金属矿山
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金属矿山
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2018年 47卷 04期
刊出日期 2018-04-14

专题综述
采矿工程
矿物工程
地质与测量
机电与自动化
安全与环保
综合利用
专题综述
1 超深竖井建设基础理论与发展趋势
赵兴东
简述深井开采定义及其需要考虑的因素,借以区分“深井开采”与“深竖井”定义,包括不同国家对超深井开采界定深度,提出深井开采应注意的关键问题:采动地压与调控、降温技术;总结国外不同国家深井开采生产基本情况与深竖井建设情况,分析不同国家深井开采存在的区别;对当前我国在(拟)建深井矿山进行统计、总结,当前我国超深竖井建设主要在黄金、有色与铁矿行业,建设深度主要集中在1 500 m;与国外相比,我国深井开采矿山矿石种类单一、矿石品位较低。在超深竖井理论分析方面,分别从超深竖井井筒围岩应力解析、井筒断面结构设计、井壁支护结构等方面,详细介绍当前理论与设计存在的问题,提出目前我国超深竖井建设需要解决的核心理论与关键技术。在超深竖井建设技术方面,分别从凿岩爆破、综合化机械施工、吊盘以及钢丝绳提升等方面,详细叙述我国超深竖井建设存在的问题。针对复杂应力环境下超深竖井井筒围岩稳定性控制,提出(类)椭圆形井筒结构及释能井壁支护形式;系统介绍了凿井设备、吊盘以及钢丝绳等研究进展,为我国超深竖井建设提供借鉴。
2018 Vol. 47 (04): 1-10 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
8 工业固体废弃物制备充填胶结剂的研究进展
马旭明, 倪文, 徐东
充填胶结剂是胶结充填技术在矿产资源大规模开发和深度开采中得到广泛应用的关键。水泥作为最常用的胶结剂,存在生产能耗大和充填成本高等问题。使用具有潜在胶凝活性的工业固体废弃物制备胶结剂不仅可以降低成本、提高充填材料的性能且可以增加固体废弃物的综合利用率。按照工业固体废弃物的类别分别介绍了钢渣、高炉矿渣、粉煤灰和有色冶金渣在胶结剂中的应用。工业固体废弃物胶凝活性的激发方法主要为物理激发和化学激发,分别讨论了2种激发方法的激发机理和应用。最后,分析了工业固体废弃物制备胶结剂时对充填材料的强度、稳定性和环境安全性等性能的影响。
2018 Vol. 47 (04): 8-17 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
18 尾矿库排渗系统反滤设计研究进展
阎志坤, 钟启明, 卞士海, 梅世昂
水平排渗管、辐射井为当前典型的尾矿库排渗系统,无纺土工布为排渗管(辐射管)主要反滤材料,但其反滤层缺乏严格的反滤设计,反滤特性差异较大。通过总结典型反滤层结构及各组成部分对反滤性能的影响、现有反滤准则及反滤试验技术、反滤层耐久性研究进展,总结了尾矿料统计特征、土工布特征参数、土工布反滤层反滤过程等方面的研究进展,指出了尾矿库排渗系统反滤设计领域今后的几个研究方向:尾矿料物理力学特性对反滤层的影响研究,土工布特征表征方法研究,土工布特征参数测量方法研究,长期反滤试验方法与试验设备研究,土工布反滤层反滤过程数值研究,为尾矿库排渗系统反滤设计研究提供参考。
2018 Vol. 47 (04): 18-26 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
27 气泡、油泡和活性油质气泡在浮选中的应用和机理探讨
周芳, 池汝安
浮选是高效回收矿产资源应用最广泛的技术方法。气泡作为浮选载体在浮选过程中有着举足轻重的作用。以气泡-油泡-活性油质气泡为线索,对比了传统气泡与改性后油泡(气泡表层包裹一薄层油性捕收剂)、活性油质气泡(气泡表层包裹一薄层含有捕收剂的中性油)的浮选特性。通过浮选动力学分析了气泡与油泡、活性油质气泡浮选的区别,传统气泡浮选与改性后的油泡浮选均为2步反应,而活性油质气泡实现了1步浮选,大大降低了气泡与矿物颗粒间的黏附功,提高了浮选效率。从油-水界面表面活性剂解离度这个角度分析了活性油质气泡的表面性质,指出活性油质气泡的表面电性由表层中性油中添加的捕收剂和pH决定。通过DLVO理论计算了不同气泡与矿物颗粒间的相互作用能,从理论上解释了活性油质气泡浮选指标更好的原因。活性油质气泡在选矿中的成功应用表明,活性油质气泡与矿物表面的作用均强于传统气泡与矿物表面的作用,即活性油质气泡对矿物具有更强的捕收能力,相较于气泡和油泡的浮选,活性油质气泡浮选有利于提高浮选效率,降低捕收剂用量。活性油质气泡作为浮选载体从气泡这一特殊视觉为浮选行业开辟了一个崭新的研究领域。
2018 Vol. 47 (04): 27-34 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
35 铜钼混合精矿浮选分离工艺及分离抑制剂研究进展
张乃旭, 刘文刚, 魏德洲
铜钼硫化矿常常紧密共生而且可浮性相近,二者的浮选分离一直是科研工作者研究的重点。从工艺和药剂2个方面对铜钼混合精矿的浮选分离进行了介绍。铜钼浮选常采用混合浮选工艺,黄铜矿和辉钼矿在与捕收剂作用后,二者的可浮性差异减小,在对二者进行浮选分离前,通常先进行脱药预处理,以降低抑制剂的使用量。常见的预处理工艺有加热处理、浓缩脱药处理、氧化脱药处理、等离子体处理等。针对铜钼分离工艺存在的问题,选矿工作者提出了充氮浮选、浮选柱分离、脉动高梯度磁选分离、加温分离等铜钼分离工艺。介绍了铜钼浮选分离过程关键药剂抑制剂的种类及应用情况。无机抑制剂有硫化钠类、氰化物、诺克斯类药剂等,有机抑制剂有巯基类、硫代类、黄原酸类等。指出在进行铜钼浮选分离之前铜钼混合精矿的预处理方法需要进一步优化,以增加黄铜矿与辉钼矿的可浮性差异。现在工业上使用的铜钼分离抑制剂仍然存在易氧化、药耗大、毒性高、价格贵等缺陷,需要加大投入进行高效、低毒、价廉、易降解的新型浮选抑制剂的开发。
2018 Vol. 47 (04): 35-41 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
采矿工程
42 小汪沟铁矿采空区冒落进程控制及监测技术研究
刘娜, 任凤玉, 张东杰
小汪沟铁矿井下存在大规模连续采空区,严重威胁到地表运输公路及矿山附属建筑的安全性。为解除采空区塌陷对地表道路和建筑的威胁,矿山决定向塌陷坑充填废石,以控制塌陷坑的扩展。采用FLAC3D数值模拟的方法对采空区冒透的时间进行了预测,同时对不充填废石和充填废石的塌陷坑地表位移发展分别进行了模拟研究。最后采用钻孔监测技术对采空区的冒落进程进行监测,同时对塌陷坑充填废石后的空区冒落高度变化过程进行了监测。现场实践证明,向塌陷坑内充填废石可以有效控制采空区的冒落进程。
2018 Vol. 47 (04): 42-46 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
47 深部金属矿山卸压开采研究
李学锋, 黄海斌, 谢柚生, 刘梦希
为了确保深部资源的安全高效经济开采,以广西某矿业公司深部105号矿体作为研究对象,针对105号矿体即将开展的大规模开采过程中有可能出现的应力诱导矿压灾害,开展了卸压开采研究。根据矿区105号矿体及围岩的岩爆倾向性结论,结合矿区开采技术条件与开采工艺、地应力水平与岩体力学参数,提出了4种卸压方案,并利用FLAC3D及Plot Digitizer软件对4种方案的卸压效果进行模拟分析。结果表明:采场两侧布置卸压槽卸压方案使采场周边应力降低14.8%;切顶和拉底布置卸压槽卸压方案卸压不成功;在上盘深孔卸压爆破卸压方案使采场周边应力降低50.4%,在矿体与围岩之间能形成有效的应力隔离带;矿块分步回采方案使采场周边应力降低63.6%,最终通过最大主应力比较分析确定矿块分步回采为最优方案。
2018 Vol. 47 (04): 47-52 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
53 珲春曙光金铜矿地表约束对优化结果的影响分析
李金多, 杨天鸿, 邓文学, 郑广斌, 林毅斌, 刘清福
在露天矿境界优化中,优化参数的变化对最终境界会产生很大影响。其中地表约束是极其重要的优化条件,通过分析地表约束对境界优化的影响,可以确定最终境界范围的合理性,达到追求效益最大化的目标。以曙光金铜矿为例,根据最终边坡分区和边坡优化结果将矿山划分为不同区域,并根据该露天矿的矿床地质勘探资料和实际生产数据,使用克里金法对矿体品位进行估值,建立模型。在此基础上基于L-G图论法对露天矿境界进行优化,包括有地表约束和无地表约束2种情况。对优化结果进行分析和比较,结果表明:无地表约束境界比有地表约束境界多采2 867万t矿;当价格较低时,地表约束影响不明显;地表约束对Ⅳ区影响是最大的,若要开采Ⅳ区则需要使得征矿权、林权等其他费用小于1.6亿元。
2018 Vol. 47 (04): 53-57 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
58 露天矿边坡浅层滑面无损探测技术研究及应用
孙光林, 胡江春, 边亚东, 陶志刚, 梁明星
为了查清南芬露天铁矿采场下盘334 m平台至370 m平台区域边坡浅层滑坡体发育情况,确定边坡潜在滑动面形态分布特征,采用地质雷达技术和数值分析方法,对334 m平台、346 m平台和370 m平台区域进行了现场探测和数值研究。依据地质雷达调查结果,分析出该区域存在1条连续的破碎带,并获得了相应滑坡体、破碎带和滑床的综合特征剖面图。数值计算结果表明:破碎带对该区域边坡稳定性影响作用强烈,导致边坡稳定性降低,同时破碎带构成了滑体的潜在滑移面。研究结果为南芬露天铁矿滑坡灾害的治理防治提供了重要的基础资料。
2018 Vol. 47 (04): 58-62 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
63 镜铁山矿提高Simba 1354台车中深孔凿岩精度试验研究
王小林, 陈永祺, 程国华
为了找出镜铁山矿桦树沟矿区中深孔爆破效果差的原因,且满足中深孔一次爆破形成切割槽精度的需要,镜铁山矿组织进行了提高Simba 1354台车中深孔凿岩精度的试验研究。目前施工的中深孔偏斜率达到6.8%,造成孔底距过大,导致中深孔爆破效果差。并有针对性地提出了提高凿岩质量的改进方案,通过加强凿具保养、降低推进压力、改进钻杆结构措施,Simba 1354中深孔凿岩台车偏斜率从6.8%减小至1.8%,可以明显提高中深孔钻凿的精度。在此基础上,总结出提高施工精度的技术措施,为解决矿山中深孔一次爆破形成切割槽及提高采场中深孔爆破效果提供了技术保障。
2018 Vol. 47 (04): 63-66 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
67 直剪试验下非贯通节理岩体扩展研究
李汝嘉, 齐西力, 刘远明, 余洋
通过研究非贯通节理岩体直剪试验的力学特点和理论分析,推导出工作面的软化线性曲线。应用Abaqus数值模拟软件,模拟不同法向压力、连通率、起伏角的贯通节理岩体扩展数值模拟与直剪试验,研究类岩石准脆性材料中裂缝的扩展与断裂过程区的关系,研究非贯通节理岩体扩展贯通的强度特性。优化新型的软化线性曲线,将数值模拟试验和直剪试验结果进行对比,优化后的软化曲线得出的非贯通节理岩体扩展数值模拟与直剪试验结果吻合较好。
2018 Vol. 47 (04): 67-71 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
72 基于矿山工程地质特点的岩爆防治措施研究
杨敏, 吝曼卿, 张电吉, 彭亚利, 万红元, 田春满
以宜昌某磷矿工程的岩性和地质环境为基础,结合现场的岩爆特性和室内试验,分析引起该矿山开采时产生岩爆的主要原因,并提出岩爆防治措施。研究结果表明:①矿山在水平构造应力环境下,顶板含有硅质白云岩的岩体具有较强的岩爆倾向性;②由于开拓巷道的几何尺寸比采区的几何尺寸要小很多,采区的围岩应力受开采引发的多因素影响,致使采区的岩爆率与岩爆烈度相对比其在开拓巷道的大;③针对矿区特殊的初始应力与地质构造环境,可通过降低开采引起的围岩应力集中程度和加强矿山安全管理措施对矿山岩爆进行防护。
2018 Vol. 47 (04): 72-76 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
77 贵州丹寨汞矿渣抗剪强度特性及其细观机理
李新卫, 李辉, 曹洋兵, 王思洋
我国贵州省天然斜坡上广泛分布着汞矿渣堆积体,危险性及危害性大,急需对其抗剪强度特性及机理进行深入研究。汞矿渣具有结构疏松、分选性差、粒径相差大且有弱胶结性等特点,选取贵州省丹寨县典型场地,开展汞矿渣颗粒分析试验及现场大型直剪试验。基于颗粒离散元PFC2D程序,进行了与现场直剪试验相应的数值试验,研究了抗剪切过程中的细观机理。现场与数值试验获得的曲线形态和抗剪强度参数接近,证实了数值试验的可靠性和高仿真性。试验结果表明:接近剪切应力峰值时,剪切带区域出现了明显的拉张接触力,而较远区域拉张接触力较不明显;随着剪切的进行,主动剪切盘的颗粒整体向右运动,而固定盘中与剪切带较近区域的颗粒也有向右运动的趋势;靠近剪切带区域出现了数个应力集中区,越靠近剪切墙应力越大;大颗粒对应力分布影响较大;固定盘中的应力集中区靠近剪切带,主动剪切盘应力集中区分布更广、受剪切作用影响更大。
2018 Vol. 47 (04): 77-81 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
82 隧道二次衬砌欠厚整治技术探究
李科
二次衬砌厚度不足病害直接降低隧道结构的可靠度。以某隧道为研究对象,对左线和右线二次衬砌厚度不足病害进行整治,从纵向里程变化和横断面不同位置两个方面对病害进行统计分析,采用结构计算软件对衬砌结构受力进行数值模拟以验证整治效果,以期能够为隧道二次衬砌厚度不足病害整治提供借鉴。取得结果如下:①在横断面位置上,拱顶处二次衬砌厚度不足病害最严重,且由拱顶经拱腰至拱脚,缺陷率依次减小;②在纵向里程上,左线拱顶处ZK125+400~ZK125+800、拱腰处ZK126+200~ZK127+200、ZK127+400~ZK128+200段,右线拱顶处K125+900~K127+800段,左拱腰处K125+400~K126+400,右拱腰处K126+600~K127+600段二次衬砌厚度不足病害最严重,建议加强衬砌质量检测;③得到二次衬砌厚度不足病害整治前后衬砌结构的内力及安全系数变化,整治后衬砌结构的承载力明显增强,拱腰和墙脚处安全系数显著增大,十分利于坑道侧壁的受力,证明整治措施有效。
2018 Vol. 47 (04): 82-87 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
矿物工程
88 四川某硫化铅锌矿石选矿工艺研究
严群, 黄和平, 李小生, 冯博
四川某硫化铅锌矿现场工艺存在铅锌分离困难,铅精矿含锌较高,铅、银回收率低等问题。为改善现场分选指标,在对该硫化铅锌矿石性质研究的基础上,进行了选矿工艺试验。化学多元素分析表明:矿石铅、锌、银含量分别为1.03%、6.28%、37.16 g/t,矿石主要组成矿物为闪锌矿和方铅矿,脉石矿物以白云石、方解石和石英为主。选矿试验结果表明:采用在中性环境下1粗3精1扫选铅,高碱环境下1粗1精1扫选锌的浮选工艺,可以得到铅品位57.45%、含锌6.09%、含银501.58 g/t、铅回收率71.17%的铅精矿,锌品位53.11%、含铅0.95%、含银235.11 g/t、锌回收率93.45%的锌精矿。与现场指标相比,选矿工艺段数明显减少,同时铅精矿铅品位提高了12.11个百分点,铅金属回收率提高了12.46个百分点,并且赋存在铅精矿和锌精矿中银的金属回收率提高了61.97个百分点。
2018 Vol. 47 (04): 88-92 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
92 青海某低品位磷矿石综合利用研究
程宏伟, 刘长淼, 卫敏, 吴东印, 吕子虎, 赵登奎
青海上庄磷矿石主要组成矿物为透辉石、黑云母、(氟)磷灰石和磁铁矿,还有少量的长石、榍石和方解石。矿石P2O5、TFe和K2O品位分别为3.52%、9.08%和3.77%。黑云母主要呈不规则片状或片状分布,结晶粒度较粗,磷灰石多分布在透辉石、黑云母和磁铁矿的粒间,一般在0.3~1.5 mm,易于单体解离。透辉石和黑云母的矿物结晶粒度较粗,但是在矿石中相互包裹现象比较普遍。为给该矿石的开发利用提供参考,进行了实验室选矿流程试验。结果表明:采用棒磨粗磨(-0.35 mm占78.22%)分级(d=0.35 mm)、粗粒级摇床重选黑云母、细粒级棒磨再磨(-74 μm占50.90%)1粗2精1扫浮选磷灰石、浮选尾矿3段磁选磁铁矿(一段磁选精矿磨细至-74 μm占94.00%)、磁选尾矿分级(d=45 μm)脱泥后浮选分离透辉石和细云母的联合流程,获得了P2O5品位为32.01%、P2O5回收率为92.85%的磷精矿,K2O品位为9.58%、K2O回收率为20.80%的粗云母精矿和K2O品位为8.38%、K2O回收率为37.38%的细云母精矿,云母总回收率为58.18%;此外,还可获得TFe品位为64.35%、回收率为33.62%的铁精矿。实验室试验获得了满意的选矿指标,试验在保证磷灰石和磁铁矿回收率的情况下,综合回收了云母和透辉石矿物,实现了矿石的综合回收。
2018 Vol. 47 (04): 92-98 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
99 广东大尖山某铅锌多金属矿石选矿试验
石贵明, 周意超, 刘琴, 张晶晶, 李明, 汤石玉
广东大尖山某铅锌多金属矿石铅品位为2.10%、锌品位为3.805%、银含量为35.85 g/t。矿石铅、锌均主要是以硫化矿的形式存在,硫化铅和硫化锌分别占总铅和总锌的95.71%和95.84%。为给该矿石开发利用提供依据,进行了选矿工艺试验。结果表明:矿石磨细至-74 μm占80%,以CaO为矿浆pH调整剂、硫酸锌为抑制剂、丁胺黑药+丁黄药为捕收剂,经1粗3精4扫铅浮选,铅浮选尾矿以CaO为矿浆pH调整剂、CuSO4为活化剂、丁黄药为捕收剂,经1粗3精4扫锌浮选,获得了铅精矿铅品位60.29%、铅回收率92.02%、含银826.13 g/t、银回收率72.75%、含锌3.64%,锌精矿锌品位48.32%、锌回收率92.30%、含铅0.95%的指标。
2018 Vol. 47 (04): 99-104 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
105 给料粒度及产品粒度对其邦德球磨功指数的影响
王泽红, 周鹏飞, 宁国栋, 毛朝勇
邦德标准球磨功指数测定时要求的给料粒度为-3.2 mm,这在某些情况下很难获得,因此,研究邦德标准球磨功指数与待测定物料粒度之间的关系就显得尤为必要,这对拓宽邦德球磨功指数的应用范围,特别是对选矿厂二段磨机和再磨磨机的精确设计及计算起到重要的理论指导作用。以均质物料石英和非均质物料铁矿石为试验物料,采用邦德功指数测定方法,研究了邦德标准球磨功指数随给料粒度及产品粒度的变化规律,并建立了邦德功指数与给料粒度、产品粒度之间关系的数学模型。试验结果表明:在试验控制筛孔尺寸范围内,随控制筛孔尺寸变小,邦德球磨功指数基本呈现增大的趋势,且石英增大的幅度大于铁矿石增大的幅度;邦德球磨功指数与控制筛孔尺寸(μm)之间的关系可用二次函数关系式描述;给料粒度越细,磨矿循环达到平衡时其产品粒度(P80)越粗,但当筛孔尺寸小到一定程度时,产品粒度变化不明显;无论是均质物料石英还是非均质物料铁矿石,邦德球磨功指数随给料粒度的变化趋势相同,二者之间呈指数函数关系;均质物料石英的邦德标准球磨功指数适用范围为给料粒度1.7~3.2 mm,非均质物料铁矿石的适用范围为给料粒度0.9~3.2 mm,前者较窄,后者较宽,小于上述范围,则需对测定结果进行修正。
2018 Vol. 47 (04): 105-109 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
110 破碎方式对冀东磁铁矿石微裂纹特性的影响
梁广泉, 夏夕雯, 魏德洲, 徐新阳
为考察矿石不同破碎方式对破碎后所得产品颗粒内部微裂纹特性存在的差异,以冀东地区某磁铁矿石为研究对象,对高压辊磨和颚式破碎2种破碎方式所得产品进行对比,分析不同破碎产品的微裂纹差异,并通过Bond球磨功指数的测定,研究微裂纹特性对磨矿产品的影响。结果表明:矿石经高压辊磨机破碎后产生的晶内裂纹和解离裂纹数量均明显高于颚式破碎机破碎后产品,随着粒度逐渐降低,颗粒中微裂纹的长度、宽度以及数量均逐渐增加,同时产品颗粒表面的粗糙度也显著增加;高压辊磨破碎产品比常规破碎产品的Bond球磨功指数(目标粒度-0.15 mm和-0.074 mm)分别降低了13.55%和14.14%,采用高压辊磨破碎可有效降低磨矿能耗;在相同磨矿细度条件下,微裂纹数量多的物料,细粒级中铁矿物的含量更多,同时粒度分布也更为合理,但增长趋势随着磨矿细度增加而逐渐减弱。试验结果可以为冀东磁铁矿石降低碎磨成本,实现降本增效提供理论依据。
2018 Vol. 47 (04): 110-113 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
114 浮选药剂与矿物作用机理研究方法探讨
刘学勇, 韩跃新
浮选过程中药剂与矿物的作用机理十分复杂,明确浮选药剂与矿物的作用机理可以为浮选药剂的分子设计提供理论指导。近年来通过试验研究及分析测试技术对浮选药剂与矿物表面作用的研究,取得了很多成果。总结了浮选药剂与矿物作用机理的研究方法,并介绍了几种主要研究方法的应用实例。单矿物试验、动电位、接触角、吸附量等方法可明确药剂与矿物的作用强度及矿物可浮性;通过IR、UV、XPS、SIMS、AES等手段可分析浮选药剂与矿物的作用方式;利用分子模拟技术可以从微观层面模拟药剂与矿物的作用过程,得出作用规律。借助各种研究测试方法为研究矿物表面的结构,理解矿物与浮选药剂之间作用过程,探讨作用机理提供了有力的工具。指出分子模拟技术必将广泛地应用于浮选药剂作用机理的研究中,在提高研究效率及新型浮选药剂的开发中起到重要作用。
2018 Vol. 47 (04): 114-120 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
121 青海五龙沟金矿中金的赋存状态研究
谢卓宏, 梁冬云
青海五龙沟金矿石贵金属矿物以自然金为主,金品位为2.43 g/t,伴生低品位银,属于微细粒—超微细粒浸染型含碳、砷的极难选冶金矿石。为给该矿石的开发利用提供依据,采用X荧光分析法、化学分析、矿相显微镜、X射线衍射分析及MLA矿物自动定量系统等手段对矿石的化学成分、结构构造、矿物组成及金的赋存状态进行研究。结果表明:①矿石有价元素为金、银,有害杂质砷、碳含量较高,含金矿物主要有自然金及方锑金矿、黑铋金矿、碲金银矿等;②金粒大多数呈显微、超显微分散状态包含于毒砂及斜方砷铁矿中,其次包含于绢云母、绿泥石和石英等脉石矿物中,少数与黄铁矿和磁黄铁矿连生或包裹,显微镜中可见金不多,粒度大多小于1 μm;③金嵌布粒度以微细粒为主,98.45%金粒粒度小于0.04 mm;黄铁矿、毒砂和磁黄铁矿的嵌布粒度以中细粒为主,均处于浮选的适宜范围;④金的选矿回收与硫砷化物的回收密切相关,尤其是要重视毒砂的回收。研究结果可以为该金矿石的合理开发利用提供技术依据。
2018 Vol. 47 (04): 121-125 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
126 提纯膨润土制备复合黏结剂用于生产球团试验
殷志祥, 李秀晨, 白阳, 王国良, 梁艺, 宁志扬
为降低以磁铁矿粉为原料制备球团时黏结剂膨润土的添加量,探索低品位膨润土在球团工业中的应用,以朝阳某旋流器提纯后膨润土与有机黏结剂CMC进行复配为复合黏结剂,考察添加复合黏结剂对磁铁矿粉制备生球质量的影响。结果表明,在Φ150 mm和Φ75 mm两级旋流器串联,分级压力分别为0.1 MPa和0.2 MPa的条件下,膨润土原土蒙脱石含量从60.25%富集到81.04%,产率为60.93%、回收率为81.95%。以CMC配入量为提纯后膨润土质量的3%、螺旋挤压次数为3次时制得的复合黏结剂制备球团,可使球团中黏结剂的配比降低到0.8%,在此配比条件下制备的生球落下强度为5.2次,爆裂温度为475 ℃、生球抗压强度为12.85 N/个,满足球团性能要求。采用复合黏结剂制备球团有利于后续工艺的节能降耗,是未来球团工业发展的趋势之一。
2018 Vol. 47 (04): 126-130 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
地质与测量
131 青海泥巴山一带Sb地球化学特征及锑金矿找矿前景
白国典, 裴中朝, 王艳慧, 方怀宾, 吕际根, 王坤
青海泥巴山一带地处东昆南断裂以南的华南板块鲸鱼湖—阿尼玛卿晚古生代—早中生代缝合带。分析了青海泥巴山一带Sb等元素的地球化学分布富集特征,讨论了元素组合特点及相关性。对比分析了1∶5万水系沉积物Sb异常和1∶1万土壤地球化学Sb异常,认为Sb异常重现性好,且伴生有Au、Cu、Pb、Zn等元素组合,呈现水平分带现象,具有层控型Sb矿异常特点。结合区内化探成果,进行了异常工程验证,发现锑矿体1条(Sb品位为0.48%~5.97%,平均3.23%)、金矿体1条(Au品位为1.2 g/t)。研究表明:①昌马河组浊积岩为金锑矿的成矿母岩,断裂构造为岩浆和热液提供了良好的上升通道,从而严格控制着区内金锑矿(化)体的分布;②在该区采用 1∶5万水系沉积物测量→1∶1万土壤地球化学测量→地质观察→槽探工程揭露的找矿方法效果较明显,1∶1万土壤测量Sb异常大于20×10-6的地段均有可能发现锑矿(化)体。在上述分析的基础上,划分出了A、B、C 3个找矿靶区,并在A靶区经探槽揭露发现了锑金矿(化)体,显示出该靶区找矿前景较好。
2018 Vol. 47 (04): 131-139 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
140 湘东钨矿矿床地质特征及深部找矿预测
黄德晶
湘东钨矿位于扬子板块与华夏板块结合带,邓阜仙—诸广山NW向和陵县—临武NE向构造岩浆岩带交汇处,为石英脉型钨矿床。该矿区自20世纪50年代投产以来已连续开采约60 a,探明的可采钨矿资源已接近枯竭,该矿山已逐渐步入资源危机矿山行列。进一步开展矿区深部及其外围找矿勘查工作,扩大资源储量,对于延续矿山服务年限意义重大。结合矿区近年来的地质勘探成果,详细分析了区域成矿地质背景、矿区及矿床地质特征,并进行了深部找矿预测。研究表明:①燕山早期中粒二云母花岗岩岩浆和构造活动形成的大断裂带(EW向老山坳断层(F1),NE向金竹垄断层(F2))为成矿提供了物质基础和空间基础,燕山晚期构造活动对成矿后的矿脉起破矿作用;②矿区先后经历了加里东期、印支期挤压作用,燕山早期伸展作用以及燕山晚期挤压作用等4个主要的构造活动;③根据矿区成矿地质特征,综合分析认为老山坳断层(F1)下盘深处破裂发育区、SS2、SS3矿脉东端及深部、F8断层深部均为有利的找矿远景区,值得进一步开展工作。
2018 Vol. 47 (04): 140-144 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
145 基于三维激光扫描技术的某金矿采场体积测量与计算
李鹏宇, 姜岳, 宗琪, 牟占武, 袁鑫, 姜岩
为提高黄金矿山采场验收测量精度与工作效率,以山东某黄金矿为例,应用三维激光扫描技术代替传统测量方法对该矿地下采场体积进行测量和计算。根据三维激光扫描测量模式,分析了激光扫描数据处理流程,构建了测量误差分析模型,研究了测量误差、采样间隔对采场体积计算的影响以及三维激光扫描数据格式转换与数据共享机制,探讨了三维激光扫描数据在SURPAC软件中的应用以及不同等高线间距、抽稀间距对采场体积计算精度的影响。研究表明:利用三维激光扫描技术能够快速精确获取采场三维空间数据,构建采场三维精细模型;为进一步提高采场体积的计算精度,可将三维激光扫描数据采样间隔设置为50~200 mm,等高线间距应小于0.5 m,抽稀间距不宜大于1.5 m。
2018 Vol. 47 (04): 145-149 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
150 基于三维激光扫描技术的矿区建筑物变形监测方法
焦晓双, 胡海峰, 廉旭刚
传统变形监测方法存在工作量大、监测点难以保护、监测时间长等不足,与传统监测方法相比,三维激光扫描技术具有非接触、高密度、高精度、信息量大、快速获取物体表面三维空间坐标等优点。结合相似材料模型试验,提出了基于三维激光扫描技术的矿区建筑物变形监测思路。首先采用全站式三维激光扫描仪分别对二维相似材料模型在5个不同开采时段进行整体扫描,将扫描数据通过点云数据后处理软件进行预处理,从中提取模型上黑白靶标即变形监测点的三维坐标;然后结合MATLAB语言编程,实现监测点由假定坐标到目标坐标的自动化转换,提高点云数据处理效率;最后根据试验得出的变形监测思路,对某矿区水塔进行了变形监测,并与全站仪的监测数据进行了对比分析。研究表明:采用三维激光扫描技术获取的水塔变形监测数据与全站仪获取的监测数据的最大误差仅为1.8 mm,远小于沉降变形监测10 mm的精度要求,可见对矿区建筑物采用三维激光扫描技术进行变形监测具有可行性。
2018 Vol. 47 (04): 150-153 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
机电与自动化
154 矿车轻/重车运行状态距离判别分析模型
相诗尧
为了判别出矿用巨型卡车在行驶过程中的轻/重车运行状态,提出了一种轻/重车运行状态距离判别分析模型。通过选取矿车行驶过程中的轮胎气压、轮胎温度、速度、加速度和环境温度5个指标作为判别因子,利用97组样本数据作为训练样本,基于距离判别法基本原理,选用马氏距离为判别距离,建立了该判别分析模型。通过训练样本的回代结果以及假设检验结果证明了该模型的合理性。利用该模型,实现了对待判样本的准确判别,说明该模型可以应用到矿用巨型卡车的轻/重车运行状态的判别。
2018 Vol. 47 (04): 154-158 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
159 矿山顶板冒落危险性预测可视化模型研究
王子健, Matheus M Kanime, 程五一, 赵贞
根据顶板冒落危险性区域划分平面图进行顶板预防管理逐渐成为非煤矿山顶板管理的常用手段,然而由于非煤矿山的隐伏性和三维立体性,根据区划平面图进行的顶板管理容易出现混淆、管理困难等情况。鉴于此,结合某矿钻孔相关资料以及顶板冒落危险性划分结果,利用Surpac软件构建矿山顶板冒落危险性可视化模型,使得该矿顶板冒落危险性划分结果更加清晰、立体,对顶板管理有重要指导意义。
2018 Vol. 47 (04): 159-162 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
163 用于非煤矿山凿岩连接套加工的内旋风铣设计与改造
汤乐军
连接套是非煤矿山凿岩钎具的一个重要组成部分,连接套的螺纹加工质量直接关系到连接套的使用寿命。旋风铣是与普通车床配套的高速铣削螺纹装置,因其加工时的速度快、精度高、表面粗糙度好等诸多优点,已受到业内越来越多的重视。介绍了在普通车床上进行的溜板、滚珠丝杠、挂轮箱、刀杆及铣轴箱等机械方面的改造方法,同时简要介绍了西门子S7-200系列PLC为控制主件的包含西门子MM440变频器、步进电机主电机等电气元件的控制电路设计。最终实现了普通车床到专用于凿岩连接套的波形内螺纹加工的旋风铣床的改造,很好地解决了凿岩连接套的波形内螺纹加工问题。
2018 Vol. 47 (04): 163-167 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
安全与环保
168 基于FAHP-GRA评价方法的顶板承压含水层富水性预测研究
薛森, 李文平, 郭启琛, 刘士亮, 孙梦雅, 范宝江
煤层顶板承压水作为直接突(冲)水源,对煤层开采的安全进行至关重要,准确评价采矿区含水地层的富水性尤为重要。针对现有方法对煤层顶板承压水含水层富水性预测方面存在的问题,研究了多个对富水性产生影响的因素,结合各单影响因素指标量化归一并进行分区。并利用FAHP-GRA,以转龙湾矿区为例,提出了一种富水性综合分析的预测评价方法。
2018 Vol. 47 (04): 168-172 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
173 含硫量对硫化矿粉尘云最小点火能的影响
饶运章, 刘志军, 洪训明, 杨明山, 陈斌
为探究含硫量对硫化矿粉尘云最小点火能的影响,将A、B、C 3组不同含硫量的硫化矿粉尘云于20 L爆炸球中测定最小点火能。所得实验数据用点火概率(是否着火)表示最小点火能的方法,得出各组硫化矿粉尘云着火概率随点火能变化的分布曲线。通过实验得出各组硫化矿粉尘云最小点火能为:A500组3~4 kJ、B500组6~8 kJ、C500组>12 kJ;A300组2~3 kJ、B300组4~6 kJ、C300组>12 kJ;A200组2~3 kJ、B200组6~8 kJ、C200组>12 kJ。结果表明:含硫量越高最小点火能越低,亦即爆炸危险性越大。
2018 Vol. 47 (04): 173-177 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
178 充填料浆自流输送管道磨损机理研究
毛明发, 王炳文, 朱家锐, 常伟华
为解决矿山充填管道磨损严重而影响充填系统的稳定性的技术难题,采用现场调研、理论分析和数字模拟等方法对深井充填管道磨损机理进行了深入研究。 研究确定了钻孔管道的主要磨损形式,利用控制变量法定量分析了不同影响因素对管道磨损的影响程度。提出了计算垂直钻孔管道中自由下落段高度的方法,建立了料浆对钻孔入口以及底部直角弯管的冲击力与磨损量的物理力学模型,确定了相关磨损位置的磨损区域大小。从动量、能量以及料浆相变理论等多角度探讨了充填管道的磨损机理,优化了管壁单位面积耗能量的计算式,提出了垂直钻孔自由下落段空气区内气体循环流动概念,并建立气体流动物理模型。
2018 Vol. 47 (04): 178-184 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
综合利用
185 含钛高炉渣综合利用的研究进展
景建发, 郭宇峰, 郑富强, 谢小林, 杨凌志, 陈凤
我国钒钛磁铁矿经高炉法冶炼后钛资源基本都富集在渣相中,结构复杂,无法进一步回收利用,造成钛资源无法有效利用和环境污染等问题。归纳了国内外含钛高炉渣综合利用方面的研究成果,从整体利用和提钛2方面分别讨论了目前已开发的利用方法所存在的问题。整体利用含钛高炉渣(如制作建筑材料、特种功能材料等)法虽然能解决堆积产生的环境问题,但经济附加值低,且大量的钛资源被浪费,对钛资源的利用率低。在含钛高炉渣提钛利用方法中,直接酸解法或者碱法处理制备的产品品质低,经济性差,还会带来二次污染;含钛高炉渣制备含钛合金的方法成本高、产品应用范围窄;选择性富集分选法提钛时含钛矿物的转变不彻底,并且能耗高、添加剂消耗量大,钛的回收率不高;高温碳化—低温氯化工艺中高温碳化过程可以利用液态炉渣的物理热,大幅降低了碳化工序的能耗,低温氯化过程可在400~550 ℃实现TiC的选择性氯化,避免了钙镁等杂质的影响,且氯化产物杂质含量低,钛回收率高,产品价值高、市场大。在此基础上,指出高温碳化—低温氯化处理含钛高炉渣具备工业化应用前景,值得进一步开展研究。
2018 Vol. 47 (04): 185-191 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
192 利用矿山废弃高塑性红黏土制备轻质陶粒的研究
贾晓钊, 雷国元, 余晓东, 向锐, 毛绍波, 季佳善
生产上多取用农田黏土制备轻质陶粒,以红黏土为主要原料的技术还未见报道。某矿山在开采过程产生大量剥离红黏土,长期堆存无法利用。以该红黏土为主要原料,添加普通黏土、化合物L、石灰石、煤粉进行轻质陶粒制备试验,考察原料配比及焙烧制度对烧成陶粒性能的影响。结果表明,加入适量普通黏土、化合物L可有效降低陶粒烧制过程中的炸裂率,烧成陶粒强度、表观密度随普通黏土、化合物L、煤粉的添加量及焙烧温度的增加而降低,适量添加石灰石可增强烧成陶粒强度;以红黏土、普通黏土、化合物L、石灰石、煤粉质量比为85.5∶7.0∶3.5∶3.0∶1.0混合制得陶粒生球,在105 ℃下干燥4 h、450 ℃预热30 min、1 170 ℃焙烧12 min,可制得轻质陶粒。工业投笼试验所得成品陶粒的关键性能指标均达到GB/T 17431.1—2010中对500级陶粒的质量要求,说明该技术具有实际生产应用价值。研究成果突破了轻质陶粒对原料的严格限制,为矿山剥离高塑性红黏土的高附加值利用提供了新途径。
2018 Vol. 47 (04): 192-196 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
金属矿山
 

新 闻 公 告

 
关于举办露天矿山岩土工程安全技术与灾害防治
关于举办非煤地下矿山开采损害防治技术培训班的通知
“铁矿资源集约化高效利用”专题征稿启事
2016中国矿业科技大会征文通知
2015全国选矿智能控制与节能技术专题学术交流会
《金属矿山》“稀土工程”栏目征稿
  
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    工程研究中心
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    置工程技术研究中心
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    进中心
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