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2014年 第43卷 第11期    刊出日期：2014-11-15

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采矿工程

大型铁矿山露天转地下开采过渡方案优化

卢宏建, 南世卿, 甘德清, 陈超, 张亚宾, 高锋

2014, 43(11):  1-6. 

摘要 ( 1087 )   PDF  

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合理确定大型铁矿山露天转地下开采过渡方案是露天转地下开采矿山关键技术问题之一。以庙沟铁矿为研究对象，首先在系统分析露天开采终了阶段，境界外矿体空间赋存状态的基础上，对不同区域的矿体开采进行方案设计，确定其基建时间节点与逐年产能；然后依据矿山开采现状与计划，结合挂帮矿体开采及覆盖层形成方案，分析矿山露天转地下开采过渡期阶段的时空相关性，提出了4种可行过渡方案；最后以露天转地下平稳过渡为目标，结合现有规范、标准，提出方案优化的评价指标为投资、资源利用可靠系数、产能平稳系数和开采安全系数。采用模糊综合评价理论对可行方案进行优化，确定了庙沟铁矿露天转地下开采过渡方案为：北端帮挂帮矿体采用崩落法、西边帮挂帮矿体采用平硐溜井联合开拓和回填形成覆盖层的过渡方案。

露天转地下过渡期协同开采方法研究

任凤玉, 李海英, 周胜利, 王春贤

2014, 43(11):  7-10. 

摘要 ( 1123 )   PDF  

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在我国冶金矿山露天转地下的过渡期，由于露天与地下开采相互干扰，造成过渡期安全生产条件差和产量衔接困难，这一问题多年来一直没有得到很好解决。针对过渡期露天开采境界内底部矿量、地下开采挂帮矿量的常用开采模式，提出了挂帮矿地下诱导冒落法开采方案，并从扩展露天地下同时开采时间与空间的需要出发，研究了露天境界细部优化方法以及露天地下协同生产技术，由此研发出露天地下协同开采方法。理论分析与海南铁矿实际应用表明，该方法可显著改善安全生产条件和有效提高露天转地下过渡期生产能力。

深埋厚大矿体采场结构参数优化

邬金, 李元辉, 司呈斌, 徐帅

2014, 43(11):  11-15. 

摘要 ( 1078 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

合理的采场结构参数可使采场处于有利的力学状态，使围岩的应力、应变分布趋于均匀化，在保证开采系统稳定和生产安全的前提下，减少支护工作量，提高采矿强度和生产效率。在深入分析思山岭铁矿地质概况与采矿方法的基础上，对影响矿房回采稳定性的矿房高度、矿房宽度、采场长度、矿柱宽度、矿柱充填方式等5个关键因素进行2水平正交设计，获得8种试验方案。运用大型岩土软件FLAC^3D对盘区内不同方案的采场结构参数进行数值模拟研究，分析其在不同结构参数下应力、位移、塑性区等特征，初步得出采场处于最有利力学状态时的结构参数方案（采场高60 m、采场长60 m，矿房宽18 m、矿柱宽20 m的参数方案）。计算结果表明：回采过程中，采场长度对顶板应力和顶板位移的影响最大，采场越长，应力值越大，且压应力主要在盘区间柱集中，顶底板处出现拉应力集中。分析结果可为盘区矿房矿柱的安全高效回采提供技术支持。

分层多次高压注浆预应力锚固试验与数值模拟

谢振华, 杨栋, 范冰冰

2014, 43(11):  16-21. 

摘要 ( 1012 )   PDF  

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为了治理露天矿山破碎岩质高陡边坡，增强边坡稳定性，从分析锚杆预应力锚固技术和高压注浆技术机理入手，采用水力劈裂应力场计算得出高压劈裂的浆液走向，提出了结合2种技术优点的分层多次高压注浆预应力锚固技术。然后，通过在实验室中对普通锚固体与分层多次高压注浆劈裂形成的锚固异形体模型分别进行拉拔对比试验，采集锚杆应力分布数据，分析其应力传递规律，得出分层多次高压注浆预应力锚固技术能使锚固段的承载力提高约39.25%，同时可以避免应力集中。最后，利用FLAC3D软件建立模型进行模拟，取4组不同起劈宽度和4组不同的起劈长度，施加相同的拉拔力，分别进行对比研究，分析其内部应力分布及传递规律。研究结果表明：相对于普通锚固异形体，分层多次高压注浆劈裂形成的锚固异形体可以承担更多的剪应力，并且随着劈裂程度的增大，浆脉的长度更长，起劈宽度更大，浆脉应力场的影响力更大，锚固效果更好。

泵送剂对膏体料浆管道输送的影响

杨柳华, 王洪江, 吴爱祥, 潘贵豪, 刘斯忠, 李红

2014, 43(11):  22-26. 

摘要 ( 1203 )   PDF  

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膏体泵送系统沿程阻力大，常造成管路爆裂、接头泄漏等事故，严重制约着膏体充填技术的进步与发展。以流变性能极差的某铜矿膏体料浆为例，在满足充填强度和泵送要求的前提下，通过添加泵送剂改善膏体的流变特性，与不添加泵送剂作对比实验，分析了时间对添加泵送剂后料浆流变特性的影响。实验表明，该铜矿全尾砂膏体符合宾汉体特征，添加泵送剂减小了浓度对流动性能的影响，在满足输送条件下，可使流变性能极差的膏体料浆浓度提高到78%。结合理论分析，探讨了充填料浆在添加泵送剂条件下的减阻作用及长时间作用下膏体坍落度损失机理，认为泵送剂可以有效应用于膏体料浆管道输送减阻、降低管道磨损，且负面影响很小。

人工矿柱置换缓倾斜薄富矿体矿柱

郭旺, 童阳春

2014, 43(11):  27-30. 

摘要 ( 1228 )   PDF  

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随着磷肥需求量的快速增长，提高品位高、质量优的磷矿回收率尤为重要。宜昌某磷矿矿体品位高，属缓倾斜薄矿体，目前房柱法采矿造成的矿柱损失率达25%～30%，为解决损失率过大的问题，提出了采用人工矿柱替代原生矿柱的方案，并经人工矿柱与矿石矿柱的承载能力及安全稳定性对比分析。通过理论计算得出：在设计的人工矿柱尺寸条件下，矿柱均匀分布时，人工矿柱抗压强度为10.08 MPa；矿柱交错布置时，人工矿柱的强度参数为14 MPa。通过现场实施，结果表明采用混凝土人工矿柱置换矿石矿柱，保证了原生矿柱置换后的采场作业安全，同时大幅提高了矿石的回收率。

分层鱼群优化支持向量机预测巷道围岩松动圈厚度

胡军, 王凯凯, 夏治国

2014, 43(11):  31-34. 

摘要 ( 1089 )   PDF  

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为了及时掌握巷道围岩松动圈的厚度,以便采取措施控制围岩的安全性，采用基于最大间隔算法的支持向量机进行预测。考虑支持向量机的性能很大程度依赖于参数的选择，提出改进的人工鱼群算法优化支持向量机的参数，以取得更好的准确度。首先对基本人工鱼群算法增加了种类分层和交叉变异，然后以此优化的参数对考查数据进行支持向量机回归预测。通过人工鱼群行为和参数的改进，扩大了搜索空间，增加了全局优化的稳定性，克服了人工鱼群后期寻优速度慢等问题。对某巷道围岩松动圈厚度监测与预测结果表明：该模型的预测精度较高，缩短了寻找参数的时间，泛化性能提高，收敛加快，可以有效地指导巷道围岩安全性的监测。

加固破碎矿岩注浆强度GIN值的控制方法

王恒, 吴爱祥, 王贻明, 黄明清, 沈显岭, 薛振林

2014, 43(11):  35-38. 

摘要 ( 1375 )   PDF  

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云南某铜矿矿体软弱破碎，成孔凿岩开采困难，引入化学注浆预加固方案优化开采，然而前期注浆工业实验中遇到浆液用量过多，难以准确控制的情况。为了对速凝的化学注浆施工进行精确控制、简化控制流程，应用注浆强度控制理论GIN值法（Grouting Intensity Number）研究开展破碎矿体化学注浆试验,建立破碎铜矿化学注浆控制标准，并通过钻孔探测仪检测注浆效果。结果表明，注浆强度GIN值法的工业应用应综合考虑注浆终压P_f与每米浆液用量V_f，确定扇形注浆孔不同深度范围的控制标准为：孔深0~8 m，P_f<60 MPa·L/m；孔深8~15 m，P_f<95 MPa·L/m；孔深>15 m，P_f<160 MPa·L/m。钻孔探测仪检测结果显示，浆液扩散范围满足设计扩散半径2.5 m，注浆后成孔效果有了显著改善。研究结果可用于量化注浆控制标准，简化工程应用，提高破碎矿体的稳定性。

单轴压缩下某弱胶结砂岩声发射特征及破坏形式

汪泓, 杨天鸿, 徐涛, 李杨, 侯宪港, 赵永川

2014, 43(11):  39-45. 

摘要 ( 1342 )   PDF  

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为研究小纪汗煤矿弱胶结砂岩的声发射特征和破坏形式，对取自该矿的砂岩试件开展单轴压缩试验，并进行声发射监测。试验表明：对6个试件的声发射特征曲线归纳为崩裂型和破裂型2种，前者在弹性阶段和微裂隙稳定发展阶段声发射活动较少，屈服阶段后期至破坏前声发射活动骤增，破坏后仍有部分声发射活动；后者弹性阶段和微裂隙稳定发展阶段声发射活动强于前者，屈服阶段声发射活动出现大幅阶梯增长（至峰值），峰值前有声发射平静期。试件破坏形式，可分为X型共轭破坏和单斜面剪切破坏2种，前者对应崩裂型曲线，试件强度较大；后者对应破裂型曲线，试件强度较小。研究结论对高强度开采条件下顶板变形失稳的预测具有指导意义。

拉么锌矿尾矿处理方案研究

张开盛, 王春, 程露萍, 王文丽

2014, 43(11):  46-49. 

摘要 ( 1083 )   PDF  

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拉么锌矿选矿厂尾矿采用低浓度排放方式，面临能耗较高、外排废水量大、重金属离子超标、枯水期选厂生产用水紧张等问题，详细分析了拉么锌矿选矿厂尾矿处理现状。通过尾矿性质分析，得出尾矿成分、含量及尾矿以中细粒为主；借助尾矿沉降试验，测出尾矿浆达到良好沉降效果时絮凝剂的添加量；研究出了膏体制备的工艺流程及浓缩指标。同时对高浓度尾矿料浆进行塌落度试验及环管输送试验，对尾矿浆输送浓度、体积和速度进行测算，最终得出了合理的输送方案。制定了一套适合拉么锌矿选矿厂尾矿处理的方案，即尾矿料浆浓度为70% 的膏体尾矿运排方案。该方案具有使生产用水循环利用，尾矿入库干堆排放、外排废水量少等优点，解决了当前拉么锌矿选矿厂尾矿处理面临的问题。

基于蠕变强度折减法的滑坡稳定性分析

马冲, 胡斌, 詹红兵, 蒋海飞

2014, 43(11):  50-53. 

摘要 ( 1005 )   PDF  

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基于传统强度折减法，提出了考虑岩土体蠕变时效特性的蠕变强度折减法。以重庆某滑坡工程为研究对象，选取主滑线剖面建立FLAC二维地质模型,采用蠕变强度折减法进行了滑坡的蠕变时效稳定性研究，结果表明：①经历相同蠕变时间，滑坡前缘监测点位移量最大，其次为滑体底部监测点，说明滑坡发生变形破坏首先从前缘开始并沿滑动面逐渐向后缘发展；②考虑岩土蠕变特性的滑坡长期稳定性系数为1.18，较未考虑蠕变的滑坡稳定性系数1.26降低了6.3%，说明蠕变不利于滑坡稳定，建议采用稳定性系数1.18作为滑坡治理和地灾危险性评估的依据。

白象山铁矿河床下开采地表沉降数值模拟分析

刘彦超, 陈轲, 蔡嗣经, 黄刚, 刘发平

2014, 43(11):  54-57. 

摘要 ( 1094 )   PDF  

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针对设计采用嗣后充填采矿法的白象山铁矿的主矿体位于青山河床下的状况，为了保障矿山安全生产，采用数值模拟方法，对矿体、围岩及断层进行建模，对断层采用岩体弱化的方法建立模型，对于重点研究的地表和对结果有影响的断层进行细化网格的划分，并依据设计的连续倾斜进路尾砂充填法对模型进行开采与充填，分析地表沉降情况。通过计算分析，确定了位于地表河流中部即横坐标为400 m处的最大沉降值0.23 m。根据模拟结果，提出了对存在安全隐患的断层注浆加固的处理方法。经过再次运算得出最大沉降值减小到0.15 m，研究结果验证了采矿方法的安全可行性与注浆加固方法的安全有效性。  

矿物工程

安徽某低铜高硫磁铁矿石选矿试验

邱廷省, 黄雄, 尹艳芬, 方夕辉

2014, 43(11):  58-61. 

摘要 ( 1028 )   PDF  

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安徽某低铜高硫磁铁矿石属嵌布关系复杂的多金属矿石。为了开发利用该矿石，采用优先选铜—活化浮硫—弱磁选选铁—铁精矿反浮选脱硫原则流程进行了选矿试验。结果表明，铁品位为46.62%、铜品位为0.32%、硫品位为20.56%的矿石采用1粗2精1扫浮铜、1粗1精2扫浮硫、1次弱磁选铁、弱磁选铁精矿1粗1精反浮选脱硫流程处理，最终获得了铜品位为17.09%、回收率为78.64%的铜精矿，铁品位为67.35%、回收率为41.16%、含硫0.28%的铁精矿，以及硫品位为43.69%、回收率为88.79%的硫精矿。该试验结论可作为选矿厂设计的依据。

豫西某高硫低铜铁矿石铜硫回收试验

吕良, 马驰, 郭珍旭, 岳铁兵, 李文军, 刘磊

2014, 43(11):  62-66. 

摘要 ( 1106 )   PDF  

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豫西某高硫铜铁矿石铜、硫、铁品位分别为0.33%、9.84%、28.54%，矿石属成分和嵌布关系复杂、嵌布粒度粗细不均、铜铁矿物氧化程度较高的多金属矿石。为确定其开发利用方案，对该矿石进行了选矿试验研究。结果表明，在磨矿细度为-0.074 mm 占85%的情况下，采用1粗3精2扫铜硫混浮、1粗3精3扫铜硫分离、中矿顺序返回流程处理该矿石，可获得铜品位为20.62%、回收率为64.98%的铜精矿，硫品位为43.19%、回收率为91.56%的硫精矿，铜硫回收效果较好；铜硫混浮尾矿铁品位为26.06%、铁回收率为71.33%，硫含量降至0.68%，为后续选铁创造了较好的条件。

含易浮钙镁矿物的某黄铜矿的浮选试验

穆迎迎, 孙伟, 耿志强, 刘润清, 郭衍哲

2014, 43(11):  67-70. 

摘要 ( 1156 )   PDF  

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某低品位铜矿石中易浮钙镁矿物含量非常高，磨矿过程中这些钙镁矿物极易泥化，罩盖在黄铜矿等矿物颗粒表面，影响铜矿物的正常选别。为了解决该矿石的高效分选问题，采用泥、矿分选工艺对该矿石进行了选矿试验。结果表明，在一段磨矿细度为-74 μm占52%的情况下进行脱泥浮选，矿泥经1粗3精3扫、中矿顺序返回流程处理，槽内产品再磨至-74 μm占75%的情况下经1粗3精2扫、中矿顺序返回流程处理，最终获得了铜品位为18.13%、回收率为80.86%的铜精矿。良好的试验指标表明，该闭路流程是该矿石开发利用的合理工艺流程。

新疆某铜镍硫化矿铜镍回收试验

李福兰, 刘斯佳, 柏亚林

2014, 43(11):  71-74. 

摘要 ( 1191 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

新疆某铜镍硫化矿石为矿物分布不均匀、粒度粗细不等、镶嵌关系复杂、并伴生有金的低品位原生铜镍硫化矿石。为高效回收矿石中的铜、镍，采用铜镍混浮再分离流程对该矿石进行了选矿试验研究。结果表明，在磨矿细度为-0.074 mm占70%的情况下，采用1粗1扫3精铜镍混浮、1粗1扫2精铜镍分离、中矿顺序返回流程处理该矿石，最终获得了铜品位为22.36%、铜回收率为65.33%、含金115.00 g/t、金回收率为63.94%的铜精矿和镍品位为6.11%、镍回收率为71.25%的镍精矿。

陕西某钼铅多金属矿选矿试验

武俊杰, 孙阳, 缑明亮, 苏超

2014, 43(11):  75-79. 

摘要 ( 924 )   PDF  

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陕西某钼矿石矿物成分复杂，主要有用矿物有辉钼矿、方铅矿、黄铁矿，并有少量钼铅矿等，钼、铅、硫、金等有回收价值，其中钼、铅主要以硫化物形式存在。为高效开发利用该矿石，进行了选矿试验研究。结果表明，矿石在磨矿细度为-0.074 mm占68%的情况下1次粗浮选选钼、钼粗精矿再磨至-0.038 mm占93.75%的情况下4次精选选钼，1粗1扫钼尾矿1粗1扫2精选铅，铅扫选尾矿1粗2扫2精选硫，所有中矿顺序返回闭路流程处理，最终获得了钼品位为49.24%、钼回收率为89.19%的钼精矿，铅品位为61.69%、铅回收率为83.47%的铅精矿，硫品位为46.32%、硫回收率为68.21%的硫精矿，较好地实现了钼铅硫的综合回收。

以石灰为调整剂浮选贵州某卡林型金矿石

陈水波, 赖伟强, 林鸿汉, 冯金妮

2014, 43(11):  80-83. 

摘要 ( 1185 )   PDF  

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贵州某卡林型低品位难处理金矿石中的金呈微细粒浸染状嵌布，主要赋存在黄铁矿等硫化矿物中，或以单体金形式存在，这些易回收金占总金的81.34%；碳酸盐及硅酸盐中的金占总金的18.66%。为了高效开发利用该金矿石，以石灰为浮选矿浆调整剂，进行了浮选选金试验。结果表明，在磨矿细度为-0.074 mm占96%的情况下，采用1粗3精3扫、精选中矿集中1粗1精2扫单独再选、其余中矿顺序返回流程处理，最终获得了金品位为9.41 g/t、金回收率为86.45%的金精矿。

辽宁某硫化钼矿选矿试验

邵坤, 周南

2014, 43(11):  84-87. 

摘要 ( 1078 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

为高效开发利用辽宁某钼矿石资源，在工艺矿物学研究的基础上，对该矿石进行了选矿试验研究。结果表明，该资源为嵌布粒度微细的辉钼矿矿石资源，钼品位为0.217%，有综合回收价值的元素硫主要以黄铁矿和磁黄铁矿的形式存在；磨矿细度为-200目占67%的矿石经2粗2扫浮钼，钼粗精矿再磨至-400目占92.10%后经6次钼精选，钼扫选尾矿1粗1扫2精选硫，中矿顺序返回流程处理，最终获得了钼品位为49.43%、回收率为91.11%的钼精矿，硫品位为53.00%、回收率为73.03%的硫精矿，钼、硫回收指标理想，因此，试验确定的闭路试验流程是该矿石开发利用的合理工艺流程。

某高镁低品位软锰矿锰镁分离试验

周宇照, 冯雅丽, 朱宝华, 国亚宁, 蔡震雷

2014, 43(11):  88-91. 

摘要 ( 1505 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

高镁低品位软锰矿石传统的锰镁分离工艺均存在污染严重、锰镁离子分离效率低等问题。为了实现高镁低品位软锰矿的高效、低污染开发利用，以广西某高镁低品位软锰矿为原料，对采用酸化还原焙烧+尾气（SO₂）还原软锰矿矿浆—还原产物合并浸出—浸出液除杂工艺制得的高纯MnSO₄与MgSO₄混合溶液，进行了NH₄HCO₃沉Mn2+（锰镁高效分离）工艺条件研究。结果表明，在NH₄HCO₃与MnSO₄物质的量之比为2.25，反应时间为60 min，反应温度为30 ℃，搅拌速度为120 r/min情况下，锰镁分离率可达96.96%。该锰镁分离工艺既解决了酸化还原焙烧尾气（SO₂）的高效回收利用问题，又高效地实现了浸出液中锰镁离子的分离。

15～5 mm酒钢镜铁矿石回转窑焙烧结圈可能性研究

马浩, 陈铁军, 黄献宝, 丁春江, 屈万刚

2014, 43(11):  92-95. 

摘要 ( 1217 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

为了开发利用酒钢镜铁山-15 mm的粉状镜铁矿石，在完成对试样和还原煤化学成分、软熔性能分析的基础上，对回转窑磁化焙烧工艺窑壁结圈可能性进行了研究。结果表明：试验原料及各阶段产物的软化温度均在1 100 ℃以上，当回转窑内温度严格控制在镜铁矿适宜的还原温度850～900 ℃时，回转窑内物料不会发生软熔和液化；15～5 mm的小块矿采用直径为（0.45～0.65）m×9 m燃气变径回转窑处理，在哈密烟煤用量为2%、焙烧温度为850～900 ℃、窑内停留时间为2.5 h、填充率为10%、焙烧产物水淬冷却后磨矿细度为-0.074 mm占80%、弱磁选磁场强度为100 kA/m的情况下，可得到铁品位为55.00%、回收率为83.00%的铁精矿，且回转窑内壁360 h未见结圈现象；科学合理的窑型、稳定合理的热制度、适宜的入窑粒度，对减少酒钢镜铁山镜铁矿石回转窑磁化焙烧结圈现象的产生十分有效。

地质与测量

土壤化探在漠河盆地南缘找矿实践中的应用

杨元江, 沈龙

2014, 43(11):  96-99. 

摘要 ( 1158 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

优选漠河盆地南缘1∶5万水系沉积物测量异常较好地段开展了1∶2万土壤测量，并择优进行了工程揭露，以期在寻找有色金属矿产方面有所突破。结果表明：铅、锌、钼等矿化较好，地表可圈出数条矿体，为在该区找矿提供了靶区和方向；铅、锌等元素的土壤化探浓集中心与水系沉积物浓集中心基本套合，显示了运用土壤地球化学方法在水系沉积物圈定异常的基础上寻找铅锌等有色金属的有效性和可靠性；已发现的铅、锌、钼矿体走向受光华组流纹岩和中元古代片麻杂岩接触带的控制。同时也说明了土壤地球化学测量方法在该地区寻找有色金属矿产的效果十分明显。

西藏驱龙矿区水文地球化学特征及找矿启示

陈陵康, 徐狮, 张恋, 夏魏巍, 万佳威

2014, 43(11):  100-104. 

摘要 ( 1258 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

在2008、2009及2012年相同时段内，对西藏驱龙铜矿区内及外围水系中重金属离子及水化学采样进行分析，结果表明，水体中Cu、Zn离子含量较高，水化学类型为硫酸盐型，pH均值为5.57，硫化物的风化溶解造成水体中SO₄^2-异常，且与Cu²⁺呈显著正相关关系。金属硫化物氧化释放出大量重金属离子，并随地下水、地表水迁移富集，其浓度变化趋势与矿床大小及赋存位置一致，Cu²⁺水文地球化学特征与铜矿床类型、规模等存在成因联系，其为寻找该类型矿床建立了良好的水文地球化学找矿标志。

西藏改则县木如地区岩屑地球化学分析

刘洪, 李光明, 张智林, 黄瀚霄, 肖万峰

2014, 43(11):  105-108. 

摘要 ( 1147 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

利用木如地区1∶1万岩屑地球化学测量数据，运用因子分析等多种统计方法，研究该地区地球化学特征，共划分出Sb-Pb-Ag、Cu-Zn-Bi-As、W-Au-Mo 3个元素组合，绘制因子得分等值线图，并在此基础上探讨找矿方向，缩小了找矿靶区。结合该地区地质特征认为：与该地区金成矿有关的成矿热液应该为岩浆热液，具有沿着北东向断裂，由南西向北东运移的趋势；在木如地区除了寻找与金矿体外，还有寻找与岩浆热液有关的Cu-Zn矿体的潜力。

陕西双王金矿床钠长石化与钠长石角砾岩特征

范玉须, 方维萱, 付于真

2014, 43(11):  109-112. 

摘要 ( 1303 )   PDF  

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通过矿相学、电子探针、岩石化学分析等方法研究了双王金矿床矿石的造岩矿物特征及蚀变分带特征。发现钠长石中Na2O含量为7.39%~12.22%，钠长石化学成分与钠长石端元成分基本一致，为比较纯的钠长石，且具有多期成因，但其成分变化不大，钠质流体可能为同源流体。含铁白云石中铁的含量较高，样品中除两个样品MnO含量小于0.15%外，其余样品中的MnO含量均大于0.15%，具有与白云鄂博火成碳酸岩相似特征，且与镁电气石共伴生，显示具有岩浆气液成因特征，双王金矿钠长铁白云石角砾岩可能为碳酸岩岩浆热液侵入隐爆成因。双王金矿床钠化蚀变与铁白云石蚀变为中心对称型，角砾岩体蚀变最强，向两侧减弱。角砾岩中Na₂O含量为8.25%~9.84%，达到了钠长石矿的工业品位，钠长石纯度较高，因此，在双王金矿床及尾矿中，钠长石具有综合利用价值。

机电与自动化

金属矿山深部掘进巷道热交换模拟测试平台设计

贾敏涛, 陈宜华, 吴冷峻, 王爽, 菅从光

2014, 43(11):  113-116. 

摘要 ( 1148 )   PDF  

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基于深井采矿热害控制问题，研发设计了金属矿山深部掘进巷道热交换模拟测试平台。该测试平台按照相似理论将井下掘进巷道简化为长方体硐室。利用电加热膜模拟井下各类热源，加湿器加湿模拟井下高湿环境；制冷降温装置由制冷机组、空冷器和冷风风管等构成。试验平台采用西门子300PLC系统进行实时监测以及远程操作，对工艺流程上设备运行的工况、生产流程中的工艺参数进行实时采集，并将采集的数据传送到上位操作画面，由上位机根据工艺要求，对设备、工艺过程、工艺参数进行自动控制和操作。试验平台能够在实验室内模拟井下真实热湿交换环境，模拟巷道流场、温度场及湿度场的变化规律，研究制冷降温系统的匹配优化和冷量在工作面的配送方式对降温效果的影响因素等，对于解决目前深井开采面临的问题具有很好的现实意义和推广应用价值。

基于WiFi传感器网络的矿井通风监测系统

任渊, 李宁, 王李管, 贾明涛

2014, 43(11):  117-120. 

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通过采用超低功耗微控制器MSP430F149设计出便携式WiFi传感器，负责对矿井巷道内各类有毒有害气体浓度的采集、处理、存储以及管理；再利用交换机和综合基站并以光纤为传输介质，建立WiFi传感器网络系统，实现了便携式WiFi传感器采集的数据在无线传感器网络与Internet之间进行传输与转换；为矿山采场及巷道特别是掌子面和独头巷道的通风环境远程在线监测提出一种可靠的解决方案，有效避免了因在不了解具体环境参数的情况下爆破作业后盲目进行其他作业而造成的安全事故，并且在矿山的实际运用中获得良好的效果，确保了矿山企业安全生产，同时极大地提高了企业的经济效益。值得运用和推广。

基于CFD的螺旋溜槽流场及颗粒运动行为数值模拟

高淑玲, 魏德洲, 崔宝玉, 沈岩柏, 黄秀挺

2014, 43(11):  121-126. 

摘要 ( 1217 )   PDF  

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为了探明螺旋溜槽的流场特征及不同矿物颗粒分选时的行为规律，基于CFD理论，采用k-ε湍流模型、VOF多相流模型和离散相耦合等方法，对直径为300 mm的螺旋溜槽进行流场和颗粒运动行为的数值模拟，进而探讨了螺距和给矿流量对它们的影响。结果表明，螺旋溜槽流场中的水相流速呈明显的条带状分布，其速度值沿槽深方向逐渐升高，沿径向从内向外逐渐增大；湍动能在径向上以类似于椭圆环状分布，外缘的紊流度从上至下逐渐升高；在相同的流场条件下，颗粒运动速度极值与密度大小呈负相关；螺距增大后，水层厚度不变，而水相流速和湍动能相应增加，颗粒的运动速度也明显增加，这有利于加速粒群的分带和分选；给矿流量对水层厚度、流速和湍动能的大小均具有明显影响，但对流场分布特征影响较小，而颗粒运动的随机性与该因素呈正相关，即流量增大会导致粒群分带延迟，影响分选。

安全与环保

膨胀充填体在控制地表沉降量中的作用

胡磊, 任高峰, 钱兆明, 王力, 陈光海, 王玉杰

2014, 43(11):  127-131. 

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为提高充填采矿法对地表沉降量的控制效果，首先采用理论分析的方法，得出提高充填体接顶率是控制地表沉降量的关键因素；然后针对目前充填体接顶率偏低的现状，提出以过烧氧化钙代替传统胶凝材料与尾砂混合进行膨胀充填的改进方法，并设计实验得到了膨胀充填体的膨胀性能。实验结果表明，膨胀充填体可提高充填体接顶率，其膨胀力可对顶板产生一定的支撑力，当灰砂比分别为1∶1、1∶3、1∶5时，对应的膨胀力大小分别为1.14、0.68、0.47 MPa。在实验的基础上，以程潮铁矿西区-175 m采场为基础，通过数值计算的方法，研究了膨胀充填体在控制地表沉降量中的作用。数值计算结果与理论分析具有很好的一致性，计算结果表明采用膨胀充填体充填可使地表最大沉降量减小94%。

深井受限空间职业危害程度辨析方法

熊立新, 罗周全, 吴超, 石东平, 贾楠

2014, 43(11):  132-137. 

摘要 ( 1135 )   PDF  

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深井受限空间中职业危害影响因素源头多，数据离散，难以有效定量分析。分析了8个典型矿山中173个深部作业场所、硐室的职业危害因素相关数据，确定了影响职业危害程度的关键指标；根据单指标分类区间上、下限，构造了5个不同危害程度等级；基于模糊层次分析法(FAHP)，确定了各关键指标的权重；基于逼近理想解排序法(TOPSIS)，构建了危害度评价矩阵，计算出20个不同深井受限空间与正理想解的距离贴近度。计算结果表明：深部作业场所职业危害程度高于深部硐室，约27%的作业场所处于较高及以上危害程度等级，需要加强对作业人员的职业安全防护措施。该方法为矿山深井受限空间职业危害程度辨析、预警提供了一种新方法。

基于莫尔-库伦强度理论的岩石冲击危险性判据

张月征, 纪洪广, 侯昭飞

2014, 43(11):  138-142. 

摘要 ( 1537 )   PDF  

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岩爆（冲击地压）日益成为危害工程安全生产的灾害，建立有效判据对于防治这类灾害具有重要意义。基于莫尔-库伦强度理论，通过解析几何数学方法，推导建立了冲击危险性应力指标，并以二长花岗岩为试验材料，采用三轴试验方法，对该判据予以了证明分析。研究表明：①基于摩尔库伦强度理论建立的冲击危险性判据——冲击危险性应力指标与岩石稳定状态具有良好地相关性，该值越大，相对应力水平越高，岩石发生冲击破坏的可能性越大。②冲击危险性应力指标可以反应岩石在某一应力水平下的冲击危险程度，弥补了单独分析最大主应力和最小主应力作为单一分析指标的不足，反映了应力参量和材料物理力学参量（内摩擦角、黏聚力）等对岩石冲击危险性的影响。③为数值计算方法提供了新的分析指标，可根据数值计算结果进一步计算出冲击危险性应力指标在空间的分布情况，反映出不同空间位置的岩体的冲击危险性情况，为岩爆发生提供预测依据。

尾矿坝风险评估中指标相关性权重的确定

史冬梅, 杨风暴, 王肖霞

2014, 43(11):  143-146. 

摘要 ( 1162 )   PDF  

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针对现有尾矿坝风险评估方法未考虑监测指标间的相关性造成的评估过程中计算重复的问题,考虑监测指标间的相关性并将其转化为权重，使相关性的指标中占主导地位的指标权具有较小的权值，反之亦然，从而降低重复计算问题。采用综合赋权法确定权重的方法为：根据监测指标间相互影响程度不同的特点，建立影响矩阵，由于该矩阵所需专家信息具有模糊性，故采用梯形模糊数描述专家信息，计算主观权重；根据各指标监测数据具有随机、模糊等不确定性的特点，利用可能性分布对其进行表征，进而采用相关系数赋权法计算得到各指标客观权重；通过均值法综合主、客观权重。实例表明，考虑了监测指标相关性的权重确定法能减少风险评估中指标的重复计算，综合主客观权重，为尾矿坝各指标赋权提供了理论依据。

井下铁矿巷道掘进工作面超前预警探测

刘殿军, 贾三石, 王恩德, 宫国慧, 丛桂新, 陈继宏

2014, 43(11):  147-150. 

摘要 ( 1182 )   PDF  

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金属矿山井下巷道施工过程中掌子面前方的地质条件复杂多变，尤其存在采空区或含水采空区时，安全危害极大。为保障矿山开拓巷道施工安全高效，进行相关的超前预警探测研究显得非常重要。为此，利用最新型的瞬变电磁法测量设备，使用自制多匝-超多匝重叠小回线测量装置，采用扇形布点的数据采样方式，运用多种数据处理解译方法，在井下铁矿-10 m中段掘进巷道掌子面前方成功发现含水破碎带和遗留老旧采空区。其成果表明井下瞬变电磁法可以实现金属矿山掘进巷道掌子面的超前预警探测，为金属矿山安全生产提供技术保障。

基于D-InSAR技术的煤矿区沉陷监测

姚丹丹, 吴侃, 何强

2014, 43(11):  151-155. 

摘要 ( 1307 )   PDF  

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煤炭开采引起的地表移动变形时间集中、形变量大，使得基于D-InSAR技术的煤矿区沉陷监测受到了诸多的限制，很难获取准确的地表沉陷信息。为使D-InSAR技术能够更好地应用于煤矿区沉陷监测，采用“两轨法”差分干涉技术处理了多景RadarSat-2影像数据，通过实验分析了植被因素对影像相干性的影响，探究了监测量级对地表沉陷信息解译结果的影响，并以峰峰矿区的九龙矿为试验区对D-InSAR技术的监测精度进行了分析。结果表明：地表植被覆盖率是影响影像间相干性的决定性因素，在地表植被稀疏的冬季相比植被茂盛的夏季更适合使用D-InSAR技术进行地表形变监测；由于地质采矿条件复杂，导致地表下沉速度超过卫星可监测范围，通常只能准确监测到盆地边缘的形变；当沉降量不超过监测量级时，D-InSAR技术的监测结果与常规水准测量的结果大致吻合；随着相关理论研究的不断深入与处理软件的日趋成熟，D-InSAR技术在煤矿区沉陷监测中的应用前景将更为广阔。

唐山市南湖采煤沉陷区蓄水安全分析与评估

高怀军

2014, 43(11):  156-160. 

摘要 ( 1130 )   PDF  

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唐山南湖采煤沉陷区蓄水的安全问题，涉及到湖泊景观的保持和唐山矿井下的安全生产。基于南湖采煤沉陷区的地质采矿条件，通过计算煤层采后的采动裂缝发育高度，探讨采动裂缝导通地表水的可能性，分析急倾斜煤层露头局部抽冒对地表水的影响，观测近年来地表水与各含水层的水位变化，提取水样检测地表水与地下水的水质相关性，统计分析地表水与井下涌水量变化之间的关系。研究结果表明：唐山市南湖蓄水区域下有厚40～50 m的冲积层隔水层，由粘土、砂质粘土组成，隔水性能好，对积水下渗起到阻碍作用；煤层开采引起采动裂隙不会到达冲积层而坡坏冲积层内隔水层的隔水性，局部抽冒不会造成地表水直接进入井下；地表水与地下水的水位、水质、水量相关性分析，进一步表明地表水与井下涌水不存在直接水力联系。因此，唐山市南湖采煤沉陷区蓄水是安全可行的。

综合利用

某赤铁矿尾矿再选试验

李兴平, 王永田, 代志伟, 田昆仑

2014, 43(11):  161-163. 

摘要 ( 1039 )   PDF  

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某赤铁矿尾矿中主要有用矿物为赤铁矿，脉石矿物主要为石英，含铁量为18.78%，SiO₂含量为73.25%，S、P等有害元素含量低，铁主要富集在微细粒级。为了探索该尾矿开发利用的可能性，在矿石性质分析的基础上，进行了选矿试验研究。结果表明，在磨矿细度为-42 μm占95%的情况下，采用强磁选（背景磁感应强度为1 T）预富集—1粗1精1扫（中矿合并返回）闭路反浮选流程处理该试样，最终可取得铁品位为64.75%、铁回收率为78.69%的铁精矿。

内蒙古某湿法炼锌渣选银试验

王宇, 曹静

2014, 43(11):  164-166. 

摘要 ( 1172 )   PDF  

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内蒙古某湿法炼锌浸出渣-75 μm含量为92.48%，银含量达217.98 g/t，75.51%的银以金属银、硫化银及硫化物包裹银的形式存在，且90%以上的银分布在-75um粒级中。为高效回收该二次资源中的银，采用浮选工艺进行了选矿试验研究。结果表明，以活性炭为微细粒银矿物浮选的载体和溶解银的吸附剂，采用1粗2扫3精、中矿顺序返回流程处理该湿法炼锌浸出渣，可获得银品位为4 084.18 g/t、银回收率为79.63%的银精矿。该试验流程简单、高效、生产成本低，可作为银回收系统设计的依据。

某铜钼尾矿中金红石的浮选回收试验

王允火

2014, 43(11):  167-170. 

摘要 ( 1020 )   PDF  

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某铜钼尾矿粒度较细，-0.074 mm粒级占68.63%，金红石含量为0.31%，在0.037～0.010 mm粒级有明显的富集现象，单体解离度达72.80%；脉石矿物以石英为主，还有少量易泥化的绿泥石和粘土矿物。为了提高资源的综合利用率，低成本、高效地回收该尾矿中的金红石，在不磨矿的情况下，采用2粗1扫4精、扫选精矿与精选1尾矿合并精选后返回、其他中矿顺序返回的流程对金红石进行了选矿试验，最终获得了TiO2品位为64.59%，回收率为77.25%的金红石精矿，较好地实现了金红石的回收。

无熟料钢渣矿渣水泥在热养护条件下的强度发展

仇夏杰, 倪文, 王思静

2014, 43(11):  171-174. 

摘要 ( 1268 )   PDF  

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为了探讨以鞍钢钢渣与矿渣为主要原料生产无熟料钢渣矿渣水泥的可能性，以鞍钢钢渣与矿渣质量比A、矿渣与钢渣梯级混磨细度B、Ca(OH)₂与石膏质量比C、热养护温度D为影响试件不同龄期强度的4因素进行了正交试验，并对胶凝材料的XRD图谱和净浆试块的SEM照片进行了分析。结果表明：①A、B、C、D分别为1∶2、480 m²/kg、2∶1和35 ℃的情况下，试件的抗压强度最高，养护3，7，28 d的抗压强度分别为18.36，26.89和45.32 MPa，这4个因素对试件强度影响的主次顺序为D>A>B>C。②体系的早期强度主要来源于C-S-H凝胶，及少量的钙矾石相；体系后期强度的增强主要依赖于钙矾石相的生成。

铝冶炼硅钙渣基生态混凝土的性能研究

赵亚钊, 刘晓明, 李宏煦, 张娜, 张宏雷

2014, 43(11):  175-180. 

摘要 ( 1173 )   PDF  

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硅钙渣是高铝粉煤灰提取氧化铝过程中排放的固体废弃物。为揭示以其为主要原料制备的硅钙渣基生态水泥的性能，以32.5#普通硅酸盐水泥为参照对象，以天然砂石为骨料、液态聚羧酸为减水剂，分别制备了等级为C30和C40的混凝土，比较了同等级的2种混凝土的力学性能和耐久性能。结果表明：①硅钙渣基生态混凝土的早期力学性能高于相同标号的普通混凝土，后期力学性能则发展缓慢，胶砂28 d的抗折、抗压强度分别达到8 MPa和40 MPa以上。②硅钙渣基生态混凝土与普通混凝土相比具有优异的抗硫酸盐侵蚀性能和抗氯离子渗透性能；硅钙渣基生态混凝土14 d 前（含14 d）的收缩率与普通混凝土相当，14 d后收缩率小于普通混凝土；C40硅钙渣基生态混凝土具有优异的抗碱骨料反应性能，其余耐久性能与普通混凝土相当。③硅钙渣基生态水泥对于Cr离子具有优异的固化特性。因此，硅钙渣基生态水泥总体性能优于32.5#普通硅酸盐水泥。