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2014年 第43卷 第04期    刊出日期：2014-04-15

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采矿工程

特大型地下充填采矿示范矿山的建设

岳润芳

2014, 43(04):  1-5. 

摘要 ( 1526 )   PDF  

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介绍了目前国内规模最大的地下充填开采矿山，该矿山隶属五矿邯邢矿业有限公司，矿区位于安徽省霍邱县，矿山由两个矿床组成，矿石主要为镜铁矿、磁铁矿，矿体特点是走向长、延伸深、厚度大、倾角陡。根据矿床赋存条件，阐述了矿山开拓系统的选择、规模化开采的采矿方法、特大型采场结构参数及特点、开采顺序的选择、系列大型采掘设备配备、大流量充填系统的构建思考及建设、充填料桨连续与间断制备系统的选择、采场的开采、充填作业以及充填体强度的控制。该矿山将于“十二五”末完成示范矿山建设，为特大型以及未来的超大型地下矿山的提供可借鉴的经验，逐步形成我国特大型地下矿山规模化开采关键技术。

预裂爆破中节理走向角度对预裂缝贯通性的影响

刘际飞, 璩世杰

2014, 43(04):  6-11. 

摘要 ( 1419 )   PDF  

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自然岩体往往是含有节理、裂隙、断层等地质结构面的不连续介质，岩体的这种不连续性对预裂爆破时应力波的传播和预裂缝的形成都具有重要影响。为了研究节理走向角度对预裂缝贯通程度的影响，对一次预裂爆破所生成的预裂缝进行分段爆破振动测试试验，通过不同段的节理走向角度与降振率的结果发现：炮孔间节理走向角度对预裂成缝的影响显著，预裂爆破所在位置的节理走向角度越大，该位置上所产生预裂缝的降振率越高，表明预裂缝的贯通程度随节理走向角度的增大而提高。观察现场预裂爆破效果也发现：当节理面走向角度接近90°时，预裂缝的贯通性与平整度最好，与理论分析基本一致。

高变分段低贫化放矿及其参数优化试验研究

陆玉根, 章林, 孙国权, 刘海林, 卢玉华

2014, 43(04):  12-16. 

摘要 ( 1267 )   PDF  

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放矿工作是无底柱分段崩落法的核心工作，结构参数的选取则是放矿工作所要解决的重要内容，其直接影响着采场的出矿效率及各项回贫经济指标。采场主要结构参数是分段高度、进路间距和崩矿步距，根据放矿学理论，这3个参数的不同组合将直接影响最终的回贫指标。大红山铁矿一期采用的是20 m×20 m的大结构参数组合，即分段与进路间距都为20 m，二期规划拟在400 m水平以下采用30 m×20 m的结构参数，即将分段高度提高到30 m，属于高变分段放矿形式。针对大红山铁矿二期高变分段的放矿形式，利用实验室相似材料制作放矿模型，进行低贫化放矿研究，得到了高变分段下放出体发育形态，高变分段下最优崩矿步距及进路口规格，试验结果证明采用低贫化放矿明显提高了资源回收率，有效降低了矿石的损失贫化。

胶结充填体裂缝探地雷达探测与识别研究

赵奎, 高忠, 何文, 王明, 胡源

2014, 43(04):  17-21. 

摘要 ( 1199 )   PDF  

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裂缝是影响胶结充填体顶板稳定性的重要因素之一，确定裂缝深度是进行胶结充填体顶板稳定性分析的前提条件。为此，进行了探地雷达探测胶结充填体顶板裂缝的研究。首先测定了胶结充填体的相对介电常数，讨论了探地雷达探测胶结充填体裂缝的可行性；其次基于异常点的雷达电磁波散射和波的叠加原理，得出了垂直裂缝雷达波响应特征为裂缝顶、底端对应的双曲线波组，并在正演模拟得到了验证；最后对某铜矿胶结充填体顶板裂缝进行探测，探测结果为一簇双曲线波组。研究表明：探地雷达可用于探测胶结充填体裂缝。

多重赋权模糊综合评价在采场结构参数优化中的应用

彭超, 郭奇峰, 冀东, 赵亮, 任奋华

2014, 43(04):  22-27. 

摘要 ( 1128 )   PDF  

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房柱交替式上向分层充填法是三山岛金矿深部采用的主要采矿方法，国内采用该方法的矿山所选取的结构参数大小不一，因此依靠工程经验类比难以得出适合矿山的采场参数。针对这个问题，结合三山岛金矿深部高应力、高岩爆倾向性的特点，通过数值模拟得到不同结构参数条件下采场一步采与二步采过程中盘区顶板沉降和采场内的位移，综合考虑相对生产能力、综合效率、设备匹配度、施工难度等因素，建立了采场参数的模糊综合评价模型。通过合理确定评价指标的隶属度函数，以及运用变异系数法、模糊判据法和熵值法的多重赋权优化确定各评价指标的权重，对列出的5种方案进行综合评价，确定了符合矿山实际条件的最优采场参数，从而保证了矿山的安全生产和经济效益。

瓦房子锰矿雹神庙矿区地压活动规律及控制方法

李延伟, 王景林, 何荣兴, 张大明, 邹存理, 姜永恒

2014, 43(04):  28-30. 

摘要 ( 1328 )   PDF  

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瓦房子锰矿雹神庙采区矿岩比较破碎，原由小矿点开采，从2007年矿山接管以来，采用规则的壁式充填法从九平盘开始开采。在开采过程中，开拓巷道地压显现严重，平盘运输巷底鼓、两帮内挤、顶板下沉，维修工作量巨大，虽然采取了锚杆与金属棚架等多种支护措施，最终还是未等采区矿房回采完毕，平盘运输巷逐渐被挤垮，联络巷道大量冒顶。通过多次现场观测和对矿岩力学性能分析，查清了巷道地压发生、发展过程，分析了地压显现规律和巷道破坏机理，总结出巷道破坏的两种主要形式，即片帮—底鼓—顶板下沉和顶板持续冒落，并根据不同的地压破坏形式设计了顶、底板椭圆拱断面、全断面喷锚网支护的协同围岩变形的支护技术，形成了能够高度适应矿岩体条件的新型巷道掘支技术，收到了较好的效果。

急倾斜厚大矿体采矿方法的选择

魏晓明, 李长洪, 张立新

2014, 43(04):  31-34. 

摘要 ( 1562 )   PDF  

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地表不允许塌陷时，急倾斜厚大矿体的开采是一个世界采矿技术难题。国内外对此类矿体采用高阶段空场嗣后充填法和高分段空场嗣后充填法。以李楼铁矿厚大矿体的开采为实例，从矿体赋存形态和矿岩稳固性对空场法、崩落法、充填法进行采矿方法的初选。对生产中应用的25 m高分段凿岩空场嗣后充填法和高阶段侧向崩矿嗣后充填法从采场生产能力、采场工程布置、采准工程量、工艺技术、采场充填周期进行技术分析比较，提出以高阶段侧向崩矿嗣后充填法为主，25 m高分段上向扇形孔空场采矿嗣后充填法和浅孔留矿法为辅的采矿方法，能实现安全、高效、大规模生产。随着凿岩设备、装药设备、爆破器材的发展，大孔穿爆，高分段或阶段凿岩在矿山中的应用越来越广泛，对类似开采条件的矿山具有一定的借鉴意义。

金川矿区深部巷道喷锚网支护参数研究

赵小平, 白本祥, 高创州, 吕军, 邓柯

2014, 43(04):  35-38. 

摘要 ( 1119 )   PDF  

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与传统的棚式支护相比，锚杆支护可以充分改善巷道维护状况保持巷道长期稳定，有利于提高采掘效率和生产率。金川矿山巷道围岩松软且易发生流变，在使用金属支架时，顶底板、两帮相对移近量为300~500 mm，轻则为100~200 mm，严重时超过1 000 mm。巷道使用锚杆支护时，必须要有较高的支护强度以控制围岩变形。随着金川矿区探明资源量的逐年消耗，大部分采场深度已经超过或逼近600 m，地压增大、巷道收敛变形严重，浅部巷道惯用的喷锚网支护参数在深部巷道支护中矛盾开始显现。针对龙首矿深部巷道支护参数及变形特征，对深部巷道的喷锚网支护参数进行数值模拟研究。经过对锚杆长度、喷射混凝土厚度的模拟研究得出，在金川矿区深部巷道喷锚网支护过程中，将锚杆长度增加至3 m，喷射混凝土厚度200 mm，间排距1.5 m×1.0 m的支护方案可以有效的维持巷道稳定。

老厂矿田14^#-5矿体胶结充填采矿法接顶问题的探讨

张春芳

2014, 43(04):  39-43. 

摘要 ( 1268 )   PDF  

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针对高品位、高价值、高含硫发火特性、缓倾斜中厚的多金属接触带硫化矿体，选用上向式水平分层胶结充填法开采，在传统接顶方法人工接顶和砂浆加压接顶都不适用的情况下，提出用胶结充填料浆在采空区内流动后的“自然安息角”来设计接顶方法——砂浆自然安息角法，并提出了矿体顶板围岩近似水平或呈水平状态，充填滤水井一侧的顶板围岩较另一侧高（即顶板围岩的倾角大于6°的情况）和充填滤水井一侧的顶板围岩较另一侧低的情况下，以设计施工倒立喇叭口或施工充填小上山来达到接顶目的的3种接顶方法，对使用充填采矿法的矿山无疑具有很好的借鉴意义。

长壁胶结充填覆岩移动变化规律初探

王树军

2014, 43(04):  44-48. 

摘要 ( 1230 )   PDF  

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针对长壁工作面胶结充填开采后覆岩移动及矿压显现规律的理论研究亟待提高的现状，首先在实验室内对胶结充填体的力学性能进行了测试，测定了本次实验中充填体弹性地基系数的取值范围为0.015~0.167 GN/m³；在综合分析岩层移动变形和充填体受力特征的基础上，应用弹性地基梁理论，建立了充填开采顶板岩梁移动变形的数学力学模型，求得了该模型的解析解；并通过数值求解的方法，详细分析了充填区覆岩移动变形的各影响因素和充填区支承压力分布变化规律。结果表明：在长壁胶结充填采矿中，应根据不同的采矿地质条件，制备具有一定强度和刚度的胶结充填体；合理的充填体地基系数对于覆岩下沉及其变形的控制起了决定性作用；该研究可对长壁胶结充填实践的工程应用提供理论指导。

岩体裂隙网络的小世界特性

李泽荃, 白玉奇, 张瑞新, 温晓可, 巴全光, 郝亦纯

2014, 43(04):  49-52. 

摘要 ( 1260 )   PDF  

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岩体中裂隙的分布是研究岩体内部渗透性和岩体稳定性的关键。自然界存在的交错分布的岩体裂隙可以看作为一种网络形态，从此观点出发，应用复杂网络理论中相关参数对这种裂隙网络进行了分析。分析结果认为，岩体裂隙网络拥有较小的平均最短路径长度和较大的集聚系数，也就是说，裂隙网络表现出小世界特性。对于分析岩体裂隙的渗透性或者浆体移动规律等具有辅助作用。

不同含水状态下花岗岩岩爆模拟声发射实验研究

李健, 张艳博, 刘祥鑫, 田宝柱

2014, 43(04):  53-59. 

摘要 ( 1149 )   PDF  

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采用双轴伺服控制系统开展自然和饱和状态下的花岗岩岩爆模拟实验，同时采用美国物理声学公司生产的PCI-2型声发射系统监测并采集声发射数据，研究了水对巷道岩爆的影响。研究结果表明：含水的区别对应着不同的花岗岩岩爆实验中的声发射特性；饱和花岗岩比自然状态花岗岩颗粒弹射时间滞后；自然和饱和花岗岩均在轴向载荷达到峰值荷载的65%～80%时声发射事件进入平静期，自然状态下花岗岩的声发射事件率平静期比饱和状态下平静期稍长；饱和花岗岩岩样的声发射平均事件率要比自然状态下高，而且高声发射事件率持续时间较长，自然状态花岗岩较大声发射能率出现时间滞后于饱和花岗岩；花岗岩岩爆过程中声发射事件率与能率变化规律呈现此消彼长的特点；自然状态花岗岩出现初始损伤的时间滞后于饱和花岗岩。

单一巷道进路式回采上覆充填体力学行为及稳定性研究

郭忠平, 冯帆, 黄瑞峰, 王超, 李卫, 王二雨

2014, 43(04):  60-64. 

摘要 ( 1170 )   PDF  

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在分析下向进路分层无分段充填法的基础上，对某矿采用单一巷道进路式回采建立了上覆充填体力学模型，为避免人工假顶出现“悬臂梁”状态，最终确定“嵌固梁”模型作为该充填采矿法上覆充填体力学模型。依据弹塑性力学知识计算出充填体承载层厚度为0.92 m，得到了充填体最大挠度值为23.4 cm。结合工程实际，采用FLAC3D数值模拟软件研究了不同采深下采场围岩与充填体塑性区及应力分布规律，研究结果表明：除首采层以外，其余分层上覆承载层均没有发生塑性破坏，且各分层充填体所受最大主应力均没有达到其抗压强度，所选承载层厚度及充填料浆配比所得参数能够保证充填体稳定性。研究成果可为破碎围岩薄矿体实现安全高效开采提供理论依据。

露天煤矿抛掷爆破有效抛掷率预测

刘干, 李克民1, 肖双双, 马力

2014, 43(04):  65-69. 

摘要 ( 1303 )   PDF  

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有效抛掷率是评价抛掷爆破效果最重要的指标之一，预测有效抛掷率可以指导露天煤矿准确制定生产计划。在分析了抛掷爆破有效抛掷率影响因素的基础上，选取抛掷爆破台阶高度、炸药单耗、底盘抵抗线、孔距、排距、煤层厚度等6个指标作为广义回归神经网络的网络输入，以有效抛掷率为网络的输出，建立了有效抛掷率预测模型，并通过MATLAB编程来实现了网络的训练和预测。实例结果表明：广义回归神经网络能够较准确地预测有效抛掷率，预测误差一般在5%左右，预测结果能够满足工程要求。

倾斜煤层沿空掘进巷道不对称支护技术

王鹏举1, 周钢, 邹长磊, 王浩, 王超

2014, 43(04):  70-73. 

摘要 ( 1375 )   PDF  

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鉴于现阶段绝大多数巷道采用对称支护方法这一现状，通过理论分析、数值模拟以及物理相似模拟技术揭示巷道围岩的受力状态及变形破坏特征。研究表明倾斜煤层沿空掘进巷道围岩呈明显不对称受力状态及变形破坏特征，巷道断面与岩层倾斜方向成钝角的部位首先产生变形破坏，随后产生连锁反应，巷道的其他部位破坏，最后造成整个巷道的破坏失效。因此常规的对称支护技术不能保证巷道围岩的稳定，针对这一研究结果提出采用非对称的支护技术，在对称支护的基础上对薄弱（关键）位置补充加强支护，防止薄弱（关键）部位的破坏而导致的整个巷道的连锁式破坏，使巷道整个断面的变形趋于协调。在巷道掘进过程中和工作面回采过程中通过现场矿压及围岩变形量的检测分析，锚杆的受力均匀，巷道变形能够满足安全生产要求，表明支护效果较好，对类似条件巷道的支护有借鉴意义。

深井巷道围岩体声波特性及其规律

文磊, 杨仕教, 刘超, 严庆文

2014, 43(04):  74-77. 

摘要 ( 1174 )   PDF  

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为掌握深井巷道松动圈的范围及松动圈内岩石破损程度的变化规律，对云南会泽铅锌矿950 m深井巷道进行现场声波测试。测试结果表明：不同的岩性，具有不同的声波特性，在松动圈范围内，岩体声波特性变化趋势一致；与上部测试结果相比较，松动圈的范围明显增加。在7种不同岩性的巷道围岩中，布置了10个测孔，应用单孔法进行声波测试，并对测试结果进行拟合，获得了深井巷道围岩松动圈范围内声波速度变化规律的数学表达式。为深部岩体的声波特性研究提供可靠的参考依据。

矿物工程

峨口铁精矿提铁降硅选矿试验

虞力, 胡义明, 刘军, 张永, 皇甫明柱

2014, 43(04):  78-81. 

摘要 ( 1143 )   PDF  

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峨口铁矿选矿厂采用阶段磨矿—弱磁选—细筛分级—淘洗磁选工艺流程，生产的铁精矿铁品位可达66%以上，但SiO₂含量较高，在7%左右。为了使峨口铁矿选矿厂最终铁精矿的SiO₂含量降到5%以下，以该厂淘洗磁选机的给矿为对象进行了提铁降硅选矿试验。试验结果表明：先采用氢氧化钠、玉米淀粉、石灰和中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司研制的捕收剂MD对试样进行1粗1精3扫反浮选，再将反浮选尾矿再磨至-0.038 5 mm占82.60%后进行1粗1精弱磁选，最终可以获得铁品位为69.58%、铁回收率为97.05%、SiO₂含量为4.23%的综合铁精矿，铁精矿SiO₂含量达到预期目标。

四川某赤铁矿石选矿试验

裴晓东, 钱有军

2014, 43(04):  82-86. 

摘要 ( 1335 )   PDF  

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中钢集团安徽天源科技股份有限公司，安徽 马鞍山 243000 四川某铁矿石属低硫磷高硅铝酸性弱磁性铁矿石，铁主要以赤铁矿的形式存在。为了给该赤铁矿石的开发利用提供依据，采用粗粒强磁干选—细粒高梯度强磁选—中矿再浮选工艺对其进行了选矿试验。结果表明：原矿破碎、筛分成40~15 mm和-15 mm两部分后，40~15 mm粒级经YCG-350×1000永磁辊式粗粒强磁选机干选，可获得产率为20.42%、铁品位为52.67%、铁回收率为22.47%的的合格块精矿；-15 mm粒级和干选尾矿磨至-0.074 mm占85%后经SLon高梯度强磁选机1次粗选、1次精选、1次扫选，可获得铁品位为60.35%、铁回收率为32.46%的高梯度强磁选铁精矿；高梯度强磁选中矿经脂肪酸类捕收剂NZ 1粗2精正浮选，又能获得铁品位为60.39%、铁回收率为13.11%的浮选铁精矿，从而使综合铁回收率达到68.04%。

羟肟酸（钠）体系中微细粒赤铁矿的浮选行为

周亮, 张芹, 王永龙, 陈婉琦

2014, 43(04):  87-90. 

摘要 ( 1079 )   PDF  

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通过单矿物浮选试验研究了羟肟酸体系和羟肟酸钠体系中微细粒赤铁矿的浮选行为，结果发现：常温和自然pH下，两种捕收剂对微细粒赤铁矿的捕收能力都较弱，回收率分别只能达到44.00%和52.42%；加温或调整pH对改善羟肟酸的浮选效果作用不大或反而起反作用，但可使羟肟酸钠对微细粒赤铁矿的回收率分别提高10.68和4.20个百分点，此外，若在加药完毕后继续搅拌调浆一段时间，也可较大幅度地提高羟肟酸钠对微细粒赤铁矿的回收率。在此基础上进一步考察了羟肟酸钠体系中六偏磷酸钠、硅酸钠、焦磷酸钠、淀粉、腐植酸钠这5种抑制剂对微细粒赤铁矿可浮性的影响，结果表明，5种抑制剂均可产生较强的抑制作用，其抑制能力的强弱排序为焦磷酸钠＞硅酸钠＞六偏磷酸钠＞淀粉＞腐植酸钠。

广西某低品位铜镍矿石选矿工艺研究

阙绍娟, 黄荣强, 卢琳

2014, 43(04):  91-94. 

摘要 ( 1191 )   PDF  

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广西某低品位铜镍矿石含铜0.25%、含镍0.43%，镍主要以镍黄铁矿形式存在，铜主要以黄铜矿形式存在，铜、镍矿物均有一定程度氧化且关系密切。为了给该矿石的开发利用提供依据，对其进行了选矿工艺研究。通过对优先浮铜再浮镍方案、铜镍混合浮选方案、铜镍混合浮选再分离方案以及磁选—铜镍混合浮选方案的对比，决定采用铜镍混合浮选方案处理该矿石。按该方案进行详细的试验研究，结果表明，在-0.074 mm占74%的磨矿细度下，以碳酸钠为矿浆调整剂、丁黄药为捕收剂、2号油为起泡剂，经1粗选2扫选2精闭路浮选，可获得铜品位为5.77%、镍品位为8.31%、铜回收率为86.33%、镍回收率为76.60%的铜镍混合精矿。

分步浮选提高甘肃某铜矿石选矿指标

邹丽萍, 罗仙平, 马鹏飞, 杜显彦, 马沛龙, 李运强

2014, 43(04):  95-98. 

摘要 ( 1077 )   PDF  

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甘肃某铜矿石含铜1.6%左右，铜主要以黄铜矿的形式存在，但黄铜矿单体解离性能欠佳且可浮性不一致，对分选不利。现场采用常规浮选工艺处理该矿石，虽能获得合格的铜精矿，但选矿指标不是十分理想。为此，针对矿石性质，以具有较好选择性的LP-01为快速浮选捕收剂、以具有较强捕收能力的Y-89为强化浮选捕收剂进行了分步浮选试验，同时模拟现场工艺进行了对比试验。结果表明：采用分步浮选工艺可获得铜品位为25.61%、铜回收率为83.58%的铜精矿1和铜品位为13.89%、铜回收率为12.36%的铜精矿2，两者合计，综合铜精矿铜品位为23.10%、铜回收率达95.94%；而采用现场工艺获得的铜精矿铜品位为21.86%%、铜回收率为93.88%。相比之下，分步浮选工艺使铜精矿铜品位提高了1.24个百分点、铜回收率提高了2.06个百分点，优越性明显。

江西某铜硫矿石浮选工艺研究

周晓文, 张志辉, 温德新

2014, 43(04):  99-103. 

摘要 ( 1080 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

江西某大型铅锌矿山在深部接替资源勘查中探获了资源量达到中型规模以上的铜硫矿石资源。为了合理开发利用该矿石资源，在矿石性质研究和探索试验基础上，采用铜硫混合浮选—铜硫分离浮选工艺对其进行了选矿试验。试验结果表明：原矿磨至-0.074 mm占75%后以石灰为pH调整剂、丁黄药为捕收剂、2号油为起泡剂进行1粗2扫混合浮选，所获混合精矿再磨至-0.038 mm占80%后以石灰为pH调整剂、LP-01为捕收剂进行1粗2精2扫抑硫浮铜分离浮选，可获得铜品位为14.22%、铜回收率为87.58%的铜精矿和硫品位为34.01%、硫回收率为80.84%的硫精矿，从而使矿石中的铜、硫得到较好的综合回收。

新疆滴水铜矿矿石工艺矿物学研究

熊堃, 左可胜, 郑贵山

2014, 43(04):  104-107. 

摘要 ( 1175 )   PDF  

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新疆滴水铜矿矿石属凝灰岩型氧化铜矿石，选矿厂采用硫化浮选工艺，存在回收率低、捕收剂耗量高、泡沫量大且发黏等问题。为了给这些问题的解决提供参考，采用化学分析、X射线衍射分析、光学显微镜分析、扫描电镜分析、电子探针分析、粒度分析及比表面积测定等手段对该矿石开展了工艺矿物学研究。结果表明：矿石由玻屑、晶屑、岩石碎屑等组成，大量火山尘充填胶结这些碎屑形成内部具有大量孔隙的凝灰岩块矿，铜矿物主要以孔雀石和较难发生硫化反应的赤铜矿形式存在；在现场采用的-0.074 mm占90%磨矿细度下，矿石中-0.02 mm矿泥含量高达65.59%，这些矿泥具有极高的比表面积，一方面罩盖于铜矿物颗粒表面恶化浮选过程，一方面引起浮选药剂的非选择性吸附。根据研究结果，提出解决现场问题的途径是强化赤铜矿的硫化、减少矿泥的罩盖和降低矿泥的表面活性。

地质与测量

粤桂边境煌斑岩地球化学特征及其地质意义

余素萍, 马占武, 卢文姬, 张辉, 李红中

2014, 43(04):  108-111. 

摘要 ( 1253 )   PDF  

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通过对粤桂边境贵金属矿床紧密相关的云煌岩进行地球化学分析，结果显示N-MORB标准化的微量元素蛛网图表现为相对富集Rb、Ce和Sm及亏损Ta和Sr。煌斑岩的稀土总量为（82.33~215.30）×10^-6，平均值为143.20×10^-6，是原始地幔的20倍。轻稀土含量为（75.01~199.01）×10^-6，重稀土含量为（7.31~16.29）×10^-6，轻重稀土含量比值为9.26~12.22、平均为10.90。经球粒陨石标准化，煌斑岩的稀土配分曲线表现为右倾和极弱的Eu负异常。研究区的煌斑岩具有地幔和下地壳的双重特点，其中煌斑岩的幔源地球化学指标δZr/δNb、δTh/δLa值分别为16.02~20.01和0.14~0.20，而壳源组成特征δLa/δNb、δSm/δNd和δNb/δU值分别为2.06~3.78、0.18~0.19、5.29~22.37，这可能说明煌斑岩属于原始幔源岩浆经下地壳物质混染的产物。在研究区的贵金属成矿作用过程中，煌斑岩可能扮演了“矿化剂来源”和“能量供体”的角色。

综合物探在寻找斑岩型钼多金属矿床中的应用

李冰, 刘清泉, 程光贵, 刘艳华, 尚建阁

2014, 43(04):  112-115. 

摘要 ( 1298 )   PDF  

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以豫南大别山北麓地区汤家坪大型斑岩型钼多金属矿床为例，阐明了豫南大别山北麓地区斑岩型钼多金属矿床的成因以及其地质与地球物理特征。通过在汤家坪钼多金属矿区开展综合物探找矿（可控源音频大地电磁测深法和频谱激电法）、剖面性试验研究和对区内所出露的岩（矿）石标本进行物性测试，试验及测试结果表明，该地区斑岩型钼矿床具有高阻高极化的物性特征，可控源音频大地电磁测深法和频谱激电法对成矿地质体（花岗斑岩体）有较为明显的显示。经钻孔验证表明，可控源音频大地电磁测深法和频谱激电法在该地区寻找斑岩型钼矿床是行之有效的，为今后在该区域寻找斑岩型矿床提供了技术参考，也为下一步推进该区地质找矿工作统筹部署和快速突破提供技术保障。

相山铀多金属矿田赋矿围岩及成矿硫源特征

杨庆坤, 孟祥金, 姜勇彪, 周万蓬

2014, 43(04):  116-120. 

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为了探讨江西相山铀多金属矿区内岩浆岩与成矿（铀矿、铅锌矿）的关系，在野外调查的基础上，对该杂岩体的岩相学、岩石地球化学开展了研究，对其成因类型、源区特征进行了探讨，并对成矿物质来源进行了分析。通过野外及室内分析表明：赋铀矿围岩与赋铅锌矿围岩具有相同的岩性，空间上形成上铀下铅锌的格局。围岩属于富硅高钾钙碱性S型花岗岩，并具有高度分异特征；不同岩性的岩石具有同源性，主要来自于上地壳变质杂砂岩的部分重熔；据岩石地球化学、年代学及区域对比研究推测，在构造演化阶段和形成构造环境上，赋铀矿围岩与赋铅锌矿围岩应该形成于大陆挤压-拉张的过渡环境，地幔提供了部分热源，但主要热源来自地壳的拉张减压增温过程；铅锌矿床的硫源主要来自于花岗质围岩的岩浆热液并受到变质岩系的混染，铀矿床的硫源倾向幔源。

BP神经网络方法在α粒子能谱分析中的应用

王旭, 庹先国, 石睿, 王琦标, 杨剑波

2014, 43(04):  121-124. 

摘要 ( 1558 )   PDF  

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针对α能谱低能拖尾现象严重、采用数学函数拟合时参数意义模糊等问题，提出将BP神经网络方法应用于α能谱分析工作中。通过搭建基于MATLAB平台的BP神经网络模型，分别进行α谱线预测和元素种类判断。首先选取可以表征能谱信息的参数作为输入，利用网络强大非线性映射功能，实现对α能谱的预测。其次以能谱全谱信息作为输入，通过对输入的数据信息进行归纳分类，判断出核素的种类。实验将预测谱线与原始能谱对比，其相关系数在0.99以上，残差范围在2%左右波动，能准确预测出α能谱。在核素种类的预测结果中，以低于1%的误差准确对实验中的两种核素进行判断。分析表明，神经网络具有准确、简单等优点，能较好地应用于α能谱分析工作中。

粤西天堂铜多金属矿床斑岩地球化学特征分析

梁锦, 李强强, 周永章, 李红中, 马占武

2014, 43(04):  125-128. 

摘要 ( 1216 )   PDF  

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通过对粤西天堂铜多金属矿床的二长花岗斑岩进行地球化学分析，结果显示其常量元素中SiO₂含量为69.92%~76.06%，平均为74.03%，Al₂O₃含量为12.76%~15.34%，平均为13.53%，K₂O含量为4.37%~7.48%，平均为5.64%，岩石的A/CNK值平均为1.10，A/NK值平均为1.31，这些特征表明天堂矿区斑岩为高硅、高碱、富铝的过铝质高钾钙碱性系列的二长花岗斑岩。天堂矿区斑岩的微量元素Rb含量平均为396.36×10-6，Ba平均为343.76×10-6，Sr平均为103.30×10-6。经原始地幔标准化，该斑岩的微量元素蛛网图表现为富集Rb、K、Th、U，强烈亏损Ba、Sr、P、Ti。该斑岩的稀土总量平均为245.36×10-6，轻重稀土元素含量比值平均为9.87，δLa/δYb值平均为3.50，δEu值平均为0.28。经球粒陨石标准化，天堂矿区斑岩的稀土配分曲线图上总体显示为右倾且强烈Eu负异常。微量元素δRb-δ(Y+Yb)、δRb-δ(Yb+Ta)判别图示踪结果指示天堂样品吻合syn-COLG（同碰撞花岗岩）特征，推测为陆陆碰撞后续演化的产物。

机电与自动化

黏性矿物中刀盘扭矩及掘进总推力建模与试验研究

刘飞飞, 张满军, 刘宗来

2014, 43(04):  129-133. 

摘要 ( 1458 )   PDF  

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主要研究了掘进机刀盘作业土质的特性及刀盘扭矩和掘进总推力。在分析完离子型稀土矿物土质的特点后，建立了掘进机刀盘结构模型，然后根据刀盘结构模型建立了刀盘扭矩及掘进总推力的数学模型，最后依据刀盘结构模型建立刀盘扭矩和掘进总推力的试验模型。并通过研究掘进机在离子型稀土矿矿物土质中刀盘扭矩和掘进总推力的变化规律，得出不同刀盘结构参数对刀盘扭矩和掘进总推力的影响。研究结果表明，试验所得刀盘扭矩和掘进总推力与所建立数学模型得出的结果相差小于10%，从而验证了所建立的数学模型的正确性；根据建立的数学模型可知刀盘开口率及刀盘正面与切向夹角是影响掘进机刀盘扭矩和掘进总推力的重要参数。最后通过分析实验结果得出适宜的刀盘结构参数。

基于LabVIEW的煤矿巷道顶板监测系统设计

刘杰, 刘志刚, 刘明清, 岳晓光, 常娟

2014, 43(04):  134-138. 

摘要 ( 1170 )   PDF  

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近10年来，国内煤矿发生致人死亡的顶板事故数千起，占煤矿事故总数接近一半。因此，实时监测煤矿巷道顶板离层的位移及压力，判断顶板离层及围岩的稳固性，及时采取有效的防护措施，对预防顶板事故的发生具有重大的现实意义。本研究基于虚拟仪器的煤矿巷道顶板监测系统利用传感器、分布式测量节点和无线网关组成的无线传感器网络与LabVIEW监测程序，实现了巷道顶板的应力与离层位移数据的采集、存储、预警和查询功能，达到了对巷道顶板实时、动态的监测目的，通过对监测数据的分析，能反映出当前顶板离层结构的健康状态，从而对巷道的安全性与稳定性作出正确及时的评价，及早发现可能发生顶板冒落的区域，及时采取相应措施，避免巷道顶板事故的发生，减少财产损失与人员伤亡。

金属矿山地下开采工程三维推演系统架构研究

刘亚静, 王建佳

2014, 43(04):  139-142. 

摘要 ( 1337 )   PDF  

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采用现代高新技术改造传统采矿工业是矿山发展的必然趋势。虚拟矿山是数字矿山的重要组成部分，是传统矿山的一种新型表达方式，在矿山信息化建设中扮演着举足轻重的角色。在分析了国内外数字矿山研究及应用现状的基础之上，讨论金属矿山地下开采工程三维动态推演系统的架构，阐述了如何以3D图形渲染技术和地理信息系统技术为依托，完成自然实体、人工实体和三维地质数据的精确地表达，将矿区工业广场以及地层、巷道、工作面的空间位置关系直观地展现出来。在此基础上通过对金属矿山井下工程数据资料的有效整合以及科学的分析，实现采矿方法的优选，并结合采矿设计的标准和采矿设计工程师的设计理念对地下开采过程进行动态推演，从而为采矿设计者的决策提供重要科学依据。

球磨机自动加球模糊控制系统设计

宋代广, 包其仕, 庞科旺

2014, 43(04):  143-146. 

摘要 ( 1574 )   PDF  

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为了使山东临沂矿业集团会宝岭铁矿选矿厂的球磨机实现自动加球，根据以往工人通过人工操作加球机进行钢球添加的实际经验和专家知识，设计了一套基于球磨机运行轴功率实时检测的钢球添加模糊控制系统。介绍了控制方案、系统组成、模糊控制器语言变量及其论域的确定、模糊控制规则的确定、输出量的逆模糊化以及系统的PLC实现。该模糊控制系统投入使用后，稳定了球磨机的运行电流，减少了能耗，提高了磨矿效率，取得了较好的运行效果。

安全与环保

罕遇地震作用下边坡的动力响应和稳定性分析

关金龙

2014, 43(04):  147-153. 

摘要 ( 1280 )   PDF  

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基于砂土边坡的有限元模型研究了罕遇地震作用下砂土边坡的动力响应和稳定性能。研究表明，基于拟静力法计算的中国规范的安全系数值相对日本规范较为保守。随着地下水深的增加边坡的最大水平位移均表现出增加趋势，且在边坡顶部水平位移达到最大值，近场地震作用下的位移要大于远场地震作用下的位移。有地下水时沿着边坡高度方向的加速度小于无地下水时边坡的加速度，说明地下水的存在一定程度上具有减震作用。与无水时相比，剪应力-剪应变曲线变得更为饱满，说明地下水对边坡坡脚的抗剪能力影响较大，即在地下水作用下更容易发生剪出破坏。不考虑地下水时，边坡的破坏主要表现为通过坡脚的圆弧形剪出破坏，而地下水的存在使边坡的破坏并没有通过坡脚，而是从边坡前缘某一点处发生剪出破坏。

矿山隔离矿柱回采稳定性分析及开采方案研究

刘涛, 唐礼忠, 郭生茂

2014, 43(04):  154-159. 

摘要 ( 1244 )   PDF  

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冬瓜山铜矿在进行完大规模1步骤矿房回采和2步骤矿柱回采后，形成了大量的采空区和充填采场，致使岩体应力分布十分复杂，盘区隔离矿柱的回采条件已发生根本性改变。通过对开采状态的调研分析，以52-54线隔离矿柱为例，提出了2种隔离矿柱回采方案，从开采难度、矿石回收率、采切工程量等方面进行了对比分析，并结合数值模拟软件FLAC^3D对2种矿柱回采方案进行了模拟。模拟分析显示：方案1隔离矿柱在回采过程中侧壁出现了较大的位移，容易形成侧壁垮塌，并且其塑性区面积较大；方案2在隔离矿柱回采后，采场侧壁位移很小，对于在回采过程中出现的应力集中区域，减小矿房跨度，避免矿壁受到进一步破坏，回采作业对围岩的影响最小。通过综合比较，认为方案2较为合理，为可行性较高的方案。

综放开采下厚表土层移动规律研究

王敏, 张召千, 袁博

2014, 43(04):  160-164. 

摘要 ( 1226 )   PDF  

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为研究厚表土层在综放开采条件下的移动规律，在长治矿区高河矿W1303工作面建立了地表岩移测站。通过对实测数据的分析得出了最大下沉点位于采空区上部Z29，Z30，Z32测点，并得出了一系列上覆岩层的移动角参数。通过理论分析，得出在综放开采条件下上覆岩层的移动变形表现形式分为前期和后期两种。同时得出影响上覆岩层移动的主要因素有上覆岩层岩性、关键层的位置及作用、开采尺寸、工作面推进速度及顶板管理情况等。并结合FLAC3D数值模拟软件分别模拟了表土层厚度为140、190、240 m在回采过程中的地表移动规律，得出了表土层厚度为190 m与实际地表层厚度为189.43 m的移动规律相符。因此针对厚表土层在综放开采条件下的岩层移动规律的研究可为长治矿区矿井建设提供一定的参考价值。

颗粒堆积型多孔介质非线性渗流的试验研究

刘杰, 徐曾和, 闫虎城, 宫丽丽

2014, 43(04):  165-168. 

摘要 ( 1256 )   PDF  

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采用SLB-1型应力应变式三轴剪切渗透试验仪对颗粒型多孔介质试样进行了恒围压与恒轴压不同孔隙压力条件下的渗流试验，考虑到颗粒型多孔介质渗透系数依赖于孔隙改变的特点，提出渗透系数的非线性数学模型。研究结果表明，渗流过程分为非稳定与稳定渗流两个阶段；渗透系数随着轴压和围压的减小由非线性逐渐趋于线性；一维稳定渗流问题的理论推导表明试样内部孔隙压力梯度具有非均匀性。结合试验数据，采用最小二乘法确定了渗透系数理论模型的待定参数，利用非线性数学模型与Darcy定律计算得到的渗透系数之比约为2.5倍。

基于组合预测模型的露天矿高陡边坡滑坡变形研究

肖海平, 杨旺生, 肖岚, 郭钟群, 曹希西

2014, 43(04):  169-171. 

摘要 ( 1222 )   PDF  

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随着露天矿山开采规模及深度的不断扩大，致使矿山边坡变陡、变高，而形成高陡边坡，但由于地质条件以及矿山施工等因素的影响，高陡边坡经常发生崩塌、滑坡等比较严重的地质灾害。因此，为加强对露天矿山高陡边坡的变形预测，应及时研究滑坡的变化趋势，开展滑坡预警，指导矿山生产，保障人民的生命财产安全。建立了一种能够更加有效地反映出变形体变化趋势的组合预测模型，并介绍了其建模思想及计算方法，在此基础上，依据某高陡边坡实际监测数据，将其预测结果与独立预测模型的预测结果进行分析比较，结果显示，其精度要优于独立预测模型的精度，且可靠性更高，具有较强的适用性。

粒化复合膨润土协同表面活性剂脱除水中酸性靛蓝

莫伟, 黄东, 马少健, 蒋茂林, 杨晓静

2014, 43(04):  172-176. 

摘要 ( 1454 )   PDF  

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利用自主研制的粒化复合膨润土协同表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵对模拟酸性靛蓝废水进行脱色处理，主要考察了粒化复合膨润土及表面活性剂投加量、振荡时间、pH值、温度、溶液初始浓度等对脱色效果的影响及粒化复合膨润土的再生利用效果，并根据试验现象分析了粒化复合膨润土在脱色过程中所起的作用。结果表明：溶液的初始浓度和pH值对脱色效果的影响不大而温度的影响较大；在合适的条件下，模拟废水的脱色率可达100%；粒化复合膨润土在脱色过程中的作用主要是使十六烷基三甲基氯化铵在原有脱色能力基础上又形成对酸性靛蓝较强的絮凝能力，从而显著改善脱色效果；粒化复合膨润土易于再生，反复使用次数可达4次。根据试验结果可知，采用粒化复合膨润土协同表面活性剂对印染废水进行脱色处理，不仅可获得优良的处理效果，还具有固液分离容易、表面活性剂用量少、二次污染风险低、粒化复合膨润土再生性能好等特点。

综合利用

4种磁性絮凝剂的制备及性能考察

骆艳华, 潘峰, 魏运洋

2014, 43(04):  177-180. 

摘要 ( 1167 )   PDF  

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在超声波分散作用下，用聚丙烯酰胺和壳聚糖对d₅₀=1 μm的分析纯四氧化三铁和d₅₀=20 μm的磁铁矿精矿进行改性，制得聚丙烯酰胺-四氧化三铁、聚丙烯酰胺-磁铁矿、壳聚糖-四氧化三铁和壳聚糖-磁铁矿4种磁性絮凝剂。对4种磁性絮凝剂进行XRD、FTIR和SEM分析，发现聚丙烯酰胺能够通过键合作用在两种磁性物表面形成一层较厚的针状物，而壳聚糖对两种磁性物的改性结果不理想。用4种磁性絮凝剂处理马鞍山城市生活污水和巢湖河蓝藻水，结果表明，聚丙烯酰胺-四氧化三铁磁性絮凝剂和聚丙烯酰胺-磁铁矿磁性絮凝剂对污物、蓝藻的去除率分别高达98.13%、99.61%和93.75%、99.02%，但壳聚糖-四氧化三铁磁性絮凝剂和壳聚糖-磁铁矿磁性絮凝剂所获相应去除率分别只有67.50%、35.29%和49.38%、31.57%。由于聚丙烯酰胺-磁铁矿磁性絮凝剂可取得良好的水处理效果且具有实际应用意义，因此认为应对其进行进一步的深入研究。