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1. 我国深部矿井热环境调控研究近 20 a 进展及展望

王运敏, 李刚, 徐宇, 任甲泽, 贾敏涛, 周伟

金属矿山 2023, 52 (03): 1-13.

摘要（959）

PDF （3472KB）（630）

随着矿井开采水平向深部转移,高地温热害成为资源安全开采面临的重要难题。矿井通风与空气调节逐渐成为深部矿产资源开发的主要耗能形式,影响着矿井生产运营成本和资源开发的可持续性。概述了矿井通风传热理论发展脉络和矿井降温技术研究现状,剖析了目前常用的降温技术特点,在此基础上展望了深部矿井热环境调控的未来重点发展方向。结果表明:机械制冷通风降温是目前主要的矿井热害治理方式,但存在成本高、维护困难、冷量利用率低、降温效果不理想等不足。为提高深部矿井热害治理效果,应秉持“节源开流”的新思路,在矿井开拓过程中实施主动降温措施,并采取多种方式进行联合降温。此外,可结合智能通风系统精准控温降低冷量消耗,采用循环通风降温技术提高冷量利用率,应用高性能降温防护服应对特殊高温场景。将传统矿井热害治理技术思路转变为地热资源利用理念,实现矿井热环境调控与地热资源开采协同,是高效解决深井降温和升级矿井能源结构体系的关键。

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2. “双碳”背景下露天矿智能化建设新模式的技术路径

顾清华, 李学现, 卢才武, 阮顺领, 江松

金属矿山 2023, 52 (05): 1-13.

摘要（848）

PDF （3164KB）（620）

随着智能化开采技术的不断发展,矿山开采模式需要不断革新,目前我国露天矿智能化建设存在不少问题亟待解决,传统的采矿设计和工艺已不能适应无人驾驶、新能源等智能装备的发展,“双碳”背景下对原有的生产模式和装备提出了新的挑战。通过回顾露天矿智能化建设的现状,重点围绕“双碳”背景下露天矿低碳智能开采转型升级问题,探索了一种低碳、连续、高效、安全的露天矿智能化建设新模式———CDEC 采矿模式。该模式内涵包含 4 个方面,即清洁能源开发及碳封存与利用( Carbon)、露天矿开采设计的新理念( Design)、新能源智能装备定制化方案 (Equipment)以及露天矿无人连续生产工艺(Continuous)。随后分别从构建多能互补的可再生能源系统、探索露天矿山低碳连续生产工艺、开发碳封存与生态碳汇技术体系 3 个方面探讨了该模式的技术路径。最终实现“可再生能源利用+新能源装备+碳封存与利用”的绿色能源供给利用方式,形成“移动缓冲装载机(可选) +无人驾驶+破碎系统+皮带运输或升降装置”的无人连续生产工艺,为“双碳”背景下露天矿智能化建设提供指导。

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3. 矿山地质环境“天—空—地—人”协同监测与多要素智能感知

陈国良, 时洪涛, 汪云甲, 周大伟, 刘鑫, 王行风, 庄会富

金属矿山 2023, 52 (01): 9-16.

摘要（801）

PDF （2568KB）（952）

矿区地质灾害突出、环境问题复杂,其多尺度、连续性和整体性监测及生态环境多要素耦合演变机理研究,是我国矿区生态保护总体规划的主要工作内容。为解决矿区地质环境多平台、多要素、多尺度和时空协同监测问题,基于对地观测技术、地基设备和人工调查手段,建立了矿山地质环境“天—空—地—人”立体协同监测及多要素精准感知技术体系。在此基础上,通过构建矿区多源异构数据的智能融合模型,开发知识引导和数据学习双向驱动的智能化地质环境信息提取方法,从而实现矿区全生命周期地质环境演变的智能反演与感知。研究表明:“天—空— 地—人”协同监测与基于多源异构数据融合的多要素精准感知,是矿区生态环境多要素耦合演变机理研究的重要基础,能够为矿山地质环境“信息智能获取—知识学习—辅助决策”大数据决策支持系统构建提供技术支撑,为矿区安全高效开采和矿山地质环境保护提供科学保障。

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4. 钢渣矿化固化二氧化碳研究现状及展望

谢元涛, 封孝信

金属矿山 2023, 52 (11): 45-54.

摘要（592）

PDF （1684KB）（509）

近 10 a 来,碱性固体废弃物矿化固化 CO2 技术得到了迅速发展,被认为是稳定固废和对抗全球变暖的有效技术之一。钢渣作为一种高产量的富钙固废,在该技术中的应用具有较高经济价值和重要社会意义。综述了钢渣矿化固化 CO2 的方法,包括直接矿化法与间接矿化法。首先分析了直接矿化法中的湿法与干法 2 种途径,认为湿法矿化效率优于干法矿化,其中反应温度、时间、钢渣粒径和液固比等因素都会影响钢渣中钙镁离子的扩散和与 CO2 反应的速度,现阶段提高湿法矿化效率的原理基本可归结为促进矿化反应向正反应方向进行。之后分析了间接矿化法中钢渣离子浸出和浸出液固碳 2 个重要步骤,认为固碳效率很大程度上取决于钙镁离子的浸出率,随后总结了强酸性及弱酸性环境对离子浸出的影响,以及现阶段浸出液固碳工艺路线及优化方式。最后展望了未来研究方向:完善钢渣固碳的热力学和动力学理论体系,开展中大规模的工业化试点研究和开发固碳后钢渣的高值化应用途径等,为实现钢渣固碳的工业化建设提供指导。

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5. 岩石钻孔爆破能量调控理论与应用技术研究进展

冷振东, 高启栋, 卢文波, 陈明, 周桂松, 范勇

金属矿山 2023, 52 (05): 64-76.

摘要（448）

PDF （4979KB）（3580）

岩石钻孔爆破过程涉及复杂的温度—流体—应力—化学( T—H—M—C)耦合过程的相互作用,其实质是炸药能量释放、传输与转化过程,研究爆破能量调控理论与技术对于提高炸药能量利用率、降低有害效应具有重要意义。聚焦炸药非理想爆轰模型、炸药与岩石的相互作用机制、爆破能量传输模型、爆破能量分配规律等方面,系统梳理了岩石钻孔爆破中炸药能量释放、传输与转化机理方面的研究进展。研究表明:炸药爆破破岩的能量利用率依赖于整个爆轰波的压力分布,炸药非理想爆轰时有相当一部分能量在波后稀疏波内释放;传统的波阻抗匹配理论对爆破破岩过程的描述过于简化,并不能合理地描述炸药和岩石之间的能量传输过程;可以从炸药能量的释放过程和传输转化两个环节实现对爆破能量的调控,主要有基于性能可调炸药的爆破能量调控技术、基于电子雷管精确延时的爆破能量调控技术、基于起爆位置和起爆方式的爆破能量调控技术、基于装药结构优化的爆破能量调控技术等。在上述分析的基础上,总结了岩石钻孔爆破能量调控理论与应用技术的发展现状及存在的主要问题,并探讨了该技术的研究发展趋势。

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6. 世界铂钯矿选矿技术研究进展

于保强 , 刘敬智 , 王怀 , 杨思敏, 胡学平

金属矿山 2022, 51 (08): 151-160.

摘要（254）

PDF （1468KB）（300）

我国铂族资源非常匮乏,随着我国对海外铂族金属矿山的开发,如何实现对铂族金属资源的高效回收利用显得尤为重要。对目前铂钯矿的选矿工艺、选矿药剂以及选矿过程影响因素进行了综述,以期为今后铂钯矿选矿技术相关研究提供借鉴和参考。对于硫化型铂钯矿,浮选法仍然是最主要的选矿方法,包括一段磨浮、阶段磨浮、重浮联合流程以及闪速浮选等。对于氧化型铂钯矿,其处理方法有直接浮选、硫化浮选、酸化预处理浮选以及氰化浸出、酸浸法和微生物浸出。铂钯矿常用的捕收剂为黄药和黑药,也有采用螯合类捕收剂进行复配使用,常用的抑制剂为水玻璃和羧甲基纤维素(CMC),硫酸铜是最主要的活化剂,甲基异丁基甲醇( MIBC)和松醇油是最常用的起泡剂,还有学者研发了纳米二氧化硅基起泡剂。此外,铂钯矿选矿过程中磨矿介质、磨矿环境、矿浆离子强度、矿浆电位都会对铂族金属元素的回收造成影响。未来铂钯矿选矿技术的研究应重点关注铂钯矿物或铂钯载体矿物的矿物学特性研究、新型高效浮选药剂的设计和筛选、浮选工艺的优化以及新型高效选矿设备的研发。

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7. 我国无底柱分段崩落法损失贫化研究现状及发展方向

何荣兴, 陈丽媛, 任凤玉

金属矿山 2022, 51 (11): 1-9.

摘要（244）

PDF （1950KB）（1144）

无底柱分段崩落法生产安全、开采强度大、效率高、回采工艺简单，在地下开采中占有较大比重。但损失贫化大的问题限制了该方法在贵重金属矿山的应用，也是众多学者研究的热点。总结了无底柱分段崩落法60 a的发展历程，并从放矿理论、采场结构参数、放矿方式和巷道布置形式、覆盖层块度4个方面系统总结了控制损失与贫化的研究现状，指出目前仍存在的研究问题为：放矿理论中仅考虑散体的流动特性，爆破块度、放矿口尺寸、边孔角、铲装深度等因素未在放矿理论中综合考虑，从而造成依据放出体形态确定的采场结构参数并非最优值；实际生产中并未严格按照低贫化放矿方式作业，回采巷道布置形式不能完全适应矿体产状变化，部分矿山覆盖层形成方法不利于损失贫化控制。针对这些问题，提出了进一步控制无底柱分段崩落法损失贫化的研究方向和措施，对于矿山进一步控制损失贫化指标具有一定的理论指导意义。

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8. 矿山喷雾降尘技术研究与应用现状综述

金龙哲, 刘建国, 林清侠, 周玉竹, 李刚, 汪澍, 魏祎璇, 欧盛南, 王天暘, 王佳慧

金属矿山 2023, 52 (07): 2-17.

摘要（242）

PDF （2682KB）（578）

喷雾降尘技术以其操作简单、成本低、降尘效率显著等优势,成为矿山井下应用最为广泛的降尘技术之一。但传统喷雾降尘技术普遍存在雾滴粒径大、耗水量多、呼尘沉降效率低等问题。针对以上问题,国内外学者对喷雾降尘技术开展了广泛研究,但对其研究与应用现状缺少深入总结。基于此,基于近 20 a 来矿山喷雾降尘技术的相关研究文献,梳理了喷雾雾化降尘机理、喷雾雾化效果评价参数与测试方法、喷雾雾化效果影响因素、喷雾降尘效率及其影响规律的研究现状。研究结果表明:喷雾雾化效果评价参数主要包括雾滴粒径、雾滴速度、喷雾射程等;喷雾雾化效果与喷嘴结构、气水压力、液体物理特性等参数密切相关;喷雾雾滴粒径越小、雾滴速度越快,其对粉尘的吸附沉降效率越高。针对矿山喷雾降尘技术研究现状,分析了目前存在的不足,并提出了未来的主要研究方向,即进一步探究喷雾雾化机理、完善喷雾雾化效果评价参数、规范喷雾降尘效率测定方法、关注喷雾添加剂对作业人员身体健康与工作环境的影响。

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9. 赤泥基吸附剂的应用研究进展

邱　俊, 杨　威, 阎正卿, 柳　晓, 吴　蓬, 化冰冰

金属矿山 2024, 53 (2): 39-.

摘要（231）

PDF （1577KB）（370）

赤泥是氧化铝生产过程中所排放的一种强碱性固体废弃物,每年排放量巨大且利用率低,造成了严重的资源浪费和环境污染,如何有效资源化回收利用赤泥是亟须解决的问题。从赤泥的危害、理化性质和综合利用现状出发,对赤泥基吸附剂的应用研究进展进行了详细综述。赤泥粒度细、比表面积和孔隙率较高,含有多种活性成分, 适合制备吸附剂以处理含污废水。然而,赤泥若直接应用于污水处理,处理能力有限,并且高碱性的赤泥若直接用于处理污水,会使溶液pH 值升高。为此,常采用一系列的活化工艺对赤泥进行活化,制备赤泥基吸附剂。活化工艺不仅可以提高赤泥基吸附剂的吸附性能,还在一定程度上可以预防赤泥造成二次污染。目前常用的赤泥活化工艺主要有酸活化工艺、热活化工艺以及中和活化工艺。酸活化工艺可明显提升赤泥对阴离子的吸附效果;热活化工艺可减少传质阻力、高温造孔并使矿物转化,但成本较高;中和活化赤泥常用于处理金属阳离子。联合活化技术能综合利用单一活化技术的优点,使活化后的赤泥有更好的吸附性能,但联合活化技术操作较为复杂,成本也更高,导致现有的联合活化技术在工业上很难被大规模应用。目前,赤泥基吸附剂已被研究用于处理污水中的非金属阴离子、金属阳离子和有机污染物。列举了赤泥基吸附剂去除废水中的阴离子和重金属阳离子的实例,阐述了其去除机理:赤泥基吸附剂对一些废水中特定的污染物,如PO3- 4 、F- 、AsO3- 4 等表现出良好的吸附性能,其主要通过表面络合、离子交换和沉淀作用去除废水中的阴离子污染物;经过活化改性后的赤泥能有效去除水中如铅、铜、铬等重金属阳离子,针对不同的目标阳离子,去除机理也有所不同,主要包括离子交换、共沉淀、静电吸引、“阳离子-π”相互作用、络合作用和物理吸附等。但目前对赤泥基吸附剂对各种污染物的去除机理尚未完全明确,且对多种污染物同时存在下的竞争吸附体系研究较少。综上分析指出,在未来赤泥基吸附剂的研究中,寻找便捷、廉价的活化工艺方法制备新型、高效、环保的吸附剂,提高赤泥基吸附剂的吸附性能是一个重要的研究方向。同时,在赤泥基吸附剂的制备和处理废弃物的研究中,应加强制备机理和吸附机理的研究,为赤泥基吸附剂的生产和工业应用提供理论指导。

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10. wenzhang

金属矿山 2023, 52 (12): 1-.

摘要（223）

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11. 方解石晶体电子结构及(104)面表面特性第一性原理计算

谢瑞琦, 王勋, 赵志辉, 周武昌

金属矿山 2023, 52 (12): 93-98.

摘要（215）

PDF （1572KB）（221）

基于第一性原理,对方解石体相及方解石(104)面的布居、能带、态密度等进行了分析,结果表明方解石晶体结构对称性强,结构简单,为绝缘体,其阳离子活性位点为 Ca,阴离子活性位点为 O。方解石切表面后表面原子均产生了一定弛豫现象,Ca 原子在 Z 轴方向的弛豫最为明显,C 在 3 个方向的弛豫相对较小,O 原子在 3 个方向表现出了不同的弛豫程度。方解石(104)面表面原子价电子构型、布居、键长、态密度等较体相均发生了变化,但费米能级附近主要还是由 O 的 p 轨道和少量的 Ca 的 d 轨道构成。差分电荷密度图表明方解石(104)面表面缺电子位点和多电子位点交替出现,但得失电子程度不同,各原子表现出不同的化学活性。方解石(104)面易与含—COOH、—CONHOH、—OSO3H 等官能团的阴离子捕收剂作用。

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12. æ·±é¨ç¡¬å²©å··éå´å²©åå½¢ç¹å¾åå¶æ§å¶ææ¯

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金属矿山 2023, 52 (12): 9-13.

摘要（207）

PDF （2435KB）（260）

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13. 思山岭铁矿地应力分布规律与采场结构参数优化

闫广亮, 李真, 张芫涛, 林卫星, 张凤鹏

金属矿山 2023, 52 (10): 1-9.

摘要（203）

PDF （4031KB）（388）

采用水压致裂法分别测量思山岭铁矿围岩与矿体地应力,分析围岩与矿体地应力分布规律及其差异。结果表明:围岩与矿体地应力均随埋深增加近线性增大,水平最大主应力始终为第一主应力,方向近 NEE 向;围岩与矿体水平主应力差值均较大,埋深超千米时最大与最小主应力比值分别为 1. 58 与 1. 46,思山岭铁矿处于强各向异性高应力状态。围岩地应力略高于矿体地应力,千米以深时围岩水平主应力约是矿体水平主应力的 1. 06 倍。基于地应力分布规律与矿体层理,将思山岭铁矿 40 m×40 m×60 m(长×宽×高)的方形采场优化为 80 m×20 m×60 m 的长条形采场,模拟结果显示长条形采场开挖后的应力、位移、塑性区分布均优于方形采场,进一步提出了深埋高应力层状矿体的采场结构参数设计方法。

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14. 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（203）

PDF （5058KB）（157）

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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15. 矿井降温技术研究进展与展望

柳静献, 李国栋, 常德强, 李元辉

金属矿山 2023, 52 (07): 18-27.

摘要（201）

PDF （1563KB）（549）

矿井高温热害是矿井深部安全开采的重要影响因素之一,有效且经济的矿井降温技术对于深部高温矿井安全且高效开采尤为重要。分析了矿井热源的种类及热害对人的影响,并对目前矿井降温技术的原理及应用研究现状进行了评述;研究了用于热害较轻或浅部矿井的非人工制冷技术,着重阐述了用于热害较重和深部矿井的多种人工降温制冷技术;对比分析了液态气体相变制冷技术、直膨式热泵降温技术、动力性热管降温技术、个体防护服和涡流管结合矿井微气候调节技术的优缺点及其在矿山现场的应用研究进展,指出了目前各类降温技术存在的共性问题,讨论了未来地热控制及余热回收利用的技术发展趋势,为选择合适的深井降温技术提供依据。研究表明:目前矿井降温技术虽然飞速发展但存在能耗较大、制冷系统设备复杂且难以维护,只重视降温而忽略矿井湿度过高,未能充分利用矿井地热能源价值,非煤矿山专用降温系统研究较少等不足。针对矿井降温系统的共性问题提出了开发节能且高效的新型降温技术,着力开发制冷设备,坚持降温除湿并重的原则,充分利用矿井地热能源以及设计非煤矿山专用的矿井降温技术等应对措施。

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16. 我国地下金属矿山岩爆灾害发生机制及预测方法研究进展

乔兰, 董金水, 刘建, 陈璐

金属矿山 2023, 52 (03): 14-28.

摘要（198）

PDF （2364KB）（552）

岩爆是金属矿地下开采中难以回避的一种动力学地质灾害,其发生频率和程度将会随着金属矿山采深不断增加而愈加严重,岩爆至今仍是岩石力学领域的世界性难题。首先总结了我国金属矿山岩爆灾害的发生现状, 然后重点围绕岩爆发生机制及岩爆预测两方面,探讨了我国金属矿山岩爆的研究进展,并基于能量理论提出了一种岩爆灾害预测的新方法。研究表明:① 室内压缩试验是岩爆机制研究的最主要手段,根据试样受力条件可分为单轴加载、双轴加载、真三轴加载及动静组合加载;岩爆的力学机制可归纳为压致拉裂、压致剪切拉裂和弯曲鼓折 3 种。 ② 指标判据法和数学模型方法是国内外学者最普遍关注的岩爆预测手段;指标判据法是针对某一工程的经验性总结,不具普遍性;数学模型方法无法获得岩爆影响因素的内在作用机制,可解释性较差。在上述分析的基础上,对岩爆机制及岩爆预测的研究方向进行了展望,供后续工作参考。

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17. 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（197）

PDF （3323KB）（184）

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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18. 基于随钻测量的岩体结构与力学参数表征研究进展

于庆磊, 王宇恒, 李友, 曹永胜, 蒲江涌

金属矿山 2023, 52 (05): 45-58.

摘要（195）

PDF （2850KB）（3319）

岩体结构识别和力学参数表征是岩石力学领域的基础问题,是金属矿山开采设计的重要依据。由于天然岩体结构的复杂性,岩体力学参数确定一直是岩石力学的难点。随钻测量技术作为一种便捷、快速的原位连续测量方法,能够利用钻孔过程中钻头的动力学响应,评价岩体结构特征和力学性质,配合钻爆法施工,具有不可比拟的优势。国内外学者进行了大量的研究工作,取得了许多研究成果。回顾了 20 世纪 70 年代至今的随钻测量研究成果和最新研究进展,从随钻测量技术研究的相关试验设备、随钻测量表征岩体结构、随钻测量表征岩石强度三方面进行了较系统地综述,分析了已有研究工作存在的不足,最后结合课题组的工作和认识,指出了随钻测量技术可能的发展方向,为该技术的后续应用与研究提供参考。

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19. 中国铁矿石选矿技术发展与展望

韩跃新, 张小龙, 高　鹏, 李艳军, 孙永升

金属矿山 2024, 53 (2): 1-.

摘要（191）

PDF （3372KB）（430）

铁矿石作为钢铁工业最为重要的原材料,是我国重要的战略性矿产资源之一。我国铁矿资源储量丰富,但97%以上属于贫矿,需要经过选矿富集后才能供给高炉炼铁。多年来,在我国选矿工作者的共同努力下,我国铁矿选矿技术得到长足进步和发展。通过回顾我国铁矿选矿技术的发展历程,综述单一弱磁选、单一浮选、重选—磁选—反浮选、磁化焙烧—磁选等主要选矿技术在我国铁矿选矿厂的应用,总结我国典型多金属共生型铁矿石如伴生稀土/ 萤石型铁矿石、伴生钛铁矿型铁矿石、伴生多金属硫化物型铁矿石和伴生硼铁矿型铁矿石的选矿现状,介绍影响我国铁矿选矿技术进步的关键设备如圆锥破碎机、高压辊磨机、半自磨机、立环脉动高梯度磁选机、高频振动细筛、搅拌磨机等,指出我国铁矿选矿未来要以“高效节能、低碳减排”为原则,以“优质优用、劣质能用”为战略,开发选冶联合工艺,研发大型高效设备,研制低温环保药剂,提高智能控制水平,加强资源综合利用。

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20. 节理尺寸对岩体非线性力学行为的影响研究

卿少帅, 陈新, 马伯涛

金属矿山 2023, 52 (06): 1-12.

摘要（187）

PDF （7336KB）（394）

为克服物理模拟试验制作大量小尺寸断续节理的困难,采用 PFC2D 软件对节理连通率固定而节理尺寸 (或节理分段数 m)与倾角 β 组合变化的断续节理岩体开展了单轴压缩数值模拟试验,分析了其宏观非线性力学响应和细观损伤力学机理。 PFC 模型的细观力学参数根据以往的多批含节理石膏试件物理模拟试验结果进行标定。研究发现:① 当节理倾角固定时,试件当量化峰值强度和弹性模量随节理尺寸(或 m)的减小而增大,且峰值强度与 Oda 组构张量的标量损伤变量呈指数关系。 ② 随着节理倾角或节理分段数的减小,试件的应力应变曲线由单峰型变为多峰型,节理系统的承载力调用提升。 ③ 试件的破坏模式可分为岩石基质剪切破坏、沿同列节理的条块状破坏和沿节理面的剪切滑移破坏 3 种类型,与后两种破坏模式相比,第一种破坏模式的试件强度较高。 ④ 节理试件的非线性力学响应与节理和岩桥的相互作用密切相关,并经历了如下 3 个阶段:弹性变形阶段,节理系统未闭合,岩桥单独承载;非弹性变形阶段,岩桥或基质出现损伤,节理系统开始闭合并承载;残余阶段,由于岩桥或基质破坏以及节理的再次张开,岩桥或基质以及节理系统的承载力都降低。 ⑤ 节理和岩桥的非线性力学响应决定了试件的弹性模量、强度、延性随节理尺寸的变化规律;一般而言,随节理尺寸(或 m)减小,节理的闭合位移与承载力调用也减少。

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