金属矿山

邱廷省, 何元卿, 余文, 邱仙辉

2016, 45(03): 1-9.

摘要 ( 1467 )

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概述了硫化铅锌矿浮选分离技术的主要研究进展，分析了硫化铅锌矿各种浮选工艺的特点、适用范围及优缺点，从浮选电化学、分子力学和量子化学模拟的角度对硫化铅锌矿浮选分离理论研究进展进行了总结。同时，介绍了硫化铅锌矿捕收剂、铅锌浮选分离无机和有机抑制剂及硫化锌矿浮选活化剂的主要研究进展。在此基础上，展望了提高硫化铅锌矿浮选分离技术水平的主要研究重点和研究方向。

充填体与岩体强度合理匹配下的采场结构参数优化

杨蕾, 邱景平, 邢军, 孙晓刚

2016, 45(03): 10-14.

摘要 ( 1165 )

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选取合理的充填配比和采场结构参数是采用阶段空场嗣后充填采矿法矿山实现安全回采和提高生产效率的有效措施。根据岩体开挖释放能量与充填体峰值变形能相近的原则，确定了符合中关铁矿的最佳充填配比为1∶6。在此充填配比下，针对中关铁矿的开采技术条件，对影响采场稳定性的矿房长度、矿房跨度和顶板厚度这3个因素进行了3因素3水平的正交试验设计，得到9种试验方案。运用FLAC3D对9种不同方案的采场结构参数进行模拟计算，分析对比了各方案矿房回采充填后采场顶板和充填体矿柱的应力及位移分布情况，研究了各因素对采场稳定性的影响顺序，进而对采场结构参数进行了优选。计算结果表明：矿房长度和矿房跨度是影响采场稳定性的重要因素，最优的结构参数为矿房长度50 m、矿房跨度18 m、顶板厚度8 m，该结构参数下能够保证采场的稳定性且能有效提高矿山生产能力。

司家营铁矿东帮边坡岩体力学参数确定及稳定性分析

邓文学, 杨天鸿, 南世卿, 宋彬彬

2016, 45(03): 15-19.

摘要 ( 1012 )

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为全面了解露天矿边坡的地质情况和获取可靠的岩体力学参数，进行边坡的稳定性分析，结合司家营铁矿东帮现有的地质资料，利用现场勘查、地质钻孔、孔内电视等技术手段补充调查地质信息，通过3GSM摄影测量技术、点荷载实验分别获取结构面信息及岩石力学信息，采用BQ岩体质量分级和广义Hoek-Brown强度准则，获得了边坡稳定性计算分析所用的基本参数；并以边坡典型剖面为例，计算坡面安全系数。结果表明：东帮N9-N15区域原设计最终边帮达不到安全系数要求，应注意疏干排水并采取必要的治理措施，确保该矿东帮稳定性。

巷道支护参数的优化及数值分析

吴多华, 乔卫国, 宋伟杰, 李伟

2016, 45(03): 20-24.

摘要 ( 1076 )

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巷道支护参数的优化不仅要考虑围岩的稳定性，还要考虑经济成本。支护参数与围岩稳定性和经济成本之间都存在着不明确关系，因此在支护过程中，很难在既保证巷道围岩稳定性，又能控制经济成本情况下得到具体的支护参数。通过设计正交试验方案，运用FLAC3D数值模拟软件得到巷道围岩的垂直收敛位移量和两帮收敛位移量，通过极差和综合加权评分法分别求出各支护参数的影响主次顺序和最优水平组合。结果表明：各支护参数对围岩稳定性和经济成本影响的主次顺序依次为喷射混凝土厚度（因素D）、锚杆直径（因素C）、锚杆长度（因素B）、锚杆间排距（因素A），最优水平组合为A₄B₁C₂D₃。通过对进风行人大巷矿压监测得到此最优水平的支护参数，能有效保证围岩稳定性，并且每支护5 m巷道比之前节省1 875元，为巷道支护提供了重要的参考依据。

采场结构参数及充填配比优化的FLAC3D数值模拟

刘志义, 甘德清, 薛振林, 赵海鑫, 何水清

2016, 45(03): 25-29.

摘要 ( 1244 )

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为了保证矿山安全高效开采，通过分析影响采场稳定性关键因素及破坏机理，应用数值模拟法对二步矿柱在不同结构参数和两侧不同充填配比开采条件的稳定性进行分析，优选出安全高效的一步采场充填配比和二步采场的结构参数。采用FLAC3D数值模拟，计算和分析在开采过程中，不同结构参数和两侧不同充填配比的采场顶板的应力、应力分布区域面积及位移变化特征，得出各不同方案的采场顶板稳定情况。结果表明:采场受两侧充填体配比的影响较为明显，一步采场灰砂比由1∶6改变到1∶8时，对二步采场的稳定性影响较小；灰砂比小于1∶8和采场宽度大于18 m时，采场顶板的拉应力和位移的变化率逐渐变大，采场的稳定性迅速降低。因此，综合矿山生产安全、高效及成本考虑，建议一步采场充填配比为1∶8、二步采场的宽度为18 m。

深凹露天坑排尾砂后地下采区稳定性分析

刘斌, 侯大德, 孙国权

2016, 45(03): 30-34.

摘要 ( 1063 )

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鲁南矿业王峪矿段深凹露天矿闭坑后，由于矿区尾矿库的库容不足，提出了露天坑底部排放尾砂的工艺。通过ABAQUS大型有限元数值软件，模拟了露天坑采结束—坑底干排尾砂—露天转地下第一阶段采矿全过程，分析了露天边坡位移变化趋势以及露天转地下采区的应力分布情况，得出结论：露天坑底排尾砂后地下开采区域应力场没有明显的增加，同时围岩体的塑性区域没有贯通；原露天边坡的水平与竖直位移均在可控范围内。并针对露天转地下过程中坑底积水情况，提出了工程上的防排渗措施，具有较好的工程参考价值。

马钢凹山露天采场南帮边坡监测及稳定性分析

王宏伟, 王攀, 王永强, 陈振鸣

2016, 45(03): 35-39.

摘要 ( 1232 )

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针对马钢南山铁矿凹山采场开采深度加大，边坡失稳问题日益突出的现状，通过采场边坡围岩应力监测及深部岩体位移监测，得到深部岩体位移和围岩应力变化的趋势、范围，同时得出爆破震动对边坡稳定性的影响程度，并对边坡的稳定性做出评价。基于FLAC3D数值分析软件，模拟矿区开采，得到开采过程中的边坡应力、位移变化情况，通过与之前边坡监测得到的稳定性评价结果进行对比，进一步验证了边坡稳定的可靠性。得出结论：凹山采场如继续向下开采，需加强监测或者加固边坡后再向下开挖。

似膏体充填材料配比的BP网络优化方法

顾清恒

2016, 45(03): 40-44.

摘要 ( 1212 )

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为了探究似膏体充填材料各组分对材料性能的影响及最优配比，以实验室做的16组配比试验数据为样本，建立了材料组分等因素与分层度、塌落度及长期强度之间的5-10-3 BP网络模型，并利用该模型搜索的最优配比方案进行现场试验。结果表明：建立的网络模型最大相对预测误差为6.08%；胶结料与骨料共同决定充填体的强度；高比例煤矸石配以精确比例的胶结料和细骨料可形成强结构充填体；当粉煤灰掺量为水泥质量的3~4倍，河砂掺量约等于煤矸石质量时，材料的综合性能最好；利用优化后的材料配比方案进行巷旁充填，巷道围岩变形较小且较稳定。

连续全面回采对采场稳定性的影响

耿阳, 郭进平

2016, 45(03): 44-47.

摘要 ( 999 )

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针对全面采矿法，进行连续回采，对其采场稳定性进行分析。以云南某铜矿为例，采用数值模拟手段，分析采场中的应力、位移、塑性区。得出:随着开采的推进，最大主应力和最小主应力并不是出现在采场深部，而是出现在顶底柱上，出现应力集中现象，采场中最小主应力的最小值由2.53 MPa增加至5.71 MPa，增幅为125.7%，最大主应力的最小值由6.88 MPa增加至20.11 MPa，增幅达192.3%，应力过大易造成失稳破坏；各点位移均呈增大趋势，3个顶底柱上均出现位移突然增大的现象，中部顶底柱上的最大下沉量达到47.87 mm；顶底柱上表现为剪切破坏，围岩塑性区影响范围增大，表现为剪切、拉剪、拉破坏共存的状态。应适当增大顶底柱尺寸，或者减小采场尺寸,以保证采场安全。

爆破振动对露天矿边坡稳定性的影响

张天文1, 才庆祥, 冀宪成, 韩流, 舒继森

2016, 45(03): 48-52.

摘要 ( 1058 )

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为了研究爆破振动对边坡稳定性的影响规律，揭示关键的技术参数，建立了考虑振动应力的平面滑动稳定系数计算公式。借助数值模拟分析了布沼坝露天矿西帮变形区受爆破振动影响时的稳定系数变化规律。结果表明：边坡稳定系数随着与爆源中心距离的增加呈对数规律增长，当影响距离超过300 m以后，爆破振动对西帮边坡稳定性的影响可以忽略。边坡稳定系数与振动速度曲线的协同性较高，峰值出现的时刻相同，振幅满足比例关系。

露天矿运输的PSO-BP神经网络风险评估法

姜立春, 张彩杰

2016, 45(03): 53-57.

摘要 ( 1489 )

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为对露天矿运输路线进行风险评估，提出一种基于PSO-BP模型的露天矿运输风险评估方法。以某露天矿内15条运输路线为例，选取17个主要因素作为风险指标体系的二级指标并进行定量化处理，构建了BP风险评估模型，利用PSO算法优化BP模型的权值和阈值，建立了PSO-BP风险评估模型。以模糊综合评判得出的风险分值为依据，分别对PSO-BP模型与BP模型的训练结果和测试结果进行对比分析。结果表明：PSO-BP模型的评估结果与现场实际情况基本相符，评估准确率明显高于BP模型。

地下矿搬迁新村规划区压覆资源回收方案研究

栗嘉彬, 才庆祥, 刘福明, 尹文影, 杨飞, 任志红

2016, 45(03): 58-61.

摘要 ( 1025 )

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针对纳林庙二矿地表沉陷区居民安置问题考虑在矿权境界内设立居民搬迁新村规划区，通过可行性研究,提出了地下开采—充填法和爆破崩落和露天开采—回填复垦法2种压覆资源的回收方案。综合运用采矿作业与数理分析相结合、理论分析与实例相结合以及建立经济学模型等多种手段与方法对2种方案进行研究。通过对比这2种方案的经济效益和社会效益，决定采用爆破崩落—露天开采—回填复垦法进行资源回收。研究表明:采用该方案可成功回收规划区159.3 万t的压覆煤炭资源，创造直接经济效益15 090.4 万元。通过复垦将原来贫瘠的地貌改善为适宜人居，农林牧副渔协调发展的生态环境，实现了经济效益与社会效益的双赢。

车辆荷载作用下露天矿采空区顶板安全厚度研究

邓鹏宏, 王海龙

2016, 45(03): 62-66.

摘要 ( 1012 )

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采空区的存在对露天矿的安全生产构成极大威胁，而顶板是决定空区稳定性的重要因素。针对弓长岭露天矿已探明采空区进行了顶板安全厚度分析。建立了车辆荷载作用下的采空区顶板的力学模型，推导了顶板的振动方程，获得了其安全厚度计算式。结合弓长岭露天矿采空区实际情况，分析了车速、车质量、顶板厚度和跨度对顶板岩梁动态响应的影响规律，计算了不同顶板抗拉强度、跨度组合和不同车质量时的顶板最小安全厚度值，并据此分析了安全厚度的变化规律，对该矿区的安全生产具有重要意义。结果表明：顶板岩梁中的动弯矩与车速、车质量以及顶板跨度近似呈线性关系，且随顶板厚度增加而减小，顶板厚度越小，动弯矩减小幅度越大；顶板最小安全厚度随其抗拉强度增大而减小，随其跨度、车质量的增大而增大。

浮选泡沫细粒脉石夹带与充气量的关系

李洪强, 宋少先, 曾培, 冯其明

2016, 45(03): 67-72.

摘要 ( 1355 )

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为更好地揭示并合理利用浮选过程中细粒脉石的泡沫夹带与充气量的内在联系，采用自制的泡沫特性测试系统，模拟了浮选中充气量对泡沫的特性及脉石的泡沫夹带行为的影响规律。结果表明：在两相体系中，充气量的增大会明显降低泡沫层中气泡的兼并速度，增大泡沫的含液率及泡沫柱表观液流速度，显著提高泡沫水回收速率；在三相体系中，充气量的增大会显著降低泡沫中脉石的回流速度，显著提高顶部泡沫层的脉石质量分数。因此，在浮选过程中，在保证精矿有效回收的前提下，控制充气量是有效控制精矿泡沫夹带脉石的有效手段。

金川二矿区铜镍混合精矿中含镁脉石的进入途径

黄俊玮, 马驰, 张成强, 郭珍旭

2016, 45(03): 73-76.

摘要 ( 1041 )

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为了查明金川二矿区铜镍混合精矿镁含量高的原因，对现场混合精矿进行了工艺矿物学研究。结果表明：混合精矿中主要含镁脉石矿物为蛇纹石，其次是辉石、橄榄石、绿泥石和滑石等；混合精矿中主要铜、镍矿物粒度虽然微细，但其解离度均不高，仅有60%左右，强化对铜、镍矿物的回收客观上为易浮含镁脉石矿物单体及与铜、镍矿物的连生体进入混合精矿创造了条件；混合精矿中含镁脉石矿物多以视同单体的形式存在，其次是以磁铁矿连生体的形式存在，这是造成混合精矿镁含量较高的主要原因；主要含镁脉石矿物可浮性从高到低的顺序是滑石＞菱镁矿＞辉石＞蛇纹石＞绿泥石＞橄榄石。因此，要降低铜镍混合精矿的MgO含量，提高铜、镍矿物的解离度虽然重要，但有针对性地抑制含镁脉石矿物单体及与磁铁矿的连生体上浮是关键。

铜钼分离浮选新型抑制剂CMSD的作用机理

李跃林, 韩聪, 翟庆祥, 魏德洲

2016, 45(03): 77-81.

摘要 ( 1431 )

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CMSD是以硫化钠和硫氢化钠为主要原料制备的一种新型铜钼分离浮选抑制剂。以黄铜矿和辉钼矿单矿物为对象，采用红外光谱分析和量子力学计算方法研究了CMSD的抑制作用机制。结果表明：CMSD在黄铜矿（112）面和（101）面发生化学吸附，在辉钼矿（001）面不发生化学吸附；CMSD在黄铜矿（112）面和（101）面上的吸附是通过CMSD中的HS-同时与这2个晶面上的Cu、Fe原子作用完成的；CMSD对黄铜矿的抑制是利用HS-吸附在黄铜矿的表面，降低黄铜矿的表面能，影响混合烃油在黄铜矿表面的吸附，从而降低黄铜矿的浮游性而实现的。

辽宁某铜铅锌硫化矿石电位调控优先浮选试验

刘豹, 郝良影, 李强, 代俊鹏

2016, 45(03): 82-85.

摘要 ( 1032 )

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辽宁某铜铅锌多金属硫化矿石中的有用矿物嵌布关系复杂，嵌布粒度粗细不均。采用1次磨矿、电位调控优先浮选工艺对铜、铅、锌的选矿工艺条件进行了试验研究。结果表明，在电位约-35 mV、pH=9.1情况下，以SN-9#+苯胺黑药为捕收剂、Na₂SiO₃+ZnSO₄+CMC为铅锌及脉石矿物的抑制剂优先选铜，接着在电位为-225.6 mV、pH=11.4情况下，仍以SN-9#+苯胺黑药为捕收剂浮选铅，最后以硫酸铜为活化剂、乙基黄药为捕收剂选锌，最终获得了铜品位为23.68%、回收率为85.61的铜精矿，铅品位为51.26%、回收率为70.68%的铅精矿，锌品位为52.13%、回收率为82.13%的锌精矿。

从大厂细脉带火烧区锡多金属矿石中回收微细粒铅锌

胡明振, 陈锦全, 卜显忠, 曾纪术

2016, 45(03): 86-90.

摘要 ( 1312 )

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大厂细脉带火烧区锡多金属矿石存在铅锌矿物氧化严重、物相复杂、易泥化、微细粒回收难等问题。为实现矿石中铅锌矿物的高效、低成本、轻污染回收，采用优先浮选原则流程顺序回收铅锑和锌硫矿物，铅锑回收采用以硫酸锌+亚硫酸钠为抑制剂的絮凝粗选—分散精选工艺。闭路试验获得了铅、锑品位分别为24.58%和20.91%、铅、锑回收率分别为52.05%和59.27%的铅锑精矿，锌品位为44.24%、回收率为83.39%的锌精矿，以及硫品位为31.28%、回收率为49.66%的硫精矿。试验较好地实现了铅、锑、锌、硫的回收，损失在上述3精矿中的锡仅占8.89%，为后续选锡创造了良好的条件。

提高河南某钨钼矿石白钨粗精矿品位试验

亢建华, 孙伟, 陈臣, 郭明杰

2016, 45(03): 91-94.

摘要 ( 1165 )

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河南栾川某低品位钨钼矿石因含钙脉石矿物含量高，选钼尾矿常温粗选白钨矿效率非常低，大大增大了后续加温精选的药剂用量和提高精矿WO₃品位的难度。为此，研究了单独使用水玻璃、酸化水玻璃、ATM的抑制效果，并考察了酸化水玻璃与ATM的协同作用。结果表明：3种抑制剂单独使用时的抑制效果顺序是ATM＞酸化水玻璃＞普通水玻璃；ATM与酸化水玻璃同时使用可以发挥协同效果，当ATM+酸化水玻璃用量为20+300 g/t时，与不使用抑制剂相比，白钨粗精矿WO₃品位从0.62%显著提高至1.42%，且回收率也有明显提高，这为后续降本提质创造了条件。

陕西某风化石煤提钒试验

闫平科, 张旭, 赵永帅

2016, 45(03): 95-97.

摘要 ( 1012 )

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陕西某风化石煤含钒1.20%。为高效、低成本提取矿石中的钒，对浓硫酸加温熟化—热水浸钒工艺条件进行了研究。结果表明，粒度为-200目占80%的石煤试样与浓度为98%的浓硫酸按质量比10∶4混匀，在140 ℃下熟化3 h，冷却至室温后按液固比2 mL/g添加自来水，在50 ℃下搅拌（300 r/min）浸出30 min，钒浸出率可达76.10%。试验所采用的工艺指标良好，是该石煤提钒的高效、低成本工艺。

广西某高硫铝土矿反浮选脱硫—聚团浮选脱硅试验

蔡振波, 徐会华, 陈秋虎, 卢燕平

2016, 45(03): 98-102.

摘要 ( 1050 )

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针对我国高硫铝土矿难以利用的现状，以广西某高硫铝土矿为研究对象，采用反浮选脱硫—聚团浮选脱硅原则流程和新型高效铝土矿浮选捕收剂ZY-01进行了选矿试验。确定的选矿工艺流程为1粗1扫1精反浮选脱硫—1粗2扫2精聚团浮铝降硅；采用该流程获得的铝土矿精矿Al₂O₃品位为63.31%、回收率为78.52%、铝硅比为7.38，硫精矿S品位为16.78%、回收率为80.72%。铝土矿精矿指标满足氧化铝生产要求。

山东某钛铁矿石工艺矿物学研究

马驰, 卫敏, 卞孝东, 王守敬

2016, 45(03): 103-106.

摘要 ( 1177 )

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为配合山东某大型岩浆分异型钛铁矿资源的开发，对有代表性矿石进行了工艺矿物学研究。结果表明：①该钛铁矿中主要有用金属矿物为钛铁矿和磁铁矿，次要含钛矿物为榍石；脉石矿物主要是角闪石和辉石。②矿石中粗粒钛铁矿多与磁铁矿和榍石紧密共生，三者集合体的粒度主要集中在0.5～0.1 mm，细粒、微细粒钛铁矿和榍石呈固溶体分离结构多分布在辉石、角闪石和黑云母中，一般粒度小于0.004 mm。③矿石中角闪石、辉石等含钛矿物和钛铁矿、榍石极微细粒呈出熔结构产出将造成TiO₂回收率较低。④多达54.42%的铁赋存在硅酸盐、碳酸盐和金属硫化物中将造成铁回收率较低。因此，该矿石属难选钛铁矿石。

云南子尼铜矿床地质特征及深部找矿前景

杨宗耀, 郎兴海, 贺元, 孟展, 谢富伟, 银雪琴

2016, 45(03): 107-112.

摘要 ( 1141 )

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为进一步指导云南省香格里拉子尼铜矿床深部找矿工作，首先系统分析了矿区成矿地质背景及相邻矿区成矿规律；然后通过已施工的156个钻孔的岩芯编录及矿区地质填图，总结了矿体产出特征、控矿因素、蚀变特征等矿床地质特征；最后对矿床成因及深部找矿前景进行了探讨，结果表明：①子尼铜矿床矿体形态主要受断层破碎带控制，成矿物质由深部沿构造破碎带上升至浅部并在破碎带拐弯、变缓处成矿。②由甘孜—理塘洋壳俯冲至中咱陆块下产生的挤压断层既为控矿构造又为破矿构造，表明子尼铜矿的形成与义敦岛弧印支期—燕山期大规模构造-岩浆活动有关，贯穿整个破碎带的绿泥石化、绢云母化、硅化及碳酸盐化等中—低温热液蚀变特征表明矿区成矿流体为中—低温性质。 ③综合蚀变特征及构造特征认为，矿区深部上三叠统哈工组三段（T₃ha₃）与上三叠统哈工组二段（T₃ha₃）的岩性接触面、与断层有关的拐弯及断坪—断坡等位置成矿潜力巨大，是最有利于进一步勘探的部位。

云南元阳大坪金矿床成因及找矿方向

李兴俭, 张达, 张垚垚, 狄永军, 刘军, 卜星辰

2016, 45(03): 113-118.

摘要 ( 1875 )

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大坪金矿床为哀牢山金矿带的典型矿床之一，被视为产于碰撞造山环境下的金多金属矿床。为进一步查明矿床成因类型，结合区域成矿背景，以云南省元阳县大坪金矿床地质勘查成果为依据，深入分析了典型矿床的地质特征、矿物组合特征、围岩蚀变特征，划分了成矿期次，并对成矿物质基础研究成果和控矿构造特征进行了总结，结果表明：①矿床主要受左行走滑剪切作用控制，矿体主要赋存于张扭性-压扭性空间过渡部位。②矿床成矿物质来源多样，受多期次构造成矿作用、多成因热流体综合作用叠加改造，属中温热液脉型金多金属矿床。在上述研究成果的基础上，对区内找矿标志及找矿方向进行了讨论，认为区内找矿工作应在富碱斑岩发育和构造活动叠加的地区进行，重点找矿部位为煌斑岩和花岗斑岩出露地带，另外应注意多金属硫化物的富集部位。上述研究成果对于矿区深部找矿预测有一定的参考价值。

金属矿山采矿方法优选GIS系统的设计与实现

刘亚静, 姚纪明, 冉维维

2016, 45(03): 119-123.

摘要 ( 1106 )

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采矿方法的选择在矿山生产中占有非常重要的地位，如何进行优化选择一直是设计人员关心的问题。提出了二三维一体化环境下，采用模糊数学理论和层次分析法实现采矿方法的选择，进行面向金属矿山进行采矿方法优化选择系统研究。主要从系统的架构设计、功能模块分析以及系统数据库设计和系统功能实现几个角度进行阐述。系统的应用可以有效地提高采矿方法选择的效率和准确性，减少人工判断的主观性，从而有效降低采矿过程中的生产经营成本，提高矿山企业的效益。

露天采矿卡车调度系统关键问题研究

邹业斌, 相诗尧, 徐晓, 陈宜金

2016, 45(03): 124-127.

摘要 ( 1356 )

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露天采矿卡车调度系统是对机械设备实时监控调度系统、生产管理统计系统及大型矿山卡车轮胎监测系统的集成。以此系统为研究背景，分析整个系统的体系结构和框架，讨论建设该系统的一系列关键技术。针对系统的体系结构，提出基于C/S架构，采用多种无线通信传输方式实现系统内各端点间的互连。针对系统建设的关键技术，通过自主开发的VGMapGIS控件来显示整个矿区的矢量地图；将系统的网络层次结构划分为6层，通过采用自定义数据包，构建9种类型的数据流事务及通信过程实现系统的数据通信；利用数据库存储一系列的矿山数据信息。最后通过实际应用，展示了系统的应用效果，研究结果为矿山智能化、信息化系统建设的总体设计思想、系统架构以及关键技术提供了模式和支持，对同类系统的建设具有参考价值。

3D打印矿山“标准零件”实体模型构建及应用研究

王连成, 刘芹, 李阳, 柳小波

2016, 45(03): 128-132.

摘要 ( 1267 )

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利用3D打印技术构建矿山实体模型对指导采矿教学和矿山生产具有重要意义。针对采矿工程的复杂性和桌面3D打印机的容量限制，提出构建矿山模型 “标准零件”的新思路，即将矿山中的井巷、底部结构、硐室等要素进行分类，按照特定的规则设计相应的“标准零件”和连接件，通过3D打印技术打印成实体，组装成任意矿山模型。该方法实现了采矿模型从虚拟三维到现实三维的转变，并具有通用性、可重复性和易组装性等特点。研究成果应用到教学当中不仅能克服传统教学模式的缺点，更能提高学生的学习热情和创新意识，而将矿山数据信息集成到3D打印实体模型中，可以为矿山安全生产决策提供依据与手段。

新型SLon立环脉动高梯度磁选机的应用

熊大和

2016, 45(03): 133-138.

摘要 ( 1253 )

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介绍了赣州金环磁选设备有限公司新研制的几种新型SLon立环脉动高梯度磁选机在金属及非金属矿选矿厂高效分选、降本增效方面的应用情况。应用实践表明：SLon-2250型立环脉动高梯度磁选机应用于太钢袁家村铁矿，使强磁选尾矿铁品位降低1.70个百分点，铁作业回收率提高2.55个百分点；SLon-2000-1.3T型立环脉动高梯度磁选机应用于安徽开发矿业李楼铁矿和鞍钢东鞍山烧结厂，使尾矿铁品位分别下降6.92和4.28个百分点，铁作业回收率分别提高19.87、12.92个百分点；SLon-2500型立环脉动高梯度磁选机应用于宝钢梅山铁矿的强磁扫选作业，不仅强磁扫选精矿铁品位提高了1.91个百分点，而且尾矿铁品位下降了1.63个百分点，铁作业回收率提高了3.82个百分点；SLon-2000-1.5T、SLon-2500-1.5T和SLon-2500-1.8T型立环脉动高梯度磁选机已成功应用于长石、石英等非金属矿的选矿除铁提纯，并取得了良好的技术经济指标。

双环形移动磁系干式细粉料磁选机的研制

侯新凯, 杨洪艺, 马孝瑜, 董跃斌, 刘柱燊

2016, 45(03): 139-142.

摘要 ( 1236 )

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为解决细粉料干式强磁选分选效果差、台时产量低等一系列问题，新研制了高效干式细粉料强磁选设备——双环形移动磁系干式细粉料磁选机。该设备集磁性料预富集与精选、非磁性料扫选等功能于一体，但各功能区又相对独立，整个分选过程无需细粉料充分分散，解决了因细粉料团聚力大而难以干式选别的问题；设备采用长距离双环形移动磁系，大大加长分选区域，是实现高效分选的关键所在；在分选钢渣粉等含有水化活性成分的物料时，该设备既能有效保护水化活性成分不被破坏，又能高效提取其中的磁性矿物，使钢渣粉水泥混合材的品质提高1个等级。对平均粒径为30 μm、比表面积为307 m2/kg、铁品位为14.86%（磁性矿物含量为30.09%）的太钢钢渣粉的分选表明，所得精矿的铁品位和回收率分别可达32.21%（磁性矿物含量为65.22%）和90.30%，干选尾矿的活性指数提高了15个百分点以上。该设备适合从含有水化活性成分的细粉料中高效干选出磁性矿物。

矿井视频图像小波域改进非局部均值滤波

王平均, 王伟

2016, 45(03): 143-146.

摘要 ( 920 )

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由于井下粉尘较多，光照不均匀，易导致矿井视频图像中含有大量噪声，实时获取的矿井视频图像整体较模糊，影响了对其进行分析判读。对此，基于小波变换，提出了一种小波域矿井视频图像滤波算法。该算法首先对矿井视频图像进行2层小波变换，对获得的低频和高频小波分解系数分别进行逆小波变换，得到空间域原始图像的低频图像和高频图像；其次根据低频图像对比度较低、基本不受到噪声干扰的特点，对其采用同态滤波算法进行增强处理；然后，在对非局部均值滤波（Non-local means filtering,NLM）算法特点分析的基础上，分别从相似性权重计算、图像块搜索范围自适应确定等方面对其进行了改进，提出了一种改进型非局部均值滤波算法（Improved non-local means filtering,INLM），采用该算法对高频图像进行去噪处理；最后将增强后的低频图像和去噪后的高频图像进行叠加，得到质量较高的矿井视频图像。采用一幅贵州省兴仁县王家寨煤矿井下视频图像进行试验，并将文中所提算法与非局部均值滤波算法及其2类改进型算法进行性能对比，采用结构相似度指数（Structure similarity,SSIM）、均方根误差（Root mean square error,RMSE）等指标对各算法性能进行评价，结果表明：新算法对于矿井视频图像的处理效果优于其余算法，对于高效处理矿井视频图像有一定的参考价值。

矿山废弃地植被恢复方式对土壤性质的影响

陈金辉

2016, 45(03): 147-150.

摘要 ( 979 )

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土壤是生态系统中的重要组成，矿山废弃地的土壤一般发生严重退化，直接影响到废弃地植被生长，因此，矿山废弃地植被恢复方式对土壤物理性质和养分有重要影响。基于国内外研究现状，在某矿区废弃地设置了6种植被恢复方式，并与未设置恢复的废弃地进行对比。土壤的物理化学性质是决定土壤肥力的主要因素，现场采集了恢复后的土壤剖面样品，并分析了土壤的物理化学特征，对各影响因子进行相关性分析，采用主成分分析法对各方案改良效果进行综合评价。研究表明：不同恢复方式下，土壤物理化学性质存在明显差异，改良土壤的物理化学性能均优于对照荒地；混交林的改良效果比纯林好，其中沙棘、紫穗槐混交林恢复方式的改良效果最好。

露天矿边坡安全管理SEA模式及其应用研究

孙厚广, 李世海, 冯春, 潘鹏飞, 郭汝坤, 乔继延

2016, 45(03): 151-155.

摘要 ( 1135 )

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提出了工程科学研究者（S）、现场工程师（E）及矿山管理者（A）相互结合，借助信息技术共同进行露天矿边坡安全管理的新模式。工程科学研究者主要负责矿区边坡灾害隐患点的排查、监测方案的制定、边坡稳定性的评价及边坡工程治理方案的确定，现场工程师负责矿区边坡的安全巡视、爆破震害的观测、边坡监测仪器的布设及各类现场数据的汇总，矿山管理人员负责组织协调、监督决策及应急抢险工作。基于SEA管理模式，形成了“监测为主、概率分级、状态跟踪、条件预测及成灾模拟”的露天边坡安全防治新理念，并详细阐述了上述理念的科学内涵。在鞍千矿进行了SEA模式的初步尝试，通过现场工程师、科研人员及矿山管理人员的密切配合及无间合作，提升了鞍千矿在边坡安全管理、灾害预测预警及科学防护方面的能力。

喷头布置方式对细水雾除尘效率的影响

刘志超, 李彬, 宋稳亚

2016, 45(03): 156-159.

摘要 ( 1518 )

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为了研究湿式除尘中喷头布置方式对细水雾除尘效率的影响，设计了由粉尘产生系统、喷雾系统、测试系统组成的细水雾除尘实验平台。对不同喷头布置方式下细水雾除尘效率进行了实验研究，得到了喷雾压力和喷头布置方式对细水雾除尘效率的影响：细水雾除尘效率随喷雾压力的增加而提高，但当喷雾压力超过1.6 MPa后提高速率变缓；各个喷雾压力下，双喷头的除尘效果均优于单喷头；喷头距离尘源越远，全部粉尘的除尘效果越好，而呼吸性粉尘的除尘效果越差。

地下金属矿山矿房直接降尘技术

顾新宇, 史俊文, 王廷银

2016, 45(03): 160-162.

摘要 ( 1043 )

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根据地下金属矿山矿房爆破后出矿时粉尘浓度大、持续时间长的特点，通过分析现阶段喷雾降尘方法存在缺点和不足的原因，提出利用高压降尘喷枪将降尘水直接作用于产尘源，从粉尘产生的源头上降低爆破后和出矿时的粉尘浓度。根据这一思路，设计制作了适用于地下金属矿山的降尘喷枪，通过传粉尘浓度感器控制降尘喷枪的开启，使降尘过程实现自动化。目前该技术已经在会宝岭铁矿现场进行了应用，较常规水幕降尘方法，可将爆破后等待炮烟时间缩短60%以上，可降低出矿巷道内粉尘浓度75%以上，降低上水平回风巷道内粉尘浓度60%以上。

滑坡概率与安全系数应用比较分析

饶运章, 彭华东, 张学焱, 王丹

2016, 45(03): 163-167.

摘要 ( 1182 )

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应用滑坡概率法和安全系数法分析边坡稳定性，并比较2种方法应用于边坡稳定性分析的优劣性。选取重度、黏聚力、内摩擦角、边坡角、边坡高度、孔隙压力比6个因素作为滑坡因子，结合36个边坡实例，应用逻辑回归模型和确定性系数，采用SPSS软件回归求解各边坡实例滑坡概率。结合各边坡实例安全系数，对边坡实例进行安全系数稳定性等级划分和滑坡概率稳定性等级划分，分析比较应用2种方法所得边坡稳定性等级的差异性。结果表明：滑坡概率法与安全系数法分析所得边坡稳定性等级大体相同，说明2种方法都有较好的适用性和准确性；安全系数法研究较为成熟，偏向于定量评价；滑坡概率法属于定性评价，但研究方法存在不足。

矿区高压线塔基础沉降动态预计与监测

蔡来良, 刘云备, 孟万利, 徐支松, 王珊珊

2016, 45(03): 168-171.

摘要 ( 1202 )

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为确保开采沉陷区高压线路正常运行，研究了某矿区高压线塔基础沉降预计和监测方法。首先基于概率积分法地表下沉动态预计原理，设计了高压线塔基础沉降动态预计方法，预计了不同时段输电线塔基础中心点的下沉值和倾斜值，并根据高压线路运行的相关规范，分析了高压线塔的安全等级；然后采用GPS-RTK技术对研究区高压线塔基础点进行了位移监测，并提出了一种基于平面拟合原理的高压线塔基础倾斜值计算方法；最后将高压线塔基础中心点的实测值（下沉值、倾斜值）与预计值（下沉值、倾斜值）进行对比，进一步分析了预计方法的可行性。试验结果表明：受GPS-RTK技术观测精度的影响，在下沉盆地中心附近高压线塔基础中心点的预计值（下沉值、倾斜值）与实测值（下沉值、倾斜值）较接近，而在下沉盆地边缘附近高压线塔基础中心点的预计值（下沉值、倾斜值）与实测值（下沉值、倾斜值）偏差较大，表明开采沉陷区高压线塔基础变形动态预计与监测方法切实可行，但在条件允许的情况下，建议采用精度优于RTK技术的方法对下沉盆地边缘附近的高压线塔进行变形监测。

利用随机森林回归模型计算主要影响角正切

赵保成, 谭志祥, 邓喀中

2016, 45(03): 172-175.

摘要 ( 1215 )

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主要影响角正切（tanβ）是开采沉陷预计的一个重要参数，对于准确界定下沉盆地边界具有重要作用。为快速精确地计算tanβ，进而有效提高开采沉陷预计精度，首先讨论了影响tanβ大小的地质采矿因素，确定了5个基本变量，即开采厚度、煤层倾角、开采深度、工作面斜长、岩性影响系数；然后详细分析了随机森林算法（Random forest,RF）的基本原理及基本实现流程；最后构建了一种计算tanβ的随机森林回归模型，用于训练和测试该回归模型的样本数据来源于国内部分主要矿区建立的典型地表位移观测站的实测资料。对训练后的回归模型采用测试样本进行检验分析，结果表明：①利用该模型计算的tanβ与实测值的最小相对误差为0.381%，最大相对误差为2.563%。②该模型具有较强的泛化能力，在计算tanβ时不仅速度快，而且具有较高的精度，对于高精度计算tanβ有一定的参考价值。

包钢稀土尾矿中稀土矿物的浮选再回收

张悦, 林海, 董颖博, 李国栋, 王鑫, 许晓芳

2016, 45(03): 176-179.

摘要 ( 1281 )

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包钢稀土尾矿中的稀土矿物有较高的再回收价值。对-74 μm粒级产率为77.73%、REO品位为5.97%、主要稀土矿物氟碳铈矿和独居石含量分别达4.10%和3.80%的包钢稀土尾矿试样进行了浮选再选试验。结果表明，在磨矿细度为-74 μm占95%，粗选矿浆浓度为40%，矿浆温度为30 ℃，粗选NaOH用量为3 000 g/t，水玻璃用量为2 000 g/t，H205+LD用量为400+300 g/t情况下，采用1粗3精2扫、中矿顺序返回流程处理试样，获得了REO品位为45.08%、REO回收率为75.27%的稀土精矿。

粉煤灰对微膨胀碱活性骨料混凝土的影响

杨冬鹏

2016, 45(03): 180-184.

摘要 ( 1196 )

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为探究碱活性骨料在大体积混凝土工程应用的可行性，进行了混凝土中粗骨料的碱硅酸反应抑制试验、抗压强度试验、自生体积变形试验和快速冻融试验。结果表明：对所研究骨料掺加30%粉煤灰和3%～5%的轻烧氧化镁能有效抑制骨料碱硅酸反应；粉煤灰使碱活性骨料混凝土前期强度降低，后期强度提升较快，而3%～5%的轻烧氧化镁对强度影响不明显；粉煤灰会降低轻烧氧化镁产生的自生体积膨胀，但不改变轻烧氧化镁这一特性；粉煤灰对碱活性骨料混凝土抗冻性有不利影响，而轻烧氧化镁能改善混凝土抗冻性。因此，合理的粉煤灰和轻烧氧化镁掺量能使碱活性骨料在大体积混凝土中的应用成为可能。

梅山尾矿综合利用与无害化处置研究

杨龙

2016, 45(03): 185-188.

摘要 ( 1099 )

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梅山尾矿粒度细、含铁品位高，由于脱水困难，抑制了其在水泥中的应用。为解决梅山尾矿的堆存问题，结合梅山采选实际，提出梅山尾矿综合利用和无害化处置技术路径，开展了尾矿脱水工艺研究、微细粒级尾矿浓缩固化干堆研究。通过采用长锥旋流器和陶瓷过滤机联合脱水，可获得产率约70%的较粗粒尾矿用于水泥生产。旋流器溢流经超高压无耙浓密机处理，可获得浓度52%以上的膏体。固化剂MA和YX可以较好地固化膏体，固结体3、28 d的抗压强度分别超过0.20、0.70 MPa，且固结体不易泥化，可满足塌陷区的堆存要求。

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