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2016年 第45卷 第06期    刊出日期：2016-06-15

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采矿工程

爆破开采诱发周边岩体损伤破裂的数值模拟研究

潘鹏飞, 孙厚广, 韩忠和, 冯春, 郭汝坤, 李世海

2016, 45(06):  1-7. 

摘要 ( 1073 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

基于连续-非连续单元方法（CDEM）中的朗道点火爆炸模型及拉剪复合应变软化模型，探讨了爆破开采与炮孔周边岩体损伤破裂程度的对应关系。通过量纲分析，确定了爆破诱发岩体损伤破裂的主要影响因素；通过应变软化的Mohr-Coulomb模型及最大拉应力模型，详细探讨了不同黏聚力及抗拉强度下，炮孔周边岩体的损伤因子随爆破距离的变化规律。数值计算结果表明：炮孔附近以压剪破坏为主，岩体处于完全损伤状态，出现具有一定半径的密集破碎带；在远离炮孔的区域，以张拉破坏为主，出现若干条贯通性的张拉裂缝；损伤因子随爆破距离的增加呈指数型衰减，并拟合获得了损伤因子与无量纲爆破距离、无量纲黏聚力及无量纲抗拉强度间的函数关系；强损伤区（损伤因子大于0.9的区域）的临界半径一般在2.5~5.5 m，仅受黏聚力控制；弱损伤区（损伤因子小于0.1的区域）的临界半径一般大于8 m，受黏聚力及抗拉强度的联合控制。

基于压密和损伤函数复合作用的单轴压缩本构关系

赵永川, 杨天鸿, 刘洪磊, 汪泓, 刘刚, 申志亮

2016, 45(06):  8-13. 

摘要 ( 915 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

对西部钙泥质胶结砂岩进行单轴压缩实验。考虑压密阶段和损伤阶段应力应变曲线的变化特点，分别将压密阶段的体积应变和加载过程中的声发射累计数作为表征压密状态和损伤状态的参量，进行归一化后分别用于描述压密和损伤特征，并选取Logistic函数和指数函数进行回归拟合得到加载过程中的压密函数和损伤函数。结合试件的弹性变形特点，对压密函数和损伤函数进行线性组合，分别对由载荷控制和位移控制（包括峰前和全过程）的单轴压缩实验得到的应力应变曲线进行回归分析，得到了砂岩在单轴压缩条件下与实验结果相关性较高的的本构方程，并分析了压密函数和损伤函数中参数的物理意义。

夏甸金矿深部矿体预切顶灾害隔离开采技术研究

王金波, 何少博, 饶运章, 周东良, 邓红卫, 王炳文

2016, 45(06):  14-18. 

摘要 ( 947 )   PDF  

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针对夏甸金矿由于深部倾斜厚矿体上盘存在断层泥，导致现阶段使用的无底柱分段崩落法出现损失贫化率高和地表保护难等主要问题，结合矿山开采技术条件及矿山现状，提出预切顶灾害隔离开采试验方案。在采场中先回采上盘三角矿体，之后高浓度高灰砂比分级尾砂胶结充填采空区，隔离上盘稳定性差的断层泥灾害体。在矿块中先采矿柱，采用高强度胶结充填；后采矿房，采用低强度或水砂充填。试验结果表明：该方案能较好控制地压，降低损失贫化，提高生产能力，实现深部矿体安全、高效、经济开采目标。

缓倾斜中厚矿体高效采矿方法研究

赵永峰, 张雄天, 马红福, 田维

2016, 45(06):  19-23. 

摘要 ( 1055 )   PDF  

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以新疆哈密黄土坡铜锌矿为研究对象，针对矿山一期开采中存在的损失、贫化率较高，通风条件差等问题，提出了采用二步骤采矿法开采深部矿产资源的新方案。即矿块垂直矿体走向布置（矿体厚度≥10 m），将矿块划分为矿房和矿柱，分为二个步骤进行回采，第一步先采矿房，第二步后采矿柱。开采矿房时，采用分段矿房法回采，阶段嗣后充填；开采矿柱时，采用上向水平分层充填采矿法回采。基于FLAC3D对新方案的第二步骤开采过程进行了数值模拟，第二步骤的开采过程中顶板未出现冒落、垮塌等现象。同时经过一期及二期试验采场的工业试验验证，证明新方案具有工人工作集中、设备利用率高，矿房回采时顶板暴露面积较小、作业条件安全性较高，矿柱回采时损失极大减小、采矿成本适中等优点，其采矿回采率及贫化率分别为93.50%、7.69%，极大地提高了矿山的经济效益。

复杂应力条件下不同回采 与充填阶段采场稳定性分析

何治良, 王大国, 李斌, 冯亮2

2016, 45(06):  24-31. 

摘要 ( 1084 )  

相关文章 | 计量指标

为研究复杂应力条件下不同回采与充填阶段采场稳定性，以金川三矿区下向分层胶结充填开采采场为背景，根据最大水平主应力σ_H、最小水平主应力σ_h及垂直主应力σ_v三者的大小，将原岩应力场分为σ_h型应力场（σ_H >σ_h>σ_v）、σ_hv型应力场（σ_H >σ_v >σ_h），σ_v型应力场（σ_v >σ_H>σ_h）3种形式，利用FLAC^3D数值模拟软件，对3种应力场下，进路两帮均为矿体的一期进路，一侧为矿体、一侧为充填体的二期进路，两帮均为充填体的三期进路的回采与充填进行了分析。结果表明：若应力场由σ_h型应力场逐渐过渡到σ_hv型应力场，直至σ_v型应力场，一期进路拉应力与最大位移逐渐由进路帮部转移到顶、底板；而二期进路及三期进路拉应力与最大位移却均产生于进路顶板，仅随应力场改变有扩大的趋势。说明前期开采影响了地应力分布，导致回采与充填后期3种应力场下的采场应力分布与变形规律逐渐趋于相同。水平应力较大的σ_h型应力场中采场的稳定性较其他2种类型应力场差，但在开采与充填后期，这一趋势有所减弱。

露天矿下伏采空区爆破振动预测研究

瞿登星, 杨晨, 朱新铖, 王公忠

2016, 45(06):  32-36. 

摘要 ( 924 )  

相关文章 | 计量指标

利用LS-DYNA软件建立单孔爆破振动模型。研究分析了爆破振动在采空区的传播衰减规律，并对采空区顶板振速预测模型进行了拟合，分析确定了爆破振动对采空区的主要影响因素。结合量纲齐次分析理论得出采空区顶板爆破振动峰值振速预测公式，运用Matlab软件回归拟合得到采空区顶板爆破振动峰值振速预测公式的相关系数。可根据工程实况计算爆破单段最大安全起爆药量或预测空区顶板峰值振速，为现场爆破施工设计提供理论依据。

胶结充填体强度敏感性分析及灰砂比优化

魏晓明, 李长洪

2016, 45(06):  37-42. 

摘要 ( 928 )  

相关文章 | 计量指标

以李楼铁矿尾砂为原材料，采用水泥作为胶结材料，制作尾砂胶结充填体，进行尾砂基本物理化学参数和单轴抗压强度的测定。研究了尾砂胶结充填体强度与料浆浓度、灰砂比及养护龄期之间的关系，并对敏感性进行了分析。胶结充填体强度随着料浆浓度的增加呈线性增长，随灰砂比和养护龄期的增长呈指数增长。胶结充填体对灰砂比的敏感性最高，养护龄期次之，料浆浓度最低。在工程应用中，对6个大型充填采场的胶结充填体取芯强度进行分析，采场取芯强度比实验室试块强度高1.59 MPa，在满足采场不同段高强度的基础上，20～50 m部位充填配比由1∶6降为1∶8，进而降低充填成本。

覆盖层颗粒移动规律的PFC2D数值模拟

井伯祥, 陈超, 张亚宾, 李嘉惠

2016, 45(06):  43-48. 

摘要 ( 824 )  

相关文章 | 计量指标

露天转地下覆盖层对于地下开采工作具有防漏风、防渗水、防冲击地压等作用。探究覆盖层在下移过程中的运动机理，有利于覆盖层安全结构的控制，从而保护地下作业的顺利进行，对于转型矿山的安全过渡有着重要意义。结合某露天转地下矿山地下采场结构参数及覆盖层组成参数，对其进行PFC2D数值模拟，探究覆盖层内部散体颗粒在运动过程中的移动速度变化。结果表明：覆盖层内小颗粒的平均移动速度为大颗粒速度的1.6~2倍，而进路上方颗粒为非进路上方颗粒的2.5~3倍，并且在出矿后期进路上方颗粒的速度变化趋势较迅速，非进路上方颗粒在整个运动过程中速度变化较平缓。

节理岩体中爆炸应力波传播规律的研究

杨仁树, 许鹏, 杨立云, 丁晨曦

2016, 45(06):  49-54. 

摘要 ( 1005 )  

相关文章 | 计量指标

为了研究爆炸应力波在岩体中的传播过程，建立了基于ABAQUS/EXPLICIT的有限元数值模型，采用ricker子波作为爆炸场源，并将得到的数值结果与现有文献相比较，充分说明了采用ricker子波作为爆炸源模拟爆炸应力波传播问题的可行性。研究结果表明：炸药起爆后，按照时间顺序，岩体中先后呈现3种应力状态，即径向压应力与环向压应力形成的复合压剪应力场、径向拉应力与环向拉应力形成的复合拉剪应力场、径向压应力与环向拉应力形成的复合拉剪应力场。爆炸应力波在节理两端产生的反射波和衍射波与爆炸应力波的相互叠加使节理两端的应力显著增强，并最终促使爆生翼裂纹从节理两端起裂扩展。

分层开采底分层大断面切眼对棚支护技术

李嘉峰, 刘长武, 刘德峰, 蒋源

2016, 45(06):  55-58. 

摘要 ( 1012 )  

相关文章 | 计量指标

厚煤层分层开采中，底分层回采巷道的顶板是上分层工作面的冒落矸石或受顶分层采动影响的破碎顶煤，不宜采用锚杆锚索联合支护，多数情况下需要采用工字钢棚梁配合单体液压支柱的架棚支护方式来维护巷道，特别是断面尺寸较大的切眼支护往往成为底分层回采设计的难题之一。以中煤能源新疆某矿底分层大断面切眼支护为例，依据压力拱理论计算得出了人工支护结构的荷载集度，在此基础上，以棚梁工字钢达到屈服强度为标准，确定了工字钢架棚的合理排距，为现场设计和施工提供了参考依据。

矿物工程

四川某硅钙质锰矿石强磁选—浮选试验研究

谢俊, 李先海, 卯松, 李龙江, 邱跃琴, 张覃

2016, 45(06):  59-64. 

摘要 ( 1034 )  

相关文章 | 计量指标

四川某锰品位为21.83%的硅钙质锰矿石锰品位低、嵌布粒度细、磨矿易泥化。为给该矿石的开发利用提供依据，对其进行了原矿预先脱泥—磨矿—强磁选—再磨—阳离子反浮选—阴离子正浮选工艺流程试验。结果表明：原矿预先脱泥后磨细至-0.075 mm占75%，磨矿产品与矿泥混合后经1粗1扫湿式强磁选，得到锰品位为25.23%、回收率为85.92%的强磁选精矿，强磁选精矿再磨至-0.075 mm占85.14%，以硫酸为pH调整剂、十二胺为捕收剂经1粗2扫反浮选，可以得到锰品位为28.86%、回收率为78.57%的反浮选精矿，反浮选精矿以Na₂CO₃为pH调整剂、六偏磷酸钠为抑制剂、GJBW为捕收剂经1粗2扫正浮选，获得的最终锰精矿锰品位为33.62%、回收率为72.76%。试验结果可以为该硅钙质锰矿石的利用提供技术参考。

新疆某硫化铅矿石选矿试验研究

李文华, 韩俊伟, 刘维, 薛凯, 张添富

2016, 45(06):  65-68. 

摘要 ( 997 )  

相关文章 | 计量指标

新疆某硫化铅矿石铅品位为2.63%，锌品位为0.37%。铅主要赋存在方铅矿中，部分呈白铅矿、铅矾、铅铁矾形式存在。为给该矿石的开发利用提供依据，对其进行了选矿试验。结果表明：采用硫化钠+碳酸钠+硫酸锌为抑制剂（给入球磨机中），在磨矿细度为-0.074 mm占74%条件下，以25#黑药+乙黄药为捕收剂，经1粗2精3扫闭路浮选，得到的铅精矿铅品位为63.66%、回收率为92.71%，锌品位为1.02%。试验结果可以为该矿石选矿工艺流程的确定提供依据。

非洲某氧化铜矿石浸出试验

王龙, 刘新星, 谢建平

2016, 45(06):  69-72. 

摘要 ( 956 )  

相关文章 | 计量指标

非洲某选厂铜矿石以氧化矿为主，铜品位为1.53%、钴品位为0.024%。现场采用浸出工艺回收其中的铜钴资源，随着生产的进行，矿石铜品位逐渐降低，采用原工艺生产，成本较高并且生产指标不稳定。为此，对进入浸出体系的氧化铜矿石重新进行了搅拌浸出试验研究。研究表明：最佳浸出条件为浸出温度65 ℃、矿浆浓度30%、浸出时间3 h、搅拌速度500 r/min，萃余液返回利用，补加酸量为20.24 kg/t，获得了铜浸出率为78.65%、钴浸出率为45.25%的指标。较原现场工艺流程，铜、钴浸出率分别提高了3.65和2.25个百分点。试验结果可以为现场生产提供重要的技术支持。

强化脱药促进广西某铅锌等可浮精矿的分离

卜显忠, 王阳, 高珂, 龙涛

2016, 45(06):  73-76. 

摘要 ( 953 )  

相关文章 | 计量指标

广西某铅锌锑多金属硫化矿石等可浮混合铅锌精矿表面附着有大量的捕收剂，在后续铅锌分离时，锌矿物抑制难度较大，充分脱除吸附在锌矿物表面的捕收剂，可显著改善铅锌的分离效果。试验研究了硫化钠、活性炭和机械磨矿单独脱药和组合脱药对铅锌分离的影响。结果显示：硫化钠的单独脱药效果最好，活性炭的单独脱药效果最差；组合脱药时，硫化钠+活性炭的脱药效果更好，在硫化钠+活性炭用量为5 000+400 g/t时，可取得铅品位为25.47%、铅回收率为90.18%、含锌5.13%、锌回收率为9.61%的铅粗精矿，说明合适的组合方式可改善脱药效果，促进等可浮铅锌混合精矿的分离。

洛阳某金矿石选矿试验

徐启云, 方利红, 吕良, 岳铁兵

2016, 45(06):  77-80. 

摘要 ( 972 )  

相关文章 | 计量指标

洛阳某金矿石金含量达4.15 g/t，但金嵌布粒度细，且多以黄铁矿包体金形式存在，暴露解离较为困难，会影响金的回收。为给该矿石的开发利用提供依据，对其进行了选矿试验研究。在磨矿细度为-0.074 mm占66%条件下，经1粗2精2扫、中矿顺序返回闭路浮选，获得的金精矿金品位为52.25 g/t、回收率为85.90%，但尾矿仍含0.625 g/t的金。为提高金回收率，对原闭路浮选中间产品进行了分析，发现扫选1精矿中含有较多未单体解离的黄铁矿。为此，在原闭路浮选流程基础上，增加扫选1精矿再磨作业（-0.043 mm占68%），重新进行了闭路试验，最终获得了金精矿金品位为57.40 g/t、金回收率90.88%，尾矿含金0.4 g/t的指标，较原闭路浮选指标明显提高，证明中矿再磨是提高该金矿石选别指标的有效手段。

云南某铅锌硫化矿石浮选试验

宋建文, 刘全军, 高扬, 余力

2016, 45(06):  81-85. 

摘要 ( 860 )  

相关文章 | 计量指标

云南某铅锌硫化矿石铅品位为1.32%、锌品位为8.17%。矿石中铅主要赋存于方铅矿中，锌主要赋存于闪锌矿中，铅锌矿物共生关系密切，分离困难。为给该矿石的开发利用提供依据，进行了实验室浮选试验研究。结果表明，在磨矿细度为-0.074 mm占74.60%条件下，以石灰为调整剂、水玻璃为脉石抑制剂、硫酸锌+亚硫酸钠为锌抑制剂、乙硫氮+丁胺黑药为捕收剂、松醇油为起泡剂，经1粗3精1扫选铅，选铅尾矿以硫酸铜为活化剂、丁基黄药为捕收剂、松醇油为起泡剂，经1粗3精1扫选锌，获得了铅精矿铅品位为54.25%、铅回收率为84.66%、锌品位为2.92%，锌精矿锌品位为48.32%、锌回收率为90.19%、铅品位为0.10%的指标。

从湖南某铅锌尾砂中回收萤石的选矿试验

蒋祥伟, 郭衍哲, 刘润清, 蒋巍, 刘航, 孙伟

2016, 45(06):  86-89. 

摘要 ( 1086 )  

相关文章 | 计量指标

湖南某铅锌矿尾砂CaF₂含量为18.58%，杂质成分主要为高梯度SiO₂、CaCO₃等。为给从该尾砂中回收萤石提供依据，进行了选矿试验。结果表明：采用CDG100 mm×100 mm周期式脉动高梯度强磁选机预先除铁，非磁性产品以Na₂CO₃为调整剂、Na₂S和水玻璃为抑制剂、酸化水玻璃（硫酸与水玻璃配比为2∶1）为精选抑制剂、Z-202为捕收剂，经1粗7精1扫闭路浮选，可获得CaF₂品位为94.76%、回收率为53.83%的萤石精矿。试验结果可以为含萤石类铅锌尾砂的综合利用提供参考。

冶金球团用膨润土半干法钠化改性试验

任瑞晨, 张孝松, 白阳, 李彩霞, 王志恒

2016, 45(06):  90-92. 

摘要 ( 1117 )  

相关文章 | 计量指标

以阜新某钙基膨润土为原料，采用半干法对其进行钠化改性试验，并考察了改性前后膨润土对所制备球团性能的影响。结果表明:在Na₂CO₃添加量为2.5%、补加水量为25%、挤压次数为2次条件下，改性后膨润土的膨胀容和胶质价分别由原土的8.3 mL/g和1.1 mL/g提高到55 mL/g和5.2 mL/g。在母球生成时间为2 min、母球长大时间为15 min、生球紧密时间为3 min条件下，钠化后膨润土添加量为1.7%时所制备球团的各项指标均高于原土添加量为2.0时所制备球团的指标。钠化后膨润土添加量为1.7%时，生球的落下强度为4.1次、爆裂温度为510 ℃、抗压强度为9.70 N/个，可以满足冶金用球团的需要。采用半干法制备钠化膨润土可以有效降低生产冶金球团时膨润土的添加量。

铁矿石共存元素对铁含量测定的影响及消除方法

海冰

2016, 45(06):  93-96. 

摘要 ( 1134 )  

相关文章 | 计量指标

采用三氯化钛还原重铬酸钾滴定法测定铁矿石中全铁含量，当铁矿石中存在铜、钒、砷、钼等元素时，会对测定结果产生较大干扰。为此，采用该方法就常见干扰元素对铁含量测定的影响进行了定量的系统性试验研究，分析了共存元素的干扰情况，并提出了相应的消除方法。对不同地区铁矿石标样进行的铁含量测定验证试验结果显示，检测结果误差小，证明该方法具有较好的适用性。研究结果已被国家标准采纳。

田兴铁矿石工艺矿物学研究

梁广泉, 蒋文利, 吴永强, 彭及环, 夏夕雯

2016, 45(06):  97-100. 

摘要 ( 1010 )  

相关文章 | 计量指标

为改善田兴铁矿铁矿石的选别效果，对该地区新采出铁矿石进行了工艺矿物学分析。结果表明：矿石属于原生矿与氧化矿过渡带矿石，主要有价元素为铁，铁主要以磁铁矿和假象赤铁矿的形式存在；矿石主要结构有自形—半自形及他形粒状变晶结构、包含变晶结构、交代残余结构及交代假象结构等；矿石主要构造主要有条带状构造、条纹状构造、小揉皱状构造等；矿石中铁矿物主要呈条纹、条带状产出，粗细不均匀嵌布。研究结果可以为田兴铁矿工艺改造提供理论依据。

高压辊磨—干式分级—弱磁选集成系统工艺技术概述

王景玉, 张珂, 胡沿东, 周伟

2016, 45(06):  101-106. 

摘要 ( 1130 )  

相关文章 | 计量指标

总结了有代表性的高压辊磨机、分级设备、粉矿干式磁选机的工作原理和特点。介绍了高压辊磨—干式分级—干式弱磁选集成系统的构成及可能的工艺流程，分析了各工艺流程的特点及适合处理的铁矿石类型。高压辊磨—干式分级—弱磁选集成系统在哈密中天铁矿山应用后，取得了较好的选别指标。高压辊磨—干式分级—弱磁选集成系统具有无需选矿生产用水、占地面积小、能耗低、工艺流程简单等优点。

地质与测量

我国钼矿床研究现状与展望

张强, 邹灏, 龙训荣, 韦绍裔, 方乙, 李欣宇

2016, 45(06):  107-112. 

摘要 ( 1107 )  

相关文章 | 计量指标

为深入剖析我国钼资源分布特征与钼矿床研究现状，对我国钼资源的国际地位、矿床分布特征、矿床类型、成矿温度、成矿时代进行了系统分析，结果表明：①我国钼资源量和产量均居全球首位，但并未成为钼业强国；②钼矿床主要成因类型为斑岩型、矽卡岩型和脉型，斑岩型和矽卡岩型钼矿属中—高温成矿，脉型钼矿属中—低温成矿；③钼矿床成矿年龄相对较晚，主要集中于燕山期—喜马拉雅期。在上述分析的基础上，综合分析了有关钼矿资源成矿物质来源、成矿流体来源等方面的研究成果，得出以下结论：①我国钼矿的成矿物质来源复杂，既有壳源、幔源，也有壳幔混源；②成矿流体来源以岩浆热液为主，大气降水在其中占有十分重要的地位；③钼同位素特征是未来示踪成矿物质来源的有效手段；④鉴于利用流体包裹体氢氧同位素研究成矿流体来源存在许多问题，认为有必要运用多种示踪方法进行综合研究，相互补充和验证，是准确推断成矿流体来源的最佳途径。

城门山铜矿地质特征及深部三维成矿预测

李旭辉, 田九玲

2016, 45(06):  113-116. 

摘要 ( 1326 )  

相关文章 | 计量指标

结合城门山铜矿地质勘查成果，对矿区成矿地质背景进行了详细分析，并分别从矿体特征、矿体地球化学特征2个方面对矿床地质特征进行了详细探讨。在此基础上，为进一步探究矿区深部矿体分布规律，结合MapGIS-TDE三维可视化系统，提取了矿区328个钻孔的数据资料，建立了城门山矿区三维地质成矿模型。基于该模型，对区内资源潜力和深部成矿条件进行了预测，结果表明：矿区深部及边缘有较大的找矿潜力，矿体整体呈柱状展布，受岩体就位空间控制，略向NW倾，向深部仍有较大延深，最大见矿厚度达269.10 m（仍未揭穿），预测结果与实地勘查资料基本一致，对于区内进一步开展深部找矿工作有一定的参考价值。

机电与自动化

集团管控模式下的矿业集团生产信息管理系统

黄树巍, 修国林, 李国清, 侯杰, 胡乃联

2016, 45(06):  117-124. 

摘要 ( 1098 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

针对矿业集团所存在的成员矿山地理位置分散、管理层级复杂、业务性质复杂多样等特征，以及随之产生的生产信息管理的精确性和有效性等问题，提出了集团管控模式下的生产信息管理解决方案，全面实现生产信息的分布式在线填报与集中智能处理。从集团生产管理精细化的角度出发，在科学规划生产数据流转过程的基础上，构建了适用于矿业集团生产管理需求的生产指标体系与集成维度。在此基础上完成了系统整体功能框架及各个层级功能体系的设计，研发并实现了B/S构架下的矿业集团生产信息管理系统。在山东黄金集团投入使用后，显著提高了信息流通效率和时效价值，为集团决策层和各级管理人员提供了必需的基础生产信息和战略决策支持。

气动潜孔锤钻进用孔口密封装置优化设计

王四一

2016, 45(06):  125-129. 

摘要 ( 961 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

气动潜孔锤钻进具有效率高的优点，是矿山地面应急救援孔、煤层气井和水井等施工中重点考虑的工艺方法。其缺点是在钻进过程中，孔口会出现大量粉尘。孔口密封装置的作用是实现孔口的密封净化，并将返出的粉尘导向远离孔口的沉渣池。介绍了气动潜孔锤钻进用孔口密封装置的设计，并通过计算流体力学分析，对设计进行了优化，最后进行了现场试验，证明了孔口密封装置完全满足了气动潜孔锤钻进的需要。

基于小波分解子带直方图匹配的 矿井视频图像增强方法

范凌云, 梁修荣

2016, 45(06):  130-133. 

摘要 ( 925 )  

相关文章 | 计量指标

井下光源不充足，机械运行振动以及大量煤尘等因素的存在导致视频监控系统实时获取的图像较模糊且参杂了大量的颗粒噪声。为改善矿井视频图像质量，将空间域直方图匹配方法引入小波变换域中，提出了一种基于小波分解子带自适应直方图匹配的图像增强方法。首先对矿井视频图像与经过直方图均衡化处理后的矿井视频图像分别进行小波变换，以直方图均衡化处理后的图像的低频小波分解子带灰度直方图为基准，将矿井视频图像的低频小波分解子带直方图与之进行匹配，获得增强后的低频小波分解子带；然后针对均值滤波方法存在的缺陷，提出了一种基于滤波窗口自适应划分的加权改进均值滤波算法，并将其应用于去除矿井视频图像高频小波分解子带中的颗粒噪声；最后对直方图匹配后的低频小波分解子带和滤波后的高频小波分解子带进行逆小波变换，得到了视觉效果较佳的矿井视频图像。利用C++语言分别对直方图均衡化、同态滤波、均值滤波以及所提方法进行了编程实现，采用实地获取的山西阳泉某煤矿井下视频监控图像进行试验，对试验结果引入边缘保持指数（Edge protection index,EPI）进行评价，结果表明，所提方法对矿井视频图像的处理效果相对于其余方法而言优势较明显。

往复式隔膜泵功率经验公式回归分析

钟常运, 王洪江, 凌学勤

2016, 45(06):  134-138. 

摘要 ( 1405 )  

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高浓度尾矿浆长距离、大流量管道输送的关键设备是往复式隔膜泵，隔膜泵的功率计算尤为重要。目前泵功率计算影响因素多、方法复杂。为简化隔膜泵功率计算并为管道输送方案优化提供便利，在统计大量SGMB、DGMB系列隔膜泵输送尾矿浆、化工料浆、水煤浆及氧化铝料浆4类料浆时的额定功率、流量、压力数据基础上，结合Origin软件，对不同结构、不同输送对象隔膜泵的额定功率与额定流量及压力间的关系进行拟合分析，得到经验公式并进行了差异性分析。结果表明，隔膜泵的功率与额定流量和压力之积成正比，且不同结构、不同输送对象隔膜泵的功率经验公式差异程度低，因而可使用统一的隔膜泵功率计算经验公式。

安全与环保

铁古坑采区地下开采对露天最终边帮稳定性影响分析

刘艳章, 张奎, 杨新华, 吴恩桥, 刘永涛, 潘世华

2016, 45(06):  139-143. 

摘要 ( 909 )   PDF  

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舞阳铁矿铁古坑采区由露天开采转入地下开采，地下开采的不同阶段会对已有露天最终边帮的稳定性产生不同影响，若无法有效判断露天最终边帮的失稳工况，将对地下开采的安全生产造成威胁。选取典型勘探线剖面，建立二维有限元数值模型，按开采顺序分露天开采结束、-160 m阶段、-220 m阶段、-280 m阶段、-340 m阶段、 -400 m阶段开采完成共6个工况，运用有限元局部强度折减法计算露天最终边帮顶、底帮的安全系数，分析地下开采对露天最终边帮稳定性的影响。结果表明：有限元局部强度折减法可以通过1个数值模型分别计算出顶、底帮的安全系数；随着地下开采深度的增加，露天最终边帮顶帮安全系数逐渐降低，在地下开采至-220 m阶段时顶帮处于极限稳定状态，开采至-280 m阶段及以下阶段时顶帮发生破坏；地下开采对露天最终边帮底帮安全系数影响较小，整个开采过程中底帮一直处于稳定状态。

极厚大矿床深井开采通风降温技术研究

刘召胜, 朱坤磊, 周育, 王鹏, 林超, 柳静献

2016, 45(06):  144-148. 

摘要 ( 1022 )  

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对于深井开采通风降温方案的选择，地表气候具有决定性的作用。基于三维通风仿真软件Ventsim，针对进风温度、降温风速、人工制冷量等主要因素，对大台沟铁矿深井开采进行了全面的通风降温热模拟，最终获得大台沟铁矿深井开采全年通风降温最优方案，为人工制冷工艺与矿山通风降温方案的选择提供了非常重要的科学依据。在深井开采过程中，人工制冷对矿山的安全生产与经济效益均具有非常重要的影响。

基于GRNN模型的硫化矿石堆氧化自热温度预测

饶运章, 袁博云, 吴卫强, 孙翔, 陈斌

2016, 45(06):  149-152. 

摘要 ( 928 )  

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为得到硫化矿石堆氧化自热温度的变化规律，自主设计硫化矿石堆氧化自热模拟试验装置，以含硫量、矿石块度、升温梯度作为试验影响因素，将硫化矿石堆氧化自热温升速率作为试验判定指标，采用L9(34)正交表构造三因素三水平回归正交试验。运用MATLAB建立硫化矿石堆氧化自热温度的GRNN神经网络模型，通过K-折交叉验证优选得到GRNN神经网络的最佳光滑因子σe，并与RBF神经网络模型、灰色神经网络模型预测效果进行对比。结果表明：GRNN神经网络在小样本预测模型中网络逼近能力、收敛速度、算法稳定性等方面具有优势，对硫化矿石堆氧化自热温度的预测精度高，预测误差为3.51%。

非煤地下矿山开采作业粉尘 关键控制区域与时段研究

徐修平, 万立力

2016, 45(06):  153-156. 

摘要 ( 920 )   PDF  

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不同非煤地下矿山劳动者接触粉尘的区域及作业时段有所区别，因此，粉尘治理关键控制区域存在差异。通过对12个典型非煤地下矿山生产流程、开采活动的工作日写实等调查，确定了非煤地下矿山粉尘采样布点位置，对粉尘检测结果和规律进行了分析研究，确定了非煤地下矿山粉尘治理的关键控制区域与时段。

新城金矿深部热环境分析及围岩温度测试

刘凯, 朱兆文, 朱万成, 刘洪磊, 侯晨

2016, 45(06):  157-161. 

摘要 ( 1048 )  

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随着开采深度的增加，新城金矿已经进入深部开采阶段，逐步面临高温热害问题。鉴于此，开展地下深部热环境分析，分析矿区主要热源及其形成机理，应用工程热力学手段量测不同开采深度下巷道风流温度、湿度以及风速等环境因素。采用深孔测量法测定不同深度的围岩温度，研究地温梯度变化规律。测试结果表明，巷道风温、水温均随着开采深度的增加而增大，主要生产中段相对湿度在80% RH以上，矿区恒温带温度为23 ℃，正常地温梯度为0.018 ℃/m，调热圈半径为17~18 m。该结果为有效控制井下作业场所的热环境状况以及热害防治研究提供了基础数据。

基于Visual Modflow的露天开采区地下涌水量模拟预测

张涵, 谢婷婷, 李丹阳, 王与

2016, 45(06):  162-166. 

摘要 ( 1054 )   PDF  

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露天开采过程将对地下水循环系统造成影响，目前这方面的定量研究却较少报告。结合四川某铁矿露天开采区水文地质条件，采用Visual Modflow 建立矿区地下水水流模型，分别预测开采至不同标高处的地下水流场变化、地下水涌水量及降落漏斗影响面积。预测结果表明，在露天矿坑周围局部地区地下水流指向开采区域，随着开采年限增长，地下水降落漏斗影响面积从0.54 km²增至1.55 km²，涌水量为3 220~4 565 m³/d，并揭示出地下水涌水量随季节的变化趋势。通过模型预测的定量评价，为矿山疏干采矿及设计防治水方案提供了一定科学依据。

水化学损伤作用下三山岛金矿渗流场特征分析

何顺斌, 王宏伟, 郭遥, 李威

2016, 45(06):  167-172. 

摘要 ( 865 )  

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三山岛金矿在深部开采过程中面临大范围的围岩渗水和涌水问题，作为海底开采矿山，研究渗水规律和涌水特征对于保证开采安全极为重要。通过矿区多区域多中段的涌水量监测分析，揭示出矿坑涌水量的动态规律，并对矿区-510 m至-725 m水平15个代表性水样采集点的地下水化学成分进行分析。结果表明该矿区地下水主要为Cl-Na型水，矿化度化验呈现高矿化咸水特征，地下水对岩体的化学损伤会影响到深部开采的安全。进一步采用FLAC^3D对三山岛采区进行模拟开采，分析开采过程中渗流场的分布特征。结果显示矿区孔隙水压力变化范围主要集中在矿体开挖区域，渗流场的变化范围已经扩展到F₃断层，断层周围孔隙水压力、渗透压力变化梯度较大，形成高渗透压力，在开采过程中需要进行堵水和重点防护。

露天铁矿山典型立地类型划分与主导因子分析

尹海魁, 许皞, 李大伟, 夏书培, 周亚鹏, 赵文廷

2016, 45(06):  173-179. 

摘要 ( 1107 )  

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为了探究矿山废弃地立地条件，加快矿山生态环境的恢复与重建，从微地貌、土壤和植被3个层次选择高程、植物生物量等9个立地因子，对影响矿山立地类型的因子进行相关性分析和主成分分析，找出主导影响因子，以此进行矿山典型立地类型的划分，再对典型立地类型的主导影响因子进行对比分析，找出不同立地类型间的差异性。立地因子之间存在一定的正负相关性，影响露天铁矿山立地类型的主导因子为饱和持水量、粒级组成和植物生物量。通过对露天矿山废弃地实地调查和因子分析，按照三级分类体系，将矿山分成11种立地类型，并基于主成分分析结果和矿山废弃地的可恢复性将土石混合型边坡、尾矿砂边坡、干选废石型边坡列为露天铁矿典型立地类型。矿山废弃地在保水与持水能力上与一般的土壤具有明显的差异，土石混合边坡饱和持水量为11.74%，干选废石边坡饱和持水量为5.89%，尾矿砂边坡饱和持水量为13.87%，作为对照的中壤土饱和持水量为31.26%。在矿山典型废弃地立地类型中，土石混合型边坡和干选废石边坡的砾石（>2 mm）含量大于60%，颗粒普遍偏大，此为影响植被恢复的关键所在；尾矿砂边坡砂粒（0.25～0.075 mm）成分占主导地位，粉粒和黏粒成分缺乏；作为对照的未被破坏的山皮土中砂粒（1～0.05 mm）含量为36%，粉粒（0.05～0.01 mm）含量为48%。

利用随机森林回归模型预计水平移动系数

宋康明, 谭志祥, 邓喀中, 魏飞, 王智福

2016, 45(06):  180-184. 

摘要 ( 1075 )   PDF  

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水平移动系数b是开采沉陷预计的重要参数之一，对于精确确定开采沉陷地表影响范围具有决定性作用。为精确有效地计算b值，进而提高开采沉陷的预计精度，首先详细分析了R语言特点及随机森林（Random forest,RF）算法的基本原理及实现流程；然后，详细探讨了影响b值的地质采矿因素，并确定了5个基本变量，即开采厚度、煤层倾角、开采深度、工作面斜长、覆岩评价系数；最后，结合R语言构建了一种RF回归模型并用于预计b值。用于训练和测试RF回归模型的样本来源于我国一些主要矿区的典型地表移动观测站实测资料，试验结果表明：利用基于R语言编程的RF回归模型预计的b值与实测值的最大相对误差仅为4.559%；相对于BP神经网络、支持向量机（Support vector machine,SVM），RF回归模型在预计精度和模型稳定性等方面优势较明显，且该模型具有较强的泛化能力，可基本满足实际工程需要，为高精度预计b值提供了一种有效方法。

利用果蝇算法反演概率积分法开采沉陷预计参数

陈涛, 郭广礼, 朱晓峻, 郭庆彪, 方齐

2016, 45(06):  185-188. 

摘要 ( 1053 )   PDF  

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针对概率积分法开采沉陷预计参数反演时存在算法复杂、计算量大等问题，将具有算法简单、计算量小、精度高等特点的果蝇算法引入到概率积分法开采沉陷预计参数反演中，研究了利用果蝇算法反演概率积分法开采沉陷预计参数的基本原理，构造了下沉拟合值与实测值均方差最小的适应度函数模型。结合安徽省某煤矿的实测数据，分别采用果蝇算法、遗传算法以及粒子群算法反演概率积分法开采沉陷预计参数，并以下沉拟合值与实测值的均方差为各算法反演精度的评价标准进行对比分析，结果表明：利用果蝇算法反演出的下沉拟合值与实测值的均方差（33.7 mm）以及相对中误差（1.4%）均小于同类条件下遗传算法、粒子群算法的反演结果，说明果蝇算法适用于反演概率积分法开采沉陷预计参数，对于提高概率积分法开采沉陷预计的精度有一定的参考价值。

乙硫氮在水体中的降解特性

赵亮, 刘文刚, 魏德洲, 杨培月, 张瑞阳, 崔宝玉

2016, 45(06):  189-193. 

摘要 ( 1222 )   PDF  

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选矿废水中残留的选矿药剂会对环境及人类生活产生重要影响，因此，如何实现选矿药剂的有效降解逐渐被选矿工作者重视，为此考察了乙硫氮在水体中的降解特性。结果表明：升高温度、延长静置时间、降低溶液pH均有利于乙硫氮的降解；在反应温度为25 ℃、反应溶液pH为5.98、静置5.5 h时，乙硫氮降解率可达88.40%；添加H₂O₂可显著提高乙硫氮的降解率，缩短降解时间；在反应温度为25 ℃、反应溶液pH为5.98、H₂O₂用量为8.00×102 mg/L、静置时间为5 min时，乙硫氮的降解率可达99.69%。研究结果可以为含乙硫氮选矿废水的处理提供技术依据。

综合利用

氧化镁和聚丙烯纤维对混凝土强度及干缩性能的影响

杨冬鹏

2016, 45(06):  193-196. 

摘要 ( 1033 )  

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为研究添加氧化镁和聚丙烯纤维对混凝土抗压强度和干缩性的影响，对不同掺量氧化镁和聚丙烯纤维的混凝土进行了单轴抗压强度和干缩试验。结果表明：适量的单掺氧化镁或聚丙烯纤维均对混凝土抗压强度有提高作用；单掺氧化镁可以补偿混凝土的体积收缩，但掺量较高时，会造成混凝土体积的持续膨胀，降低混凝土的后期强度；在混凝土中同时掺加适量的氧化镁和聚丙烯纤维，可在增加混凝土后期强度的同时，有效减少混凝土早期的体积收缩，并且聚丙烯纤维能够抑制混凝土体积的持续变化。试验结果可以为防止矿山及水利工程隧道衬砌混凝土的收缩开裂提供参考。