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2015年 第44卷 第02期    刊出日期：2015-02-15

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专题综述

我国铁矿选矿技术最新进展

韩跃新, 孙永升, 李艳军, 高鹏

2015, 44(02):  1-11. 

摘要 ( 1040 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

介绍了我国铁矿资源的分布及特点，总结了近5 a我国铁矿选矿技术领域的研究进展，着重评述了微细粒铁矿分选、破碎磨矿、磁化焙烧、深度还原、铁尾矿再选、常温捕收剂研发等方面形成的铁矿选矿新技术及新成果。磁重浮联合分选工艺可以实现微细粒铁矿和铁尾矿的高效分选；与常规碎磨技术相比，高压辊磨、自磨/半自磨和搅拌磨技术可以降低矿石碎磨过程中的能耗；磁化焙烧新技术(闪速焙烧、流化床焙烧和悬浮焙烧)与深度还原技术为难以利用的铁矿资源开辟了新途径；新型常温铁矿捕收剂的应用可以降低浮选作业温度，显著降低能耗。指出了未来我国铁矿选矿技术的主要发展方向为微细粒铁矿强化分离基础性课题的研究，高效碎磨设备及新型矿石预处理设备的研制与应用，绿色环保选矿工艺及药剂的研发。

水力旋流器内部流场及分选过程的研究进展

魏德洲, 张彩娥, 高淑玲, 崔宝玉, 刘文刚, 沈岩柏, 韩聪

2015, 44(02):  12-19. 

摘要 ( 1133 )   PDF  

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论述了水力旋流器内部流场特性研究的发展历程及研究现状。详细介绍了数值试验方法在旋流器模型建立、内部流场特性描述、颗粒在其流场中的分离过程以及旋流器结构参数优化设计等方面的应用。在此基础上，提出了今后的研究方向与重点，即对于轴向零速包络面（LZVV）及空气柱的特性仍需进一步研究；在高浓度矿浆中，颗粒形状及颗粒与颗粒、颗粒与流体、颗粒与器壁之间相互作用对分离效率的影响仍是下一个时期的研究重点。

采矿工程

基于组合权-灰色关联分析法的矿产资源开发利用综合评价

罗德江, 吴尚昆, 郭科

2015, 44(02):  20-25. 

摘要 ( 988 )   PDF  

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矿产资源开发利用综合评价是复杂的信息不完全的系统工程，目前还没有一套科学完整的评价指标和评价方法。本研究在对矿产资源开发利用影响因素分析的基础上,从开发效率、人员效率、经济效益和矿山地质环境治理等4个方面构建了指标体系，并用专家评分法与熵值法相结合确定了指标权值；根据矿产资源开发利用评价信息不完全这一特征，采用灰关联度分析法对开发利用水平进行评价。以攀西地区钒钛磁铁矿为案例，计算了各评价指标的组合权并对攀西地区钒钛磁铁矿开发利用进行了综合评价，最后根据评价结果作了开发利用水平的等级划分。评价结果表明了矿产资源开发利用评价指标和评价方法的可靠性和实用性。

河流下伏采空区地表沉降规律及处治技术研究

祁建东, 高永涛, 韩浩亮

2015, 44(02):  26-31. 

摘要 ( 1055 )   PDF  

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以西石门铁矿为工程背景，采用物探、监测、数值计算等方法，开展河流下伏采空区地表沉降规律研究，提出采用“补偿法”的技术措施治理河床不均匀沉降。主要研究结论如下：采用可控源音频大地电磁法可将研究区域划分为沉陷区、危险区和低电阻异常区，其中，低电阻异常区为采空区或矿体的表现；水平挤压构造应力致使地表形成椭圆形沉陷盆地，其存在增加了地表移动盆地的范围；水平挤压构造应力降低了开采最大沉降量，但使累计沉降量呈现出“突发式”增长模式；“补偿法”永久治理措施中，防渗加固主体结构包括刚性防水层、柔性防水层及抗冲刷层，可随河床沉陷而下沉，最终填平矿体开采造成的地表不均匀沉陷。

侧限高应力条件下充填体压缩变形规律分析

赵向民, 孙天顺, 吕文生

2015, 44(02):  32-35. 

摘要 ( 1045 )   PDF  

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为了研究充填体在侧限高应力下的变形规律，根据现场调研结果试验室内选取灰砂比为1∶10，浓度为70%的充填体试块进行9级加载蠕变试验，得到每级加载应力下充填体的轴向变形规律。通过对充填体的压缩特性分析，得到了不同加载应力条件下充填体试块的侧限压缩系数和压缩模量；通过压缩变形应变-时间图，对侧限高应力条件下充填体试块的压缩变形机理进行分析，分析结果为新城金矿矿山充填设计及安全生产提供科学依据。

急倾斜极薄矿脉削壁充填法开采采动压力监测

丁航行, 任凤玉, 何荣兴, 李波然, 常帅

2015, 44(02):  36-39. 

摘要 ( 904 )   PDF  

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二道沟金矿为急倾斜极薄矿脉，采用削壁充填法与浅孔留矿法开采，随着采深的增加，发生了多起采场岩爆。为研究岩爆发生所需高应力的来源，特对开采过程进行了采动压力监测。采用巷道变形收敛监测的方法，实测了1530采场削壁充填法回采过程中，穿脉监测巷道顶底板和两帮的收敛变形。监测结果表明：随着回采高度的增加，监测巷道顶底板间距呈减小的趋势，而两帮间距则呈增大的趋势，且两帮的变形幅度比顶底板的变形要大。并根据两帮各监测点最大收敛值，绘制了采动压力特性曲线。由该曲线可知，采动压力在距上部采场上盘回采边界约7 m的范围内形成波峰，再往上盘侧则趋于平缓。对于这种比较集中的采动压力分布特点，适合采用卸压的方法对其进行控制，从而达到阻止岩爆发生所需外部高应力条件的形成。

岩巷切缝药包楔形掏槽爆破模型试验与分析

廖涛, 蒲传金, 王俊青, 姜锐, 杨鑫, 陈雪锋

2015, 44(02):  40-44. 

摘要 ( 1161 )   PDF  

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为了研究合理的掏槽方式改善岩巷掏槽效果差、炮眼利用率低的问题，采用水泥砂浆模型对切缝药包楔形掏槽爆破进行了试验研究。共设计了4组对比试验，每组试验分别在6组不同强度的水泥砂浆模型上展开，模型炮孔数目均为6个，每个炮孔装一发8号电雷管起爆。试验结果表明，切缝药包装药结构提高了炮孔利用率、增大了槽腔体积及降低了掏槽碎块的大块率；并得到了不同强度模型最优的掏槽方式，其中80°切缝药包楔形掏槽爆破在不同强度模型下炮孔利用率、槽腔体积及掏槽碎块大块率均相差较小，用于岩性变化较大的岩巷中，可得到较好的掏槽效果。切缝药包楔形掏槽爆破利用切缝对能量的导向作用，实现裂纹的定向扩展，并提高了掏槽效果。

综掘巷道超前支护装置及其应用研究

吕志, 朱建明, 胡宇, 王宇

2015, 44(02):  45-48. 

摘要 ( 1287 )   PDF  

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为了解决巷道掘进面事故频发，超前支护越来越得到重视，而传统的临时超前支护方式存在诸多弊端，如支撑力不足，支护面积小，作业耗时长、工人劳动强度大、作业安全无保障，已不能适应当前巷道围岩变形特点，本研究将应用新研制的超前支护装置，结合现场工业性试验以及FLAC数值模拟进行验证。结果表明，该新型超前支护装置结构设计合理可靠，易操作，对于提高巷道开挖后第三向应力水平具有积极的作用，并且该装置可以实现在巷道开挖后“无支护-临时超前支护”等工艺过程的无缝衔接过渡，显著地提高了采煤正规循环率，同时应用该装置的工作面，不仅增强了工人的安全感，也提高了工作效率。超前支护装置在王庄煤矿应用的整个工业性试验期内取得了很好的支护效果与经济效益，完全可以满足安全生产的需要。

盘区矿柱回采方案的优化研究

王乃斌, 赵继银, 张传信, 郭伟

2015, 44(02):  49-52. 

摘要 ( 1131 )   PDF  

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盘区矿柱回采厚度是影响资源回收率的重要因素之一。合理的盘区矿柱回采厚度不但能够提高资源的回收率和经济效益，而且能够降低矿柱回采过程中的安全风险。在提出不同的回采方案的基础上，对岩体力学参数进行合理的折减处理，并通过自下而上的三维实体建模技术建立分析模型，并在分析中以摩尔-库伦岩土模型为破坏准则。采用FLAC3D分析软件对盘区矿柱不同的回采厚度进行数值模拟分析，研究盘区矿柱及其周围采空区围岩内应力和应变的变化规律。通过对盘区矿柱不同回采厚度模拟结果的分析比较，确定了盘区矿柱合理的回采厚度，能够保证盘区矿柱安全的回采。最后通过技术经济分析比较，综合考虑技术、经济和安全等多方面因素得出结论，选择其中的最优回采方案。

矿物工程

某微细粒嵌布铁矿石磁选—絮凝脱泥—反浮选试验

唐雪峰

2015, 44(02):  53-57. 

摘要 ( 964 )   PDF  

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湖南某铁矿石中铁矿物以磁铁矿为主，赤铁矿次之，并有12.12%的铁以硅酸盐矿物形式存在。其中磁铁矿属中细粒嵌布，但赤铁矿具典型极微细粒嵌布特征，分选难度极大。根据矿石性质，采用阶段磨矿—弱磁选—强磁选—选择性絮凝脱泥—反浮选工艺进行选矿试验，即第1步在-0.075 mm占65.87%的较粗磨矿细度下通过弱磁选选出磁铁矿，第2步通过强磁选抛尾富集弱磁选尾矿中的赤铁矿，第3步对强磁选精矿进行2段阶段细磨（一段磨至-0.038 mm占96.56%，二段磨至-0.019 mm占98.93%）、4段加磁种的选择性絮凝脱泥（以所得磁铁矿精矿为磁种，与强磁选精矿一起细磨），第4步对脱泥沉砂进行1粗1精4扫反浮选，最终获得了产率为32.33%、铁品位为63.55%、铁回收率为71.34%的综合铁精矿，从而为该矿石的合理开发利用提供了技术支撑。

司家营铁矿磁选精矿阳离子反浮选试验研究

王伟之, 孟庆磊, 张庆丰, 李富平

2015, 44(02):  58-62. 

摘要 ( 966 )   PDF  

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河北钢铁集团矿业有限公司司家营铁矿选矿厂采用以NaOH为pH调整剂、淀粉为抑制剂、石灰为活化剂、GK-68为捕收剂的阴离子反浮选工艺处理弱磁选和强磁选所得混合精矿，存在药剂制度复杂且矿浆需加温的弊端。为此，从武汉理工大学研制的阳离子捕收剂GE-609和中南大学研制的阳离子捕收剂HYS-2中筛选出GE-609对司家营铁矿选矿厂磁选混合精矿进行了阳离子反浮选试验，并模拟现场流程和药剂制度进行了阴离子反浮选对比试验。试验结果表明，在常温和不改变原有流程结构的情况下，GE-609仅与淀粉1种药剂配合，可获得铁品位为65.37%、铁回收率为84.10%的最终铁精矿，而模拟阴离子反浮选在40 ℃下所获最终铁精矿的铁品位为65.55%、铁回收率为79.44%。由此可见，采用GE-609进行阳离子反浮选不仅可达到实现常温浮选和简化药剂制度的目的，还可较大幅度地提高铁的回收率。

非洲某钽铌砂矿矿石性质及预选工艺研究

张成强, 张红新, 李洪潮, 王守敬

2015, 44(02):  63-67. 

摘要 ( 1014 )   PDF  

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为了给中国某矿业公司开发非洲某钽铌砂矿提供依据，首先对该矿矿石进行了工艺矿物学研究，结果表明：矿石中钽、铌的含量分别达到了97.4 g/t和1 044.2 g/t，远远超过了工业开采指标要求；有用矿物除铌铁矿外，还伴生钛铁矿、锡石、锆石以及独居石、钍石等，脉石矿物则主要为石英、长石；有用矿物嵌布粒度较粗，且基本都已经单体解离，同时它们与石英、长石的重选分离难易度处于“较易”范围；矿石中+3 mm粒级的产率达21.10%，但钽、铌在其中的分布率只有3.04%和1.33%。根据工艺矿物学研究结果，采用原矿按3 mm筛分抛尾、筛分精矿跳汰抛尾、跳汰精矿按0.5 mm分级摇床精选的工艺流程进一步进行了预选试验，获得了预选精矿产率为0.71%，Ta₂O₅、Nb₂O₅、Sn、ZrO₂品位分别为1.21%、12.93%、7.12%、14.97%，相应回收率分别为89.45%、90.04%、87.16%、70.58%的较好指标，并使钛、钍、铪、铈也得到了富集。下一步将对预选精矿开展有用矿物互相分离的深选试验。

新疆某低品位钼矿石高效利用选矿试验

杨凯志, 邱显扬, 汪泰, 李汉文, 王洪君

2015, 44(02):  68-72. 

摘要 ( 993 )   PDF  

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新疆某低品位钼矿石钼品位仅0.076%。矿石中除钼外，还伴生含量为0.033%的铜和含量为1.232%的硫。虽然钼、铜、硫主要以辉铜矿、黄铜矿、黄铁矿形式存在，但它们共生关系密切，分离困难。根据矿石性质开展综合回收钼、铜、硫的选矿试验，首先将原矿粗磨至-0.074 mm占85%后进行钼铜硫的混合浮选，然后将钼铜硫混合精矿细磨至-0.043 mm占95%后进行钼铜与硫的分离浮选，最后对钼铜混合精矿进行钼与铜的分离浮选，并在钼铜硫混合浮选过程中使用新型捕收剂GZW101和新型抑制剂GTS、在钼铜分离浮选过程中使用新型抑制剂GLN，最终获得了钼品位为47.03%、钼回收率为73.20%的钼精矿以及铜品位为14.89%、铜回收率为77.26%的铜精矿和硫品位为54.26%、硫回收率为88.94%的硫精矿，从而为该矿石的高效利用提供了依据。

金属离子对十二烷基磺酸钠浮选蓝晶石的影响

卢佳, 高惠民, 金俊勋

2015, 44(02):  73-76. 

摘要 ( 1041 )   PDF  

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通过单矿物浮选试验，考察了Na+、K+、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺这6种金属离子在酸性条件下对十二烷基磺酸钠（SDS）浮选蓝晶石的影响，结果表明：一价离子Na+、K+对蓝晶石的浮选基本没有影响；二价离子Ca2+、Mg2+对蓝晶石的浮选有抑制作用，且Ca2+的抑制能力更强；三价离子Fe³⁺、Al³⁺对蓝晶石的浮选有活化作用，且Al3+的活化能力更强。以Ca²⁺和Fe³⁺分别为二价离子和三价离子的代表，通过溶液化学分析了它们的抑制机理和活化机理，结果表明：钙离子在酸性介质中的主要水解组分为Ca²⁺，Ca²⁺易与SDS中的磺酸基形成难溶物，从而使SDS被消耗大量而产生抑制作用；铁离子在酸性条件下对蓝晶石起活化作用的有效水解组分因pH值不同而变化，pH<2.5时FeOH²⁺和Fe(OH)₂⁺是起活化作用的有效水解组分，pH≥2.5时Fe(OH)_3(s)是起活化作用的有效水解组分。

分散剂及工艺优化对吉林某低品位硅藻土提纯的影响

高莹, 韩跃新, 陈晓龙, 唐志东

2015, 44(02):  77-81. 

摘要 ( 1024 )   PDF  

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吉林临江低品位硅藻土属高烧失三级硅藻土，脉石矿物主要为石英和钠长石。为提高该硅藻土纯度，对其进行了浮选分散剂选择试验，并对最佳浮选条件下所得浮选精矿进行了焙烧—酸浸试验。结果表明，在矿浆温度为40 ℃、pH为9、十二胺为捕收剂条件下浮选，三聚磷酸钠作为分散剂时浮选指标最佳。以三聚磷酸钠作为分散剂、十二胺为捕收剂，经1粗2精浮选获得了SiO₂品位为79.38%、Al₂O₃品位为5.04%的硅藻土浮选精矿。该浮选精矿在600 ℃条件下焙烧1 h后，在室温条件下采用20%的硫酸浸出1.5 h，获得了SiO₂品位为89.57%、Al₂O₃品位为4.77%、Fe₂O₃品位为0.71%的硅藻土精矿，达到了一级土的标准。

湖南某钾钠长石矿选矿试验

岑对对, 高惠民, 路洋, 任子杰, 金俊勋

2015, 44(02):  82-86. 

摘要 ( 1112 )   PDF  

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湖南某长石矿矿物组成复杂，主要有用矿物为长石和石英。为开发利用该矿石，对其进行了选矿试验研究。结果表明：在磨矿细度为-0.074 mm占62.36%时，原矿经脱泥—脱石英浮选后，以硫酸为调整剂、N-烷基丙撑二胺+石油磺酸钠为捕收剂经1粗2扫长石-石英分离浮选，获得了Al₂O₃含量为18.68%的长石浮选精矿和SiO2含量为98.35%的石英浮选精矿；长石浮选精矿经1粗1精磁选除铁获得了Al₂O₃含量为18.68%、Fe₂O₃为0.18%、Na₂O+K₂O为12.28%的长石精矿，达到了陶瓷工业的一级质量标准；石英浮选精矿在0.35 T条件下磁选除铁后获得了SiO₂含量为98.35%、Fe₂O₃为0.076%的石英精矿，满足玻璃工业二级质量要求。

湖北某石煤型钒矿石工艺矿物学研究

李美荣, 梁冬云, 何晓娟

2015, 44(02):  87-91. 

摘要 ( 979 )   PDF  

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为了给湖北某石煤型钒矿石中钒的回收工艺研究提供指导，采用化学分析、显微镜观察、单矿物化学成分能谱分析、MLA矿物自动定量检测技术等手段对该矿石进行了工艺矿物学研究，得出的主要结论为：① 矿石V₂O₅含量为0.96%，含钒矿物有钒云母（纤维钒云母、含碳钒云母和片状钒云母）、含钒褐铁矿、钒钙榴石及水钒铁矿、羟钒铜矿、钒钡铜矿等；② 虽然矿石中含钒矿物种类较多，但回收钒的主要对象为钒云母、含钒褐铁矿和钙钒榴石，这三者的V₂O₅分配率合计达97.08%；③ 含钒褐铁矿和钙钒榴石具有一定磁性，而钒云母磁性极弱。根据以上结论，建议先通过强磁选预富集含钒褐铁矿和钙钒榴石、通过浮选预富集含钒云母，然后采用直接酸浸工艺回收强磁选精矿中的钒、采用加助浸剂的酸浸工艺或焙烧—酸浸工艺回收浮选精矿中的钒。

地质与测量

水系沉积物测量在老挝巴乌地区的应用

刘君, 潘亮, 赵鹤森, 唐顺娟, 陶琳

2015, 44(02):  92-97. 

摘要 ( 1048 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

通过在老挝巴乌地区开展1∶50 000水系沉积物测量，测试分析了Cu、Co、Ni、Fe、Au、Ag、Pb、Zn、As、Sb、Hg、Mo、W、Sn等元素。首先初步总结了区内元素地球化学特征，认为As、Sb、Hg、Au等元素富集、变异系数较大，在测区内地质、地球化学作用强烈，元素迁移、富集特征明显，是区内最重要的成矿（指示）元素；然后引入数理统计原理对元素测试数据进行相关性分析、聚类分析以及因子分析，阐述了区内元素的亲疏关系及分异趋势；最后根据元素地球化学特征，圈定元素综合异常23个，对区内主要异常HS-8、HS-15的地质、地球化学特征进行了详细评述，并据此优选出B.Houaysapeu、比佛艾-摩仲找、怀康-旺勒等3处最有利的金多金属找矿靶区。上述研究结果对于区内进一步开展找矿工作具有一定的参考价值。

山西洞沟金多金属矿地球化学特征及找矿预测

李静静, 阳正熙, 李文娟, 陈飞, 班建永, 刘磊

2015, 44(02):  98-102. 

摘要 ( 1173 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

通过在山西洞沟多金属矿区开展1∶10 000土壤地球化学测量工作，首先对测量数据的统计特征进行分析；然后利用Spss软件对其进行相关分析、聚类分析和因子分析，在此基础上确定出工作区内的元素异常组合；最后利用Spss软件作出各元素的盒须图，求出其第1个四分位数和第3个四分位数，从而确定出各元素的异常下限。结果表明：①Au、Ag、Hg、As、Sb、Bi、Ba、Pb、Zn、W等元素含量较高，变异系数较大，具有一定的次生富集倾向；②Ag、Pb、Zn、Mo、Au、Hg、Ba、W等元素代表主要成矿元素的次生富集组合；③通过确定异常下限及圈定各元素异常可知，异常较高的元素均分布在矿区的中部或东部且在构造破碎带内。上述研究结果对于区内进一步开展找矿工作具有一定的指导作用。

一种适合开采沉降实时观测的单频单历元算法

陈西斌, 张书毕, 鲍国

2015, 44(02):  103-107. 

摘要 ( 1082 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

为了弥补现有GPS单频单历元算法在矿区开采沉降中的不足，更加精确地实时监测煤炭开采引起的地表移动，基于Tikhonov正则化方法及阻尼LAMBDA方法，提出了一种适合矿区沉降实时观测的新方法。首先，根据单频单历元方程的特点，利用Tikhonov正则化方法修正单频单历元法方程矩阵，由最小二乘法得到可靠的模糊度实数解；其次，依据阻尼LAMBDA方法搜索固定整周模糊度，其中阻尼因子可根据矿区首期变形监测结果确定；最后，利用该算法处理某矿区地表沉降的实测GPS数据，得到了测站北、东、天顶三方向的定位精度为毫米级，且单历元解算时间远小于采样率。试验结果表明，该算法在矿区沉降中能满足毫米级的观测，同时可满足矿区沉降实时观测，对于实现对矿区沉降的实时观测具有一定的参考价值。

基于DIMINE的红龙厂铜矿床地质建模与储量计算

余璨, 李峰, 张达兵, 陈明贵

2015, 44(02):  108-112. 

摘要 ( 1110 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

根据云南元江红龙厂铜矿区地质勘查资料，结合DIMINE软件建立了矿床地质数据库，构建了矿区断层及矿体的三维实体模型，不仅实现了钻孔数据信息的三维可视化，而且直观、真实地揭示了矿体的产出位置及空间形态特征。基于地质统计学原理，筛选出钻孔样品数据并对其进行组合，根据组合后样品的统计分布特征，建立了矿区变异函数模型，利用普通克里格法对矿床内铜品位块体进行赋值，结合赋值结果，采用块段模型法对矿床储量进行估算。结果表明，红龙厂铜矿建模精度较高，储量计算结果较为可靠，可为矿山资源动态管理及后续生产工作提供重要的理论依据。

一种具有抗噪性的P波初至自动拾取方法

杨晶惠, 庹先国, 蒋鑫, 刘瑶

2015, 44(02):  113-116. 

摘要 ( 938 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

地震震相初至拾取的准确性对地震事件判别及震源的定位工作有着重要影响。已有的初至拾取方法对低信噪比的地震资料的拾取效果并不理想，为了解决噪声问题（提高抗噪性能），提出了一种基于改进能量比法和小波变换的微震初至自动拾取方法，即首先将特征函数引入到传统能量比及小波变换中，通过改进的能量比算法搜索出P波的初至范围；然后采用小波变换精确定位P波的初至时刻；最后采用地震模型数据和实测地震数据进行试验。结果表明，基于特征函数的能量比和小波变换的拾取方法具有抗噪性强、稳定性好等优点，能从信噪比较低的地震资料中较为准确地识别出P波的初至时刻。

机电与自动化

地下矿山智能生产控制与管理建设体系研究

周文略, 连民杰

2015, 44(02):  117-121. 

摘要 ( 1007 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

近年来随着人力成本增长，安全和环境要求更加严格，国内矿山企业需要从劳动密集型粗放管理方式向高效科学管理方式转变。生产控制与管理智能化是矿山实现高效科学管理的关键，需要紧贴矿山运行特点，选用合适的、性价比高的技术和设备来实现。总结了中钢矿业公司的智能矿山建设经验，分析了地下矿山的运行特点，以信息化、自动化为基础，利用物联网技术，构建了矿山智能生产控制与管理建设体系，提出了从地质、测量、采矿信息的数字化与可视化、生产运行智能化控制、安全生产智能化监测与预警和经营管理信息化四个方面进行矿山智能化建设，总结了关键实施技术和设备。按照此体系进行建设，矿山就能在生产和管理方面实现数字化、自动化、决策与预警智能化，并为其他矿山智能化建设提供参考。

基于RTK手簿的露天矿爆破设计系统实现

姚纪明, 张云鹏, 王森, 张伟华, 张丽春

2015, 44(02):  122-126. 

摘要 ( 997 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

随着计算机辅助爆破设计系统的发展及普及，传统爆破设计在定位精确度、布孔方案合理性、破碎效果等方面的弊端日益显露。为了提升爆破效果，将爆破理论与RTK技术精确定位的优势相结合，通过对影响爆破效果的各项因素进行分析，完成对现场地形参数及实际炮孔参数的动态精确采集，并实时调整和优化，实现精确定位与爆破设计一体化。在此基础上，详细研究了爆破设计的方法并综合运用数据库与嵌入式开发技术，阐述了系统的需求分析、系统设计思路、系统功能模块分析、数据库开发策略以及系统实现等关键技术。该系统的应用为爆破设计的科学化、规范化及精确爆破提供了较为先进的设计平台，可以节省大量的人力、物力，缩短设计周期，提高设计精度，为矿山开采降低了成本。

基于ZigBee的钨矿井下矿车定位监测系统研究与设计

何学文, 曹清梅, 樊宽刚

2015, 44(02):  127-132. 

摘要 ( 1078 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

针对现有的钨矿井下矿车定位系统的布线困难、信息化和可视化水平低等问题，为了更加合理、高效地调度矿车，设计了一种基于ZigBee的无线网络系统，实现对井下矿车定位及安全监测。首先探讨了井下环境无线信号传输的RSSI测距模型，并采用高斯滤波对RSSI测距参数进行修正后，结合极大似然估计定位方法实现矿车定位，针对此定位算法存在的较大误差，提出了加权质心定位算法来提高矿车定位的准确性。然后通过上位机将井下采集的矿车速度和定位信息实时显示在井上监控主机和大屏幕中。通过实验仿真，结果证明，改进的加权质心定位算法有效地降低了定位误差，上位机对速度数据信息可实现调用、存储、实时显示、查询并预警等功能，系统具有实时性强、精度高、鲁棒性好等特点，可以有效提升钨矿井下开采生产的安全性。

虚拟现实技术在露天矿边坡工程中的应用

何祥, 杨天鸿, 南世卿, 黄庆云, 李洋

2015, 44(02):  133-138. 

摘要 ( 944 )   PDF  

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露天矿边坡工程是集工程勘察、分析计算、施工和监测等多阶段、多元维数据分析于一体的复杂的系统工程。随着开采进行，边坡揭露和勘察获得的地质数据与工程数据复杂程度与日俱增，传统二维图纸很难表达清楚这些数据之间的关系，这就迫切需要把这些多元数据融合分析与三维可视化，以便领会复杂数据，实现科学决策。结合多种边坡工程数字化勘察手段，以东北大学虚拟现实平台为基础，建立了三维地质模型、工程模型等虚拟场景与集成勘探数据、分析计算成果和治理措施的具有数据查询和交互控制于一体的虚拟现实系统。以司家营铁矿东帮边坡工程为例，实现对边坡工程勘察、现场工程和分析计算等多元数据的融合分析与虚拟可视化，达到评价露天矿边坡稳定性和科学决策的目的。

磨音影响因素分析与磨机负荷检测方法综述

杨志刚, 张杰, 李艳姣

2015, 44(02):  139-144. 

摘要 ( 1001 )   PDF  

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介绍了磨机负荷与磨音、磨机电流的关系，简述了球磨机的发声机理，分析了球磨机填充率、筒体转速以及钢球大小等因素对磨音的影响，归纳总结了近年来磨机负荷的检测方法：基于数学模型的软测量方法、磨音法、振动法、功率法、超声波方法和基于神经网络的方法。最后指出多种测量技术融合、采用在线软测量技术及提高磨音电耳的抗噪声性能将是今后磨机负荷的检测发展方向。

安全与环保

红砂岩剪切蠕变特性试验研究与边坡失稳机理分析

赵洪宝, 王中伟, 李华华

2015, 44(02):  145-150. 

摘要 ( 1067 )   PDF  

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以标准红砂岩试样为研究对象，运用自行研制开发的软弱煤岩材料剪切蠕变实验装置结合自行开发的煤岩 细观力学特性测控软件，对处于不同载荷水平作用下的红砂岩试样剪切蠕变力学特性进行了系统的研究,并 基于试验结果尝试解释了一些边坡失稳发生时的现象。结果表明:载荷大小对红砂岩剪切蠕变力学特性具有 明显的影响，直接决定着加速剪切蠕变阶段的有无、试样的破坏与否和试验时间对其剪切蠕变力学特性的 影响程度；存在2个特殊的临界剪切蠕变载荷值τ₁、τ₂，它们将红砂岩剪切蠕变类型分为3种， 即肯定不破坏、不一定破坏和肯定破坏；红砂岩试样破裂带的形成过程表现为渐进式，破坏过程表现为渐 进式与突发式结合，破裂面附近区域为裂纹结构丰富区且该面为非平直剪切面;不同载荷水平作用下岩石剪 切蠕变力学特性可以用来解释边坡失稳发育过程中的现象，认为边坡内潜在滑移带内岩石发生的剪切蠕变 破坏是边坡发生失稳的力学机理。

某煤矿岩质台阶开挖边坡破坏类型分析

何怡, 陈学军, 王新刚

2015, 44(02):  151-154. 

摘要 ( 1029 )   PDF  

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岩体优势结构面控制岩质边坡变形的边界，优势面的组合决定了岩质边坡变形破坏的类型。针对某煤矿采 矿工程岩质开挖边坡，开展岩体结构调查和研究，进行优势结构面分组，将开采边帮按照几何形态和地层 岩性情况分区分段，通过优势结构面与台阶开挖边坡的倾向和倾角关系，采用Dips软件所得的直观分析图 ，可以分析采矿台阶开挖边坡的破坏类型及其破坏发生的条件。最后指出采矿台阶边坡开挖后，应采取针 对性的工程治理措施，并结合结构面赤平投影的可能性区域以及位置的分析，分区分段治理危险区域的台 阶边坡，以达到矿区安全生产的基础上节约成本的目的。

矿山建设节约集约用地技术研究

来欣捧

2015, 44(02):  155-159. 

摘要 ( 989 )   PDF  

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节约集约用地一直是矿山建设中研究的课题之一。结合某冶金矿山工程的设计和建设实际，在共享社会资 源、联合及集约化建设、先进高效的充填采矿技术、科学合理的总平面布置与竖向设计、分期征地等方面 进行了研究，合理地控制了建设用地指标，优化了用地布局，提高了矿产资源利用率和土地资源对经济社 会发展的承载能力。该矿山建设共节约土地327.67 hm2，效果显著，矿山建设在设计阶段研究节约集约用 地技术是十分必要的。矿山生产中的废物得到充分循环利用，最大限度地削减工程污染物排放量和保护生 态环境。土地复垦是节约集约用地的重要方面，在矿山设计中对矿山结束时的土地复垦做出规划设计，有 利于矿山集约用地，促进社会可持续发展，实现土地资源可持续利用。

大厂锡石多金属硫化矿尾矿中锰锌砷的溶出规律

刘奕祯, 莫伟, 张旭源, 马少健, 吴伯增, 陈锦全

2015, 44(02):  160-165. 

摘要 ( 1367 )  

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广西大厂凤凰选矿厂处理锡石硫化矿。通过柱式静态浸泡试验研究了浸泡液初始pH值、液固比、尾矿堆积 高度对该厂尾矿中Mn、Zn、As溶出行为的影响以及不同条件下浸泡液pH的变化情况。结果表明：① 不同的 初始pH、液固比以及尾矿堆积高度下，随着浸泡时间的延长，Mn和Zn的溶出浓度均先显著下降然后趋于稳 定，累积溶出量均先快速增长然后缓慢增长，As则无论是溶出浓度还是累积溶出量均总体上呈近乎线性增 长趋势，而浸泡液的pH值均被中和到7.2~8.0之间。② 初始pH为3.5时Mn、Zn最易溶出，为5.5时次之，为 4.5时相对最难，但初始pH对As的溶出无显著影响；液固比越大，Mn、Zn和As均越容易溶出；尾矿堆积高度 总体上对Mn、Zn和As的溶出都无显著影响。③ 试验范围内，Mn、Zn、As的溶出量都很低，对应的累积溶出 量最大值分别只有14.505、13.471、0.768 mg/kg。以上研究成果可为现场尾矿库重金属污染的防控提供参 考。

综合利用

全尾矿废石骨料高强混凝土的试验研究

陈杏婕, 倪文, 吴辉, 汤畅, 仇夏杰

2015, 44(02):  166-172. 

摘要 ( 1071 )   PDF  

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从资源再生、生态环境保护和循环经济的角度出发，以重新级配后的密云地区铁矿废石为粗骨料、密云地 区铁尾矿为细骨料，将铁尾矿与矿渣、水泥熟料、脱硫石膏通过梯级混磨得到混合料，与单独磨细的钢渣 粉混合为胶凝材料，加入减水剂和水后制备成高强混凝土材料，并采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微 镜（SEM）、能谱分析（EDS）等手段进行微观结构与物相组成的变化研究，进而分析反应机理。所制备的 混凝土的固废总比例达到91%，使用废石代替天然石子，铁尾矿代替天然砂子，其天然砂石替代率达到100% ，制得的混凝土试块28 d抗压强度达到75.92 MPa。

甘肃某镜铁矿尾矿磁化焙烧—弱磁选试验

苏涛, 陈铁军, 汪博

2015, 44(02):  173-176. 

摘要 ( 1057 )   PDF  

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甘肃某镜铁矿尾矿中尚含有22.39%的铁，且铁主要以镜铁矿形式存在，其次以菱铁矿形式存在。为了给该 尾矿的综合利用提供技术支持，以甘肃某焦化厂生产的半焦化煤粉作为还原剂，对该尾矿进行了磁化焙烧 —弱磁选工艺研究。结果表明：在煤粉与原尾矿的质量比为1.5%、温度为750 ℃的条件下磁化焙烧60 min ，可使原尾矿中绝大部分的镜铁矿和菱铁矿转化为磁铁矿；焙烧矿磨至-0.074 mm占87.36%后经1次弱磁粗 选和1次弱磁扫选—粗、扫选所得粗精矿按0.045 mm筛分—筛下物1次弱磁精选—精选精矿与筛上物合并， 可以获得铁品位为54.57%、铁回收率为78.97%的最终铁精矿。

冶金固废资源化利用现状及发展

于先坤, 杨洪, 华绍广

2015, 44(02):  177-180. 

摘要 ( 1764 )   PDF  

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冶金过程中会产生大量的冶金固废，但由于处理技术落后，大量冶金固废未能得到及时和有效的回收处理 ，而造成土壤、水重金属污染等环保问题。针对我国冶金行业的特点，分析了我国冶金固废的种类、来源 以及资源化处理与综合回收利用现状，介绍了冶金渣在钢渣磁选除铁、钢渣返烧结、钢渣水泥、钢渣、矿 渣、复合微粉、钢渣矿渣建材制品等方面的回收利用途径和优缺点，分析了高炉尘泥和炼钢尘泥的来源、 特性及回收技术，并总结了国内各钢厂在冶金过程中钢渣处理和冶金尘泥回收方面的处理技术，指出了目 前我国钢铁企业在固废资源综合利用上存在的不足，提出冶金固废的资源化处理的发展趋势，如拓展到海 洋生态保护、显热发电工程等新的领域。