低;围岩蚀变以发育大量硬石膏、泥化蚀变叠加显著为特征;巨龙铜矿是典型的碰撞型斑岩铜矿成矿系统,降温可能是铜发生大规模沉淀的主要因素。在上述分析基础上,以Leapfrog 三维地质建模软件为平台,通过隐式建模方法构建了矿床三维地质模型和三维矿体模型,并结合矿床成因和找矿标志,认为巨龙铜矿体北侧及东侧深部未封闭,深部找矿潜力巨大。此外,该矿北西方向串珠状低磁异常区及北侧默龙玛矿段也具有良好的找矿前景,有望取得新的找矿突破。

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18. 保安矿柱充填回采过程中竖井稳定性力学试验研究

杨智博, 金长宇, 丁成功, 柳宏儒, 姚桂宏

金属矿山 2025, 54 (3): 1-.

摘要（128）

PDF （5100KB）（212）

竖井作为矿山重要的生产设施,其稳定性决定了矿山正常生产与人员安全。受资源量日渐枯竭影响, 为了保证矿山产能顺利过渡,对某金矿竖井保安矿柱内的高品位矿体进行了残矿回收可行性研究。针对复杂采空区周边的残矿回收问题,融合工程经验法与相似材料试验,提出了一种保安矿柱回采评价方法。该方法通过Mathews 稳定图对采场结构参数进行了初步设计,再利用室内相似材料试验模拟开挖过程,通过相似材料的变形与破裂对参数取值合理性进行研究,最终提出保安矿柱内矿体回收方案与采场结构参数。以该矿主竖井保安矿柱内残矿回收为研究背景,利用所提方法进行了回采过程模拟,在满足生产安全与岩层沉降控制标准的前提下,确定了在保安矿柱内采场与现有采空区之间留设10 m 宽间柱的回收方案。所提方法与研究结果不仅为该矿竖井保安矿柱内的残矿回收提供了理论支撑,还为其他同类型矿山的残矿回收提供了参考。

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19. 倾斜矿体多采空区顶板破坏与冒落机理分析

周颜军, 汪　亮, 冯庆杰, 易云佳, 曹建立, 卢　悦

金属矿山 2024, 53 (11): 11-.

摘要（127）

PDF （4344KB）（156）

排山楼金矿上部矿体露天转地下阶段应用空场法开采,采空区已用诱导冒落+地表废石充填塌陷区的方法进行了治理;下部矿体进入海棠山国家自然保护区范围,地表不允许塌陷,但由于矿石品位低,继续沿用传统充填法势必造成矿床开采效率低、生产成本高、矿山经济效益差等问题。以地表保护区下低品位矿体充填法安全高效开采为工程背景,结合RG 井下电视系统监测结果总结了顶板上覆岩层裂隙分布与发展规律,分析了应力平衡拱与冒落拱演化机理,提出了稳定冒落拱的形成条件。基于现场监测与岩石力学参数试验结果,通过FLAC3D 数值模拟方法研究了倾斜多空区贯通与拉底过程中顶板破坏与冒落机理,探明了顶板冒落过程中围岩的应力和位移演化规律,以及诱发冒落的主导因素,并提出了基于地表安全性的冒落进程控制技术。研究成果可为该矿开发既满足地表保护需求又能低成本高效开采的工艺技术提供理论参考,对于类似矿山的采矿方法设计也有一定的借鉴意义。

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20. 露天台阶爆破智能设计系统研发及应用

杨　军, 李立杰, 刘红岩

金属矿山 2025, 54 (1): 160-.

摘要（125）

PDF （4475KB）（127）

爆破作为采矿的主要环节在数字化矿山建设中具有举足轻重的作用,提高爆破设计的科学性和合理性,需要突破传统爆破设计过多依靠个人经验和爆破理论发展不足等瓶颈。为此,以VC++作为开发平台,采用Open GL 作为3D 图形引擎,由底层自主开发了相应的露天台阶爆破智能设计系统。该系统基于高精度延时逐孔起爆条件下单孔拟柱体(炮孔分担区域)破碎理论模型,结合人工智能和台阶爆破设计原理,实现三维布孔自动化、起爆网络连接自动化、爆破参数选取智能化和设计图表规范化等目标。系统具有的逐孔计算校核炮孔药量和爆破震动、飞石及爆堆破碎效果预测等功能,成功解决了爆破方案精确设计中的核心问题。最后将该系统应用于非洲纳米比亚湖山铀矿复杂矿体矿岩分离爆破生产实践,通过矿岩分离爆破技术成功地将矿石贫化率由最初的17%大幅降至13%,直接生产成本降低了4. 60%,同时显著提高了矿山爆破作业的智能化水平,节约了企业总生产成本,取得了显著的经济和社会效益。

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