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2015年 第44卷 第07期    刊出日期：2015-07-15

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采矿工程

采场巷道进路断面形状和尺寸参数数值模拟与优化

邢军, 邱景平, 张世玉, 张国联, 孙晓刚

2015, 44(07):  1-5. 

摘要 ( 1456 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

运用数值模拟、试验采场现场监测对小官庄铁矿上向进路充填采矿方法的断面形状和进路尺寸参数进行了研究。对矩形、半圆拱、三心拱、六边形等4种典型断面进行了应力应变模拟计算，从进路周围塑性区分布、主应力差分布以及位移变形分布3方面进行分析，结合试验采场位移监测数据，认为合理的断面为六边形；针对进路尺寸参数的高度、宽度、长度3个因素对采场的影响，通过最大主应力、最小主应力、竖直方向位移正交数据表的分析，得出最优的参数为进路宽度3.5 m、进路高度3.5 m、进路长度60 m，该参数在现场得到了成功的应用。研究成果对小官庄铁矿的充填采矿方法结构设计提供了理论指导，并对类似矿山具有借鉴意义。

动态扰动下硬岩矿柱应力演化与地表沉降规律

卢宏建, 梁鹏, 李嘉惠

2015, 44(07):  6-10. 

摘要 ( 1163 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

为研究多次开挖扰动下的矿柱应力和地表沉降变化情况，结合某典型铁矿床物理原型，基于有限元理论，运用Midas/GTS软件建立了3阶段15矿房数值计算模型，对硬岩矿床多次开挖卸荷扰动下的矿柱应力演化特征和地表沉降规律进行了数值分析。结果表明：在水平和垂直方向的多个相邻矿房开挖过程中，应力扰动等级：自身矿房开挖>同水平相邻矿房开挖>下水平相邻和对角矿房开挖>上水平相邻和对角矿房开挖；水平X方向应力集中效应大于水平Y方向和垂直Z方向。随着矿房的开挖，矿体上盘地表区域发生了沉降，下盘地表区域发生了隆起，第一水平开挖地表位移变化区域沿矿体走向扩展，第二、三水平开挖地表位移变化区域增大区域不明显，沉降敏感区域位移值呈增长趋势。

多层矿床同阶段相邻矿层安全回采顺序分析

胡倩, 叶义成, 柯丽华, 王其虎

2015, 44(07):  11-15. 

摘要 ( 1212 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

回采顺序不同，其相邻矿层间的扰动影响差别很大，直接关系到矿床的安全开采。分析扰动影响高度对同阶段相邻矿层安全回采顺序的影响，当2层矿体同时从上至下开采、先开采上层矿后采下层矿和先开采下层矿后采上层矿时，探讨2矿层的超前关系及安全回采顺序。研究表明，不同赋存条件下的倾斜—急倾斜多层矿床都可以采用从上至下分层并行开采。在岩石移动角γ₁为60°~75°、矿层倾角α₂≤γ₁+5°、矿层间距a＞15 m或γ₁为45°~60°、α₂≤γ₁+25°、a＞20 m这2种赋存条件下，可以采用从上至下分段并行开采。在γ₁为45°~60°、α₂≤γ₁+10°、a＞5 m或γ₁为45°~60°，α₂≤γ₁+20°、a＞10 m这2种赋存条件下，2层矿体先开采上层矿后采下层矿，只能按分层或分段下向开采，上层矿开采最大可超于下层矿11个分层或1个分段；在γ₁为60°~75°、α₂≤γ₁+5°、a＞15 m或γ₁为45°~60°、α₂≤γ₁+25°、a＞20 m这2种赋存条件下，层矿开采最大可超于上层矿6个分层或1个分段。研究结果可为多层矿床阶段内开采顺序提供定量参考依据。

基于协同理念的地下采场稳定性分析及结构参数优化

李季阳, 谭卓英, 陈首学, 李文

2015, 44(07):  16-20. 

摘要 ( 1301 )   PDF  

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针对某大型露天—地下联合开采铜矿山的开采现状，将协同理论引入地下采场的稳定性分析，主要考虑了地下采场中矿房、矿柱以及充填体假柱在结构尺寸上的协同作用，对原有采场结构参数进行了改进。为保证改进后地下采场在巷道掘进及矿房回采过程中的稳定，对3个充填方案下掘进巷道和回采采场的稳定性进行了数值模拟。结果表明：对于不同的充填方案，在待开挖矿体中掘进较大尺寸的巷道，其巷道基本稳定；回采过程中，其采场的稳定性与充填体刚度相关，充填体的刚度高低结合，采场应变、位移较理想。底部块石胶结、上部尾砂胶结充填是地下采场的首选方案；采用的大采矿横巷9 m扩底采场结构方案，回采过程中，采场顶板的稳定性提高了，同时出矿巷道的变形较小、保持稳定，该改进采场结构参数具有明显的优势。

大规模充填体下保安矿柱规划及矿体回采顺序研究

朱必勇, 杨伟, 王新民

2015, 44(07):  21-24. 

摘要 ( 1355 )   PDF  

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针对某金属矿长期处于大规模充填体下开采的现状，对-300 m各盘区回采期间的稳定性进行了数值模拟，分析不同方案的采场开采过程中顶板应力、位移等指标的变化规律，并综合分析比较了各方案的回采安全性与经济效益。分析结果表明：将E101采场作为永久性连续盘区时，回采至中期采场顶板处产生1.14 MPa的最大拉应力和75 mm的最大位移；开采后期采场顶板处产生2.30 MPa的最大拉应力和92 mm的最大位移；开采后期采场顶板的抗拉安全系数为1.53；整个顶板岩体稳定性较好，确定将E101作为盘区永久矿柱。根据盘区永久矿柱的位置，提出了4种盘区回采顺序，分析比较不同开采方案的顶板、直接顶板、矿壁及充填体稳定性，确定了从矿体中央连续永久盘区矿柱E101采场向两侧分盘区开采的回采顺序。

煤矿高浓度胶结充填开采沿空留巷技术研究

杨宝贵, 杨捷, 彭杨皓

2015, 44(07):  25-29. 

摘要 ( 1214 )   PDF  

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以新阳煤矿10203充填工作面为研究背景，通过理论分析和数值模拟，对垮落法和充填法开采下的采空区沿空留巷巷道矿山压力进行了对比分析，进一步探究了采空区全部充填后沿空留巷巷道的变形规律。结合高浓度胶结充填体的力学特性，设计了沿空留巷巷内基本支护、加强支护的方式，并将其运用于生产实践。井下应用表明：充填开采后的沿空留巷巷道围岩变形量较小，其变形率仅为8%左右；巷道顶板较为完整，没有发生大的冒落，且巷道煤壁无片帮现象发生；巷道内采用的锚杆、锚索、金属网、单体支柱联合支护安全可靠，支护合理。煤矿高浓度胶结充填开采沿空留巷技术工艺简单，可操作性强，采空区充填完毕后自然形成沿空巷道，而且杜绝了沿空留巷巷道常见的火灾、瓦斯等灾害，具有广阔的应用前景。

庙沟铁矿露天转地下开采爆破参数优化

张亚宾, 甘德清, 卢宏建, 侯永康

2015, 44(07):  30-33. 

摘要 ( 1327 )   PDF  

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为给庙沟铁矿露天转地下开采设计提供最优的爆破参数，结合矿山设计的具体情况，在选定爆破抵抗线长度为1.8 m的基础上，以孔底距为主要参数，对地下开采无底柱分段崩落法的爆破参数设计了4个方案。对设计的4个中深孔爆破方案分别进行了数值模拟计算和爆破效果的综合评价分析。数值模拟结果表明，4个方案的爆破有效应力均能达到矿岩破碎的效果，孔底距长度对爆破有效应力值没有显著影响。以炸药成本、采幅、适宜块度率为评价爆破效果的主要因素，通过模糊综合评价，得出矿山的最优爆破参数是孔底距为2.52 m，为矿山的施工提供了数据依据。

金川龙首矿西二采区主井返修施工技术

袁国斌, 杨志强, 高谦, 靳学奇

2015, 44(07):  34-38. 

摘要 ( 1235 )   PDF  

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针对金川龙首矿西二采区主井围岩变形破坏，开展了主井井筒返修加固优化设计和工程施工技术研究。首先对井筒的变形破坏现状进行详细勘察，并通过井筒围岩的节理裂隙调查与统计分析，揭示了主井井筒围岩稳定性现状以及影响工程稳定性因素；然后针对主井不同区段围岩的工程特点和变形破坏特征，提出了双层喷锚网、C60钢筋混凝土、槽钢井圈、U型钢拱架、长短锚索和锚注等多种不同支护方案；最后在施工过程中，根据主井工程地质变化情况开展支护和施工技术的优化设计工艺调整。主井在返修加固后投入使用结果表明，返修的工程基本处于稳定状态。由此证明了针对主井的返修加固方案合理有效。

某矿膏体充填物料配比优化研究

闫其盼, 吴爱祥, 王贻明, 李涛, 陈勋, 张友志

2015, 44(07):  39-42. 

摘要 ( 1473 )   PDF  

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某矿采用上向分层充填采矿法，对充填体强度要求较高，基于一维应力波理论及充填体抗动载特性，充填体的抗压强度不得低于1.2 MPa。充填物料配比是影响该工艺技术经济指标的关键参数。根据现场的实际情况，运用四因素三水平的均匀设计方法研究充填料浆浓度、尾库比（全尾砂与库存尾砂用量比）、灰砂比和添加剂硫化钠添加量对充填体强度及凝结性能的影响，寻求最优的充填配比。结果表明：在满足充填强度的前提下，当硫化钠添加量为0.4%时，灰砂比宜为1∶8，尾库比为8∶1，充填料浆浓度控制在77%；当硫化钠添加量为0.6%时，灰砂比宜为1∶9，尾库比为8∶1，充填料浆浓度控制在76%。

基于综合安全系数的强度折减法的改进

王强志, 高永涛, 吴顺川, 张华恺, 杨凯

2015, 44(07):  43-47. 

摘要 ( 1728 )   PDF  

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在边坡失稳破坏过程中，黏聚力c和摩擦角所起的作用是不相同的，边坡双安全系数虽然体现了c和安全储备的不同，但其强度参数折减过程具有盲目性，并且在衡量边坡稳定性方面缺乏统一的标准。根据Mohr-Coulomb屈服准则，基于强度储备原理，提出综合安全系数；对土的软化过程进行推导，得到c和折减系数之间的关系；利用FLAC^3D中的fish语言编写自定义非等比强度折减程序，分析了不同强度参数折减比下边坡的稳定性。研究表明：①提出的综合安全系数消除了双安全系数在评价边坡稳定性方面的不确定性；②在黏土边坡失稳破坏过程中，黏聚力c所起的作用大于摩擦角；③改进的强度折减法克服了传统强度折减法无法考虑滑动面土体劣化过程等问题。

矿山汽车运输经济合理运距研究

母传伟, 王先锋, 杨维菁, 亢建民

2015, 44(07):  48-51. 

摘要 ( 1333 )   PDF  

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结合国内外露天矿山设计和生产实践，研究确定汽车经济合理运距的方法并提出汽车经济合理运距的建议指标。通过计算确定影响汽车经济合理运距的主要技术参数基建投资、经营费、投资效果系数。在讨论汽车经济合理运距时，综合考虑资金的时间价值，把基建投资和经营费的计算看作动态过程。根据不同运距的基建投资及经营费用，采用公式分别计算铁路运输和汽车运输单位矿岩费用。据计算结果绘出汽车运输和铁路运输成本关系图，通过关系图找到铁路和汽车2种运输方式的经济合理界限点（汽车运输运距在1.85 km）。得出结论：汽车经济合理运距不是定值，而是随运输条件不同而变化；汽车经济合理运距随运量的增大而降低，随露天矿的开采深度增加而加大，随汽车车型加大而增大，还跟矿山类型密切相关。

含硫结块矿石诱导崩落分解特性分析

汪为平, 薛小蒙

2015, 44(07):  52-55. 

摘要 ( 1254 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

针对铜坑矿矿石结块问题，运用爆破放顶技术，诱导结块矿石的自然崩落分解。以结块矿石为研究对象，利用LSDYNA数值软件对不同跌落角度、跌落高度和弱结构参数条件下的跌落过程进行仿真模拟试验，获得了结块矿石的崩落分解规律，提出了相应的诱导崩落技术参数。研究结果表明：①结块矿石在跌落高度为5 m和崩落角度30°时能够获得很好的崩解效果，崩解率达到100%。②结块矿石与触地接触面的高度应不小于5 m，并且诱导爆破超深面与水平形成的夹角θ需满足5°＜θ＜30°。研究结果为实施诱导破碎结块矿石的技术工艺和参数提供了理论依据。

矿物工程

攀西某超细粒级钛铁矿选矿试验

吴雪红

2015, 44(07):  56-59. 

摘要 ( 1297 )   PDF  

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攀西地区选钛厂对磨矿产品中难处理的-0.038 mm粒级（现场习惯称超细粒级钛铁矿）普遍按矿泥抛弃。为提高资源的利用率，对该地区某选矿厂-0.038 mm占95%、TiO₂含量为8.80%、有害元素硫含量为0.62%的脱泥产品进行了选矿试验。结果表明，试样采用1次粗选、中矿再选的悬振锥面选矿机重选流程预富集钛，重选精矿1段浮选脱硫，脱硫产品1粗3精1扫、中矿顺序返回浮选流程选钛，最终获得了TiO₂品位为47.01%、回收率为28.58%的钛精矿。可见，悬振锥面选矿机重选—浮选工艺可实现超细粒级钛铁矿的高效回收。

攀西某铜镍混合精矿浮选分离试验

赵开乐, 王昌良, 顾帼华, 廖祥文

2015, 44(07):  60-63. 

摘要 ( 1431 )   PDF  

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攀西某铜镍矿选矿厂的铜镍混合精矿铜、镍品位分别为3.60%和7.91%，铜镍主要以硫化物形式存在，铜镍矿物嵌布关系密切、嵌布粒度微细，浮选分离难度较大。为高效分离该铜镍混合精矿，在再磨、脱药的基础上进行了抑镍浮铜试验。结果表明，试样加活性炭和硫化钠磨矿后（磨矿细度为-0.026 mm占76%）浓缩脱药，采用1粗3精2扫、中矿顺序返回流程处理，可获得铜品位为28.88%、含镍0.78%、铜回收率为84.55%的铜精矿和镍品位为8.75%、含铜0.62%、镍回收率为98.96%的镍精矿，较好地实现了铜镍混合精矿的分离。

基于柠檬酸-改性淀粉的金川铜镍精矿降镁提质

李玄武, 张亚辉, 雷治武, 吴安平, 李立, 洪欢欢

2015, 44(07):  64-68. 

摘要 ( 2063 )   PDF  

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金川镍矿石所含Cu²⁺、Ni²⁺对矿石中大量的含镁硅酸盐脉石矿物有较强的活化作用，导致镍铜混合精矿MgO含量较高，Ni、Cu品位难以提高。为实现矿山的提质降镁目标，在柠檬酸-改性淀粉药剂体系下进行了选矿试验。结果表明，在磨矿细度为-0.074 mm占90.12%条件下，采用1粗2精3扫、中矿顺序返回流程，可取得Ni、Cu品位分别为9.03%、5.18%，MgO含量6.18%，Ni、Cu回收率分别为85.30%、72.82%的镍铜混合精矿。与模拟现场工艺的实验室试验指标比较，精矿Ni、Cu品位分别提高了0.28、0.07个百分点，精矿Ni、Cu回收率分别提高了3.41、1.04个百分点，MgO含量下降了0.58个百分点。因此，在富含镁硅酸盐脉石矿物的铜镍硫化矿石的浮选中，柠檬酸-改性淀粉具有显著的提质降镁效果。

内蒙古某铅锌矿石选矿试验

李艳军, 郭旺, 吕良, 张淑敏

2015, 44(07):  69-72. 

摘要 ( 1173 )   PDF  

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内蒙古某铅锌矿石铅、锌品位分别为1.62%、5.98%，伴生银品位为19.60 g/t，主要铅锌矿物方铅矿、闪锌矿嵌布粒度均较粗。为确定该矿石的开发利用工艺流程，进行了选矿试验研究。结果表明，在磨矿细度为-0.074 mm占75%的情况下，采用1粗2扫—粗精矿再磨后2次精选选铅、选铅尾矿1粗4精2扫选锌，中矿顺序返回流程处理该矿石，最终可获得铅品位为56.65%、铅回收率为83.85%、含银536.55 g/t、银回收率为65.70%的铅精矿，以及锌品位为47.74%、锌回收率为90.61%、含银44.66 g/t、银回收率为25.86%的锌精矿。试验确定的工艺流程可作为该矿石的合理开发利用流程。

江西某含碳砷难处理金矿石浮选试验

许金越, 李婷

2015, 44(07):  73-76. 

摘要 ( 1268 )   PDF  

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江西某含碳砷金矿石金品位为2.89 g/t，碳、砷含量分别为0.96%和0.36%。为高效开发利用该金矿资源，采用粗磨回收粗粒载金矿物、细磨回收细粒载金矿物的阶段磨矿、阶段浮选原则流程进行了选矿试验。结果表明：在磨矿细度为-0.074 mm占60%的情况下，采用1粗2扫2精、中矿顺序返回流程主要回收碳质物中的金，获得的金精矿1的金品位为69.91 g/t、金回收率为45.19%；在再磨细度为-0.074 mm占90%的情况下，采用1粗2扫2精、中矿顺序返回流程回收细粒载金矿物中的金，获得的金精矿2的金品位为32.82 g/t、金回收率为47.99%；2种精矿的金总回收率达93.18%。试验确定的工艺流程是该矿石的高效开发利用流程。

河北某难选钼矿石酸浸浸钼试验

康维刚, 郭鹏志, 邱沙, 彭志兵

2015, 44(07):  77-79. 

摘要 ( 1450 )   PDF  

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河北某难选钼矿石氧化程度较高，氧化钼占总钼的52.54%，主要以钼华、钼钙矿和钼铅矿等形式存在；硫化钼矿物主要为非晶质或隐晶质胶硫钼矿，多以胶状集合体产出，单体解离困难，可浮性较差。为高效开发利用该钼矿资源，进行了酸浸工艺条件研究。结果表明，100 g粒度为-2 mm的试样中加入30 g浓硫酸，在液固比为1.5 mL/g、浸出温度为90 ℃、搅拌器转速为250 r/min情况下浸出3 h，钼浸出率达86.19%。因此，硫酸酸浸工艺是该资源的高效开发利用工艺。

地质与测量

一种条带状铜多金属矿储量估算插值方法

李怀良, 庹先国, 蒋鑫

2015, 44(07):  80-85. 

摘要 ( 1307 )   PDF  

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目前铜多金属矿的钻孔分析数据多呈条带状分布，并且多金属之间相互影响，采用传统的协同克里格法对该类条带状分布的数据进行插值分析时，易出现端点数据权值偏大的现象，即条带状效应。对此，以协同克里格法为基础，提出了一种铜多金属矿储量估算插值方法，即权值校正的协同克里格插值方法。首先对原始钻孔数据进行统计分析、特异值处理以及样品组合处理，并对产生条带状效应的权值系数进行分析；然后采用拟牛顿法对协同克里格法插值得到的权值进行校正。以2012年西藏甲玛矿区勘探工程的铜多金属矿床钻孔品位数据为例进行储量估算，即以Cu品位为主区域化变量，Ag品位为协同区域化变量，计算了各自的试验变差函数和交差试验变差函数，并对协同克里格法以及权值校正的协同克里格法的插值效果进行了分析。结果表明，权值校正的协同克里格法插值效果较优，对于铜多金属矿的地质属性分析、储量估算具有一定的参考价值。

基于地质统计学方法的某铁矿资源量估算

周旋, 王选问, 金瑜

2015, 44(07):  86-90. 

摘要 ( 1391 )   PDF  

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矿体资源量是矿山生产建设的重要依据，目前，传统的资源量估算方法已经难以满足现代矿山管理的需求。建立在矿体三维地质模型基础上的地质统计学方法是一种运用区域化变量理论研究矿体品位的变化特征对块体模型进行最优估值的科学方法。以吉尔吉斯斯坦某大型铁矿为研究对象，首先建立地质数据库及矿体三维地质模型；然后通过分析样品品位分布特征，建立品位-空间变异函数；最后对矿体采用克里格插值法进行品位估值并计算资源量。结果表明，相对于传统资源量估算方法而言，地质统计学方法以矿山三维模型及变异函数为基础，能够更科学、高效、准确地估算资源量，有助于实现矿山信息的三维可视化及资源储量的动态管理。

八宝山金银矿床地质特征、成因及找矿规律

段生梅, 马鸿颖, 钟永生

2015, 44(07):  91-95. 

摘要 ( 1363 )   PDF  

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以龙泉八宝山金银矿床为研究对象，在现场地质调查的基础上，结合同位素分析等室内试验，着重探讨了该矿床的矿化带构成，成矿温度以及找矿规律。结果表明：①该矿床大体可划分为5条主要矿化带,2种矿化类型（蚀变岩型和石英脉型）和5个成矿阶段。②该矿床中石英斑岩含金量（2.7×10^-9）明显高于其他矿物，矿床矿化程度与地层关联度较低，矿化类型明显受构造控制。③通过研究该矿床的成矿温度、同位素组成、矿物标型以及其他特征,发现黄铁矿w(Co)/w(Ni)值大于1，且As含量较高；闪锌矿为含铁闪锌矿，铁含量3.4%~6.3%；方铅矿的热电系数为-369.2~619.2 μV/℃；矿床主要矿化带的形成温度为150~300 ℃；由此可知，该矿床为与燕山中晚期火山（岩浆）活动有关的中—低温次火山热液矿床。结合控矿因素认为找矿工作应在富钾的钙碱性系列中—酸性火山碎屑岩脉发育和断裂活动强烈的地区进行，重点找矿部位为石英斑岩出露地带，另外应注意多金属硫化物石英脉。

青海玉树地区中咱—中甸陆块找矿前景

唐博, 康亚龙, 潘杨辉, 张天池

2015, 44(07):  96-100. 

摘要 ( 1429 )   PDF  

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青海玉树地区中咱—中甸陆块所属的三江北段成矿带是青海省南部地区重要的成矿带。根据已有的研究成果，三江北段成矿带虽已存在大量的成矿事实，但在中咱—中甸陆块中尚未发现有价值的找矿线索。通过在青海玉树地区开展1∶5万区域地质矿产调查工作，利用遥感、地质、化探等多种方法系统搜集该地区地球化学和地质矿产资料，在对其进行综合分析的基础上，发现中咱—中甸陆块内水系沉积物中Au、Ag、Cu、Sb、Ni、Cr、Co等元素强烈富集，尤其是在中元古界长城—蓟县系宁多组中呈现出Cu-Cr-Ni-Co和Au-Ag-As-Sb 2种元素组合特征，与该区断裂构造发育，构造破碎带内基性中—酸性侵入岩和中基性火山岩分布广泛、蚀变强烈等地质特征相吻合。基于上述结论，认为三江北段成矿带内的中咱—中甸陆块成矿地质条件较好，铜、金多金属矿找矿潜力较大。

青海三江北段雀莫错铅锌矿床地质特征及成因

刘长征, 贾宗勇, 张勤山, 闫明, 钱烨, 湛守智

2015, 44(07):  101-106. 

摘要 ( 1393 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

在分析研究区成矿地质背景的基础上，对位于青海三江北段成矿带沱沱河地区的雀莫错铅锌矿床地质、地球化学特征进行了研究，结果表明：①矿床赋矿围岩主要为二叠纪拉卜查日组碳酸盐岩，是铅锌矿的有利源层，相对富集Pb、Ag、Zn、As、Sb、Cd等成矿元素；②矿体明显受控于断裂构造，次级断裂构造与矿化关系密切，伴有硅化、重晶石化和碳酸盐化；③成矿流体具有低温、中低盐度和低密度等特征，矿区地质特征及矿石同位素特征反映出成矿流体有岩浆热液活动的参与；④目前所发现的8个铅锌矿体中，Pb品位为1.65%～7.17%，Zn品位为1.13%～5.7%，Pb+Zn（334）金属量为18.88万t，矿床达中型规模，具有较好的找矿前景。结合区域地质背景、矿床地质和地球化学特征，对区内成矿物质来源、控矿因素、矿床成因进行了探讨，认为矿床属于浅成低温热液型铅锌矿床，并从地层、构造、蚀变、矿化、地球物理和地球化学特征等方面总结了找矿标志。上述研究成果对于区内铅锌矿的找矿工作具有一定的参考价值。

机电与自动化

基于物联网技术的矿山井筒安全监测系统设计

于继武, 邢远秀

2015, 44(07):  107-110. 

摘要 ( 1305 )   PDF  

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为解决矿山井筒安全监测系统中高清视频数据传输效率低及数据不能共享问题，设计了一个基于物联网技术的矿山井筒安全监测系统。系统基于物联网的3层架构，由前端视频采集装置、井上控制装置、视频数据服务器和后台管理软件4个模块组成，介绍了各个模块的功能及其互联方案。系统采用H.264编码协议对高清监控视频进行编码压缩提高传输效率，利用视频数据服务器实现数据共享，并使用多线程并发数据传输方案解决同时接收多个矿井的视频数据传输问题。该系统将视频采集、存储和分析部分通过物联网技术有机结合在一起，有效简化了系统的操作，提高了高清视频数据的传输速率，实现了不同矿井间视频数据的共享。

地下非煤矿山提升系统物理仿真平台构建及应用

莫东旭, 侯朋远, 张伟峰, 徐帅

2015, 44(07):  111-115. 

摘要 ( 1505 )   PDF  

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矿山提升系统是矿山开采中的重要系统之一，矿山提升系统、通风性能等的优化有利于矿山生产。当今对已投产矿山的提升系统进行优化时，借助常规的方法进行理论计算，准确性差；借助工业试验，需要矿山停产，进行系统变更，而变更系统要投入大量的人力、物力与财力，成本太高；而对未采矿山提升系统的模拟大多数只停留在计算机辅助模拟和静态模拟阶段，无法解决教学演示、提升能力与摩擦风阻的核算等问题。为此，对照真实提升系统，按1∶100的比例，构建一种地下非煤矿山提升系统物理仿真平台，通过可编程控制系统实现罐笼的提升与运输；在此平台的基础上，通过更替可变换直径的井筒以及可调节体积的罐笼，依据具体事例设计参数，对矿山进行提升能力和井筒摩擦风阻的核算，为矿山优化提供参考。实例分析证明，该平台可以降低地下非煤矿山提升系统运营成本，减少安全隐患。

矿用车辆传动与制动系统协调控制策略

南黄河

2015, 44(07):  116-118. 

摘要 ( 1284 )   PDF  

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针对矿用车辆在使用过程中出现的传动件损坏及溜车问题，对整车传动系统及制动系统的原理及组成进行了分析，并对车辆的使用状况进行了调研。为避免传动件损坏及溜车问题的再次发生，研制了一种减压装置，对液压制动系统的压力进行减压，进而实现制动过程中动力换挡变速箱动力的切断功能，减小制动过程中传动件的受力；并采用两位三通液控换向阀使发动机在熄火状态下整车能够自动实现制动功能。使用结果表明：采用减压装置后有效地减少了传动轴、变速箱离合器摩擦片等传动件的磨损，使用两位三通液控换向阀后整车从未发生过溜车现象。通过采取这些措施，可提高矿用车辆运行的可靠性和安全性。

矿山安全声发射实时监测系统的设计与实现

张勋, 熊庆国, 蒋贤成

2015, 44(07):  119-122. 

摘要 ( 1230 )   PDF  

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针对矿山开采过程中的塌方、滑坡等实际问题，设计了一种多通道声发射实时监测定位系统。系统下位机使用MSP430F5336作为核心处理单元，采集矿山塌方及滑坡的声发射信号，并对信号进行滤波、放大以保证传输效果。利用MDS_SD4无线数传电台在采集器与上位机之间进行无线数据传输，采用RS485串口服务器实现通信协议的转换，有效解决了矿山现场布线不便的局限性问题。系统上位机通过命令发送的方式实现对下位机设备的控制，采用B/S网络结构模型，基于SSH框架和Ajax技术设计，网络化使得监测更加灵活。系统使用阈值法获取时差并改进定位算法，在误差范围内更准确地定位到声发射源位置。经现场运行测试，该系统工作稳定，有效实现了对矿山安全的实时远程监测，为矿山的安全和效益提供了更好的保障。

安全与环保

矿井降温风量计算模型研究

谭星宇, 郭岩, 唐绍辉, 谢贤平, 盛建红

2015, 44(07):  123-128. 

摘要 ( 1283 )   PDF  

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部分矿山的热害治理可通过增加风量和其他非机械制冷降温措施达到理想的效果，风量的计算是此方法的关键。在传统矿井需风量计算方法的基础上，结合矿井热交换原理和矿井热源调查统计，针对矿山井下热害的特点建立矿井降温风量计算模型。该模型计算矿井降温风量的步骤包括：①需风量计算和风量分配；②选择主要风量路线；③分析计算井巷热源散热量；④计算采掘工作面干球温度；⑤计算分析采掘工作面干球温度随风量的变化情况；⑥确定矿井降温风量。将矿井降温风量计算模型应用于湖南某锑矿，计算出矿山的降温风量为78.88 m3/s。该矿井降温风量计算模型适用于其他类似矿山，具有一定的推广价值。

白云鄂博东矿锚固应力监测系统

张院生, 高永涛, 李振华, 李永兵, 李志鹏

2015, 44(07):  129-134. 

摘要 ( 1388 )   PDF  

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白云鄂博东矿B区边坡加固段的稳定性对矿山安全生产起重要作用，为了保障矿山安全生产，在该区域构建了包含钢筋测力计和滑动力远程监测仪于一体的综合监测管理平台。根据工程实际情况，总共布设了35套钢筋测力计、6套滑动力远程监测仪，实时监测加固段边坡状态。监测数据采用无线传输方式，通过采集仪统一采集和接收，实时传输至监测管理平台。在平台上分别设定监测预警值，通过短信和邮件等方式及时预警。该平台运行半年以来，钢筋测力计和滑动力远程监测仪的监测数据变化趋势较为平稳，且距离预警值有较大的安全储备，边坡处于稳定状态。

地下水和地震共同作用下的边坡稳定性分析

黄帅, 汪洪祥, 王荣, 蔡德钩, 闫宏业

2015, 44(07):  135-138. 

摘要 ( 1229 )   PDF  

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基于边坡的有限元模型，研究了地下水位变化对边坡地震动力响应和稳定性的影响规律。通过有限元仿真分析发现：地下水的存在使土层含水率增大，坡脚位置为地下水渗出位置，在渗透力和孔隙水压力的影响下，有效应力降低，导致边坡抗剪强度减小。随着水深的增加，地下水对边坡坡脚的剪应力和剪应变影响逐渐增大，且远场地震作用时在不同水深下边坡坡脚的剪应力-剪应变值滞回延伸较大，说明远场地震作用对边坡坡脚抗震能力的影响较大。无地下水时，通过拟静力法计算的安全系数值位于动力安全系数值的中部偏下，且动力安全系数的最小值比拟静力法的静力安全系数小；而随着地下水位的上升，拟静力法计算的安全系数值开始移向动力安全系数值的中部偏上。因此，地下水位较高时，按照拟静力法计算的边坡安全系数进行边坡的稳定性评估将具有一定的潜在风险性。

巨厚岩浆岩下充填开采的动力灾害控制

蒋金泉, 武泉森, 张培鹏, 马富武2

2015, 44(07):  139-142. 

摘要 ( 1170 )   PDF  

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工作面上覆硬厚岩浆岩大范围运移可能诱发冲击地压、煤与瓦斯突出等动力灾害，且易导致地表突然下沉。以某煤矿首采工作面为背景，对巨厚岩浆岩下垮落法与充填法开采进行了离散元数值模拟，分析了充填开采对岩浆岩运移与采动应力的控制效果。研究表明：垮落法开采时，岩浆岩初次运动前支承压力迅速增加，最大峰值达到45.97 MPa，易引起冲击地压等动力灾害；初次运动后上部岩层发生同步运移，下沉速度显著增大，最大下沉量达1.21 m。充填法开采时，支承压力变化不大，最大峰值为25.88 MPa；与垮落法相同推进步距时，岩浆岩上覆岩层下沉量仅为0.044 4 m。充填法开采有效降低了围岩应力和地表下沉，降低了动力灾害的危险程度。

下向进路分层无分段充填开采通风系统改进

樊海艳, 张阳阳

2015, 44(07):  143-146. 

摘要 ( 1359 )   PDF  

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针对某金矿现场采用的下向进路分层无分段充填采矿法通风系统所存在的问题，对原有通风系统进行了技术改造，研发了一种新型的“充填回风井封堵板加可伸缩刚性风筒”辅助通风装置，并在1111^#采场进行了工业性试验。结果表明：通风系统改造后，每个作业循环除尘时间缩短了0.9 h，节约新鲜风32 99.4 m3；解决了下向进路分层无分段充填采矿过程中存在的工作面新、污风混杂，通风效果差等问题，提高了采场工作效率。该研究成果可为类似条件下的金属矿山通风系统改造提供借鉴。

喷射床电沉积法处理模拟含镍废水

陈熙, 徐新阳, 赵冰, 邢家良

2015, 44(07):  147-151. 

摘要 ( 1207 )   PDF  

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为检验恒电流喷射床微粒电沉积法高效、低成本处理含镍废水的可行性,以实验室模拟酸性含镍废水为研究对象，进行了工艺条件优化研究。结果表明：①Ni²⁺去除率和电流效率随pH值的增大先升后降；电流值增大Ni²⁺去除率上升、电流效率下降；沉积液温度升高，Ni²⁺去除率和电流效率下降；微粒粒径越小，Ni²⁺去除率和电流效率越高；氮气的鼓入可提高电流效率和Ni²⁺去除率。②DO值随pH值和电流强度增大而增大，随温度升高而降低，氮气的鼓入可有效降低DO值。③氮气的鼓入主要通过降低沉积液的DO值来抑制沉积金属镍的返溶，也削弱了因浓差极化导致的Ni²⁺去除率和电流效率下降的问题。④Ni²⁺浓度为1 g/L的废水，在pH=4.5，微粒粒径为1.8 mm，电流强度为15 A，沉积液的温度为25 ℃，有氮气鼓入的情况下，电沉积180 min的Ni²⁺去除率为74.77%，平均电流效率为67.67%，比不鼓入氮气分别高28个百分点和16.66个百分点。由于电沉积可以直接得到金属镍单质，因此，从实践上讲，该方法具有显著的经济和环境效益,亦可作为离子交换或膜分离法前的预处理方法。

黄铁矿作芬顿催化剂对孔雀石绿脱色的影响

姬梦姣, 黄腾, 刘莫愁, 刘园圆

2015, 44(07):  152-154. 

摘要 ( 1228 )   PDF  

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为了解染料废水中有机污染物芬顿技术处理过程中黄铁矿的影响，以染料废水中常见有机污染物孔雀石绿为目标，以黄铁矿为催化剂，进行了芬顿反应过程影响因素试验和反应机理分析。结果表明，浓度为1 g/L、pH=5.2的孔雀石绿溶液中加入-360目的黄铁矿5 g/L和浓度为30%的H₂O₂溶液5 ml/L，在30 ℃下恒温振荡反应（120 r/min）3 h，孔雀石绿的脱色率达可达98%。反应机理分析表明，H₂O₂在有氧存在的弱酸性环境下，通过黄铁矿的催化，可生成活性很强的羟基自由基·OH，·OH能够通过氧化打破具有显色作用的孔雀石绿分子的共轭结构，使孔雀石绿变成无色、无毒副作用的的有机分子。

印度芥菜对铀的生理响应与积累特征

荣丽杉, 杨金辉, 凌辉, 杨瑞丽, 谢水波

2015, 44(07):  155-158. 

摘要 ( 1308 )   PDF  

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为了解印度芥菜对铀的生理响应与积累特征，进行了不同铀浓度（0、1、5、20 mg/kg）胁迫下印度芥菜的盆栽试验。结果表明:印度芥菜生长初期受铀的影响较小，生长时间越长、铀胁迫浓度越高，生长情况受影响越明显；低浓度的铀胁迫可刺激印度芥菜光合色素和可溶性蛋白质的合成，但随着铀浓度的提高，植物光合色素和可溶性蛋白质含量明显下降；铀胁迫导致印度芥菜体内的膜脂过氧化产物MDA的含量随着土壤铀浓度的提高而上升，铀对植物叶片的膜脂过氧化影响显著；印度芥菜对铀的富集量随土壤铀浓度的提高而提高，根部对铀的富集能力远强于茎叶部。因此，印度芥菜对铀污染土壤的植物修复具有潜在的应用价值。

综合利用

云锡卡房铜硫浮选尾矿中细粒锡石的回收

姚建伟, 袁经中, 汪泰

2015, 44(07):  159-163. 

摘要 ( 1233 )   PDF  

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云锡个旧卡房公司铜硫浮选尾矿锡品位为0.35%，主要含锡矿物锡石不仅嵌布粒度微细，与脉石矿物嵌布关系紧密，而且可浮性或密度也与脉石矿物较接近，导致现场的单一重选工艺仅能获得锡品位为6%左右、锡回收率为50%左右的锡精矿。为高效回收该尾矿中的锡资源，采用浮选—重选工艺进行了选矿试验。结果表明：通过1粗2精2扫闭路浮选，可获得锡品位为8.26%、锡回收率为83.51%的浮选锡精矿；浮选锡精矿通过1次摇床重选，可获得锡品位为40.70%、回收率为68.95%的重选精矿，以及锡品位为1.72%、回收率为14.56%的重选尾矿，该重选尾矿可作为烟化工艺回收锡的原料。因此，试验确定的工艺流程是该尾矿的高效选锡流程。

三山岛金矿盐卤水对胶结充填体早期强度的影响

林枝祥, 杨鹏, 吕文生

2015, 44(07):  164-167. 

摘要 ( 1284 )   PDF  

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以往的研究表明，水中盐卤成分较高时,将对尾砂胶结充填体的强度有负面影响，而有时为提高胶结充填体的早期强度，会添加少量的早强剂如硫酸钠、氯化钠等。为了解三山岛金矿盐卤水对尾砂胶结充填体强度的影响，研究了分别拌合盐卤水和普通自来水的尾砂胶结试块和水泥净浆试块的强度，并对2种拌合水的水泥净浆试块进行了XRD分析。结果表明，三山岛金矿的盐卤水可提高尾砂胶结试块和水泥净浆试块的早期强度。其原因是拌合水成分不同，试块内部的水化反应也不同，盐卤水水泥净浆试块中生成的氢氧钙石和C-S-H凝胶更多；对试件强度有负面影响的钙矾石的量虽然也有所增加，但就早期强度而言，C-S-H凝胶和氢氧钙石的积极影响更明显。该盐卤水对尾砂胶结充填体长期强度的影响将有待后期试验研究。

煤矸石陶粒轻集料混凝土体积稳定性研究

邱景平, 刘骎, 邢军, 孙晓刚

2015, 44(07):  168-172. 

摘要 ( 1333 )   PDF  

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开展煤矸石陶粒替代普通碎石骨料制备轻集料混凝土的研究有助于推动建材向轻质、高强、隔热方向发展。在总结轻集料混凝土的研究和应用现状、体积收缩种类、收缩机理及其改善措施的基础上，研究了减缩剂、陶粒预湿对煤矸石陶粒轻集料混凝土体积稳定性的影响。试验结果表明：无论是增加减缩剂掺量还是提高煤矸石陶粒预湿程度，煤矸石陶粒轻集料混凝土试件的收缩率均明显下降、体积稳定性均明显改善；二者复合应用更有利于降低试件的收缩率、提高试件的稳定性。该研究对煤矸石陶粒轻集料混凝土的推广应用具有指导意义。

防水剂B和养护温度对铁尾矿三免砖性能的影响

徐民主, 雷国元, 宋均平, 罗文斌, 谭青, 李瑞杰

2015, 44(07):  173-177. 

摘要 ( 1248 )   PDF  

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以某细粒低硅铁尾矿和无水泥固化剂为原料，制备免烧免蒸免水泥建材砖（简称“三免砖”）。研究了防水剂B和养护温度对制品抗压强度、耐水性和抗冻性的影响及其机制。试验结果表明:随着防水剂B掺量的增加，制品的干抗压强度和24 h吸水率均下降，饱和抗压强度和软化系数均先升后降；随着初期养护温度的升高，制品的耐水性、抗冻性和各龄期的抗压强度都显著提高。采用XRD和FI-TR分析检测手段进行的机制研究表明：水化硅酸钙胶凝、钙矾石是三免砖的强度黏结相；防水剂B的掺入不会影响强度黏结相构成；提高初期养护温度和使用防水剂能抑制制品内部的碳化反应，并提高制品耐水性能。理论分析结果可以解释养护温度和防水剂B对制品性能的影响，为三免砖制备过程中高效防水剂的筛选及养护条件的优化提供了理论依据。

硬硅钙石型转接板材料的试制

王前, 张尚尚, 齐晓勇, 刘俊成, 杜庆洋

2015, 44(07):  178-180. 

摘要 ( 1267 )   PDF  

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我国铸铝工业中所使用的转接板均为进口产品，为填补国内空白，采用廉价原料和简单工艺进行了硬硅钙石型转接板材料的试制。结果表明，硬硅钙石与玻璃纤维、熟石灰按质量比36∶2∶1混匀后，加入与原材料总质量比为1∶1的水，在20 MPa的压力下压制成型，180 ℃下蒸压3 h，获得的制品密度为0.85 g/cm³、弯曲强度为7.75 MPa、收缩率为1.58%、抗热震次数达35次、耐受温度可达1 000 ℃、保温效果优良，该制品的性能总体优于进口产品。