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2018年 第47卷 第1期    刊出日期：2018-01-15

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专题综述

露天矿岩质边坡生态重建技术研究现状及发展趋势

夏冬, 李富平, 袁雪涛, 郗红超

2018, 47(1):  1-10. 

摘要 ( 767 )   PDF  

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我国约有80%的矿产资源需要通过露天开采的形式来开发,矿山开采后形成的裸露边坡成为制约矿区生态恢复与重建的关键点。因此,开展露天矿岩质边坡生态恢复与重建的研究工作,对于实现我国绿色矿山建设具有重要的推动作用。在收集国内外相关研究资料的基础上,对岩体结构数字识别和岩质边坡生态重建技术进行了综述,对国内外研究现状进行了回顾与分析,进而总结了相关技术特点及其优缺点。指出在露天矿岩质边坡生态重建过程中,需在矿区地质、气候、土壤、生物、开采现状等调查的基础上,充分考虑边坡高度、坡面角、岩体空间结构几何信息、岩体风化程度及岩体质量等级对生态重建方案选取的影响,提出基于岩体结构数字识别的露天矿岩质边坡生态重建技术。对坡面适生植物筛选与生态系统长期稳定性、低成本岩质边坡植生基材的研制与开发、坡面—植生基质—根系统一体的相互作用机理及其整体力学稳定性等方面进行了展望。

采矿工程

酒钢西沟矿分期开采方案设计研究

许守信, 陈诚, 颜威山, 沈珍鹏

2018, 47(1):  11-14. 

摘要 ( 696 )  

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西沟矿技术改造项目设计时将东山头圈入采场开采境界内，经过生产实践证明，采用全境界开采技术时，东山头边缘作业会严重威胁到3 100 m工业场地的安全生产。因此，提出了采用分期开采技术解决东山头开采过程的安全生产问题。在进行分期开采设计时，用临时非工作帮将最终境界划分为2个分期临时境界，东山头被划分在二期开采境界内。按照露天矿设计规范，确定了分期开采的服务年限、临时边帮构成要素和各台阶的推进顺序。通过编制中长期采剥计划，从理论上验证了分期开采方案的可行性。从近2 a的一期开采计划执行结果来看，该方案不仅能保证技术改造后的年产能不降低及开采终了境界不改变，又能从根本上解决东山头安全隐患，而且还产生可观的经济效益。

安庆铜矿不同颗粒级配尾砂优化组合膏体充填技术

许文远, 郭利杰, 杨小聪

2018, 47(1):  15-20. 

摘要 ( 914 )  

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尾砂级配是影响充填质量的关键因素，安庆铜矿因尾砂级配不合理导致充填料浆离析，严重影响充填质量。对此，通过开展充填料配比试验确定了理想的尾砂级配，即将矿山旋流分级后的底流粗砂与溢流细砂按17∶3的比例混合。根据矿山充填系统工艺，利用现有立式砂仓对底流粗砂与溢流细砂分别进行了浓缩，浓缩后的72%浓度的分级尾砂与58%浓度的溢流细砂混合搅拌后制备出具有较优级配的膏体充填料。实践证明：该方案可制备出兼顾充填体强度与充填料浆输送性的合格膏体充填料，充填体均匀性好，同时，该方案可满足膏体胶结充填与水砂非胶结充填需求，实现了较好的经济效益。

不同水量下不耦合装药混凝土试件爆破对比分析

张大宁, 胡银林, 郭连军, 李秀虎, 潘博

2018, 47(1):  21-26. 

摘要 ( 775 )  

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为了研究不同水量条件下预裂爆破破坏机理，基于现有的爆破理论，对空气和水不耦合装药爆破进行了理论分析，得出空气和水不耦合装药的孔壁初始压力。在此基础上，应用LS-DNAY（非线性有限元）动力学分析软件，建立三维双孔不耦合装药爆破模型，分析在相同不耦合装药结构条件下，不同水量炮孔孔壁初始压应力；并依据Von Mises破坏准则，分析了炮孔连心线上的有效应力变化过程。在理论和数值模拟的基础上，进行混凝土试件不耦合装药爆破试验。结果表明：在相同的装药条件下，炮孔中水量越少，炮孔壁处产生的初始压力越小，炮孔连心线上的有效应力越小；预裂面平整度越好；同时空气和水混合不耦合装药时，空气部分的预裂面平整度优于含水部分。

镜铁山矿井下切采一体化技术

陈永祺, 王小林, 程国华, 任国芳

2018, 47(1):  27-31. 

摘要 ( 728 )  

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镜铁山桦树沟铁矿目前采用无底柱分段崩落法开采，该方法采用人工掘凿切割天井，掘进成本高，劳动强度高，作业环境差，不安全。为了解决人工掘凿切割天井存在的问题，以无底柱分段崩落法切割工序为研究对象，以爆破参数理论分析、根据经验公式或工程类比、及工程试验研究手段，研究出切采一体化工艺技术。研究了降低Simba 1354台车中深孔凿岩偏斜率措施、Simba 1354凿岩台车施工127 mm空孔的技术措施、微差爆破技术措施。利用导向钻管施工高精度炮孔和利用扩孔钻头扩孔形成大直径空孔的功能，实现了无底柱分段崩落法切割工序的机械化作业，取代了人工掘凿天井切割工序。切采一体化技术的实施降低了工人的劳动强度、改善了生产作业环境，避免了切割工序产生职业病的危害，促进社会和谐与稳定。

胶结充填体抗压强度尺寸效应的试验研究

甘德清, 韩亮, 刘志义, 赵海鑫

2018, 47(1):  32-36. 

摘要 ( 811 )  

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尺寸变化会影响材料的力学性能参数，充填体作为一种类混凝土材料，其立方体试件的单轴抗压强度具有显著的尺寸效应。保证灰砂比、料浆浓度和养护龄期等条件一致，研究尺寸变化对胶结充填体单轴抗压强度的影响并结合VIC-3D全场应变测量系统对充填体试件的破裂演化过程进行监测。结果表明：胶结充填体的单轴抗压强度随着立方体试件尺寸的增大而逐渐减小，减少近一半，试件的峰值应变随着尺寸的增大而逐渐减小，并稳定在0.9%附近，弹性模量和变形模量随着尺寸的增大而逐渐增大；引入尺寸效应度对试件峰值强度的尺寸效应进行定量分析，尺寸为200 mm的试件的尺寸效应度达到了54%；尺寸较小的试块破坏时表面出现多条裂纹，随着试件尺寸的增大，试件破坏时表面出现显著的宏观破坏带，尺寸较大的试块在达到峰值强度时，局部区域发生严重的损伤断裂，大部分区域并未发生明显的应变变化。

模拟矿岩散体的PFC细观参数标定方法

刘欢, 任凤玉, 何荣兴, 李广辉

2018, 47(1):  37-41. 

摘要 ( 1474 )  

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为了将PFC接触本构模型中细观参数与矿岩散体的物理力学性质相比配，依据PFC接触本构模型以及矿岩散体本身的特点，提出采用抗转动线性接触模型或将抗转动线性接触模型、线性接触模型和赫兹接触模型组合应用并分别赋予不同性质的散体颗粒。分析了标定矿岩散体物理力学性质的方法及其优缺点，推荐采用与测定条件相符合的自然安息角数值试验来标定PFC细观参数。借助自然安息角数值试验，研究了抗转动线性接触模型中摩擦系数和抗转动系数对散体自然安息角的影响。研究表明：随着摩擦系数和抗转动系数的增加，自然安息角均呈现出先增大后趋于稳定的趋势。模拟结果中自然安息角的变化范围为22°~50°，与实际松散矿岩自然安息角相符。

阿尔哈达铅锌矿728 m中段采空区顶柱回收方案研究

贾瀚文, 周亚博, 刘龙, 刘溪鸽, 闫保旭

2018, 47(1):  42-46. 

摘要 ( 673 )  

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针对阿尔哈达铅锌矿728 m中段采空区下方回收顶柱存在的技术及安全问题，提出了中深孔崩落法采矿方法，介绍了顶柱回收方案的采场结构、采切工程、回采工艺等技术参数，确定在采场两翼掘凿切割天井，两翼后退式落矿的顶柱回收方案。采用FLAC3D软件分析顶柱及上下盘在回采过程中应力、位移及塑性区变化规律。数值计算结果表明所提出的顶柱回收方案是合理的，为顶柱回采提供了理论依据，具有重要的实践意义。

斜槽盖板形式对尾矿库排洪系统泄流能力的影响

陈雯

2018, 47(1):  47-52. 

摘要 ( 790 )  

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斜槽是尾矿库常见进水构筑物，为优化斜槽断面,实现充分泄流，以某斜槽式排洪系统为模型，用控制变量法来分析盖板拱角、调洪水深对排洪系统泄流能力的影响。结果表明：拱角与泄流能力存在最优关系，同调洪水深，泄流流态均为堰流，拱角与泄流量线性单调递减；均为半压流，二者线性单调递增；流态混合，二者呈开口向下的曲线关系。拱角与盖下堰流、半压流流量增速呈单调线性关系，与盖上堰流流量增速呈开口向下的曲线关系。拱角对泄流流态的影响为：拱角越小，随调洪水深增大，流态从堰流向半压流转换越快，拱角大于某值后，流态直接由盖下堰流转为半压流，无盖上堰流阶段。最后阐述了拱角-泄流能力关系在斜槽断面优化设计中的运用思路。

聚丙烯纤维高水材料力学性能的试验研究

孙位, 刘长武, 吴帆, 刁兆丰, 冯波, 李晓龙

2018, 47(1):  53-57. 

摘要 ( 681 )  

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在充填开采中，高水材料作为一种新型的充填材料，近年来得到广泛应用。但纯高水材料充填体在受压后往往裂隙较多，导致其受压后的强度不高，强度保持不稳定。利用聚丙烯纤维对高水材料进行掺杂，借助ETM力学试验系统，对掺杂聚丙烯纤维后的高水材料的破坏过程、压缩强度和变形特性等进行测试研究。结果表明：聚丙烯纤维的长度和掺量对高水材料试样的强度均有影响；聚丙烯纤维几乎不会改变高水材料的破坏形式和应力—应变曲线的形状，掺杂试样依然是“X”型剪切—劈裂破坏；纤维的掺入使得试样的峰后力学性能表现增强，掺杂纤维试样的残余强度占峰值强度的65%~84%；聚丙烯纤维的阻裂效应使得高水材料具有更好的完整性和连续性，聚丙烯纤维对高水材料有补强效应，适合作为采空区高水材料充填体的补充材料。

陕西徐家沟铜矿破碎矿体出矿巷道间距研究

郭进平, 李明, 王小林

2018, 47(1):  58-62. 

摘要 ( 811 )  

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出矿巷道间距问题不同于一般的平行巷道间距问题，目的是在矿石回收率和出矿巷道稳定性间取得平衡。以陕西徐家沟铜矿破碎矿体为工程背景，联合利用放矿实验和FLAC3D数值模拟确定出矿巷道间距。根据椭球体放矿理论进行放矿实验并获得放出体形态参数；在此基础上通过数学回归得到放出体偏心率方程，放矿高度50 m时，放出体b轴长6.53 m，按照放出体高分段排列确定出矿巷道的理论间距为15.1 m。考虑到矿体破碎、采场顶板不稳，按照“本中段矿石尽量在本中段回收”的原则，选择10 m和12.5 m 2种间距进行FLAC3D数值模拟。结果表明：采用12.5 m的间距时，既能最大限度保证出矿巷道的稳定，又能提高矿石回收率。

矿渣粉掺量对高水材料物理力学性能的影响研究

吴美苏, 刘长武

2018, 47(1):  63-67. 

摘要 ( 674 )  

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为了降低高水材料充填体成本、提高充填体强度，并有效开发利用矿山工业固体废弃物， 开展了掺入有活性成分的矿渣粉对高水材料浆液和充填体物理力学性能及晶体微观结构影响的试验研究。结果表明，随着矿渣粉掺量增加，浆液初凝时间缩短，试件的含水率降低、容重增大，且含水率与峰值抗压强度及容重与峰值抗压强度均具有较好的二次相关关系；随着矿渣粉掺量的增加，试件的峰值抗压强度与残余强度均先减小后增大，掺量为10%时，峰值抗压强度与残余强度均达最小值；从材料的微观结构可以看出，矿渣粉的掺入促进了钙矾石晶体和硅酸钙凝胶的生长发育，改变了晶体发育形貌及网状结构形态。在试验掺量范围内，掺加20%的矿渣粉可使试件晶体空间网状结构最为致密，在宏观上表现为峰值抗压强度达最大值。

某矿山全尾砂似膏体充填配比试验研究

齐兆军, 宋泽普, 寇云鹏, 刘超, 荆晓东, 杨纪光

2018, 47(1):  68-72. 

摘要 ( 709 )  

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某矿山目前采用立式砂仓自然沉降后的粗粒级尾砂进行自流胶结充填，存在充填体泌水量较大，凝固时间长，强度低等问题。针对该矿山现有充填方式存在的问题，结合膏体充填的优势，开展了该矿山尾砂似膏体充填配比试验研究。主要对该矿山全尾砂和分级尾砂进行了物化性质分析，在此基础上开展了全尾砂和分级尾砂似膏体充填配比试验研究，对比分析了2种尾砂充填体的坍落度、泌水率以及单轴抗压强度等指标，结合矿山生产对充填体强度的要求，确定满足生产要求的最佳配比。研究结果表明：充填骨料采用全尾砂较分级尾砂效果好，全尾砂充填体强度能满足矿山生产需要，并根据矿山生产实际，提出了全尾砂似膏体充填配比方案。

矿物工程

还原回转窑中的粉末黏结特性及其固结机理

黄柱成, 沈雪华, 朱顺伟, 钟荣海, 汉合童

2018, 47(1):  73-78. 

摘要 ( 708 )  

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为了解决或延缓还原回转窑结圈问题，分析了粉末的黏结特性，包括粉末的软熔特性、固结强度，同时分析了还原回转窑中的粉末固结的原因与形成机理。研究结果表明：还原气氛越强、煤灰掺量越高，粉末的软熔温度越低，越容易形成液相固结；焙烧温度升高、煤灰的掺量增加，粉末固结强度提高，越易黏附固结在回转窑窑壁上；随着焙烧时间延长，粉末的固结强度先显著上升，再显著下降，然后又上升。焙烧温度升高、煤灰掺量增加，粉末固结强度增加的原因是促进了粉末中铁橄榄石和钙铁辉石等物质形成，产物使粉末黏结更紧密；焙烧时间造成粉末固结强度变化是固相固结和粉末还原过程晶形转变共同导致的结果：在焙烧初期，固相固结和还原同时进行，粉末固结强度上升；在还原焙烧中期，固相固结过程基本结束，还原膨胀效果显现，粉末的固结强度迅速下降；在焙烧后期，Fe₂O₃—Fe₃O₄—FeO阶段基本结束，金属铁大量生成，粉末的体积收缩，其强度上升。

改性复合黏结剂制备磁铁矿氧化球团研究

谢小林, 段婷, 郑富强, 郭宇峰, 景建发

2018, 47(1):  79-83. 

摘要 ( 934 )  

相关文章 | 计量指标

为了降低铁精矿球团生产中膨润土的添加量，提高球团铁品位的同时满足生产对生球强度和预热、焙烧球强度的要求，通过向膨润土中添加适量的CMC和醋酸钠对膨润土进行改性，以生球、预热球和焙烧球的强度为依据，研究了制备CMC复合黏结剂和改性CMC复合黏结剂需掺加CMC和醋酸钠的量。结果表明，采用向膨润土中添加0.9%的CMC和0.5%的醋酸钠所制得改性CMC复合黏结剂，可在保证生球、预热球及焙烧球强度的前提下，将球团生产的黏结剂用量从1.6%降低至1.2%，对应的生球落下强度为4.1次、抗压强度为22.12 N/个，预热球的抗压强度为532 N/个，焙烧球抗压强度为3 444 N/个。

钙镁离子对细粒赤铁矿絮凝行为的影响

曾睿, 张芹, 苟宝, 潘登, 李炼

2018, 47(1):  84-87. 

摘要 ( 748 )  

相关文章 | 计量指标

为了了解Ca²⁺、Mg²⁺对细粒赤铁矿絮凝行为的影响，以巴西某细粒赤铁矿石为研究对象，分别考察了用Na₂CO₃和NaOH调节矿浆pH的情况下，Ca²⁺、Mg²⁺对细粒赤铁矿絮凝行为的影响。结果表明：矿浆中Ca₂₊、Mg2+均能促进细粒赤铁矿的絮凝，随着Ca²⁺、Mg²⁺浓度的增大，促进效果增强。pH调整剂为Na₂CO₃时，随着矿浆pH升高，未达硬水浓度的Ca²⁺对细粒赤铁矿絮凝行为的促进效果均增强，而Mg²⁺对细粒赤铁矿絮凝行为的促进作用先增强后减弱；pH调整剂为NaOH时，随着矿浆pH升高，Ca²⁺、Mg²⁺对细粒赤铁矿絮凝行为的促进作用逐渐增强。矿浆中添加Ca²⁺与添加Mg²⁺相比，同等水硬度下，Ca²⁺对细粒赤铁矿絮凝行为的促进作用优于Mg²⁺。相同试验条件下，使用NaOH作pH调整剂时的细粒赤铁矿絮凝效果强于使用Na₂CO₃作pH调整剂时。

捕收剂烯丙基异丁基硫氨酯在硫化铜矿表面的吸附机理

刘学勇, 韩跃新

2018, 47(1):  88-92. 

摘要 ( 897 )  

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烯丙基异丁基硫氨酯（ATC）是新一代酯类选矿药剂，它对黄铜矿捕收力强，黄铁矿捕收力弱，是铜硫分离的优良捕收剂。为了考察ATC对黄铜矿和黄铁矿分离的影响及吸附机理，在纯矿物浮选试验的基础上，进行了动电位、吸附量测量试验和红外光谱分析。结果表明，ATC在试验pH范围内对黄铜矿的捕收能力强于对黄铁矿的捕收能力；ATC的捕收力及选择性均强于传统捕收剂Z-200；在pH=9.0、ATC用量为11.8 mg/L时，黄铜矿与黄铁矿回收率相差55个百分点；矿浆pH对黄铜矿可浮性影响较小，对黄铁矿可浮性影响大；ATC用量对黄铜矿电位影响大，对黄铁矿电位影响小；红外光谱分析表明ATC在黄铜矿表面是化学吸附，在黄铁矿表面是物理吸附。

新疆某含石墨高钙次生硫化铜矿石选矿试验

张晓峰

2018, 47(1):  93-96. 

摘要 ( 794 )  

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新疆某含石墨高钙型次生硫化铜矿石铜品位为1.95%，次生硫化铜占总铜的92.82%，主要铜矿物为斑铜矿、辉铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝，其他金属矿物有黄铁矿等；脉石矿物以方解石、石英、云母、高岭石等为主，并含有少量片状石墨。铜矿物主要呈浸染状、团粒状、不连续脉状、细脉状产出，粒径主要为0.037～0.15 mm，与黄铁矿、石墨等脉石矿物嵌布关系密切。为了确定该矿石的合适开发利用工艺，进行了选矿试验研究。结果表明，矿石在磨矿细度为-0.074 mm占85%的情况下进行1粗3精2扫流程处理，获得了铜品位为23.83%、铜回收率为75.06%的铜精矿1；精选尾矿合并进行1粗2扫浮选，精选尾矿合并粗选的粗精矿再磨至-0.038 mm占97%后进行3次中矿精选，获得了铜品位为13.01%、铜回收率为14.08%的铜精矿2，综合铜精矿铜品位为21.07%、回收率为89.14%的铜精矿，较好地实现了铜矿物的分离回收。

青海某含钼铅矿石选矿试验

靳建平, 李慧, 吴天骄

2018, 47(1):  97-101. 

摘要 ( 742 )  

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青海某含钼铅矿石主要为长石-石英脉型、石英脉型、方解石-石英脉及硅化片麻岩型铅钼混合矿石。矿石铅、钼品位分别为3.60%和0.041%，铅、钼氧化程度较低，主要铅钼矿物为方铅矿和辉钼矿，铅、钼矿物是本次试验的主要回收对象。为了绿色、高效回收矿石中的铅、钼，对矿石进行了选矿试验。结果表明，矿石在磨矿细度为 -0.074 mm占70%的情况下，以乙硫氮+柴油为捕收剂，1粗2精1扫混合浮选铅钼，铅钼混合精矿再磨至-0.037 mm占80%的情况下，以硫化钠+磷诺克斯为铅抑制剂，1粗3精1扫抑铅浮钼，最终获得了铅品位为70.30%、铅回收率为86.98%的铅精矿和钼品位为45.68%、钼回收率为84.67%的钼精矿。

伊朗某金矿石选矿试验

谢园明

2018, 47(1):  102-106. 

摘要 ( 867 )  

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伊朗某金矿石金品位为7.05 g/t，主要金矿物为裸露及半裸露金，主要载体矿物为黄铁矿，自然金的粒度变化范围很大，细粒明金（0.01～0.06 mm）占81.15%，微粒金占18.85%。为了确定该矿石的高效选矿工艺，进行了选矿试验研究。结果表明：①阶段磨矿、阶段选别工艺可以有效减少粗颗粒金在浮选过程中的跑尾，避免金矿物在磨矿中出现过粉碎，同时有利于不均匀细粒载金矿物单体解离。②跳汰机对-200目占65%的磨矿产品进行重选，可预先产出部分合格金精矿，充分体现了能收早收、分级分选理念。③矿石采用阶段磨矿—跳汰重选—阶段浮选工艺流程处理，可获得金品位为81.43 g/t、金回收率为45.52%的重选精矿，金品位为56.12 g/t、金回收率为44.99%的浮选精矿，综合精矿金品位为66.52 g/t，金回收率为90.51%。④金品位为0.74 g/t的重浮流程试验尾矿采用氰化浸出工艺处理，金浸出率达62.16%，最终浸出渣的金品位仅为0.28 g/t。

钒页岩氧压酸浸过程中V与Fe的分离工艺研究

王露瑶, 张一敏, 黄晶, 刘涛, 薛楠楠

2018, 47(1):  107-111. 

摘要 ( 839 )  

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为了确定湖北某钒页岩氧压酸浸条件，以K₂SO₄为添加剂，对在氧压酸浸提V过程中K₂SO₄用量、硫酸的体积浓度、氧分压、浸出温度、浸出时间对V、Fe浸出率的影响进行了研究。结果表明，在K₂SO₄用量为7%、硫酸浓度为15%、浸出时间为5 h、氧分压为2.0 MPa、浸出温度为190 ℃条件下，V的浸出率为89.90%、Fe的浸出率仅为5.73%，较无K₂SO₄条件下V的浸出率提高，Fe的浸出率大幅降低。XRD、FTIR分析表明，K₂SO₄的介入能强化云母晶体结构的破坏，促进V的释放，提高了V浸出率；K⁺、SO₄^2-和Fe³⁺反应生成斜钾铁矾((KFe(SO₄)₂)沉淀，降低了Fe的浸出率，这是V与Fe有效分离的主要原因。因此，钒页岩氧压酸浸过程中适量添加K₂SO₄，不仅能提高V浸出率，而且能有效分离V与Fe，减少Fe对后续萃取工艺的不利影响。

基于硫酸铵+硫酸混合助剂的石煤焙烧─酸浸提钒

吴强, 彭同江, 孙红娟, 张冬

2018, 47(1):  112-115. 

摘要 ( 801 )  

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为了了解含钒石煤焙烧过程助剂硫酸铵+浓硫酸对焙烧—酸浸提钒效果的影响，以四川广元某V₂O₅含量为0.82%的含钒石煤试样为研究对象（33.03%的钒赋存在有机质中，59.45%的钒赋存在硅酸盐矿物中），在混合助剂硫酸铵与浓硫酸的物质的量之比为1∶1的情况下，考察了焙烧温度、混合助剂添加量、试样的粒度和浸出温度对钒提取率的影响。结果表明，在添加硫酸铵+浓硫酸助剂的情况下，250 ℃焙烧导致试样中的云母相消失，伴随着硫酸铁铵、硬石膏新相的生成；焙烧温度上升到400 ℃，硫酸铁铵的衍射峰强度达到最强；继续提高焙烧温度至500 ℃，硫酸铁铵的衍射峰强度减弱；在320 ℃的焙烧熟料中有新相硫酸铝铵生成，至350 ℃处于增强阶段，至400 ℃硫酸铝铵相又全部消失。细度为-120目的试样按SO^2-₄与Al₂O₃+Fe₂O₃的物质的量之比3.5添加硫酸铵+浓硫酸，350 ℃下的焙烧熟料在90 ℃下进行硫酸酸浸，钒浸出率可达95.67%。

含锡抑硫浮锌尾矿FS活化浮硫试验

张希哲, 葛英勇, 刘智, 刘鸣, 孟雨, 朱国庆

2018, 47(1):  116-119. 

摘要 ( 731 )  

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云南某锡矿选矿厂采用抑硫浮锌—硫酸活化浮硫—浮硫尾矿选锡流程回收矿石中的主要有用元素锡、锌、硫。硫酸活化浮硫不仅腐蚀搅拌桶、浮选机等矿浆存储及输送设备，而且与矿物作用还会释放有毒的硫化氢气体，造成环境污染。为解决此问题，武汉理工大学相关课题组有针对性地研制出一种新型药剂FS，可替代硫酸活化现场被抑制的硫。试验对以FS为活化剂的脱硫工艺条件进行了研究。结果表明，硫、锡品位分别为21.24%、11.43%的试样，以FS+硫酸铜为活化剂，丁基黄药为捕收剂，2#油为起泡剂，经1粗1精1扫闭路流程处理，可获得硫品位为36.57%、含锡0.60%、硫回收率为97.76%的硫精矿，以及锡品位为25.66%、含硫1.10%、锡回收率为97.03%的脱硫产品，较好地实现了硫锡分离。新型药剂FS与硫酸铜的组合使用，不仅解决了设备的腐蚀问题，而且降低了药剂消耗，消除了硫化氢气体对环境的污染。

铝离子对油酸钠浮选石英的影响及作用机理

陈俐全, 张凌燕, 陈志强, 段树桐, 管俊芳, 唐劭禹

2018, 47(1):  120-124. 

摘要 ( 872 )  

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为了揭示铝离子对油酸钠浮选石英的影响，并探讨影响机理，以0.038～0.074 mm的石英纯矿物为研究对象，进行了油酸钠浮选石英试验，并从Zeta、溶液化学和红外光谱分析角度对影响机理进行了分析。结果表明：①在无Al³⁺活化的情况下，油酸钠对石英没有捕收能力；Al³⁺过量会消耗油酸钠，进而影响对石英的捕收。②在有Al³⁺活化的情况下，油酸钠适宜在偏碱性矿浆中捕收石英，提高油酸钠的用量有利于石英浮选回收率的提高。③在矿浆pH=8，Al³⁺浓度为3×10^-4 mol/L，油酸钠浓度为6.25×10^-4 mol/L情况下，石英的浮选回收率可达93.4%。④未加入Al³⁺时石英在pH=2.0～12.0时表面带负电，因而阴离子捕收剂油酸钠不能使石英上浮；Al³⁺的活化使石英表面的Zeta电位明显上升，大约在pH=3.8～9.2时石英表面的Zeta电位为正值，石英表面吸附的Al³⁺成为石英吸附油酸钠的活性点，从而提高了石英的可浮性。⑤石英浮选回收率较高时溶液中Al³⁺主要赋存状态是Al(OH)_3（S），铝离子羟基络合物的含量很低，说明Al(OH)₃沉淀是活化石英的主要成分。⑥石英+油酸钠的红外光谱曲线与石英的红外光谱曲线相似，只是吸收峰的强度有所减弱，出现的也仅为Si—O键的特征峰。石英+Al³⁺+油酸钠的红外光谱曲线上新出现了—CH₂—的伸缩振动吸收峰和弯曲振动吸收峰，以及—CH₃和—C=O—的伸缩振动吸收峰，这些都是油酸根的特征峰，说明油酸根在石英表面发生了吸附。

油酸钠体系下细粒赤铁矿精矿过滤影响因素研究

潘登, 张芹, 吴梅, 曾睿, 李炼

2018, 47(1):  125-127. 

摘要 ( 773 )  

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油酸钠浮选的细粒赤铁矿精矿存在过滤困难问题，为找到解决问题的办法，以巴西某细粒赤铁矿精矿（-75 μm占96.90%）为研究对象，考察了油酸钠用量、矿浆pH、矿浆温度以及淀粉用量等对赤铁矿精矿过滤效果的影响。结果表明：①油酸钠用量对细粒赤铁矿精矿的过滤有显著影响，随着油酸钠用量的增加，赤铁矿精矿滤饼比阻增大。②矿浆pH对赤铁矿精矿滤饼比阻的影响较大，强酸性条件能减弱甚至消除油酸钠对赤铁矿精矿过滤的阻碍作用，近中性环境下赤铁矿精矿滤饼比阻变化不大，强碱性条件下赤铁矿精矿的过滤效果变差。③矿浆温度对赤铁矿精矿滤饼比阻的影响较小，随着温度的升高滤饼比阻减小。④添加少量的淀粉可促进赤铁矿精矿的过滤，过量的淀粉会增大赤铁矿精矿滤饼比阻。

地质与测量

河南卢氏三官庙钼多金属矿区土壤地球化学特征及成矿预测

孙雨, 神元, 鲁正清, 彭琼斌

2018, 47(1):  128-136. 

摘要 ( 744 )  

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河南省卢氏县三官庙钼多金属矿区位于华北陆块南缘卢氏—栾川陆缘褶断带中西部，为寻找钼钨铅锌金银多金属矿的有利地区。采用多元统计分析方法中的经过去量纲标准化的Euclidean距离法对三官庙矿区进行了土壤地球化学找矿预测研究，采用聚类分析方法按相关元素组合、亲疏关系、成因联系将元素异常组合分为Mo-Cu-Zn-Pb-W元素相关性异常、As-Sb-Hg-Ag元素相关性异常和Bi异常，有效解决了化探工作中因元素线性相关性不佳而导致R型聚类效果不理想的问题。将元素相关性异常和单元素异常的分布特征进行比较，找出了主成矿元素Mo、Zn、Pb和伴生元素Cu、W。在此基础上，结合区域成矿背景和矿区综合异常特征对矿区进行了成矿预测，并圈定了找矿靶区，分别采用了1∶1万高精度磁法扫面、槽探法以及钻探法对找矿靶区进行了验证和工程揭露。研究表明：①圈定的I类三官庙—赵凹综合异常Mo-Cu-Zn-Pb-W找矿靶区、Ⅱ类北南沟综合异常Mo-Zn-Pb-W-Hg-As-Cu找矿靶区均为矿致异常，与元素聚类分析结果一致，均为寻找钼多金属矿较有利的地区；②I类找矿靶区Mo品位未达到工业品位，Ⅱ类找矿靶区Mo、TFe品位均达到了矿床工业品位（w(Mo)最大为0.28%，w(TFe)最大为46.1%），为寻找钼多金属矿的有利靶区；③矿区内形成中—高温热液和斑岩-矽卡岩型钼多金属矿床的潜力较大。

江西盘古山钨矿区开采沉陷预计的GA-SVA算法

陈慧, 韩恒梅

2018, 47(1):  143-146. 

摘要 ( 654 )  

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传统矿山开采沉陷监测方法存在耗时较多且精度不高等不足，且难以对矿区开采沉陷发展趋势进行准确预计。以江西盘古山钨矿区为例，将遗传算法（Genetic algorithm,GA）与支持向量机（Support vector machine,SVM）算法相结合，提出了一种基于GA-SVM算法的开采沉陷预计方法。首先利用遗传算法（GA）对支持向量机（SVM）进行选择、变异和交叉，生成精度符合要求的数据集群；然后采用GA-SVM算法对概率积分法开采沉陷预计参数进行了训练，对矿区开采沉陷进行了预计。研究表明：基于GA-SVA算法的开采沉陷预计值与实测值的误差小于5%，基于该算法的预计值构建的矿区数字高程模型（Digital elevation model,DEM）与基于实测数据构建的数字高程模型（DEM）具有高度的一致性，表明利用所提算法预计矿山开采沉陷具有较高的精度。

机电与自动化

矿山大口径钻孔循环钻进技术研究

赵江鹏, 刘建林, 赵建国

2018, 47(1):  147-151. 

摘要 ( 733 )  

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针对矿山大口径钻孔硬岩钻进存在排渣难、碎岩效率低的问题，研究了大口径反循环钻进技术。分析了建立反循环的基本条件，介绍了引射器式、多层橡胶片式、孔底孔口联合式等3种密封方法及其应用现状，基于孔底孔口联合式密封方法研制了311 mm、580/311 mm 2种规格大直径反循环潜孔锤和配套孔口密封装置。经现场应用表明：该方法可建立、维持反循环通道，排渣效果好，钻进效率高，可推广应用于矿山大口径钻孔施工中。

露天矿采矿作业计划的二元整数规划数学模型

黄敏, 李学华, 贾民

2018, 47(1):  152-155. 

摘要 ( 724 )  

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在同时考虑边界品位优化和开采顺序优化情况下，为了实现最大化净现值，提出了一种新的基于二元整数规划的露天矿作业计划模型。该模型包含3个部分：①实际经济损失；②概率分布和平均品位；③预期经济损失。通过物理约束将一个矿块的经济损失评估与概率集成在一个二元整数规划模型中。该模型基于最佳加工决策来确定每个时期的最优开采顺序。为了验证提出模型的适用性，对某金矿案例进行了研究分析。结果表明：使用提出模型获取到的开采顺序是切实可行的，该模型可以在合理的时间内得到较高的最优净现值。

数据代理同步方法解决矿山旧业务系统集成问题

冯治东, 李雄怀, 卢留伟

2018, 47(1):  156-160. 

摘要 ( 711 )  

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系统集成是矿山企业信息化建设的关键内容之一，往往从规划、设计的角度考虑多业务系统间的集成问题，如以SOA架构思路或以《GBT 26335—2010 工业企业信息化集成系统规范》等标准进行研究和设计，通常需要将已有系统丢弃或改版，要求一系列新的子系统按照已有规划进行设计和开发部署。然而，目前为止大多矿山企业已耗费了大量的人力物力引进了一些并未遵循规范的“老系统”，改版或丢弃这些系统代价巨大。从数据角度出发，提出“数据的单流入与多分发”是老业务系统间集成的基本目标和原则，并在分析传统“数据集成”方法基础上，提出了新的数据代理模型，解决矿山信息化建设过程中老业务系统间的集成问题，该方法无需改动原有系统,原理简单，成本较低，且能够降低系统间耦合度，可作为同行研究人员的有效参考依据。

露天矿台阶爆破水炮孔深度测量流量尺技术

董二虎, 郭连军

2018, 47(1):  161-166. 

摘要 ( 760 )  

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在露天矿台阶爆破和边帮预裂爆破中，炮孔深度测量工作对装药和控制爆破效果尤为重要。大多数深凹露天矿炮孔都存在孔内渗水情况，不同岩种不同水环境下炮孔孔底存在不同深度的矿泥或岩碴。矿山孔深测量一般采用加配重的测绳，到达孔底与否以绳是否变松通过测量员感观判别，误差较大。在连续快速多孔深测量时，测量含水含泥或含碴炮孔非常麻烦并且耗时，测绳易沾泥浸水不便清洗，甚至无法准确使用(比如冬季测绳沾水易冻硬)。描述了流量尺的结构组成，阐述了测量原理，建立了流量尺操作规范。露天台阶爆破中炮孔含泥碴含水时，将炮孔深度、炮孔含水高度、孔底泥碴深度和炸药陷入泥碴深度一次性在炮孔外流量尺上可读出。流量尺可反复使用，较测绳操作简单、数据准确、效率高，流量尺制作材料来源广泛、造价低廉，为爆破前装药作业提供准确的炮孔状态数据。

基于C#的磨机监控系统设计

邓展, 王建民

2018, 47(1):  167-171. 

摘要 ( 793 )  

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针对选矿厂磨矿过程中磨机负荷难以实现自动控制以及OPC技术数据传输存在弊端这2个问题，利用VS编程软件设计了基于C#的磨机监控系统。根据实际生产的需求以及监控系统的要求，在该监控系统中设计了设备运行状态显示，磨机运行数据曲线绘制，手动、自动、专家、优化4种控制方式，人机交互的编辑和操作菜单功能模块，以及运行数据存储等功能，同时利用C#本身拥有的串口通信技术，实现了磨机控制仪与监控计算机间的数据传输。运行效果表明，该系统满足磨机自动控制要求，并具有开发成本低，可靠性强，控制方式灵活等优点。

安全与环保

柠条塔煤矿大采高工作面切顶沿空留巷围岩变形机理研究

杨晓杰, 张民, 王二雨

2018, 47(1):  172-177. 

摘要 ( 692 )  

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以柠条塔煤矿大采高工作面预裂切顶沿空留巷为工程背景，采用有限元数值模拟方法分析预裂切顶对沿空留巷围岩应力分布的影响。介绍了沿空留巷支护和爆破施工参数，根据围岩表面位移、顶板离层、恒阻锚索受力、液压支架工作阻力监测数据，分析了从开始留巷到变形稳定矿压显现规律。现场试验表明：切顶卸压自动成巷技术能够切断采动应力传递路径，明显降低了浅埋大采高工作面沿空留巷围岩受到的动压扰动，有效抑制了巷道围岩变形，成巷断面尺寸满足生产要求。

三山岛金矿上覆断层赋存状态对巷道稳定性的影响

田莉梅, 张英, 张景华

2018, 47(1):  178-182. 

摘要 ( 730 )  

相关文章 | 计量指标

大量工程实践表明，断层对地下巷道围岩稳定性有决定性的影响。以三山岛金矿深部主要断层F₁，F₂及F₃为工程背景，采用数值模拟的方法研究断层倾角0°、50°、90°，水平断层分别距巷道顶板5、10、15 m，断层厚度分别为10、15、20 m等多种工况下的巷道掘进过程，对照无断层情况下的巷道稳定性，分析断层倾角、断层距巷道顶板的距离、断层的厚度对巷道围岩稳定性的影响。得出主要结论：倾角增大的过程中巷道的两帮收敛随之增大，断层厚度对巷道稳定性的影响主要体现为巷道顶板沉降的增大，断层距巷道顶板10 m的范围内，对巷道的安全掘进产生影响需要支护加固。

铜渣制备微电解填料及其处理甲基橙废水的研究

唐琼瑶, 黄磊, 刘浩, 余文, 孙洋洋

2018, 47(1):  183-186. 

摘要 ( 709 )  

相关文章 | 计量指标

为了探索高效利用铜渣的新途径，以贵溪冶炼厂的水淬铜渣和山东某无烟煤为原料，进行了制备微电解填料的工艺条件研究，并对其处理甲基橙模拟废水的工艺条件进行了研究。结果表明，在无烟煤与铜渣质量比为25%，焙烧温度为1 150 ℃，焙烧时间为60 min条件下制备的微填料对甲基橙模拟废水具有较好的去除效果：碎磨至-0.1 mm的2.0 g填料处理浓度为100 mg/L、体积为400 mL的甲基橙模拟废水，在初始pH=2～10的情况下处理10 min，甲基橙的去除率均在95%以上。

山东龙铟矿某单一工作面边采边复时机优选

袁冬竹, 胡振琪, 胡家梁, 陈景平

2018, 47(1):  187-192. 

摘要 ( 606 )  

相关文章 | 计量指标

我国传统采煤沉陷地复垦多采取沉陷后再复垦的模式，复垦时间长、复垦率低。近年来，有学者提出了边采边复的理论，并取得了一定的成果，但该类研究多针对多煤层或单一煤层开采造成的大范围损毁区域，并且相应的边采边复技术研究也是根据大范围内各阶段的地表变形情况来制定复垦方案，无法有效体现出地面复垦与地下开采的动态结合机理。以山东龙堌矿的某一工作面开采形成的沉陷地为例，进行单一工作面的边采边复技术研究。根据所选工作面的推进速度，划分了8个阶段，对各个阶段的开采进行了土地损毁情况分析，按照损毁程度及损毁地类型划分为9个评价单元，分别进行了土地复垦适宜性评价。结合适宜性评价结果将各单元合并为不同的复垦单元分别进行复垦规划，合理安排复垦施工工程，通过对比每个阶段可复垦出的耕地面积与相应的复垦成本，优选出了最佳复垦时机，以较低的成本尽可能复垦出更多的耕地。

综合利用

经改性的电炉贫化铜渣的酸浸—弱磁选试验

王福坤, 黄自力, 高斯, 廖军平

2018, 47(1):  193-196. 

摘要 ( 736 )  

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某铜冶炼厂的电炉贫化渣铜、铁含量分别为1.24%和31.80%，主要可见铁橄榄石相和磁铁矿相。为了确定该电炉贫化渣的开发利用工艺，进行了工艺条件研究。结果表明，铜渣在磨矿细度为D₉₀=52.6 μm，硫酸的浓度为150 g/L，过氧化氢添加量为150 mL/kg，液固比为5 mL/g，浸出温度为60 ℃，浸出时间为60 min，弱磁选磁场强度为160 kA/m情况下，可获得铜浸出率为67.15%，铁精矿铁品位为56.01%、铁回收率为62.38%的试验指标，可较好地实现该资源中铜、铁的回收。