金属矿山

吴爱祥, 姜关照, 王贻明

2018, 47(03): 1-6.

摘要 ( 1451 )

相关文章 | 计量指标

为了降低胶结充填成本，提高胶结剂对矿山充填特点的适应性，需要研究低成本、高性能的矿山专用充填胶凝材料。介绍了碱激发胶凝材料、高水材料、胶固粉和CH半水磷石膏胶凝材料。举例分析4种新型胶凝材料的特点可知，碱激发胶凝材料极大地降低了胶结剂成本，提高了固废利用率，高水材料和胶固粉明显提高了胶结剂的充填适应性，而CH半水磷石膏胶凝材料则兼顾了前后两者优点，是一种前景广阔的新型充填胶结剂。综合对比不同充填胶凝材料发展现状得出，更加重视充填体早期强度、探索更多固废资源化的可能、充分考虑矿山充填特点和胶凝材料与充填技术协同发展将是矿山胶凝材料今后发展的主要趋势。

钛铁矿浮选药剂及其作用机理研究进展

马龙秋, 杜雨生, 孟庆有, 袁致涛

2018, 47(03): 7-12.

摘要 ( 1004 )

相关文章 | 计量指标

原生钛铁矿石占有率高、品位低、嵌布复杂是我国钛铁矿资源的基本特征，采用传统的磁选工艺，钛铁矿回收率较低。相对于磁选工艺，浮选工艺在细粒物料回收方面具有显著的优越性，是微细粒钛铁矿回收的有效工艺。为了促进钛铁矿浮选工艺技术的进步，系统总结了钛铁矿浮选药剂的研究进展，综述了钛铁矿浮选药剂及其作用机理方面的研究成果。对研究与生产实践中常用的脂肪酸类、膦酸类、胂酸类、羟肟酸类等钛铁矿浮选捕收剂进行了逐一介绍；新型组合捕收剂结合了多种常规捕收剂的优点，是捕收剂开发与应用的重要研究方向；调整剂主要包括钛铁矿的活化剂和脉石矿物的抑制剂，这些药剂在脉石矿物与钛铁矿可浮性相当时，对浮选分离起着决定性的作用。结合现代测试分析方法，分析、综述了浮选药剂在矿物表面的作用方式，为钛铁矿的浮选提供了理论基础，为选矿工作者提供了技术参考。

含砷铜矿石的生物浸出技术进展

刘金艳, 辛靖靖, 杨林恒, 张水龙, 詹光浩

2018, 47(03): 13-18.

摘要 ( 1375 )

相关文章 | 计量指标

铜矿石品位的降低增大了浮选的难度，浮选中砷的富集更大大增加了铜精矿的处理难度。用传统的火法冶炼技术处理含砷铜矿，不但会影响铜产品的质量，产生的废气还会造成环境污染。生物浸出技术具有低成本、资源利用率高、绿色环保等优点，成为有效处理含砷铜矿的重要技术之一。介绍了铜矿石中砷的赋存状态及其在冶炼过程中对铜产品的质量和硫酸产品产量的影响；论述了生物浸出含砷铜矿的研究现状，包括中温菌、高温菌、多种中高温菌的混合使用、加入催化离子或与化学浸出相结合等手段来提高铜的浸出率等；重点总结了浸矿细菌驯化、紫外诱变、化学诱变和基因工程等选育方法；指出选育出既能保持良好的浸出效率又对重金属离子有高的耐受性的优良菌种是今后研究的主要方向。

某矿分段空场嗣后胶结充填底柱置换方法研究

朱俊宁, 赵周能, 张志贵, 潘锋, 陈勃, 孙宇超

2018, 47(03): 19-25.

摘要 ( 1106 )

相关文章 | 计量指标

某铜矿在回采过程中留有大量顶底柱，为安全回收顶底柱中的高品位矿石，减小损失，采用分段空场嗣后胶结充填采矿法，并以高强度充填体置换底柱，铺设人工假底作为下中段的人工假顶。结合矿山生产条件，展开了底柱置换方法研究，确定出了置换空间形成的方法和参数。通过理论计算出了钢筋混凝土的配筋，并提出了具体的钢筋铺设工序。该方法已被矿山成功应用，可为同类矿山借鉴。

矿山深部工程FLAC3D初始地应力场生成的速度-应力边界法

刘俊广, 陈庆发, 尹庭昌

2018, 47(03): 26-31.

摘要 ( 1392 )

相关文章 | 计量指标

初始地应力场是工程稳定性数值模拟分析的基础。已有较多的岩石地下工程稳定性模拟证明，在FLAC3D模拟时常用的速度边界法和快速应力边界法可以生成与实际较为一致的初始地应力场；但对于矿山深部工程，利用这2种边界条件加载方法，则模拟结果分别存在“地应力与实际不符”、“边界条件施加困难和浅部区域地应力与实际不符”的问题。针对这些问题，综合前述2种边界条件加载方法的优点，提出了矿山深部工程FLAC3D初始地应力场生成的“速度-应力边界法”，探讨了模型速度边界条件与应力边界条件加载范围的确定方式，通过算例分析验证了“速度-应力边界法”生成初始地应力场的合理性。研究表明：采用“速度-应力边界法”构建的矿山深部工程数值计算模型，可以通过多次试计算的方式确定速度边界条件与应力边界条件的加载范围；生成的初始地应力场与矿山深部工程地应力实测数据基本一致；解决了前述2种边界条件加载方法存在的问题。研究成果可为矿山深部工程的数值模拟分析提供参考。

吴庄铁矿二步回采深孔爆破参数优化研究

刘爱兴, 张云鹏, 朱晓玺, 张亚宾, 姚旭龙

2018, 47(03): 32-37.

摘要 ( 822 )

相关文章 | 计量指标

基于嗣后充填采矿法二步回采时，深孔爆破对充填体的损伤问题，以吴庄铁矿实际矿岩力学和爆破参数为基础，建立了基于LS-DYNA的不同孔底抵抗线的扇形深孔爆破模型，并进行了数值模拟，得出以下结论：随着孔底抵抗线的增大，振动速度和有效应力逐渐减小，爆破对充填体的损伤逐渐减小。结合数值模拟得出的结论，采用孔底抵抗线0.5 m的扇形孔爆破参数进行现场爆破试验，利用VS150三维激光扫描探测系统对矿山现场试验进行测量，并对扫描数据进行处理和分析，得出充填体表面较为平整，没有发生垮塌的情况，从而得出优化的扇形孔爆破参数，以指导今后井下爆破施工。

某矿高应力强流变软岩巷道失稳破坏机理及控制技术

朱士永

2018, 47(03): 38-42.

摘要 ( 759 )

相关文章 | 计量指标

高应力、低强度是引起软岩巷道产生塑性大变形的主要原因之一。通过分析某矿皮带下山变形破坏特征及围岩力学状态，总结了其变形失稳原因；基于耦合支护理论，在原支护方案的基础上，提出了全断面高强锚杆+长锚索+控底混凝土层耦合支护（方案1）和长短多级锚索+高强锚杆+柔性让压充填层+U型钢联合支护（方案2）2种优化方案，采用FLAC3D模拟了2种优化方案的支护效果，确定方案2作为最佳支护方案；工业性试验表明，采用该方案后，巷道顶板最大下沉量、底鼓量及两帮最大移近量分别为37.8 mm、97.8 mm和105.3 mm，基本控制了围岩有害变形。

确定延时爆破间隔时间的新方法

张小军, 汪旭光, 于亚伦, 杨德强

2018, 47(03): 43-49.

摘要 ( 1065 )

相关文章 | 计量指标

随着城市的发展，城市爆破对振动的控制越来越严格，延时爆破是比较常用的减振手段之一。依据波的叠加原理与波的干涉，对爆破地震波的叠加效应进行理论分析，可以推导出2孔延时爆炸产生爆破地震波叠加的波动方程，得出延时爆破的最佳间隔时间；同时利用波形峰值包络线的思想与爆破地震波叠加的波动方程，拟合出了测点处质点振动速度的近似解析式；最后通过案例，利用单炮次爆破振动波形图，拟合测点处质点振动速度的表达式，根据不同延时间隔时间爆破振动的理论波形图，确定最佳的延时爆破间隔时间。

某露天矿排土场高台阶排土工艺优化治理

文发青, 董红彦, 冯俊颖, 杨维葳, 屈晓朋, 王丽萍

2018, 47(03): 50-56.

摘要 ( 1296 )

相关文章 | 计量指标

结合某露天矿排土场现状，针对现存高台阶排土场的安全隐患，通过调整排土工艺的方式，将现排土机排土的单台阶大段高排土场调整为由2个以上台阶组成的多台阶排土场。对形成下部台阶的4种排土工艺方案（重力溜放与汽车倒排、汽车直排、排土机下行转场排土、排土机与电铲倒排结合），重点从各方案的安全可行性、投资费、运营费等方面进行了分析、比选。得出结论：上部台阶仍然采用现有排土机排土工艺及设备，下部台阶采用溜槽溜放—汽车倒排工艺，最终达到排土场安全稳定的要求。

倾斜管实验的膏体流变特性规律研究

张友志, 薛振林, 刘志义, 孙光华

2018, 47(03): 57-61.

摘要 ( 733 )

相关文章 | 计量指标

针对膏体流变特性难以真实测量的现象，自制一套能够有效还原工业现场的倾斜管道实验装置，对膏体流变特性参数进行测量，运用通径分析法探究膏体浓度、灰砂比对流变特性的影响规律。结果表明：膏体浓度、灰砂比对膏体流变参数的影响均为正相关，其中，浓度对屈服应力的影响水平比灰砂比对其影响水平大一个数量级，当灰砂比接近1∶25时，灰砂比的增大与减小并不能引起屈服应力明显的单调递增递减现象；浓度对塑性黏度的影响水平比灰砂比对其影响水平大，但在同一个数量级，膏体浓度较低时，会产生浓度低黏度大的现象。

镜铁山桦树沟井下矿低贫化放矿技术研究与应用

陈永祺, 田宏海, 程国华, 马彦平

2018, 47(03): 62-67.

摘要 ( 1068 )

相关文章 | 计量指标

无底柱分段崩落法低贫化放矿工艺技术多年来一直是矿业界研究的重要课题。通过实验室模拟放矿研究，结合镜铁山矿V矿体低贫化放矿工业试验研究，形成低贫化放矿工艺技术标准，试验综合回采率指标达到了85.67%，贫化率达到8%左右；探索总结了截止品位向低贫化放矿方式转换的工艺技术，在桦树沟全矿区推广应用后，取得了显著的经济效益。

爆破动载荷作用下支护结构的动态安全距离研究

李怀宾, 赵兴东, 赵一凡, 李洋洋

2018, 47(03): 68-70.

摘要 ( 836 )

相关文章 | 计量指标

地下洞库在开挖过程中，掘进爆破振动对围岩及支护工程的影响不容忽略。锦州地下洞库3北洞罐长934 m，基于地震波传播的空间效应，把3北洞罐分成3段，得出了各段的速度衰减规律。结果表明：洞罐前段衰减速率最快，中段次之，末端衰减最慢。按照新浇筑混凝土的爆破振动安全振速，确定了洞罐掘进在前段、中段和末端的安全距离，研究结果对其他洞罐支护安全距离的选择提供了理论依据。

本钢歪头山矿石碎磨特性参数研究

王泽红, 周鹏飞, 毛朝勇, 宋亚龙

2018, 47(03): 71-75.

摘要 ( 852 )

相关文章 | 计量指标

以本钢歪头山铁矿石为试验物料，采用JK落重试验和Bond球磨功指数试验研究了矿石的碎磨特性参数。结果表明：冲击粉碎参数A为65.53，b为1.06，A×b为69.46；磨蚀粉碎试验获得的矿石磨蚀系数ta为0.72；相对密度测定试验获得的矿石相对密度为3.31。Bond球磨功指数试验获得的球磨功指数W_ib为7.64 kWh/t，碎磨特性参数和Bond球磨功指数表明，歪头山矿石属于软矿石范畴，其抗冲击破碎能力和抗磨蚀能力都比较弱，矿石中没有难磨粒子。

内蒙古某低品位铜镍矿石选矿试验

张维佳, 曹文红, 刘永茂

2018, 47(03): 76-80.

摘要 ( 1129 )

相关文章 | 计量指标

为确定内蒙古某低品位铜镍矿石的开发利用工艺，在工艺矿物学研究的基础上进行了选矿工艺研究。结果表明，矿石中的金属矿物主要为黄铁矿、紫硫镍矿、黄铜矿，脉石矿物主要有斜长石、辉石、角闪石，橄榄石及绿泥石少量。紫硫镍矿多以细粒状伴生在黄铜矿附近，有时与黄铜矿、黄铁矿或单独以几何状充填在脉石矿物骨架中，节理清晰，粒度以中细粒为主，一般为0.30～0.003 mm。黄铜矿多单独产于脉石中，部分与黄铁矿或紫硫镍矿共生，与紫硫镍矿共生关系密切，以他形粒状为主，以中细粒为主，一般为0.30～0.03 mm。矿石在磨矿细度为-0.074 mm占90%的情况下，采用1粗2精1扫优先浮铜，再2粗2精1扫浮镍流程处理，最终获得铜品位为14.76%、铜回收率为82.15%的铜精矿，镍品位为5.86%、镍回收率为84.27%的镍精矿。铜精矿、镍精矿均达到Ⅴ级品质量标准。

某高镁铜镍矿石浮选试验

胡志凯, 谈伟军, 曾克文, 孙志健, 万丽

2018, 47(03): 81-84.

摘要 ( 1112 )

相关文章 | 计量指标

某高镁铜镍矿石含镍0.76%、铜0.16%、氧化镁25.12%，铜矿物主要为黄铜矿，镍矿物主要为镍黄铁矿，脉石矿物主要有透闪石、滑石、蛇纹石，橄榄石、透辉石及绿泥石等少量，有害杂质组分滑石、蛇纹石及绿泥石等的含量高达42%。矿石中铜、镍的氧化率均较低，原生硫化铜占总铜的87.50%，硫化镍占总镍的98.68%。为获得低镁铜镍混合精矿，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，采用2粗2扫2精，精选1尾矿连续2次精扫选，精选2尾矿与精扫选1精矿合并返回，其他中矿顺序返回流程处理，可获得铜品位为2.28%、镍品位为11.81%、铜回收率为70.37%、镍回收率为76.20%、氧化镁含量仅为4.38%的铜镍混合精矿，产品达到一级品质量标准（镍品位大于10%，氧化镁含量小于6%）；抑镁效果取得成功的关键在于在精选段添加了北京矿冶研究总院研制的含镁脉石矿物的高效抑制剂——改性CMC（总添加量为480 g/t）。试验流程具有稳定、低药耗、高效等优点，适合该矿石的处理。

空白焙烧石煤物相及钒形态变化对细菌浸钒的影响

王鑫, 林海, 董颖博, 李甘雨

2018, 47(03): 85-89.

摘要 ( 782 )

相关文章 | 计量指标

以湖北郧西某石煤为原料，研究了石煤空白焙烧对石煤物相、钒形态及微生物浸出过程的影响，并采用XRF、XRD和FTIR等检测手段对石煤原矿及焙烧熟料进行了表征。结果表明：①石煤试样在900 ℃空白焙烧预处理2 h，在细菌作用下，钒浸出率达到92.62%，浸出体系中Si的最大浸出量为53.93 mg/L，浸出结束后，体系中Al的最大浸出量小于10 mg/L，Fe的最大浸出量小于2 mg/L。②石煤中88.62%的钒存在于残渣态中，900 ℃空白焙烧熟料中，存在于残渣态中的钒仅占9.28%，可交换态中的钒增至85.52%。③空白焙烧使钒云母的层间水分子发生了变化，羟基脱除，铝氧四面体的结构失稳，基本构成单元发生畸变和垮塌，晶格中钒与周围元素的化学键能降低，削弱了对钒的束缚，为细菌浸出钒创造了条件。

耐冷嗜酸硫杆菌的生长特性和固定化培养

陈鹏, 王清良, 胡鄂明, 李乾, 刘天印, 陈宽

2018, 47(03): 90-96.

摘要 ( 795 )

相关文章 | 计量指标

为解决氧化亚铁硫杆菌、嗜铁钩端螺旋菌等中温菌在低温和高酸的吸附尾液中作氧化剂时生长繁殖慢、氧化Fe²⁺速率低等问题，以耐冷嗜酸硫杆菌为研究对象，结合新疆某地浸采铀现场生产实际，对该菌的生长特性、耐酸驯化和固定化培养进行了探索。结果表明，该菌的接种量以10%为宜；当初始Fe²⁺浓度为0.3～0.5 g/L时，细菌仍能较快氧化Fe²⁺；在5～25 ℃条件下，耐冷嗜酸硫杆菌氧化Fe²⁺的速率均高于氧化亚铁硫杆菌，即耐冷嗜酸硫杆菌更适于溶浸液低温环境；耐冷嗜酸硫杆菌耐酸驯化后能在pH=0.31的培养液中保持较好的氧化活性；从生物陶粒表面电镜图片中可以观察出较厚的生物膜，固定化细菌和游离态细菌协同氧化Fe²⁺的速率是游离态细菌单独氧化的3.4倍。

乳化煤油在金红石与石榴石浮选分离中的增效作用研究

李洪强, 母顺兴, 张艳清, 李洪潮, 宋少先

2018, 47(03): 97-101.

摘要 ( 795 )

相关文章 | 计量指标

针对金红石与石榴石浮选分离过程中羟肟酸类捕收剂选择性好，但捕收能力较弱的问题,以乳化煤油为增效剂，金红石与石榴石单矿物和人工混合矿为浮选对象，对改善水杨羟肟酸（SHA）的捕收能力进行了试验。单矿物浮选试验表明：经Tween80乳化的煤油改善SHA浮选性能的效果最好；相比乳化煤油与SHA混合一步添加，分步添加的浮选效果更佳；增大乳化剂用量能提升金红石的上浮率，乳化剂Tween80与煤油较好的质量比为3.0%。提高矿浆中乳化煤油的浓度，能大幅度提高金红石上浮率，但会影响SHA对金红石和石榴石浮选的选择性。人工混合矿浮选试验表明：以铅离子为活化剂、乳化煤油为捕收增效剂、MIBC为起泡剂，浮选矿浆pH=6.3附近时，较低用量的SHA就能实现金红石与石榴石的高效分离。

桦树沟铁矿石工艺矿物学研究

郭旺, 李艳军, 王明星

2018, 47(03): 102-105.

摘要 ( 1079 )

相关文章 | 计量指标

酒钢矿业公司桦树沟矿开采向深部推进过程中，矿石性质发生了较大变化。为给矿山生产和工艺改造提供指导，对桦树沟待采铁矿石进行了工艺矿物学研究。结果表明：矿石全铁品位为29.74%，赤（褐）铁占总铁的67.62%，碳酸铁占总铁的26.66%；主要有用矿物为赤铁矿、菱铁矿，褐铁矿少量，含量分别为26.62%、16.52%和4.35%；脉石矿物主要为石英、碳酸盐矿物和绢云母等，其中，石英含量为25.33%。矿石的结构主要为自形—半自形晶结构、他形晶结构、交代结构和填隙结构；主要构造为块状构造、条带状构造、浸染状构造、网状构造和蜂窝状构造。赤铁矿主要以片状、纤维状、薄板状、针状、放射状、鳞片状集合体产出，集合体常形成致密的块体；菱铁矿多呈粒状及粒状集合体产出，以粗粒嵌布为主，与方解石、白云石、白云母、石英嵌布关系密切；褐铁矿主要以胶状、土状浸染分布在非金属矿物中，以及以细脉状、网状充填在其他矿物的粒间，有的以多孔状、蜂窝状嵌布在矿石中，粒度极不均匀。脉石矿物石英多以自形、半自形粒状集合体产出，粒度较均匀，常被碳酸盐矿物、白云母和绢云母等充填胶结；方解石和白云石主要以他形粒状、不规则状、脉状、网脉状产出，常与菱铁矿紧密共生形成集合体。

陕西某含碳微细粒金矿石工艺矿物学研究

靳建平, 韩跃新, 雷大士, 谷晓恬, 杨玮

2018, 47(03): 106-110.

摘要 ( 1188 )

相关文章 | 计量指标

陕西秦岭地区某含碳微细粒金矿石中有用矿物为自然金及辉银矿，金品位为5.20×10-6。为给该矿石选矿工艺流程制定提供依据，通过光学显微镜、化学分析、X射线衍射、扫描电镜、能谱分析等分析手段，对矿石化学成分、矿物组成、金的赋存状态及嵌布特征等进行了系统研究。结果表明：矿石中金主要以自然金形式存在，粒度微细，0.005~0.01 mm粒级占83.03%；碳质（有机碳和石墨碳）含量高、粒度细，且与石英等脉石矿物紧密共生；碳质及黏土矿物含量高、自然金粒度微细、部分微粒金被碳质硅质板岩碎屑（石英、碳质、褐铁矿等组成）包裹，均不利于金的选矿回收。研究结果对矿石分选工艺流程的制定具有指导意义，可以为该类难处理金矿石的开发利用提供借鉴。

云南某高砷铜银矿石工艺矿物学研究

陈启良

2018, 47(03): 111-115.

摘要 ( 791 )

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云南境内高砷铜（银）矿众多，为给该类型矿石的选冶研究提供参考，对某高砷铜银矿石开展了工艺矿物学研究。结果表明：①矿石构造主要为细脉浸染状、条带状、角砾状等构造；主要结构为他形—半自形—自形粒状、鳞片变晶、碎裂、交代残余等结构。②矿石中的金属矿物主要为黄铜矿、砷铁锑黝铜矿、毒砂、黄铁矿，硫铋铜矿、孔雀石少量，偶见蓝辉铜矿等；非金属矿物主要为石英、白（绢）云母、白云石、方解石、斜长石等。主要有用矿物为黄铜矿，其次为砷铁锑黝铜矿及硫铋铜矿；有害矿物主要为毒砂。③矿石属于高银硫化铜矿石，硫化铜占总铜的97.25%，94.07%的银分布在硫化铜矿物中，在浮铜过程中，银将随铜矿物的回收而得以综合回收。④黄铜矿、砷铁锑黝铜矿的嵌布粒度主要为0.01～0.1 mm，属细粒嵌布，对磨矿细度有一定要求。⑤矿石宜采用抑砷浮铜原则流程进行选矿，对含砷严重超标的铜银精矿宜采用焙烧或焙烧+湿法浸出的工艺进行降砷。

罗河铁矿选矿工艺流程优化

刘军, 丁开振, 王炬

2018, 47(03): 116-121.

摘要 ( 930 )

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马钢罗河铁矿选矿厂自建成投产以来，存在一段球磨机处理能力不能达到设计要求、弱磁选铁精矿含硫超标、赤铁矿精矿选别指标差、硫精矿中的铜未能回收利用等问题。为解决上述问题，在对选矿厂磨选系统进行全流程考查的基础上，研究了矿石的可磨性特征，参照现场硫浮选、弱磁选、强磁选、重选作业的工艺参数，在实验室进行了选别效果验证试验，并详细研究了含铜硫精矿的铜硫分离工艺。根据研究结果，对选矿厂所存在的突出问题提出了改进措施。在完成磁铁精矿降硫和铜硫分离工艺优化改造后，有望使现场磁铁精矿S含量由0.51%降到0.30%以下；从硫精矿中分离出产率（对硫精矿）为0.82%、Cu品位为17.51%、Cu回收率（对硫精矿）为59.54%的铜精矿。

新疆西克尔地区遥感蚀变信息提取与成矿预测

刘桂萍, 蔡宏明, 姜波, 张莹莹

2018, 47(03): 122-131.

摘要 ( 719 )

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新疆西克尔地区自然条件恶劣，地质研究程度低，但分布有众多小型的铜矿点，具有良好的成矿地质背景。以高分2号和Landsat 7 ETM+遥感影像为数据源，根据西克尔地区遥感影像特征和相关地质资料，总结了遥感影像解译标志，对研究区内进行了岩性和构造解译，并采用主成分分析法对去干扰后的ETM+遥感影像进行蚀变异常信息提取和强弱分级，野外查证表明遥感异常区域有较好的矿化蚀变显示。在对区域成矿地质条件和典型矿床综合研究的基础上，根据地层、构造和蚀变异常的空间分布特征以及区域化探资料进行了成矿预测，圈定了5个铜矿成矿远景区（编号分别为I#、II#、III#、IV#、V#），其中一类成矿远景区2个，二类成矿远景区2个，三类成矿远景区1个。Ⅰ#成矿远景区野外验证发现了发育较好的铜矿化，表明所圈定的成矿远景区有一定的可靠性，采用遥感方法在新疆西克尔地区进行找矿预测具有可行性。

红旗铁矿改进Knothe时间函数开采沉陷预计模型

李建

2018, 47(03): 132-136.

摘要 ( 1106 )

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针对Knothe时间函数模型对开采沉陷过程的预计结果与沉陷实际发生过程不完全符合的问题，分析了该模型的缺陷，提出了改进的Knothe时间函数开采沉陷预计模型。结合河北省武安市红旗铁矿6300综放工作面地表沉陷实测数据，构建了改进的Knothe时间函数开采沉陷预计模型，并进行了模型精度分析。研究表明：经过累计387 d观测，改进的Knothe时间函数开采沉陷预计模型的预计值与实测值的误差为0.2~73.6 mm，平均误差为 35.2 mm，优于BP神经网络模型（误差为8.1~143 mm，平均为49.9 mm）、SVM模型（误差为0.7~105.1 mm，平均为35.8 mm）以及概率积分法模型（误差为18.2~180.5 mm，平均为102.6 mm），对于高精度预计该矿开采沉陷具有一定的作用。时间函数|BP神经网络|SVM|概率积分法

高精度矿区地表沉陷远程监测系统构建与应用

姚锡伟, 刘涛

2018, 47(03): 137-141.

摘要 ( 1052 )

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针对目前矿区地表沉陷监测方法普遍存在监测精度不高、无法实现实时监测的问题，采用振弦式静力水准仪作为传感器、GPRS（General packet radio service）无线传输技术作为数据传输手段，构建了一套高精度矿区地表沉陷监测系统。详细介绍了该系统的基本架构及工作流程，并进行了长时间的性能测试，认为该系统可以实现实时监测，稳定性较好。将该系统应用于山西某煤矿进行了为期9 d（2017年4月2日~2017年4月10日）的开采沉陷监测试验，研究表明：系统监测值与相应的精密水准测量数据的最大误差仅为0.425 mm，明显优于GPS 5 mm的监测精度，可见该系统的开采沉陷监测精度较高，有一定的实用价值。

一种井下铲运机无线遥控系统

王亚东, 田立勇, 李胜, 谢广峰

2018, 47(03): 142-145.

摘要 ( 1020 )

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为了保证井下铲运机进入矿房时的作业人员安全，并且考虑到地下采矿环境复杂多变，特此设计了一种无线遥控系统。该遥控系统主要由遥控器、车载控制器构成。遥控器及车载控制器均以ARM处理器为控制核心。遥控器将作业人员的操作转换成控制指令，按照一定的通信协议，以无线的形式将控制指令发送出去。车载控制器具有遥控和本地控制2种工作模式。车载控制器工作在遥控模式时，接收遥控器发出的控制指令，并依此作业；车载控制器工作在本地控制模式时，接收车载控制手柄及按钮的命令进行作业。遥控模式可以使得作业人员远离危险环境，提高了安全性；本地控制模式可使得作业人员在铲运机上作业，兼具了灵活性。该系统具有投资小、见效快的特点，非常适合复杂多变的井下采矿作业。

爆破裂纹形态统计的图像特征提取技术研究

司剑峰, 钟东望, 涂圣武, 陈晨, 黄雄

2018, 47(03): 146-150.

摘要 ( 1106 )

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在用高速摄影研究爆破裂纹形态时，由于拍摄光线、视角或爆破产生的粉尘等原因，照片分辨率较差，很难看清裂纹，对研究爆破裂纹的扩展过程造成很大的影响。基于MATLAB平台，设计钻孔爆破裂纹识别系统对高速摄影图像进行处理，利用处理过的图像来描述爆破裂纹形态和发展，并从处理结果中检测出裂纹的数据进行统计，从而方便分析爆破裂纹发展的特征并得出其规律。将得到的裂纹扩展数据和规律与之前学者做过的类似研究结果进行了对比，分析二者的误差和区别，完善了爆破裂纹图像检测和数据处理的方法和理论。

自然崩落法漏斗放矿规律三维模拟

黄明清, 王贻明, 高谦

2018, 47(03): 151-155.

摘要 ( 840 )

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为了优选自然崩落法低损贫的放矿方案，引进REBOP软件开展镍矿下盘、上盘及中部多排漏斗放矿规律三维数值模拟及损贫预测。结果表明，3种方案均匀放矿30 d后放矿点上方均形成近70 m的移动单元体及超30 m的放矿单元体。矿体下盘、上盘及中部放矿时平均出矿率依次为85.6%、85.4%及85.7%，出矿品位依次为0.56%、0.43%及0.47%。此外，下盘放矿时极限放出矿量及放出矿石品位均优于其他方案，且放矿周期内矿石品位均达到设计品位，故优选为最佳放矿方案。

井下水力通风换热机温升效果研究

龚孔成

2018, 47(03): 156-160.

摘要 ( 727 )

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越来越多的金属矿山进入深部开采，面临地下热害和通风方面的双重困难。利用温差能驱动通风的原理，提出利用水力通风换热机将地下热水的势能和热能转换为风流的动能和内能，并利用MATLAB进行相关数值模拟研究，优化相关参数。结果表明：升温效果与地下热水水头、换热机进风温度、地下热水温度和换热高度等呈现正相关关系，且影响因素排序为地下热水水头>换热机进风温度>地下热水温度>换热高度；换热机在热水水头为260 m、地热水温度为55 ℃、空气初始温度为24 ℃的外在条件下，风量达54 m3/s，出风温度升高约为10 ℃。

控制采矿干扰扩散的生态关键地段识别研究——以大冶市为例

唐荣彬, 付梅臣, 陈勇

2018, 47(03): 161-167.

摘要 ( 693 )

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控制采矿干扰扩散的生态关键地段对维持生态系统有着重要的意义。以典型的矿业城市大冶市为例，在GIS技术的支持下，根据最小累积阻力面模型原理，将作为“源”的矿山企业的影响系数进行量化，系统研究了干扰扩散的阻力构成和运作机理，构建了采矿干扰扩散的阻力面模型（MIDR），最终识别出控制采矿干扰扩散的位置型关键生态地段，并对其空间分布的位置和规律进行了分析。结果表明，大冶市控制采矿干扰扩散的生态关键地段覆盖了主要矿山、生态敏感区与脆弱区，约占全市土地面积的23%，这些生态关键地段是维系矿业城市生态平衡与安全、改善环境质量的重点区域，加强这些关键地段的监管，能够有效控制矿山外部性的外溢，实现区域可持续发展。

非煤矿山安全管理的生态系统理论研究

郭进平, 张星, 李世伦

2018, 47(03): 168-172.

摘要 ( 751 )

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基于生态系统理论的基本原理，提出非煤矿山安全管理生态系统的概念，建立非煤矿山安全管理生态系统模型，对系统的内涵和结构进行深入分析，结合耗散结构理论构建系统的评价模型，计算系统的总熵值，根据总熵值的大小评判系统的稳定有序性。选取陕西省某非煤矿山为案例，对其2007—2016年安全管理生态系统熵变指标要素评分进行数据分析。研究结果表明：通过熵权法赋权模型获得的评价结果相对合理,为有关部门的监测和有针对性的治理提供了重要依据，系统在2007—2013年的累计信息熵是正的，系统处于无序混乱状态，系统累计信息熵从2014年开始由正到负，系统从2014年开始趋于稳定有序状态。

金堆城露天矿穿孔作业危险性分析

张建华, 李栋朋, 李泽安, 黄刚, 吴浩

2018, 47(03): 173-177.

摘要 ( 1101 )

相关文章 | 计量指标

随着数字化矿山的普及，数字化穿孔作业在国内部分大型矿山已经得到了实现,但是由于露天矿山生产一直以来都是高危险性行业，且基于矿山穿孔作业恶劣的作业环境，故有必要对其进行危险性分析。由于穿孔作业危险性复杂多样，故采用预先危险性分析和改进的作业条件危险性评价方法（PHA-MES）对金堆城数字化穿孔作业进行危险性评价，得出了数字化穿孔作业过程中各个危险源及其危险程度，进而提出了相应的控制措施。通过对金堆城露天钼矿数字化穿孔作业的实例分析表明，利用PHA-MES法，能够深入、全面、客观的分析系统中的危险因素，对露天矿山数字化穿孔作业的危险源管控提供了参考。

矿区地质环境定量评价的FAHP与可变模糊集模型

徐佳

2018, 47(03): 178-181.

摘要 ( 757 )

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针对矿山地质环境影响因素具有多样性、不确定性特征，难以进行定量评价的问题，将模糊层次法（Fuzzy analytic hierarchy process,FAHP）与可变模糊集相结合，以宁夏某地区为例，构建了一种适用于矿区地质环境的定量评价模型。首先构建了涵盖矿区地质背景、地质灾害、资源毁坏、环境污染等4个一级指标，工程地质条件、地形地貌、水文气象、人类活动强度等16个二级指标的矿区地质环境评价指标体系；然后采用可变模糊集求解方法计算了各评价指标的权重向量，并结合FAHP法求解出矿区地质环境等级特征值，依据各特征值对矿区地质环境所属等级进行了准确划分。研究表明：该矿区地质环境等级特征值为2.489，综合地质环境等级为II级，区内地质环境总体良好；该区矿区地质背景、地质灾害、环境污染等级均为II级，资源毁坏等级为III级，表明该区资源毁坏程度处于预警状态，有必要进一步加大矿产资源、土地资源以及水资源的保护力度，实现可持续发展。

钠基蒙脱石对Cu²⁺的吸附研究

赵徐霞, 庹必阳, 韩朗, 龙森

2018, 47(03): 182-186.

摘要 ( 878 )

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为了寻找高效、低成本、无二次污染地解决重金属离子污染问题的方法，以提纯钠化后的蒙脱石(Na-mnt)为吸附剂，在对其进行性能表征的基础上，进行了Cu²⁺吸附试验，考察了Cu²⁺初始浓度、溶液的初始pH、吸附温度及吸附时间对Cu²⁺吸附的影响，并通过Langmuir、Freundlich等温吸附模型及动力学方程从热力学与动力学角度分析了Na-mnt对Cu²⁺的吸附机理。结果表明：Na-mnt对Cu²⁺的吸附平衡数据符合Langmuir等温模型，吸附过程是一个非自发的放热反应过程，吸附过程符合拟二级动力学方程。

某白钨尾矿中伴生萤石的选矿试验

丁军, 黄超军, 李少平, 何桂春

2018, 47(03): 187-191.

摘要 ( 1144 )

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江西某白钨浮选尾矿萤石、方解石含量均较高，CaF₂、CaCO₃含量分别为12.33%和9.79%，属于复杂难选伴生萤石二次资源。为从该二次资源中高效回收萤石，进行了详细的选矿试验。结果表明，酸性水玻璃+腐植酸钠组合使用可在浮选萤石时有效抑制方解石等脉石矿物。在氧化石蜡皂731总用量为1 150 g/t，酸性水玻璃+腐植酸钠总用量为（2 750+275）g/t的条件下，采用1次粗选、粗精矿再磨后6次精选、粗选尾矿和精选1尾矿各2次扫选流程处理试样，最终获得CaF₂品位95.26%、回收率85.37%的萤石精矿，较好地实现了从白钨尾矿中综合回收萤石的目标。

氰化尾渣碱法水热浸出脱石英试验

何超然, 丁冲, 王晓辉, 李昭, 郑泉福

2018, 47(03): 192-195.

摘要 ( 750 )

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湖南某黄金冶炼厂的氰化尾渣含金5 g/t以上，其中的主要物相为赤铁矿、石英、白云母，石英包裹黄铁矿与金的共伴生体是导致金不能充分与氰化药剂接触的重要原因。为解决此问题，进行了氰化尾渣碱法水热浸出脱石英工艺条件研究。结果表明，氢氧化钠浓度为25%，体积质量比为2 L/kg，浸出温度为160 ℃，搅拌速度为400 r/min，浸出时间为3 h情况下的脱石英率为57.6 %。经过该工艺脱石英，金的浸出率可由4.7%提高到38.4%。

胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰固化机理研究

杨恒, 倪文, 马旭明, 高巍, 许成文, 巴浩静

2018, 47(03): 196-200.

摘要 ( 859 )

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为确定低成本、安全、高效处置危废城市垃圾焚烧飞灰(MSWI)的方法，以钢渣微粉、矿渣粉、脱硫石膏、垃圾焚烧飞灰和尾砂为充填材料，进行了砂浆流动性能和胶结充填料强度试验，根据胶结充填料强度确定了胶凝材料的最优配比，并通过X射线衍射（XRD），红外（FTIR）和扫描电镜(SEM)分析了净浆试块的微观结构和水化产物。试验结果表明，当垃圾焚烧飞灰掺量为15%、钢渣微粉掺量为4%、脱硫石膏掺量为14%、矿渣粉掺量为67%时，料浆的流动度为260 mm，满足自流型胶结充填的流动性需求，充填料试块28 d的抗压强度为24.54 MPa，满足矿山充填强度要求；充填料试块养护28 d重金属离子浸出浓度全部低于饮水标准；冶金渣-垃圾焚烧飞灰胶凝材料水化产物主要有钙矾石、C—S—H凝胶和Friedel盐。

某电解锰渣免烧砖抗压和抗折强度研究

秦吉涛, 王家伟, 王海峰, 赵平源

2018, 47(03): 201-204.

摘要 ( 820 )

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用某些固体废弃物制备免烧砖是实现固体废弃物大宗利用的重要途径，为确定贵州某电解锰厂电解锰渣制备免烧砖的可能性，在进行了浸出毒性分析的基础上，研究了渣泥质量比、骨料掺量、水固质量比及成型压力对免烧砖抗压强度和抗折强度的影响。结果表明：随着渣泥质量比的增大，试块的抗压、抗折强度均先上升后下降，高点在渣泥质量比为5时；随着骨料掺量的增大，试块的抗压、抗折强度均先增大后减小，高点在骨料添加量为30%时；随着水固质量比的增大，试块的抗压、抗折强度先增大后减小，高点在水固质量比为0.30时；成型压力从1.0 MPa提高至2.0 MPa，试块7 d和28 d的抗压、抗折强度都显著上升，继续提高成型压力，试块7 d和28 d的抗压、抗折强度上升幅度趋缓。当渣泥质量比为5，骨料添加量为30%，水固质量比为0.3，成型压力为2 MPa时，电解锰渣免烧砖7 d的抗压、抗折强度分别达到10.63 MPa和2.21 MPa，28 d的抗压、抗折强度分别达到 14.89MPa和2.48 MPa，达到国家普通砖的强度标准。

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