金属矿山
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金属矿山
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2019年 48卷 04期
刊出日期 2019-04-15

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
采矿工程
1 多孔介质中的流动、传热与化学反应
姜元勇, 徐曾和, 曹建立1
矿业工程中的许多生产实际问题都可以归结为多孔介质中的传递问题。多孔介质分布广泛,研究其中的流动、传热与化学反应问题具有重要的实际应用和科研价值。评述了多孔介质中流动、传热与化学反应的研究现状,分析了3个过程之间的相互关系。指出流动作为一种输运方式,携带物质和热量沿流动方向进行迁移,引起物质浓度和温度分布的改变,对传热和化学反应过程产生影响;传热通过改变温度分布,引起流体物理性质和化学性质的改变,进而影响流动和化学反应;化学反应通过消耗反应物和生成产物,改变多孔介质的孔隙结构,改变孔隙流体的物理化学性质,改变固体和流体的传热性质,进而影响流动和传热。分析表明,化学反应作为发生在微观尺度上的过程,对宏观的流动和传热过程具有明显的影响,要对这种影响进行定量描述必须发展新的跨尺度的分析、测试和计算方法。
2019 Vol. 48 (04): 1-5 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
6 新城金矿滕家矿区深部巷道围岩破坏与数值分析
由伟, 张姝婧, 李怀宾, 刘滨, 杨晓明, 赵兴东
针对新城金矿滕家矿区深部巷道围岩进行现场工程地质调查、岩石力学实验,分别应用RMR、Q和GSI方法对巷道围岩进行岩体质量分级,确定其围岩体质量等级为III级,岩体质量差~一般。以岩体质量分级为基础,应用Hoek-brown准则和经验公式估算岩体力学参数。应用弹塑性力学解析巷道围岩塑性区破坏范围,并以此为基础应用Phase2对巷道围岩稳定性进行分析。结果表明:巷道顶板塑性破坏范围为0.598 m,两帮塑性破坏范围分别为0.84 m和0.695 m;巷道顶板位移为7.2 mm,两帮位移分别为7.6 mm和6.8 mm;从巷道围岩应力分析可以看出,深部巷道开挖产生的应力集中超过岩体强度,由此判断深部巷道围岩破坏主要是开挖扰动应力作用在节理化岩体上致使巷道围岩失稳破坏,本研究结果对该矿深部巷道围岩支护提供依据。
2019 Vol. 48 (04): 6-10 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
11 高硫尾砂充填体强度变化规律实验研究
陈鑫政, 郭利杰, 史采星, 许文远, 李文臣
国内某铜矿尾砂含硫偏高,为论证该矿山能否采用尾砂胶结充填,通过尾砂充填配比实验研究高硫尾砂充填体强度变化规律。结果表明:高硫尾砂充填体在不密闭条件下养护,随龄期的增长逐渐开裂,强度先增加后逐渐减小;在密闭环境下养护,充填体未出现开裂现象,强度随龄期的增长逐渐增加至相对稳定。在不密闭条件下养护,充填体前期强度随料浆质量浓度和灰砂比的变化呈规律性增加或减小,后期强度随灰砂比或质量浓度的变化无明显规律;扫描电镜分析显示高硫尾砂充填体开裂主要是因充填体内含有大量的钙矾石和石膏等膨胀性物质。
2019 Vol. 48 (04): 11-14 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
15 金川龙首矿西二采地应力状态分析
孙林, 吴满路, 张超, 顾金钟, 马建龙
为保证龙首矿西二采区开采和支护工程的顺利实施,在龙首矿西二采区1 430 m、1 514 m、1 610 m3个中段巷道上,采用空心包体应力解除法进行地应力测量,共获得6个测点三维应力测量数据,同时绘制各个测点不同法线方向的截面应力椭圆。结果表明:在井下100~280 m深度范围内,最大主应力量值约为10~14 MPa,属于中等应力水平;测点2、5、6最大主应力量值与最小主应力量值差值较大,范围在8.2~11.2 MPa;地应力状态特征参数KHh、KHV、Kav分布范围分别为1.43~4.81、1.06~3.1、0.88~2.28,基本在先前的参数研究范围内;各测点最大水平主应力大于垂直应力,构造力处于主导地位,但从各测点主应力与水平面的夹角大小可知,非水平应力场特征开始出现,显示该区应力特征的复杂性;最大主应力的方向为NNE、NWW2组,优势方向为NNE向,至于NWW方向是否可能成为西二采区新的最大主应力的优势方向还需进一步进行地应力测量工作方可得出结论。
2019 Vol. 48 (04): 15-19 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
20 某矿分段采场上盘围岩稳定性分析及工程应用
杨春城
为了保证某倾斜矿体分段采场的安全生产,采用理论分析和FLAC3D相结合的方法对不同条件的采场上盘围岩的稳定性进行研究;分析各参数条件下上盘围岩的当量暴露面积、应力、位移、塑性区分布等指标与采场长度、高度之间的关系;结合岩石强度理论、拉应力区分布面积及位移极限判据提出安全经济的结构参数,并通过工程应用对分析结果进行论证。结果表明:当量暴露面积随采场长度的增长率大于随高度的增长率,当采场长度大于40 m时,采场高度对当量暴露面积的影响权重逐渐增大;当采场长度和高度均为40 m时,其上盘围岩沿采场左右边缘及底部分布拉应力破坏区,最大位移量为41.77 mm,局部逐渐产生了塑性区,但各塑性区未发生贯通,可保持自身稳定。工程应用结果表明,开采过程中上盘围岩在出矿期间未出现剥离和掉渣现象,整体稳定。因此,为了有效保证采场安全和生产效率,建议矿山采场高度选择40 m,长度选择40 m。
2019 Vol. 48 (04): 20-25 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
26 倾斜条带陡帮剥岩工艺在南芬铁矿中的优化应用
赵铁林
南芬露天铁矿是多分期开采矿山,当前执行的是三期境界向四期境界扩帮过渡。由于四期扩帮区最低作业面距下方三期主采场采剥作业面高差大,过渡时间长,无法保证矿石稳产高产过渡;在上盘通向主采场的原开拓运输道路因扩帮滚石堵塞的情况下,主采场的大部分矿石,必须经由下盘开拓运输系统绕行运输,运距远。针对上述情况,优先在上盘局部扩展1个窄倾斜分条,增加三期采剥区可采矿量,同时在上盘新开辟1条安全可靠、经济合理的临时运输道路,为矿山持续稳产、降低运输成本创造条件。
2019 Vol. 48 (04): 26-30 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
31 某金矿压滤尾砂膏体充填综合性能试验
寇云鹏, 杨纪光, 齐兆军, 杜加法, 荆晓东, 盛宇航
某金矿使用+37 μm的粗尾砂进行高浓度胶结充填,并已成熟运用粗尾砂胶结充填技术。为最大限度使用尾砂,减少-37 μm的细尾砂堆存到尾矿库中,降低整个矿山开采成本和消除安全隐患,该金矿对压滤(全)尾砂膏体充填综合性能进行了试验研究。试验结果表明:压滤(全)尾砂膏体充填综合指标高于分级尾砂高浓度充填,质量浓度76%的料浆坍落度、扩展度、屈服应力、黏度和泌水率等综合指标最优,满足采矿方法的要求,并根据矿山生产实际,提出了压滤(全)尾砂膏体充填工艺方案。
2019 Vol. 48 (04): 31-35 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
36 基于颗粒流方法的端部放矿力链特性研究
韩连生, 杨宇江
为加深对端部放矿矿岩颗粒流动机理的认识,采用颗粒离散方法,通过均匀分布的球形颗粒描述矿岩块构成,设计了具有矿岩散体细观性质的三维无底柱数值模型,进行了放出体流动特性细观分析。利用接触力学方法计算矿岩流动过程中颗粒间的接触力和力网分布特征,计算结果表明:①放矿过程中颗粒间接触力与平均接触力的比值f不受放矿的影响,肯峰值约等于1,在f>1时服从幂函数关系,f<1时呈负指数关系;②颗粒内长度L大于3个颗粒数的力链概率服从e指数关系,一次放矿中力链较长的概率略有降低,但在任意时刻,均随着力链长度的增加而迅速下降;③放矿的全过程中,f∈[1,2]时接触力随出矿次数的增加而线性下降,但f>2时接触力不受放矿影响。
2019 Vol. 48 (04): 36-40 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
41 不同掺合料及掺量下铀尾矿水泥固化体力学性能及氡析出率测量实验研究
蒋复量, 王小丽, 黎明, 刘永, 李向阳1, 陈冠, 郭锦涛
铀尾矿水泥固化过程中,经常会遇到混合不均匀而导致强度较低、氡析出率高等问题。为了改善固化体的性能,在固化体中掺入一些其他固化材料,例如粒化高炉矿渣、粉煤灰和生石灰等。通过调整固化体中掺合料的种类、掺量和养护龄期,测试铀尾矿水泥固化体的饱和含水率、力学强度和氡析出率等性能。实验结果表明:单掺粒化高炉矿渣、粉煤灰和生石灰时,铀尾矿固化体7 d、14 d和28 d龄期抗压强度、抗拉强度和抗剪强度均有所提高;从力学性能考虑,效果最好的是养护28 d掺量为25%粒化高炉矿渣固化体,其饱和含水率也最低;掺量越大氡析出率越低,但是效果最好的是掺入25%的粒化高炉矿渣,其次是掺入25%的粉煤灰。该研究成果可为今后铀尾矿库退役治理提供理论参考和决策依据。
2019 Vol. 48 (04): 41-47 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
48 亭南煤矿液态CO2致裂巷道卸压技术的应用研究
题正义, 陈波
为了消除冲击地压给亭南煤矿带来的安全隐患,采用液态CO2致裂技术对危险区域的煤体进行预裂爆破。通过数值模拟研究控制孔对钻孔爆破的影响及亭南煤矿爆破孔的合理间距,并采用钻屑法对爆破后的效果进行分析。研究结果表明:控制孔的存在对煤预裂爆破效果是有利的,施工控制孔之后进行煤层液态CO2爆破的裂隙区影响范围明显大于无控制孔时的爆破的裂隙区影响范围;爆破孔的合理间距为7 m;爆破后钻屑量的测定结果均小于钻屑量的临界值,爆破后消除了煤体冲击地压的安全隐患,可以正常开采。
2019 Vol. 48 (04): 48-52 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
矿物工程
53 霓石溶出金属离子对镜铁矿、霓石可浮性的影响
李明阳, 陈泽, 胡义明, 刘军, 张颖异, 高翔鹏
为了研究霓石表面溶出离子Fe3+、Na+对十二胺体系中镜铁矿和霓石可浮性的影响,以0.044~0.074 mm粒级镜铁矿和霓石单矿物为研究对象,进行单矿物浮选试验,并通过Zeta电位测量和溶液化学计算研究其作用机理。结果表明:十二胺对镜铁矿和霓石均具有较好的捕收作用;Fe3+对镜铁矿的抑制效果强于霓石,Na+对2种矿物可浮性均无明显影响;加入Fe3+、Na+均能使镜铁矿和霓石矿物表面电位发生右移,表面电位升高减弱了十二胺在矿物表面的静电吸附;Fe3+主要以亲水性Fe(OH)3沉淀形式吸附在矿物表面,使矿物亲水性增大,从而对矿物产生抑制作用。
2019 Vol. 48 (04): 53-57 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
58 微细粒鲕状赤铁矿磁化絮凝行为与机理研究
周文波, 向军, 李艾强, 李青青, 齐放, 陈庭阔
为提高赤铁矿絮凝浮选指标,分别采用磁化水、磁化矿浆和磁化淀粉3种磁化方式对赤铁矿进行絮凝沉降,考察磁处理方式对絮凝效果的影响。结果表明,3种磁化方式均能提高鲕状赤铁矿絮凝沉降率。光学显微镜分析结果显示,经过磁化处理后的絮团较未磁化时表观粒径更大,结构更加紧密,同时观察到絮团周围分散着透明的石英颗粒,说明磁化处理能够显著促进微细粒赤铁矿选择性絮凝。在磁化水、磁化矿浆和磁化淀粉3种磁化方式作用下赤铁矿颗粒表面ζ电位均随着磁化时间的增加而降低,ζ电位的变化趋势与鲕状赤铁矿在不同磁化条件下沉降率的变化规律一致。3种磁化方式对微细粒赤铁矿的絮凝过程符合扩展的DLVO理论,其絮凝机理为:磁化处理能在不同程度上降低赤铁矿颗粒表面ζ电位,进而降低了微细粒赤铁矿颗粒间的双电层排斥力,降低了颗粒间的势能垒。
2019 Vol. 48 (04): 58-63 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
64 新疆某铜镍硫化矿选矿工艺研究
王朝, 卜显忠, 翁存建, 王鹏程, 刘波, 罗仙平
新疆瑞伦某铜镍硫化矿原矿含铜0.14%,含镍0.51%,属于高镍低铜硫化铜镍矿。原矿中铜品位较低,同时含有大量易泥化的滑石、蛇纹石等脉石矿物,给该铜镍矿的高效回收带来不利影响。为高效开发利用该铜镍硫化矿石,进行了系统的选矿工艺研究。实验室小型闭路试验结果表明:在磨矿细度为-74 μm占75%,以碳酸钠为pH调整剂,硫酸铜为活化剂,水玻璃和CMC为抑制剂,Z-200、丁铵、丁黄和戊黄为捕收剂的条件下,经2粗4精3扫铜镍混合浮选,铜镍混合精矿以石灰为pH调整剂、Z-200为捕收剂、BK-204为起泡剂,可获得含铜26.12%、含镍0.55%,铜回收率76.49%、镍回收率0.44%的铜精矿,含镍10.42%、含铜0.39%,镍回收率73.14%、铜回收率9.97%,MgO降至5.88%的镍精矿。试验解决了镍精矿中氧化镁杂质含量较高的问题,提高了精矿质量,可以为现场生产提供理论依据。
2019 Vol. 48 (04): 64-70 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
71 云南某含金银低品位硫化铅锌矿浮选试验
温凯, 陈建华
云南某含金银硫化铅锌矿石铅品位为0.77%,锌品位为2.13%,并且伴生大量金、银等贵金属,金、银的嵌布粒度微细。为给该矿石开发利用提供依据,采用优先浮选硫化铅,选铅尾矿再选锌的优先浮选流程进行试验。结果表明:在磨矿细度为-0.074 mm占81.33%,以碳酸钠为pH调整剂,以硫酸锌+焦亚硫酸钠为抑制剂,以乙硫氮+3418A为捕收剂,经过2粗3精1扫选铅,选铅尾矿以硫酸铜+氯化铵为活化剂,以丁基黄药为捕收剂,经1粗2精1扫流程选锌,获得了铅精矿铅品位50.36%、金品位28.79 g/t、银品位965.47 g/t、铅回收率82.41%、金回收率77.18%、银回收率78.69%,锌精矿锌品位41.21%、锌回收率87.45%的指标,实现了矿石中有用金属的高效回收。
2019 Vol. 48 (04): 71-75 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
76 CaF2对褐铁矿型红土镍矿真空焙烧及碳热还原的影响
王强, 曲涛, 施磊, 杨斌, 戴永年
以CaF2为添加剂,探究了褐铁矿型红土镍矿在真空条件下焙烧对产物物相及碳热还原的影响。通过XRD、SEM、EDS和化学分析等手段,对焙烧后产物的物相以及还原后富镍铁剩余物中物相的种类进行分析。真空焙烧结果表明:在10~50 Pa的真空条件下焙烧,物料的形态(即焙烧温度)对焙烧结果影响较大,在未熔化的物相中Ni和Fe的最大富集程度分别仅有1.84%和53.10%,而在物料熔化后聚集的NiFe2O4、Fe2O3中,Ni、Fe的最大富集程度分别达到67.35%和75.16%。热力学分析和还原结果表明:CaF2在反应过程中会与原料中的Fe、Ni反应形成FeF2、FeF3、NiF2等低熔点共熔体促进物料熔化,加速反应物的传质与传热,有效促进Ni、Fe的团聚,另外,添加CaF2对真空碳热还原褐铁矿型红土镍矿剩余物的物相没有明显影响;褐铁矿型红土镍矿最佳的还原条件为还原温度1 450 ℃、CaF2添加量5%,还原后Ni、Fe的回收率分别达到99.05%和88.23%。
2019 Vol. 48 (04): 76-81 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
82 四川攀西某难选钛铁矿重选精矿浮选试验研究
杜雨生, 马龙秋, 孟庆有, 袁致涛, 虞力, 赵轩
四川攀西某难选钛铁矿重选精矿矿物种类多,金属矿物主要有钛铁矿、钛磁铁矿等,脉石矿物主要为钛辉石、绿泥石等。钛铁矿与脉石矿物嵌布粒度偏细,脉石矿物多含铁元素且易泥化。为实现该重选精矿的高效分选,进行了选矿试验研究。结果表明,通过阶段磨矿—弱磁除铁—浮选富集钛—强磁提质的工艺流程能够获得良好的分选指标。矿样磨细至-0.074 mm占55%,在弱磁选磁场强度为96 kA/m条件下弱磁除铁,弱磁尾矿以硫酸为pH调整剂、羧甲基纤维素钠(CMC)为抑制剂、油酸钠为捕收剂浮选钛铁矿,将浮选粗精矿筛分(-0.038 mm)后,筛上磨细至-0.074 mm占80%,与筛下产品合并脱泥后去除-0.014 mm粒级细泥,沉砂经4次精选,闭路浮选可获得钛精矿TiO2品位42.86%、回收率59.79%的浮选指标;对浮选精矿创新性地进行强磁提质分选工艺,最终获得钛精矿TiO2品位46.77%、回收率54.38%的选别指标。实现了钛资源的有效回收,可以为选厂建设提供技术支持。
2019 Vol. 48 (04): 82-87 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
88 超声波强化氧化磁黄铁矿浮选的机理研究
陆英, 程芳琴
为探讨超声波强化氧化后磁黄铁矿浮选的机理,通过单矿物浮选试验、超声波溶解试验、X光电子能谱表面检测分析、动电位测定和捕收剂在磁黄铁矿表面的吸附量检测,研究了超声波对被氧化后磁黄铁矿表面溶解、表面性质及可浮性的影响,并对其机理进行分析。结果表明:超声波能促进磁黄铁矿表面氧化物的溶解,超声波作用后磁黄铁矿表面富铁贫硫氧化层中FeOOH、Fe2(SO4)3溶解,暴露出富硫贫铁表面及部分新鲜磁黄铁矿表面,进一步超声处理不会改变磁黄铁矿表面性质;超声波作用后磁黄铁矿零电点负移,疏水性增强,提高了被捕收剂吸附的概率;超声波能改善磁黄铁矿浮选指标,且过度超声不会对浮选产生不利影响。试验结果对超声强化表面被氧化的硫化矿浮选具有重要的指导意义。
2019 Vol. 48 (04): 88-92 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
93 刚果(金)某氧化钴矿还原酸浸试验
李超, 覃忠祥, 宋振纶, 张杰, 王海
采用亚硫酸钠为还原剂对来自刚果(金)某钴含量为1.10%的氧化钴矿进行了还原酸浸试验研究,考察了还原剂用量、硫酸用量、浸出温度、液固比等因素对浸出率的影响。结果显示:最优浸出条件为:反应温度70 ℃,液固比1.5,还原剂用量为钴锰完全还原理论用量1.8倍,在此条件下钴的浸出率可达94.86%,锰浸出率97.43%,铁浸出率15.56%,铝浸出率42.53%,浸渣含钴0.059%。对浸出前后的物料进行分析表明,还原酸浸过程充分破坏了金属矿物结构,使有价金属以离子形式进入溶液,实现了有价元素的选择性浸出。
2019 Vol. 48 (04): 93-96 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
97 采用二氰胺钠浸出某金矿石试验研究
张凛, 朱一民, 张淑敏
针对传统氰化钠浸金工艺严重污染环境的弊端,以二氰胺钠为浸金剂,对加拿大某金品位为3.39 g/t的金矿石进行浸出试验。结果表明:矿石磨细至-45 μm占75%,在700 ℃焙烧1 h后,获得的焙砂在二氰胺钠用量8 kg/t、过氧化氢用量1.2 mL、矿浆pH=11.5、液固比4 mL/g、浸出温度35 ℃、浸出时间24 h的条件下,可获得金浸出率为89.08%、浸渣金品位0.38 g/t的指标,二氰胺钠的浸金效果良好。并且该浸金体系的总氰化物含量远低于国家环保排放标准。因此,二氰胺钠作为一种高效低毒的金矿浸出剂,具有一定的应用前景。
2019 Vol. 48 (04): 97-100 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
101 贵州某铝土矿石灰拜耳法溶出试验研究
刘安荣, 李勇, 彭伟, 王振杰
贵州某高硅中低品位铝土矿石Al2O3品位为57.62%、SiO2含量为9.54%,铝硅比为6.04。为实现氧化铝高效溶出,进行了铝土矿石灰拜耳法溶出氧化铝工艺试验。结果表明:在溶出温度为265 ℃,溶出时间为65 min,磨矿粒度为-0.074 mm含量90%,石灰添加量为1.4,矿浆液固比为4,搅拌转速为500 r/min条件下,可以获得氧化铝溶出率83%以上,赤泥平均铝硅比为1.33的溶出指标。试验结果可为该类铝硅比较低的铝土矿资源的合理开发利用提供借鉴。
2019 Vol. 48 (04): 101-104 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
105 谦比希铜矿中铜矿物的解离特性及其可浮性研究
苏敏, 窦培谦, 张瑞洋, 孙春宝, 寇珏, 刘子源
矿物的单体解离是浮选分离的前提,查明矿石细度、目的矿物单体解离度和矿石可浮性三者之间的内在联系,可为浮选前物料的准备提供指导。为此,以赞比亚谦比希西矿体矿石为例,借助矿物解离分析系统(MLA),初步探讨了不同细度下有用矿物的解离特性与可浮性的关系。研究结果表明:谦比希铜矿中的主要铜矿物为黄铜矿,含量为5.32%,脉石矿物主要有正长石、石英和云母;原矿中黄铜矿属于以微细粒为主的不等粒嵌布,黄铜矿颗粒介于10~500 μm,且多数与长石和石英毗邻,部分细颗粒被包裹在粗颗粒的长石和云母中,仅有少量单体解离颗粒存在;将原矿磨至-74 μm占70%,黄铜矿的自由表面由60.88%升高至78.14%,单体解离颗粒含量由28.90%增加至54.24%,但连生体中铜矿物的分布规律没有改变;试验矿石浮选过程最有效的选别粒度为18~100 μm,粗颗粒中铜的损失是由于铜矿物单体解离度低,过细物料的损失则是因为物料可选性差。
2019 Vol. 48 (04): 105-110 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
111 玻利维亚穆通铁矿石工艺矿物学研究
黄秋菊
玻利维亚穆通铁矿石主要有价元素为铁,矿石铁品位为57.87%,99%以上的铁以磁铁矿和赤褐铁矿的形式存在。矿石中有害元素Si、Al含量稍高,主要分布在石英、硅酸盐矿物和水铝氧石等脉石矿物中。矿石构造主要有块状构造、斑状构造、浸染状构造,矿石结构主要有斑状结构、包含结构、粒状结构、残余—骸晶结构、假象结构。赤铁矿常呈不规则粒状嵌布,并以稀疏浸染状嵌布于脉石矿物中,假象赤铁矿呈斑状嵌布,斑晶中含较多脉石包裹体,局部未被完全交代的磁铁矿与假象赤铁矿共生;磁铁矿多呈自形、半自形晶粒状嵌布,常被赤铁矿交代形成残余-骸晶结构;褐铁矿主要呈斑状嵌布,与铁质黏土紧密共生。矿石铁矿物嵌布粒度粗细不均,且部分铁矿物包裹细粒石英、绢云母,即使细磨也很难使其单体解离,这就导致与铁矿物连生的脉石矿物进入铁精矿而影响精矿品位。磨矿细度为-0.074 mm占85%时,矿石中77%以上磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿均达到单体解离,而再继续磨细时,铁矿物单体解离度随磨矿增加提高幅度不大,应选择-0.074 mm占85%的磨矿细度进行选别。
2019 Vol. 48 (04): 111-115 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
116 华阳川铀多金属矿工艺矿物学研究
王守敬
陕西华阳川铀多金属超大型矿床具有矿量大、矿种多、易开采等特点。为了给该资源的选矿工艺研究提供依据,采用MLA分析、筛分分析和剖面测量等方法对其进行了详细的工艺矿物学研究。结果表明:矿石铀含量为162 g/t、铌含量为237 g/t,主要赋存在铌钛铀矿、铅贝塔石和晶质铀矿中;矿石铅含量0.61%、银含量350 g/t,主要赋存在方铅矿和白铅矿中,未见银的独立矿物;矿石稀土元素含量较高,但主要以褐帘石的形式赋存,综合利用难度较大。矿石中有用矿物嵌布粒度粗,多大于0.15 mm。矿体剖面分析显示矿石中有用元素分布不均匀,大部分样品中铀含量在100 g/t左右,仅有少量样品中铀含量达到300 g/t,且以突变为主。对破碎样的筛分分析显示,有用元素在细粒级富集,说明矿石具有粗粒预选抛尾的可能性。综合分析认为矿石中有用元素分布不均匀、在破碎过程中分异明显是矿石粗粒预选的标型特征。
2019 Vol. 48 (04): 116-120 [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
121 内蒙古四子王旗萤石矿床成矿模式——兼论对火山岩型铀矿找矿的启示
白彦, 王智纲, 王根厚, 朱立, 姚富升, 闫国强
萤石矿化与火山岩型铀矿关系密切。为探究萤石矿成矿与火山岩型铀矿成矿模式之间的潜在关联,通过野外地质填图以及区域成矿资料分析,对内蒙古四子王旗萤石矿床的成矿模式进行了研究。结果表明:①四子王旗萤石矿主要产于下二叠统大石寨组流纹岩、流纹质凝灰岩与千枚状板岩、片岩的层间破碎带中,矿体主要受区域西里庙复式向斜控制,褶皱南翼矿体展布方向为NEE向、北翼矿体为NNE向,燕山期黑云母花岗质岩浆侵入作用提供了萤石成矿所需的温度和物质;②萤石成矿阶段可划分为3期,即早二叠世初始矿源层的形成时期、燕山早期大规模成矿富集时期以及燕山晚期叠加成矿时期;③矿区萤石矿床受地层、构造及岩浆活动共同控制,大规模的成矿活动完全受层间断裂控制,矿床类型为沉积—改造型萤石矿,这3期成矿阶段也与区域铀成矿物质的运移、富集、沉淀过程耦合,该模式对于火山岩型铀矿具有较好的找矿意义。
2019 Vol. 48 (04): 121-128 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
129 利比里亚某铁矿矿床地质特征及找矿模型
郭玉溪, 张俊, 裴中朝, 张苗苗, 曹宏雷
利比里亚某铁矿位于西非克拉通南部马恩(Man)地盾太古宙成矿区,是典型的沉积变质型铁矿床,规模为一大型铁矿床,由国内企业取得探矿权。太古宙马恩(Man)地盾比里姆绿岩带为区域重要的成矿带,已发现了多处铁矿床与矿点。利比里亚某铁矿为该成矿区的代表性矿床之一,矿体一般呈层状、似层状,整体呈“U”形和“W”形产出。结合1∶25万区域地质调查结果及相关地质工作成果,针对区内第四系覆盖层分布广且厚度大、区域变质程度高、矿体形态较为复杂的特点,开展了高精度磁测和EH4测量。通过地面高精度磁测获得的正磁—负磁—正磁异常分带识别含铁建造区域,根据EH4低阻异常对含铁建造与矿体进行空间定位,结合地质测量、探槽、钻探等手段的综合运用,在该区取得了找矿勘查突破。根据矿床地质特征、地球物理特征、找矿标志等构建了沉积变质型铁矿的找矿模型,并对选定的2处找矿靶区进行验证,取得了较好效果,对于该区后续找矿工作以及沉积变质型铁矿的找矿勘查工作有一定的参考价值。
2019 Vol. 48 (04): 129-137 [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
138 基于Unity 3D平台的露天铁矿三维可视化及云端数据传输研究
黄青青, 杨天鸿, 于庆磊, 张鹏海, 刘洪磊
工程岩体的矿岩位置和构造产状关系往往具有复杂性和随机性的特点。常用的二维表达形式在表达空间关系时具有一定的抽象性和局限性。三维数字模型在视觉上的表现较好地弥补了二维图纸的缺点。然而目前广泛应用的三维模型由于内存容量和展现平台的制约,限制了其应用范围的发展。本研究以大孤山露天铁矿为例,基于Unity 3D平台实现了对大孤山露天铁矿的三维可视化,成功发布到电脑端。同时考虑到应用的便捷性,三维模型以APK的形式发布成手机中的应用程序(APP)。除此之外,实现了电脑和手机客户端与云端服务器的数据交互传输,可实时更新动态数据。
2019 Vol. 48 (04): 138-141 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
142 一种锚杆安装设备设计仿真及试验
周远航, 刘瑞庆, 李大伟, 葛宜元
为了解决凿岩机推进锚杆安装效率低、成本高和人工安装锚杆危险性大、效率低、安装效果差,达不到相应的锚护作用的缺点,采用ANSYS仿真软件对锚杆安装设备进行静力学仿真分析和模态分析,得到锚杆安装设备的最大应变为0.046 9 mm,共振频率为35.656 Hz,根据仿真结果进行锚杆安装设备结构优化改进,设计一种锚杆安装设备,具有推进和冲击2种作业模式,能适应多种锚杆安装工况,安装效率高、锚护效果好,安装速度为39.2 mm/s,单循环节约工时约1.5 h,经济优势突出。
2019 Vol. 48 (04): 142-146 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
147 锥角对水力旋流器流场及分离性能影响的数值试验研究
魏可峰, 赵强, 崔晓亮, 何经纬, 敖然
为了考察锥角对水力旋流器内部流场和分离性能的影响,针对实验室[?]50 mm水力旋流器,采用Fluent软件中RSM湍流模型、VOF和Mixture多相流模型进行了系统的数值试验研究。流场模拟结果表明,在相同操作条件下,增大锥角,空气柱直径增大,湍流强度增加,压强和压强梯度均明显增加,从而导致整体能耗增加;切向速度随锥角增大明显升高,轴向速度变化不大,但LZVV逐渐向器壁移动,分流比逐渐降低。颗粒分离模拟结果表明,增大锥角会导致分离粒度增加,各粒级分离效率降低;小锥角容易造成“底流夹细”现象,大锥角容易引起“溢流跑粗”现象。研究结果为水力旋流器锥体的结构选择和设计提供了参考。
2019 Vol. 48 (04): 147-153 [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
154 秸秆纤维型植被混凝土边坡防护基材初期抗剪强度试验研究
郗红超, 夏冬, 李富平, 许永利
针对边坡防护过程中产生的基材局部性张拉、开裂、垮落等问题,以秸秆纤维作为基材改良剂,考虑水泥与秸秆纤维2个因素,考察基材7 h、1 d、3 d、7 d、14 d、28 d抗剪强度特征。试验结果表明:水泥掺量的增加与养生龄期的延长可以提高未掺入秸秆基材的剪应力,秸秆纤维的掺入可以提高基材延性,延缓基材剪切破坏过程,且增加秸秆掺量可有效提高各配比基材的剪应力和黏聚力,但对内摩擦角效果并不明显,其11%水泥基材中4%秸秆掺量7 h剪应力较0%秸秆增大54.68%,黏聚力增大136%,较3 d剪应力增大42.15%,黏聚力增大206%;秸秆纤维对植被混凝土基材剪切强度的增大并非线性,而是随养生龄期的延长与水泥掺量的增加出现一定的弱化,其11%水泥基材中4%秸秆掺量28 d剪应力较0%秸秆降低了18.83%,黏聚力降低32.87%,较14 d剪应力增大11.84%,黏聚力降低15.73%,其弱化程度与水泥掺量和养生环境密切相关。
2019 Vol. 48 (04): 154-162 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
163 回归分析与抗差卡尔曼滤波协同下大型边坡短期变形的预测方法
熊迪, 吴浩, 杨剑, 郭世泰
由于边坡滑移影响因素众多,无法建立精确的动力学模型,因此利用传统抗差卡尔曼滤波模型进行边坡短期变形预测十分困难,无法满足大型边坡高精度的预警需求。建立回归分析与抗差卡尔曼滤波协同下大型边坡短期变形预测模型,利用拟合值代替含粗差数据进行滤波预测运算,解决了卡尔曼滤波缺乏对粗差的抗干扰性问题。利用金堆城露天钼矿大型边坡监测数据开展工程案例研究,结果表明2种预测模型都是有效的,但回归分析与抗差卡尔曼滤波协同下大型边坡短期变形预测模型精度和抗差性2个指标都优于传统抗差卡尔曼滤波模型。
2019 Vol. 48 (04): 163-167 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
168 基于“绿色矿山”的矿区生态环境成本核算——以华北平原某矿区为例
叶珊珊, 张进德, 潘莉, 杨雪, 余洋
随着矿区生态文明建设水平不断提高,以营建“绿色矿山”为目标的可持续发展理念日趋成为业内发展共识,特别是涉及矿区生态环境成本的相关领域业已成为行业研究前沿。通过系统梳理矿区生态环境成本相关理论,逐步完成矿区生态环境成本构成、账户设计与成本归集,合理界定矿区生态环境成本的确认原则、计量方法;以华北平原某矿区为例,综合借助资源损耗成本计量模型、生态服务价值方法、工程量法分别对“矿区自然(煤炭)资源损耗成本”、“生态环境破坏成本”、“绿色矿山建设成本”以及“矿山环境管护成本”进行核算,计算结果能够基本反映出所选矿区生态环境成本的现实情况。因此,建议设置与“环境成本”相关的会计科目,从成本管控的角度提高矿山企业的环保意识,进而为有效落实生态文明的发展理念、积极推进“绿色矿山”的建设提供切实可行的路径。
2019 Vol. 48 (04): 168-174 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
175 基于最短路理论高陡岩质边坡稳定性分析
樊水龙
依据图论中寻求最短路问题理论,并将有限元法、极限平衡法与动态规划法相结合,推导出边坡安全系数计算公式;通过编程,自动搜索边坡最危险滑动面。通过数值模拟分析某金矿高陡岩质边坡应力场与水平位移场,同时与现场监测数据进行对比,证明数值模拟分析的可靠性。应用改进的方法搜索边坡最危险滑动面,计算边坡安全系数,计算结果与数值模拟的几个结果基本一致,证明改进方法的正确性,对同类高陡岩质边坡稳定性分析具有指导意义。
2019 Vol. 48 (04): 175-179 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
180 敏感度与关联度协同优化的边坡变形监测布点方法
吴浩, 李珍, 鲁清华, 熊迪, 张祥
选择合理的监测点位是开展边坡变形过程和趋势分析的前提条件。由于现有的布点方式具有较强的主观性,经常出现监测点位错选和漏选的情况,且存在选点标准单一、点位精度低等不足,导致整体监测效果不理想,无法满足现阶段高精度边坡变形监测要求。为此,提出了一种联合运用敏感度和关联度分析的边坡变形监测点优化布设方法,分别从准确度和数量2个角度对传统数值模拟选点方案进行了优化。以陕西省金堆城露天钼矿北帮边坡为例进行了分析,结果表明:该方法具有较强的实用性,可有效增强变形监测网的可靠性,对于合理控制变形监测成本也有一定的参考价值。
2019 Vol. 48 (04): 180-184 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
184 矿井通风系统节能减阻研究
李晓刚, 王湘桂, 胡永泉
随着采矿设备的快速发展,矿井机械化程度越来越高,矿山年用电量也在不断增加。根据生产系统特点,用电环节主要包括提升、排水、通风、压风自救等系统。统计资料表明,矿井通风系统耗电量约占全矿总用电量的1/3左右。风机的输入功率主要消耗于总进风线路、采区网路、总回风线路中。所以,做好矿井通风系统节能减阻,应从以上三个方面综合考虑。针对某矿通风系统阻力分布特点,以经济断面法为研究手段,通过经济技术比较、计算验证,提出了某矿山总回风线路最优通风断面参数,较好地实现了节能减租的目的。经过计算,某矿山回风巷道在保持井巷通过风量不变的前提下,采用最优通风断面后,一次性增加了1 177.9万元掘砌费用,而在服务年限7 a内可减少通风费用8 827.98万元,节能减阻经济效益十分明显。
2019 Vol. 48 (04): 184-188 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
189 一种应用在井下局部工作面的新型降温系统
张延松, 胡凯, 孟祥豹, 解庆鑫
介绍了一种新型局部降温机在高温工作面的应用,重点是对更加适合井下局部工作面的新型局部降温机进行说明,并对该局部降温机进行热工计算,计算制冷机组的冷负荷及相关的性能参数。通过试验证明该套降温机能够较好地应用在局部工作面,相对于以前运用在局部环境的降温设备,采用液态CO2作为冷却介质,并形成了一个可循环的系统,改进了换热器的结构,尽可能在提高降温效果的同时节约了成本。提出的新型局部降温机旨在解决局部高温工作面的高温问题,使这套降温设备能应用在高温环境的矿井中。
2019 Vol. 48 (04): 189-193 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
综合利用
194 含铝矿物相在胶凝体系中的水化机理研究进展
王莹, 倪文, 张思奇, 王一杰, 李佳
含铝矿物相对水泥与工业废渣的水化反应、火山灰活性材质发生土聚反应等过程中形成性能优良的地质聚合物具有不可或缺的作用。综述了含铝矿物相水化铝酸钙(C-A-H)、水化硫铝酸钙(C-A-[S]-H)、水化硅铝酸钙(C-A-S-H)及水化氯铝酸钙(C-A-Cl-H)胶凝体系中铝相的水化机理,对含铝矿物相在这几种胶凝体系中的形成与反应规律进行了总结。高铝水泥中加入合适添加剂可以提高水泥强度和稳定性,铝取代硅导致电荷不平衡,能够强烈吸引并固定重金属等有害离子;铝酸钙与氯离子作用后能够直接对氯离子进行固定,为危险废弃物的稳定化和无害化处理提供了新思路。指出今后应加强含铝矿物相在不同化学组成的胶凝体系中的形成与转变规律研究。
2019 Vol. 48 (04): 194-198 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
199 铁尾矿—偏高岭土基地聚物配方优化及机理
陈永亮, 武诗怡, 齐辰晖, 肖华平, 谢一冰, 王梦婵
以铁尾矿为主要原料,并添加偏高岭土作为校正材料,以NaOH溶液和水玻璃作为碱激发剂制备地聚物,通过正交试验研究原料配比对地聚物性能的影响。研究结果表明,在原料n(SiO2):n(Al2O3)为3.0、液固比0.35、碱激发剂模数1.2的条件下,所制得试样28 d的抗压强度最大,为59.0 MPa。采用X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱仪分析(FTIR)和扫描电子显微镜分析(SEM)对最佳条件制备的试样微观结构进行表征表明,试样具有地聚物的微观结构特征,主要物相组成为无定形的硅铝酸盐、半结晶的CSH(I)和α-C2SH,随着龄期的增长,生成了更多凝胶状物质将细颗粒物胶结在一起,导致试样结构密实,抗压强度提高。
2019 Vol. 48 (04): 199-204 [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

 
2019第十届中国矿业科技大会
2019全国矿山爆破技术交流会的通知
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
  
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