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2015年 第44卷 第08期    刊出日期：2015-08-15

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采矿工程

大结构参数无底柱分段崩落法在缓倾斜中厚矿体中的应用

张志贵, 陈星明, 叶青, 李英碧, 谭宝会

2015, 44(08):  1-5. 

摘要 ( 976 )   PDF  

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随着无底柱分段崩落法在缓倾斜矿体应用条件的不断扩大，目前生产矿山中出现了加大采矿方法结构参数的趋势。对大结构参数无底柱分段崩落法在缓倾斜中厚矿体中应用的可行性进行了实验及理论研究。研究表明，在缓倾斜中厚矿体条件下，下盘残留矿量的回收是关键。而且在矿体的赋存条件一定的情况下，随着结构参数的加大，将使下盘范围内的残留矿量占分段回采矿量的比例显著增加。但只要下盘退采充分，即便是大结构参数的无底柱分段崩落法，其矿石也能得到比较充分的回收，大结构参数方案仍具有可行性。

基于开拓巷道稳定性分析的泥河铁矿阶段开采顺序研究

刘艳章, 陈小强, 潘世华, 邹晓甜, 张群, 张丙涛

2015, 44(08):  6-12. 

摘要 ( 1001 )   PDF  

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埋深超过600 m的泥河铁矿一期工程设计为两阶段（-750 m阶段、-830 m阶段）充填开采，开拓巷道的稳定性是影响阶段开采顺序选择的关键因素之一。选取典型勘探线剖面建立二维有限元计算模型，根据一期工程可能的阶段开采顺序制定自下而上（方案一）和自上而下（方案二）2种计算方案。对2种方案各开采步骤进行有限元应力分析，对比2种方案下开拓巷道的围岩应力分布状态和巷道稳定的安全系数，选取合理的阶段开采顺序。结果表明，在开采过程中2种阶段开采顺序下的绝大部分巷道围岩局部有拉应力产生；方案二与方案一相比，拉应力的分布范围更小，开拓巷道围岩最小主应力最小值较大，安全系数也较高，开拓巷道更为稳定。因此，采用自上而下开采顺序的方案二即先采-750 m阶段、后采-830 m阶段的开采方案更优。

初始应力场岩体稳定性与冲击地压动力灾害相关性研究

张月征, 纪洪广, 宋朝阳

2015, 44(08):  13-19. 

摘要 ( 1158 )   PDF  

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从材料的强度理论出发，建立量化分析原岩应力场下岩体稳定性的评价方法，并分析了岩体初始稳定性与冲击地压动力灾害发生的相关性。以莫尔-库伦强度理论为基础，推导出莫尔-库伦应力（W_σ）评价指标，以反映岩石破坏前某一应力状态下岩石材料体接近极限破坏强度的程度。W_σ在单轴压缩、单轴拉伸、三向受压、压缩-拉伸等岩石应力状态下，都能表现出应力状态接近极限的程度，W_σ越接近1，岩石越接近破坏极限，原岩稳定性越差。运用W_σ描述岩体初始地应力场状态能够表达出岩体所处应力状态与极限状态的接近程度，有助于判断初始应力场下的岩体稳定性。岩体初始稳定性越差的区域发生冲击地压动力灾害的概率越高，依据W_σ划分稳定、较稳定、中等稳定、较低稳定、低稳定5级稳定区，对原岩初始稳定性进行评价，为预测工程活动所引发的冲击地压等地质动力效应提供参考。

基于虚拟现实技术的岩石力学数值计算与三维可视化

刘溪鸽, 杨天鸿, 张鹏海, 朱万成

2015, 44(08):  20-23. 

摘要 ( 1075 )   PDF  

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随着计算机技术的不断发展，虚拟现实技术与岩石力学数值模拟在采矿工程中均得到了广泛应用。一方面，作为一个综合展示平台，虚拟现实系统可以将矿山的生产进度、采矿方法、人员设备等信息综合集成处理并进行实时显示，但其缺乏围岩的应力场、位移场等安全性相关的数据资料；另一方面，岩石力学数值模拟方法虽然可以计算获得围岩的安全性信息，但是其后处理的显示功能偏弱。因此，虚拟现实技术与岩石力学数值模拟方法在功能与效果上各具优势、互补性强。以新城金矿为例，综合运用2种技术手段，并最终达到优势互补的效果。研究内容对有条件应用虚拟现实技术与岩石力学数值模拟技术的矿山有重要的借鉴意义。

某方解石矿群空区稳定性数值模拟分析

王星, 吴学文, 孙国权

2015, 44(08):  24-27. 

摘要 ( 1094 )   PDF  

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地下开采的矿山采用空场法回采时，会留下许多采空区，当这些采空区构成群空区时，对矿山是一个重大的安全隐患，需要根据采空区的特性提出合理治理措施，因而群空区的稳定性评判至关重要。为了分析研究某方解石群空区的稳定性状态，进行了矿山现有采空区的调查，确定采空区的基本信息，然后采用数值模拟计算方法，建立矿山采空区三维立体模型，分别从采空区跨度和留设的点柱尺寸方面进行了3组模型的数值模拟计算分析，确定矿山采空区的安全跨度和安全矿柱尺寸，从而判断群空区的稳定性，为后续采空区治理提供理论依据。

浅埋大采空区残矿回采上覆岩层及井筒稳定性研究

费鸿禄, 胡刚, 赵雁海, 张龙飞

2015, 44(08):  28-33. 

摘要 ( 1303 )   PDF  

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为了保证浅埋大采空区残矿回采上覆岩层、井筒的稳定性以及矿区上方宿舍、设备和人员的安全，以朝不楞矿区为工程背景，在前期勘探取样、现场测试和室内力学实验的基础上，分析了矿体采空区顶板和井筒的破坏机理，基于H-K体建立了矿体采空区顶板流变力学模型，为残矿回采提供了理论依据；并且采用FLAC^3D数值模拟软件，分析残矿回采上覆岩层和井筒的应力、位移变化规律。研究表明：Ⅲ区回采后，上覆岩层最大拉应力为0.13 MPa，最大位移为1.6 mm，井筒最大拉应力为5.9 MPa，最大位移为0.2 mm，均满足限定标准。该研究成果可为浅埋大采空区残矿回采提供参考。

地震作用下压力型锚索孔周边岩体应力数值模拟

叶红, 陈燕平

2015, 44(08):  34-39. 

摘要 ( 1097 )   PDF  

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为了更加精确地研究压力型锚索的锚固机理，通过FLAC3D软件对地震作用下压力型锚索孔周边岩体的动态应力状态进行了数值模拟，研究了地震作用下锚索孔壁周边岩体梯度变化的弹性模量、梯度变化的泊松比、梯度变化的凝聚力、梯度变化的内摩擦角对砂浆受到的压应力和锚索孔周边岩体受到的剪应力的影响。研究结果表明：梯度变化的弹性模量对锚索孔周边岩体受到的剪应力的影响较大，梯度变化的凝聚力、梯度变化的内摩擦角对砂浆受到的压应力和锚索孔周边岩体受到的剪应力的影响都比较大。研究结果丰富了地震作用下压力型锚索锚固机理内容，可供工程界参考。

深部矿山破碎围岩巷道控制技术研究

郭忠平, 张贵银, 韩春, 牟文强, 王玉成

2015, 44(08):  40-43. 

摘要 ( 902 )   PDF  

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当矿山资源埋藏深度在500 m以上时，地压增大，深部开采容易诱发冲击地压等地质灾害。通过实验室岩石力学实验，采用巴顿岩体质量分类评价方法对某深埋矿山回采巷道围岩进行合理分类，可靠地评价围岩稳定性，选择合理开挖方法和支护形式，为支护设计、施工和管理提供科学的依据，可以有效地预防冲击动力灾害的发生。结合工程实际和FLAC^3D数值模拟软件，对某矿破碎围岩矿体回采巷道塑性区范围分布规律进行研究，以便对锚杆支护参数进行优化。研究成果的应用可减少深部开采冲击等动力灾害发生，为大采深破碎围岩矿体安全高效开采提供理论依据。

中深孔全断面切缝管定向断裂爆破技术应用研

鲁军纪, 褚怀保, 叶红宇

2015, 44(08):  44-47. 

摘要 ( 1094 )   PDF  

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分析了切缝管定向断裂爆破裂纹的形成与扩展机理，在切缝处应力集中和压力差共同作用下形成初始裂纹，而后的裂纹扩展经历了切向拉伸应力作用下的扩展阶段、爆生气体驱动压力作用下裂纹稳态扩展和爆生气体驱动下的宏观裂纹扩展3个阶段。在理论分析的基础上结合工程实际，提出了切缝管药包定向断裂复合楔形掏槽爆破和周边孔切缝管药包定向断裂爆破技术。现场应用效果表明：切缝管爆破可提高炮孔利用率和眼痕率，降低爆破对围岩的扰动损伤，改善掏槽爆破和周边爆破效果，有利于提高巷道掘进速度。

采空区群失稳模型构建及隔离矿柱安全厚度研究

熊立新, 罗周全, 谢承煜, 汪伟

2015, 44(08):  48-52. 

摘要 ( 1029 )   PDF  

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许多金属矿山存在采空区群安全隐患。基于CMS对某矿山的采空区群开展定期探测，形成动态监测机制，精确获取采空区群三维边界；研究构建空区群连锁式失稳模型：基于突变理论分析方法，构建了采空区顶板-隔离矿柱力学模型，提出隔离矿柱失稳的判据，计算合理的隔离矿柱安全厚度，阻断空区群连锁失稳过程。运用数值模拟验证了计算结果的合理性。研究表明通过精确控制隔离矿柱的安全厚度，可有效阻断空区群连锁失稳导致的工程灾害；计算结果为下一步资源回采方案提供了设计参考。

考虑锚固复合承载体效应的巷道安全支护参数分析

王超, 赵光明, 孟祥瑞

2015, 44(08):  53-57. 

摘要 ( 914 )   PDF  

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考虑锚固复合承载体对巷道支护力和变形量的影响，以锚固复合承载体为结构基础，依据岩石的极限拉压破坏准则并结合芬纳-卡斯特奈公式，对圆形巷道支护力和变形量进行分析研究，推导出锚杆支护巷道最小支护力和最大允许变形量的表达式。基于该表达式经算例分析得出：圆形巷道最小支护力和最大允许变形量与巷道埋深呈线性相关；随着锚固复合承载体厚度和内摩擦角增加，巷道最小支护力减小，巷道最大允许变形量增大；在计算锚杆支护的圆形巷道最小支护力和最大允许变形量时考虑锚固复合承载体的作用更合理。

矿物工程

甘肃某氧化型金矿石选冶技术研究

毛益林, 陈晓青, 杨进忠, 王秀芬

2015, 44(08):  58-62. 

摘要 ( 1042 )   PDF  

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甘肃某氧化型金矿石金含量为2.25 g/t，伴生银可综合回收。金主要以独立金矿物形式存在，大部分被载金脉石矿物石英所包裹，少部分以微细粒的形式嵌布在黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿和方铅矿等矿物的裂隙中。为高效开发利用该矿石资源，对其进行了选冶联合试验研究。结果表明：在磨矿细度为-0.074 mm占73.00%条件下，经1粗1精2扫浮选、浮选尾矿重选的闭路流程可获得金品位74.2 g/t、回收率91.28%的混合金精矿。混合金精矿经石灰预处理后，经氰化钠浸出，获得了金浸出率为96.52%、金总回收率为88.10%的指标。试验结果对同类型金矿石的选矿回收具有借鉴意义。

不同角岩型钼矿石浮选特性研究

何廷树, 吴长平, 宋念平, 宛鹤, 梁国超, 王阳

2015, 44(08):  63-68. 

摘要 ( 977 )   PDF  

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河南某钼矿床采出矿石以角岩型钼矿石为主，主要包括透辉石斜长角岩型、长英角岩型和黑云母石英角岩型钼矿石，这3种角岩型矿石钼品位接近，硫化钼含量相同。辉钼矿在透辉石斜长角岩型和长英角岩型矿石中主要呈细小的叶片状分布于岩石裂隙中；在黑云母石英角岩型中辉钼矿主要呈针状和不规则状存在，沿矿石裂隙成层产出，粒度较细。现场原采用单一的药剂制度和磨矿细度进行选别，辉钼矿回收效果差。为改善分选指标，在对不同矿石的性质进行分析的基础上，对这3种钼矿石浮选的磨矿细度和药剂用量进行了优化，并采用优化后的试验条件对3种矿石分别进行了1粗1精1扫浮选闭路试验。结果表明：黑云母石英角岩型钼矿石中辉钼矿嵌布粒度较细，需细磨才能单体解离，而细磨后，泥质矿物含量增高，需用较多量的水玻璃分散矿泥，故水玻璃用量较高，而且细磨后颗粒比表面积增大，缩小了不同矿物表面性质差异，导致有用矿物与脉石矿物相互黏附，精矿钼品位低；透辉石斜长角岩型和长英角岩型钼矿石中辉钼矿主要以片状形式存在，可浮性较好，并且其嵌布粒度较粗，有利于单体解离，因而选矿指标较好。在处理这3种矿石时，应充分考虑矿石性质对浮选的影响，根据入选矿石的不同性质，及时调整磨矿细度和药剂制度，提高选矿指标，增加选厂经济效益。

贵州某低品位含硫铝土矿石选矿试验

任少峰, 李天霞, 刘金海, 陈军刚, 朱一民

2015, 44(08):  69-75. 

摘要 ( 1069 )   PDF  

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贵州某低品位含硫铝土矿Al₂O₃含量为54.71%，SiO₂含量为11.35%，铝硅比仅为4.82，且矿石中含硫1.33%。矿石主要含铝矿物为一水硬铝石，主要含硫矿物为黄铁矿。矿石中有用矿物嵌布粒度较细，脱硫时易产生夹带，因而较难实现有效分选。为高效开发利用该矿石资源，对有代表性矿石进行了脱硫脱硅浮选闭路试验。结果表明：在磨矿细度为-0.074 mm占90%时，采用1粗3精1扫脱硫浮选、扫选尾矿经2粗4精1扫脱硅、脱硫精扫选尾矿经2粗1精1扫脱硅闭路流程处理该矿石，获得了硫品位为33.72%、Al₂O₃品位为15.96%、SiO2品位为4.98%、硫回收率为75.16%的硫精矿，Al₂O₃品位为61.13%、SiO₂品位为7.39%、铝硅比为8.27、Al₂O₃回收率为79.64%的铝土矿精矿。1次磨矿脱硫脱硅浮选，脱硫精扫选尾矿单独脱硅浮选工艺是该矿石处理的高效工艺，对含硫含硅铝土矿石的分选具有借鉴意义。

宜昌某鳞片石墨浮选精矿酸浸脱杂试验

胡宇, 彭伟军, 王承二, 宋少先

2015, 44(08):  76-78. 

摘要 ( 1201 )   PDF  

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宜昌某鳞片石墨浮选精矿碳含量达93.72%，-200目占83.27%，主要杂质成分为石英、高岭石和伊利石。为了获得高纯石墨精矿，采用混合酸对试样进行了酸浸工艺条件研究。结果表明，混合酸和石墨的体积质量比为3∶1，HF与HCl的物质的量之比为1∶4，酸浸温度为40 ℃，酸浸时间为6 h情况下，可获得固定碳含量为99.1%的高纯石墨精矿。石墨精矿的XRD和SEM分析表明，酸浸工艺可高效地溶出试样中的杂质，且不破坏石墨成分和结构，是获取高品质石墨的重要手段。

某低品位铜镍硫化矿石选矿试验

王怀, 郑晔, 郝福来, 苑宏倩

2015, 44(08):  79-84. 

摘要 ( 1030 )   PDF  

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吉林某低品位铜镍硫化矿石铜品位为0.27%、镍品位为0.48%。矿石中含镍矿物主要为紫硫镍铁矿、镍黄铁矿，含铜矿物主要为黄铜矿、铜蓝、斑铜矿。试验研究表明，采用单一浮选流程不能获得较好的选别指标；由于矿石中紫硫镍铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿等有用金属硫化物与磁铁矿嵌布关系密切，因此采用弱磁选对含镍矿物进行富集，获得目的矿物含量高、易泥化脉石含量低的磁性产品和目的矿物含量低、易泥化脉石含量高的非磁性产品，再分别进行磨浮流程处理。结果表明：原矿磨细至-0.074 mm占30%时进行弱磁选，磁性产品和非磁性产品分别再磨至-0.074 mm占85%后采用1粗2精2扫闭路浮选流程处理，获得了铜品位为4.53%、镍品位为6.65%、铜回收率为54.63%、镍回收率为44.90%的铜镍混合精矿1和铜品位为1.88%、镍品位为3.37%、铜回收率为23.98%、镍回收率为24.13%的铜镍混合精矿2，尾矿铜、镍品位分别降至0.06%和0.16%，实现了对该铜镍硫化矿石的有效分选。

硫化镍矿生物浸出研究进展

王金庆, 严群, 梁长利, 罗仙平

2015, 44(08):  85-91. 

摘要 ( 1157 )   PDF  

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微生物浸出技术是处理低品位硫化镍矿的有效方法之一。硫化镍矿生物浸出技术的研究对象主要包括浸矿菌、浸出机理、浸出工艺及影响因素等。介绍了硫化镍矿生物浸出常用菌种以及近年来开发的高效浸矿菌；论述了硫化镍矿生物浸出作用机制，即硫化镍矿微生物浸出是在直接和间接共同作用下被氧化溶解，同时也存在“原电池效应”引起的电化学氧化作用，在此基础上综述了硫化镍矿生物浸出机理的研究进展；总结了培养基、矿浆温度、矿浆pH值、矿浆浓度、表面活性剂等因素对低品位硫化镍矿生物浸出的影响；指出今后应从细菌培育、微生物代谢、浸出强化技术以及工艺条件优化等方面开展低品位硫化镍矿生物浸出技术研究。

河南某鲕状赤铁矿石工艺矿物学研究

乔江晖, 杜晓冉, 宋翔宇, 朱春华

2015, 44(08):  91-95. 

摘要 ( 1147 )   PDF  

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河南某鲕状赤铁矿石铁品位为52.50%，铁主要以赤铁矿形式存在，分布率为75.37%。矿石中主要矿物为赤铁矿、伊利石及菱磷铝锶矾。为给矿石合理开发利用提供参考，对其进行了工艺矿物学研究。结果表明：赤铁矿常呈椭圆形鲕粒，细粒或隐晶状赤铁矿集合体与脉石矿物呈椭圆状的包复颗粒由核心和同心状外壳聚集而成，鲕粒中各成分相互混杂，局部赤铁矿聚集；部分赤铁矿呈他形粒状单体或集合体不均匀分布；偶见赤铁矿呈隐晶状胶结物分布于砂屑粒间；赤铁矿嵌布粒度微细，0.037~0.003 mm粒级占87.17%。采用传统选矿方法处理该矿石难以取得理想的指标。推荐采用深度（直接）还原工艺将微细粒弱磁性铁矿物转变为可通过弱磁选分离的磁铁矿或金属铁，再通过磁选分离。

河南某含滑石硫化钼矿石工艺矿物学研究

张其东, 袁致涛, 李小黎, 卢冀伟

2015, 44(08):  96-99. 

摘要 ( 828 )   PDF  

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为给河南某钼矿资源合理开发利用提供依据，利用国际先进的MLA矿物自动定量分析技术，结合光学显微镜、化学物相分析等综合技术手段对其进行了工艺矿物学分析。结果表明：矿石中主要有用矿物为辉钼矿，其余金属硫化矿为黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿，金属氧化物主要为磁铁矿和赤铁矿；辉钼矿以中粗粒级嵌布为主，部分呈星点状和浸染状分布，嵌布粒度较细，需细磨才能单体解离，但细磨容易造成泥化，且矿石中绿泥石、蛇纹石、黏土矿物等与辉钼矿紧密共生，易对辉钼矿浮选产生不利影响。建议采用阶段磨矿阶段浮选流程处理该辉钼矿石。

铁矿石焙烧动力学研究现状及发展

周政, 李艳军, 陈炳炎, 张裕书, 陈超

2015, 44(08):  100-105. 

摘要 ( 1082 )   PDF  

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焙烧—磁选法是处理低品位难选氧化铁矿石的有效方法。归纳了铁矿焙烧过程动力学研究常用的3种表征方法，着重介绍了基于热重分析技术的静态法和动态法在铁矿石焙烧过程动力学研究方面的运用。总结了磁化焙烧、直接还原和深度还原过程动力学近年来的研究成果。指出菱铁矿磁化焙烧过程根据TG和DTG曲线可分为两个阶段，其反应机理分别符合随机核化和核生长机理；铁矿石直接还原过程根据TG和DTG曲线分为几个阶段，再由各阶段活化能的差异分为缓慢反应阶段和快速反应阶段，由此可以找出焙烧过程的限制环节；赤铁矿在深度还原过程中经历缓慢反应—快速反应—趋于平衡3个阶段，整体反应符合随机成核及长大模型，活化能约为320 kJ/mol。指出今后应加强对实际矿石磁化焙烧动力学的研究，为实际难选矿磁化焙烧关键技术提供理论支撑；还应注重焙烧过程热力学与动力学研究的结合，对焙烧过程进行计算机模拟等方面的研究。

地质与测量

矿石体重取值方法对储量估算的影响——以某铁铜矿为例 ——以某铁铜矿为例

宋宇辰, 刘占宁, 孟海东, 张朋伟

2015, 44(08):  106-109. 

摘要 ( 1026 )   PDF  

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为了提高资源储量估算的准确性，分析矿石体重取值方法对资源储量估算的影响，提出了一种基于插值方式的矿石体重赋值方法。首先基于某铁铜矿的勘探数据和勘探线剖面图，经过图形格式转换和坐标变换，构建了部分矿体的三维地质模型及地质数据库；其次进行矿石样品组合，采用距离幂次反比法推估矿体品位；然后依据矿石样品体重与品位的测试值，建立了矿石体重与品位的线性、二次、三次及对数回归模型，经过分析比较，确定二次回归模型为矿石体重插值模型；最后在矿体三维地质模型内对矿石体重进行插值并估算储量，分析储量估算结果并与传统矿石体重取值方法估算的资源储量进行比较。结果表明：上述2种方法估算的资源储量相差较小，采用基于插值方式估算的矿石平均品位稍高于传统方法，对于提高资源储量的估算精度具有一定的参考价值。

Sirovision节理岩体遥测系统误差分析与修正方法

徐帅, 张驰, 安龙, 李元辉

2015, 44(08):  110-115. 

摘要 ( 1143 )   PDF  

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采用Sirovision节理岩体遥测系统进行岩体结构数据分析。为了获得更为精确的统计结果，首先对该系统的现场测量及数据分析流程进行了研究，介绍了该系统设备的组成及工作原理，分析了采用该系统进行节理岩体调查和分析时的误差主要来源，并将其归纳为拍摄操作误差、控制点坐标误差以及节理识别误差等几类；然后针对不同的误差来源，开展相应的误差标定试验，分析误差产生的原因及其对调查分析结果的影响程度，提出了减小误差的措施，实现了对调查分析结果的修正；最后基于修正后的Sirovision节理岩体调查及分析方法对焦家金矿典型岩体进行了岩体结构调查与分析，完成了岩体三维模型的重构与结构面信息的提取，并将调查分析结果与手工测量结果进行了对比分析，结果表明，基于修正后的Sirovision节理岩体调查及分析方法获得的数据与实际情况吻合良好，能够达到节理岩体调查所需的精度。参照所获取的节理空间分布形态对焦家金矿岩体的不稳定结构（楔形体结构）进行了分析，可为矿山岩体稳定性分级和确保矿山安全生产提供依据。

基于DTM离散模型的露天矿测量验收方法

李娜, 邵必林, 李角群, 吕康亭

2015, 44(08):  116-119. 

摘要 ( 1148 )   PDF  

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针对传统测量验收方法运算速度慢、稳定性差及离散误差大等问题，以四川潘家田铁矿为例，提出了一种介于完全离散模型及三维连续模型的DTM（Digital terrain model）离散模型。从计算精度、速度、稳定性及直观显示等方面与相应的三维实体模型进行对比分析，结果表明：与三维实体模型相比，DTM离散模型的计算误差小于1.00%，运算速度快1个数量级，计算稳定且精度满足准确性要求；与块体模型相比，DTM离散模型的离散误差较小。上述分析结果进一步表明，DTM离散模型可以作为露天矿生产中矿岩量测量验收的有效方法，并且可推广应用于土建及公路的相关生产计算中。

机电与自动化

基于RG井下电视系统的空区冒落监测

何荣兴, 任凤玉, 曹建立, 翟会超, 宋德林

2015, 44(08):  120-124. 

摘要 ( 1136 )   PDF  

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排山楼金矿露天转地下后，采用有底柱空场法开采露天境界外矿体，形成了大规模的连续采空区，对地表及井下安全生产埋下安全隐患。RG井下电视系统的空区顶板钻孔监测表明，空区顶板存在3~4段稳定性较好的岩层可作为冒落的控制层，利用钻孔冒落断面形状和350 m平硐观测冒落状况推测空区顶板冒落线形状，并根据冒落线形状提出了留设“L”型安全维稳矿柱、协调矿石回采和充填作业、爆破参数控制和调整排尾砂方向等维护顶板稳固性的技术措施，收到了较好的效果，也为从空区冒落投影线边缘向空区内部逐步渐进的充填处理技术的提出提供了依据。

基于滑模控制的谐振阻抗型混合有源滤波系统控制技术

梁应昌

2015, 44(08):  125-130. 

摘要 ( 1006 )   PDF  

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基于滑模控制原理，针对矿用谐振阻抗型混合有源滤波系统（RITHAPF）控制技术进行深入研究，并对电网进行无功补偿和谐波抑制。利用开关函数建模法进行系统建模，给出RITHAPF的数学模型。通过对RITHAPF的等效模型的分析推导，提出了RITHAPF系统的收敛和稳定判据。结合离散指数趋近律对离散滑模控制的影响,将连续系统的指数趋近律方法推广到离散系统，证明离散指数趋近律滑模控制对系统摄动和外界干扰依然具有鲁棒性。进一步根据有源电力滤波器的离散数学模型，设计滑模离散数学模型。基于趋近律离散滑模变结构控制设计有源部分的电流跟踪控制器。结果表明，采用滑模控制的谐振阻抗型混合有源滤波器对矿用直流提升系统6 kV母线的无功功率和谐波电流补偿效果良好。

基于改进Prewitt算子的矿井视频图像小波阈值去噪

张凡, 张倩

2015, 44(08):  131-136. 

摘要 ( 912 )   PDF  

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由于矿井成像环境的复杂性，导致所获取的图像较为模糊且存在一定程度的噪声，有必要采用适当的方法滤除其中的噪声并提高图像的清晰度。为此，提出了一种结合边缘检测的小波域矿井视频图像去噪算法。首先对噪声图像采用均值滤波算法进行预处理；然后对分别从检测模板、自适应阈值设定方法对经典的Prewitt算子进行适当改进，并采用改进的Prewitt算子提取预处理后图像的边缘轮廓信息，从而获得边缘图像和非边缘图像；最后对于非边缘图像，采用一种基于自适应阈值的改进小波阈值函数模型进行去噪处理，该模型充分结合了小波硬、软阈值去噪模型的优势，能够随着小波分解层数的变化自适应调整阈值大小。为了验证该算法的有效性，采用2幅实地获取的山东兖州某煤矿井下视频监控图像进行试验，并与小波硬、软阈值函数模型及2类已有的改进型小波阈值函数模型进行去噪效果对比。结果表明，该算法的去噪效果优于其余几类函数模型，且算法耗时略占优势，对于提高矿井视频监控图像的质量具有一定的参考价值。

高压辊终粉磨条件下含铜银多金属矿的分选及其机理研究

张千新

2015, 44(08):  137-142. 

摘要 ( 1089 )   PDF  

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武平某含铜银多金属矿铜品位为0.24%、银品位为85.00 g/t。分别对采用常规碎磨流程和高压辊终粉磨流程获得的产品进行浮选条件试验，在各自最佳的条件下进行铜银混合浮选—混合精矿铜银分离浮选闭路试验。结果表明，高压辊终粉磨产品的选矿指标优于常规碎磨产品。分别采用最小二乘法拟合常规碎磨产品和高压辊终粉磨产品的粒度分布曲线和金属量分布曲线，结果表明：高压辊终粉磨产品的适合浮选粒级产率、易回收粒级金属量分布率均大于常规碎磨产品；高压辊终粉磨产品的粒度分布方差与金属量分布方差均远小于常规碎磨产品。采用MLA矿石自动分析仪测定矿物单体解离度，结果表明，高压辊终粉磨产品中0.01~0.1 mm的易浮选粒级单体解离度远高于常规碎磨产品。因此，高压辊终粉磨产品选矿指标优于常规碎磨产品。试验结果为选矿领域降低磨矿作业能耗提供了一种新的思路和方法。

安全与环保

基于FLAC3D软件的极端恶劣环境下边坡稳定性分析

刘泉

2015, 44(08):  143-146. 

摘要 ( 1059 )   PDF  

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为了评价某西藏露天矿边坡在极端恶劣条件下的稳定性，以矿区边坡A-A剖面为典型研究对象，通过岩土力学室内试验和经验类比法确定岩体力学参数，采用ANSYS软件建立矿区边坡A-A剖面的计算模型，然后加载积雪和地震荷载，运用FLAC3D软件分析边坡的位移、剪应变增量和塑性区大小。结果表明：在开采过程中碎石土区域最大累计位移约为84.6 mm，岩质台阶面部位剪应变增量很小，为0.001以下，碎石土台阶边坡局部区域最大剪应变增量小于0.009 36，岩质台阶面部位以及碎石土边坡区域无塑性区，整体边坡以及局部碎石土区域台阶边坡稳定；在积雪和地震工况作用下，最大累计位移约为366.8 mm，岩质台阶面部位剪应变增量很小，为0.01以下，碎石土台阶边坡局部区域最大剪应变增量小于0.082，岩质台阶面部位有少量塑性区，碎石土边坡区域出现了较大的塑性区，其稳定性有所降低，但整体边坡仍能保持稳定。

高陡边坡岩体结构数字识别及分析

毛权生, 曹纪刚

2015, 44(08):  147-149. 

摘要 ( 974 )   PDF  

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采用先进的 ShapeMetriX3D 岩体三维非接触测量系统，对露天矿山高陡边坡岩体结构面进行摄影测量，从不同的角度来对指定的区域进行成像，对同一位置边坡的2个角度的照片进行3D模型合成，使用JMX Analyst模块对生成的3D模型进行岩体结构面以及裂隙等的标识解译，同时对获取到的结构面进行分组，对同组结构面数据进行统计分析，得到各种结构面几何信息的详细数据，有效地解决了高陡边坡岩体结构面人工采集危险性高、难度大的问题，为采场高陡边坡稳定性研究分析提供更加真实、可靠的数据支持。

不同降雨量对尾矿坝稳定性的影响规律分析

何锦龙, 伍跃胜, 刘泽东, 刘磊2

2015, 44(08):  150-153. 

摘要 ( 1055 )   PDF  

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降雨量的多少会影响尾矿坝的浸润线，尾矿坝浸润线的高低也是影响其稳定性的主要指标之一，因此研究尾矿坝稳定性就应该在研究浸润线影响的同时研究降雨量对尾矿坝稳定性的影响。在考虑尾矿坝原有浸润线的基础上，分别对2个尾矿坝剖面在正常水位、20 a一遇24 h最大降雨量、50 a一遇24 h最大降雨量和100 a一遇24 h最大降雨量的4种不同降雨工况下，采用极限平衡法中的瑞典圆弧法、毕肖普法和简布法3种不同的计算方法与渗流同步计算尾矿坝的稳定性，得出尾矿坝的最小安全系数与降雨量呈线性相关的关系，降雨量越大，尾矿坝最小安全系数就越小，尾矿坝越不稳定；尾矿坝面积越大，受降雨影响越大。

矿山井下紧急避险系统关键技术研究

李云珠, 倪彬, 刘晓明, 肖厚藻, 徐志强

2015, 44(08):  154-157. 

摘要 ( 1039 )   PDF  

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矿山井下紧急避险系统作为安全避险“六大系统”的重要组成部分，研究其关键技术具有重要意义。以会泽分公司避难硐室建设为例，在对矿山紧急避难路线进行三维设计的基础上，根据额定人员及国家规范对避难硐室内部结构、尺寸及断面形状进行了设计，并对避难硐室内部关键子系统如供氧系统、监测监控系统、压风自救系统和环境控制系统等系统的关键技术进行了研究。结果表明：该系统设计规范、安全可靠、经济适用，可为矿山井下紧急避险系统建设提供指导。

基于Weibull时间序列函数与负指数法的动态沉陷预计

王小华, 胡海峰, 廉旭刚

2015, 44(08):  158-162. 

摘要 ( 1099 )   PDF  

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为了探讨采矿过程中受时间和空间影响的地表移动变形的发生发展机理，提出了一种基于Weibull时间序列函数与负指数法的动态沉陷预计方法。该方法以研究描述地表沉陷区观测点下沉变化过程的Weibull时间序列函数为基础，认为Weibull时间序列函数在描述地表观测点沉陷的动态过程时，不仅能较好地拟合下沉-时间（w-t）曲线，而且由此推出的速度-时间（v-t）曲线和加速度-时间（a-t）曲线也能够很好地符合地表沉陷随时间变化的物理过程。基于实测资料确定的负指数法在描述地表移动盆地时具有实践应用性强、预计精度高等特点，给出了走向主断面半无限开采负指数法的下沉预计公式及参数求取方法。根据主断面动态沉陷模型的一般形式，将Weibull时间序列函数与负指数预计函数相结合，建立了充分采动条件下沉陷盆地走向主断面的动态地表下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形模型，并对某煤矿的地表动态沉陷进行了预计，结果表明，预计结果与实测结果具有很好的一致性，可为实现矿区地表动态沉陷预计提供参考。

综合利用

铁矿全尾砂新型充填胶凝材料的开发及应用研究

杨志强, 苏林, 高谦, 杨啸

2015, 44(08):  163-168. 

摘要 ( 967 )   PDF  

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全尾砂充填法采矿是未来铁矿石开采的发展趋势，降低采矿成本是铁矿充填法采矿的必由之路。以水淬渣粉作为主要原料，采用碱和盐复合激发剂激发，获得了一种全尾砂新型充填胶凝材料—矿山尾砂固结粉（简称矿尾粉，代号为KWF）。与水泥材料相比，矿尾粉成本低、强度高，对含泥量高的全尾砂充填料优势更显著。采用矿尾粉替代水泥用于铁矿充填法采矿，不仅能够降低充填采矿成本，而且还能够实现固体废弃物资源化利用，从而保护环境和无废开采。矿尾粉新型充填胶凝材料已在唐龙新型建材有限公司工业化生产，在东凯矿业公司铁矿山应用，获得了显著的经济效益和社会效益；为在建设中的司家营地区大型贫铁矿充填法采矿奠定了基础。

鲁南矿业公司铁尾矿深度还原—磁选提铁试验

鞠会霞, 孙体昌, 赵贵军

2015, 44(08):  169-172. 

摘要 ( 1054 )   PDF  

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鲁南矿业有限公司铁尾矿铁含量为19.19%，主要杂质成分为SiO₂，有害元素硫、磷含量较低。该尾矿中铁主要以硅酸铁和赤褐铁矿形式存在，分布率分别为47.36%和33.10%，采用常规的选矿方法很难得到理想的铁回收指标。为了开发利用该尾矿，采用深度还原—磁选工艺进行选矿试验。结果表明：在试样用量为100 g、还原助剂CaO用量为20 g、还原剂用量为20 g、还原温度为1 100℃、还原时间为40 min、还原产品磨矿细度为-0.043 mm占65%、磁场强度为110 kA /m时可以得到铁品位为91.48%、回收率为86.24%的铁精矿产品。

氯化挥发法回收氰化尾渣中的金银

李正要, 邓文翔, 王维维, 乐坤

2015, 44(08):  173-177. 

摘要 ( 1136 )   PDF  

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山东某黄金冶炼公司氧化焙烧氰化尾渣中金含量为5.85 g/t、银含量为22.92 g/t、SiO₂含量为26.23%。为回收利用该尾渣中的金银，对其进行了氯化挥发焙烧试验。结果表明：尾渣中SiO₂含量和入炉球团含水率越高越不利于金银的氯化挥发；在CaCl₂加入量为8%、入炉球团含水率为0.95%、氯化焙烧温度为1 000 ℃、焙烧时间为40 min时，获得了金、银的氯化挥发率分别为93.21%和61.61%的指标。采用氯化挥发法可以实现氰化尾渣中金银的有效回收。

铁尾矿陶粒的制备及对生活污水的处理

朱晓丽, 陈瑞军, 幺琳, 吴占兴

2015, 44(08):  178-180. 

摘要 ( 1135 )   PDF  

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以铁尾矿为主要原料，加入少量粉煤灰、煤矸石、石灰石及生物外加剂，制备铁尾矿陶粒滤料，并考察其对生活污水COD的去除效果。结果表明：在铁尾矿、粉煤灰、煤矸石、石灰石、生物外加剂分别占总物料量的86%、6%、4%、3%、1%，陶粒粒径为3～5 mm，焙烧温度为1 100 ℃时，烧制的陶粒滤料对生活污水COD的去除率可达80%。XRD和SEM分析表明，焙烧过程中产生的钠长石提高了陶粒的强度，同时陶粒表面粗糙、内部多孔、比表面积增大，因此具有良好的吸附性能，有利于生活污水中污染物的去除。