当期目录

2018年 第47卷 第12期    刊出日期：2018-12-15

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采矿工程

弱胶结类岩石细观结构参数与其宏观力学行为的关联性研究进展

宋朝阳, 宁方波

2018, 47(12):  1-9. 

摘要 ( 707 )  

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弱胶结类岩石主要为颗粒和胶结物质由压实或胶结作用而成，具有多尺度性、多相性以及复杂性，其细观结构的颗粒和胶结物质的物理特性、胶结特性以及颗粒和胶结物质构成的结构系统对其宏观力学性能有重要的影响。梳理了弱胶结类岩石宏细观研究的整体分析思路，总结了现有研究弱胶结类岩石细观结构的实验测试技术及其细观结构参数的定量选取和表征方法。列举了采用数值计算来研究细观结构参数单一变量对宏观力学性质的研究成果。为表征弱胶结砂岩细观结构的演化特征，提出了弱胶结类岩石模型建立时必须遵循的基本原则。在研究总结的基础上，揭示了弱胶结类岩石受力条件下细观结构演化过程中颗粒接触特征的演化过程。寻求以测试技术手段为基础的细观结构演化过程中临界特征提取与判别方法，以期为研究弱胶结类岩石细观构造的定量参数与宏观力学行为的关联性奠定基础。

大规模充填采矿采场稳定性研究与结构参数优化

刘建东, 解联库, 曹辉

2018, 47(12):  10-13. 

摘要 ( 650 )  

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甲玛铜多金属矿二期地下开采采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法，为有效控制地压灾害，实现矿体安全高效开采，采用理论计算、Mathews稳定图和FLAC3D数值模拟多种方法对采场顶板及矿柱的稳定性进行综合研究，在此基础上确定合理的采场结构参数。结果表明，12 m、15 m和18 m 的采场宽度均能满足矿柱稳定的要求；当采场宽度为18 m时，最大允许采场长度为77.3 m；当采场长度为60 m时，最大允许采场宽度为22.4 m。综合考虑采场稳定性以及深部高应力环境等因素，甲玛铜多金属矿采场宽度采用15 m较为合适，推荐的采场结构参数为15 m×60 m。

傲牛铁矿三采区充填体稳定性及间柱回采顺序研究

胡世利, 衣福强, 周乐, 张世玉, 邱景平

2018, 47(12):  14-18. 

摘要 ( 568 )  

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随着傲牛铁矿三采区矿柱的回采，矿房充填体失去矿柱的侧压限制且暴露面积越来越大，充填体的受力条件发生改变，影响其稳定性，为此需要进行充填体的稳定性及回采顺序优化研究。结合傲牛铁矿的矿岩物理力学性质和矿柱回采方法，对矿房充填体建立力学模型，分析充填体在开采时受力的稳定性，计算充填体的极限自立高度；同时根据现场情况，提出了2种间柱整体开采顺序方案和2种中段间柱回采顺序方案，并对其进行了数值计算分析。计算结果表明：在整体开采间柱顺序上，从下至上开采最优，应力集中程度低，安全性高；在265 m中段间柱开采顺序上，先开采①、③、⑤间柱，再回采②、④间柱，位移变化较小。研究成果为现场的间柱回采提供了理论依据。

钢筋混凝土假顶力学模型构建与参数优化

杜永亮

2018, 47(12):  19-26. 

摘要 ( 542 )  

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利用钢筋混凝土材料构筑大跨度、高阶段采场的人工假顶是嗣后充填开采的一个新工艺，但钢筋混凝土造价高，有必要研究确定合理的钢筋混凝土假顶强度、厚度和配筋参数。针对内蒙古某铅锌矿高阶段嗣后充填开采人工假顶暴露跨度大、采场高度大的技术特征，将钢筋混凝土假顶力学模型简化为薄“板”理论模型和简支“梁”理论模型，得出钢筋混凝土假顶安全系数随厚度增加呈二次函数升高，揭示了钢筋混凝土假顶强度、安全系数与厚度之间的演化规律。并采用经济配筋率理论和FLAC3D软件确定了大跨度钢筋混凝土假顶厚度为1.5 m、强度为20.0 MPa、配筋参数为[?]25 mm×95 mm。研究结果显示，钢筋混凝土假顶在其自重及上部充填体作用下处于稳定状态，验证了所留设钢筋混凝土假顶厚度以及配筋设计的合理性，指导了矿山钢筋混凝土假顶设计。

三鑫金铜矿复杂充填体下间柱回采稳定性研究

葛永翔, 张聪瑞, 王维, 雷高, 任高峰, 吴起

2018, 47(12):  27-33. 

摘要 ( 561 )  

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针对复杂充填体下间柱回采的稳定性问题，以湖北三鑫金铜矿-370 m中段开采为依托，提出了优化方案：间柱矿房分3层从下往上回采，每层矿房尺寸为12 m×10 m，留设厚度为1 m的护壁矿体。利用相似模拟试验手段对该方案的间柱回采过程的稳定性进行研究，揭示回采矿房两侧及顶板的位移和应力变化规律。并借助有限差分软件FLAC3D对相似模拟试验结果进行了对比分析。结果表明：相似模拟试验结果与数值模拟结果具有较好的一致性。在间柱回采过程中，矿房两侧及顶板位移量均较小，应变值趋于稳定，表明基于该方案的回采过程稳定性良好，可实现间柱的安全高效回采。

某钨矿急倾斜薄矿体采矿方法优选

吴礼军, 韩晓亮, 刘白璞

2018, 47(12):  34-38. 

摘要 ( 590 )  

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为选择适合某钨矿急倾斜薄矿体的最佳采矿方法，以解决该矿开采难度大与开采成本高的问题，根据矿山实际地质情况并通过查阅资料，初选出了适用于急倾斜薄矿体的采矿方法。在此基础上，综合选择了影响采矿方法的9个因素，运用层次分析法确定了各因素的权重，各影响因素权重经过无量纲化处理后建立了隶属度矩阵和综合评价体系。通过综合比较分析，确定了该矿的最佳采矿方法为浅孔留矿法。该方法在矿山生产实践中，年产量提高了12万t，每年可节约成本近400万元，取得了显著的经济效益，可供类似矿山参考。

深部破碎硬岩采动压力分布规律与控制方法研究

付煜, 任凤玉, 何荣兴, 宫国慧, 马东

2018, 47(12):  39-44. 

摘要 ( 479 )  

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为研究深部破碎硬岩采动压力分布规律，以弓长岭井下铁矿为工程背景，采用收敛监测的方法，对3个不同采深的采场进行采动压力监测。监测结果表明：弓长岭井下铁矿采动压力变化呈波动趋势，最大采动压力出现在采空区边界8 m左右的位置；采动压力的峰值在空区边界上盘方向3 m到下盘方向10 m左右的范围内；沿矿体走向方向，采动压力的影响范围超过11.5 m，距回采工作面8.5～11.5 m范围内存在较大采动压力；采空区旁侧采动压力辅助监测得到采动压力峰值距采空区边界6.2～9.3 m的范围内，验证了最大采动压力出现在采空区边界8 m左右的结果。在此基础上，提出了锚网喷浆联合支护方案，预计该方案能够很好地解决弓长岭井下铁矿深部矿岩采动压力显现问题，达到预期的支护效果。

冻融循环对饱水岩石纵波波速影响的试验研究

崔贺佳, 夏冬, 吴朝松, 吴杨

2018, 47(12):  45-50. 

摘要 ( 657 )  

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为探究冻融作用对饱水岩石纵波波速与损伤变量的影响规律，在冻结温度为-20 ℃、融解温度为20 ℃的条件下，对饱水砂岩、黑云变粒岩、闪长岩和灰岩开展了40次的冻融循环试验。结果表明：在相同的冻融条件下，岩石的矿物成分、胶结类型、孔隙特征、矿物颗粒的排列方式对岩石的纵波波速和损伤变量均产生重要影响；经历40次冻融后，砂岩、黑云变粒岩、闪长岩和灰岩的纵波波速较饱水岩样分别降低了42.12%、14.30%、23.21%和19.24%；纵波波速和损伤变量降低幅度在前5个冻融周期降低较为明显，随冻融次数的增加，纵波波速与损伤变量的降低幅度逐渐减小并趋于稳定。

超深预裂孔底部加强装药高度试验研究

崔正荣, 张西良, 潘祖瑛, 李龙福

2018, 47(12):  51-55. 

摘要 ( 656 )  

相关文章 | 计量指标

本次研究以传统预裂爆破技术为基础，以西北某露天铁矿并段超深孔预裂爆破项目为背景，在工程实例的基础上提出了超深孔底部加强装药公式，即底部加强装药高度L1取值范围0.1 L~0.2 L，其中L[∈]15，30）为孔深，m。以底部加强装药的超深孔预裂爆破参数设计为基础，运用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件进行数值模拟，对比模拟结果，分析底部加强药区域部分节点应力场分布以及压力峰值。结果表明底部加强药高度为4~4.5 m时预裂爆破效果最好。提出了底部加强装药高度L1取值范围0.15 L~0.17 L。并进行了现场试验，试验效果均较理想，底部成缝效果较好，证明了超深预裂孔底部加强装药技术可行，有效地指导了矿山生产。

电子雷管在光面爆破中的应用

高朋飞, 金鹏, 杨翎, 马立飞

2018, 47(12):  56-60. 

摘要 ( 731 )  

相关文章 | 计量指标

针对光面爆破后的边坡光滑稳定及爆破后石料破碎块度均匀的要求，以温州绕城高速公路路堑开挖爆破工程为背景，对比测试了电子雷管和导爆管雷管的延时精度，并进行了电子雷管并联起爆网络和导爆管雷管复式起爆网络的光面爆破试验，比较2种雷管爆破后的石料块度，研究了电子雷管在光面爆破及石料块度控制方面的应用。试验结果表明：电子雷管延期时间的标准差、极差和延时误差均比导爆管雷管小，延期性能优于导爆管雷管。采用电子雷管进行光面爆破，爆破后的边坡表面平整，光爆孔清晰，效果好，且爆破得到的石料块度大部分集中在10~450 mm，块度均匀，能较好地满足工程需求。

矿山企业资源获取关键因素的分析探讨

王志君

2018, 47(12):  61-66. 

摘要 ( 581 )  

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对矿山企业决策者来说，在进行矿山资源获取决策时通常将面对经济、市场、资源禀赋条件、企业管控能力、国家政策等不确定性，若过多地依赖于通过项目设计完成后的技经指标反馈再进行判断决策的这种传统方法，往往会错失优质资源获取的最佳时机。笔者结合多年资源开发获取的工作实践经验，认为在影响决策判断的诸多不确定性中，企业能掌控和选择的只有管控能力和资源禀赋条件，其余因素均不可掌控。而当企业管控能力恒定时，资源禀赋条件是决定项目成败的唯一因素。本文以模糊数学中的灰色理论为基础，将构成资源禀赋条件要素中的资源储量大小及埋藏深度、矿石品位、矿床涌水量大小、矿岩稳固性、矿石磨选性能这五项关键要素作为评价指标，构建一种快速、便捷的矿山资源获取判断模型，为企业决策者提供有效的决策依据。

矿物工程

浮选过程中的泡沫夹带研究进展

李洪强, 郑惠方, 戈武, 翁孝卿, 宋少先, 肖林波

2018, 47(12):  67-72. 

摘要 ( 907 )  

相关文章 | 计量指标

细粒矿物浮选过程中，亲水的脉石矿物泡沫夹带进入精矿中，导致精矿品位降低。揭示泡沫排液及排脉石过程中的相关理论，可以为浮选泡沫结构及泡沫夹带行为的研究提供理论基础。浮选过程中的脉石泡沫夹带是一种普遍现象，脉石夹带回收率与精矿水回收率呈线性关系；两相泡沫排液受重力、毛细作用力（表面张力）、黏滞力控制，不同含液率的两相泡沫排液遵循不同的排液公式；三相泡沫的排脉石过程遵循对流—扩散模型，脉石的夹带回收率受三相泡沫排液速率及脉石颗粒浓度分布控制。浮选操作条件、亲水脉石的特性、矿浆特性以及泡沫结构是影响泡沫夹带的主要因素；优化浮选操作条件，改变浮选流程结构和改变药剂制度可以有效降低脉石的泡沫夹带，提高浮选选择性。未来，还需开发表征浮选三相泡沫特征的方法、装置或仪器，三相泡沫的结构及形态、疏水矿物颗粒与亲水脉石颗粒在泡沫中的运动路径及分布规律、浮选三相泡沫排液及排脉石的数学模型还需要进一步的细致研究。另外，降低脉石泡沫夹带的技术对于部分浮选体系虽有一定效果，但脉石的泡沫夹带尚难以消除，须开发一些革命性的技术。

石煤型钒矿预富集技术研究现状

胡洋, 何东升, 谢志豪, 吴玉元, 李克尧

2018, 47(12):  73-79. 

摘要 ( 643 )  

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当前石煤提钒一般采用湿法浸出工艺，由于矿石钒品位低，造成浸出过程酸（碱）消耗量大。在浸出前对石煤钒矿预富集，能大幅降低生产成本。总结了我国石煤钒矿预富集技术的发展成果，重点介绍了擦洗工艺、重选工艺、浮选工艺和联合选矿工艺。对于采用常规的重选、磁选、浮选工艺难以有效富集的细粒黏土型石煤钒矿，利用其矿物硬度上或形状上的差异应用擦洗工艺能有效地富集。重选工艺处理量大、设备结构简单、成本低廉。浮选工艺应用范围广、适应性强、分选效率高，可以分选赋存状态复杂、嵌布粒度细的石煤钒矿，浮选富集的产品品质一般较高。组分复杂的石煤钒矿，采用单一选矿工艺难以高效地将含钒矿物和脉石矿物分离，可根据矿石特性进行联合工艺富集回收，以发挥各种工艺的优势，提高预富集效果。石煤钒矿预富集大幅减少了后续浸出的矿石处理量，钒浸出率显著提升，降低了生产成本。关于石煤型钒矿浮选药剂研究较少，今后可结合当前先进的分子模拟技术进行分子动力学机理研究浮选药剂与矿物表面的作用，开发更为新型高效的浮选药剂；研制适用于石煤钒矿重选的选别设备；在生产中逐渐淡化传统的选矿和冶金的界线，选冶联合发展，改进工艺流程，提高石煤资源的综合利用率。

极贫赤铁矿石分粒级预选抛尾试验

于泽龙, 朱巨建, 郭小飞, 李博琦

2018, 47(12):  80-83. 

摘要 ( 608 )  

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鞍山地区齐大山极贫赤铁矿石TFe品位为18.25%，金属矿物以赤铁矿为主，脉石矿物以石英为主。为提高矿石预选效果，对其进行了分粒级预选抛尾工艺试验。采用筛孔尺寸为3 mm的筛子筛分后，在双辊转速为1.25 m/s条件下，采用双辊强磁预选磁选机对3~15 mm粒级进行干式强磁预选，预选精矿采用实验室型高压辊磨机细碎至P80为1.62 mm，与筛下-3 mm粒级混合，采用SCG-150型湿式永磁高梯度磁选机进行湿式预选，预选精矿TFe品位可达31.44%，作业回收率83.03%，对原矿回收率为75.60%，抛除总产率为56.12%、铁品位为8.19%的尾矿。试验结果为极贫赤铁矿资源的开发和利用提供了研究基础。

不同价态杂质离子对黄铜矿浮选的影响机理研究

王亮, 李育彪, 李万青

2018, 47(12):  84-88. 

摘要 ( 804 )  

相关文章 | 计量指标

随着淡水资源的匮乏，选矿回水逐渐用于浮选黄铜矿，回水中存在的杂质离子会影响黄铜矿浮选指标。因此，以Na⁺、Ca²⁺、Al³⁺为例，研究不同价态的杂质离子对黄铜矿浮选的影响及其作用机理。试验结果表明：NaCl对黄铜矿可浮性有较强的促进效果，高浓度CaCl₂对黄铜矿可浮性有明显抑制作用，而AlCl3对黄铜矿可浮性有一定抑制作用，但影响不显著。黄铜矿表面接触角、Zeta电位及物相图表明：高浓度NaCl阻碍气泡兼并，增加矿浆起泡性，压缩矿物表面双电层，减小气泡到达矿物表面的能量壁垒，促进气泡-颗粒的附着，提高黄铜矿可浮性；CaCl₂对黄铜矿浮选的抑制作用是在溶液中形成了亲水的Ca²⁺羟基络合物（Ca(OH)⁺），通过很强的亲和力吸附于黄铜矿表面，降低了黄铜矿表面的Zeta电位负值，进而降低其表面疏水性，抑制黄铜矿浮选；AlCl₃对黄铜矿浮选的抑制作用主要是因为形成的亲水氢氧化铝沉淀附着于黄铜矿表面，导致黄铜矿表面疏水性减弱，但由于形成沉淀浓度较低，对黄铜矿表面电位和浮选作用有限。

河北某高硫铜锌矿石选矿试验研究

金之易, 闫会贤, 田江涛, 唐平宇, 曹月明

2018, 47(12):  89-93. 

摘要 ( 510 )  

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河北省某铜锌多金属硫化矿石黄铁矿含量高，铜锌矿物嵌布关系密切复杂。矿石含铜1.14%、含锌6.67%、含硫29.12%，属于高硫铜锌矿石。为给该矿石合理开发利用工艺提供依据，进行了选矿试验。结果表明：采用1粗1精1扫选铜，选铜尾矿经1粗1精1扫选锌，选锌尾矿经1粗1扫选硫流程，可获得铜品位为24.13%、含锌9.33%、铜回收率为73.86%的铜精矿，锌品位为50.63%、含铜1.95%、锌回收率为91.01%的锌精矿，硫品位为53.34%、硫回收率为74.46%的硫精矿产品。试验结果可以作为该高硫铜锌矿石综合开发利用的依据。

云南某含金铜矿石自然pH下浮选试验研究

温凯, 陈建华

2018, 47(12):  94-98. 

摘要 ( 450 )  

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云南某含金铜矿石铜品位1.06%、金品位0.38 g/t、硫品位3.56%。为在回收铜的同时可以综合回收金等贵金属，在自然pH条件下进行浮选试验。结果显示：新型环保抑制剂D82在有效抑制黄铁矿的同时，还可以提高金的回收指标；在磨矿细度为-0.074 mm占75.5%条件下，以D82为抑制剂、Z-200为捕收剂，经1粗2精2扫铜浮选，浮铜尾矿以硫酸铜为活化剂、丁基黄药为捕收剂，经1粗1精1扫选硫，闭路试验得到的铜精矿铜品位46.83%、金品位14.22 g/t、铜回收率93.22%、金回收率78.96%，硫精矿硫品位58.69%、回收率75.18%。以D82为抑制剂可以在自然pH条件下实现抑硫浮铜，对伴生贵金属的硫化矿浮选具有借鉴价值。

杂质离子对黄铜矿浸出的影响机理研究

王洪铎, 李育彪, 王兵, 王新宇

2018, 47(12):  99-103. 

摘要 ( 561 )  

相关文章 | 计量指标

为探究杂质矿物对黄铜矿浸出的影响，考察了不同种类离子对黄铜矿浸出的影响。研究发现：Al2（SO4）3对铜浸出起促进作用，而Na2SO4、K2SO4、MgSO4对铜浸出起抑制作用；相比于[SO2-4]，Cl-由于可在黄铜矿表面产生疏松多孔硫层，加快浸出剂的扩散，从而对铜浸出起促进作用。动力学分析表明，添加Na+、K+、Al3+时，黄铜矿浸出过程由界面化学反应控制；而Mg2+存在时黄铜矿浸出由扩散反应控制；添加Cl-时，黄铜矿浸出受界面化学反应控制；添加[SO2-4]时，黄铜矿浸出由扩散反应控制。试验结果可以为黄铜矿湿法冶金过程提高铜浸出率提供参考。

湖北某石英矿提纯试验研究

周鹏, 高惠民, 任子杰

2018, 47(12):  104-108. 

摘要 ( 654 )  

相关文章 | 计量指标

湖北某地发现大量SiO2含量为98.86%的石英矿，为得到优质的石英产品，进行了选矿提纯试验。首先将试样筛分为+0.6 mm、0.1~0.6 mm、-0.1 mm 3个粒级。-0.1 mm粒级作为尾矿直接抛弃；0.1~0.6 mm粒级采用磁选—浮选—酸浸工艺流程进行试验，首先经高梯度强磁选除铁，非磁性产品以草酸为抑制剂、十二胺为捕收剂，经1粗1精反浮选去除云母，浮选精矿以盐酸和硫酸的混合酸为浸出剂，在酸浸温度为60 ℃、酸浸时间为6 h条件下酸浸提纯后，获得SiO2含量为99.79%、杂质Fe2O3含量为73.70×10-6、白度为90.93%的石英砂，既可以作为光伏玻璃石英砂，也可以作为石英板材；+0.6 mm粒级酸浸后再经色选，可以得到SiO2含量为99.85%、杂质Fe2O3含量为62.65×10-6的石英砂，达到石英板材质量要求。

钛铁矿浮选药剂及微波预处理改善其浮选指标的研究进展

臧照文, 陈镇, 陈佳欢, 和丽芳, 李春龙, 黄宋魏

2018, 47(12):  109-114. 

摘要 ( 524 )  

相关文章 | 计量指标

我国钛资源钛品位低、性质复杂，浮选是富集钛铁矿最有效的方法。从捕收剂、活化剂、抑制剂角度综述了钛铁矿浮选药剂的研究进展。综述了钛铁矿表面性质与其可浮性的关系及微波表面预处理提高钛铁矿可浮性的研究进展。钛铁矿浮选时捕收剂主要通过化学吸附方式作用在矿物表面，捕收剂组合使用较单一捕收剂对钛铁矿的浮选指标好；在钛铁矿浮选抑制剂方面，铅离子活化的报道较多，铜离子活化、硫酸活化等也逐渐被报道；微波用于钛铁矿表面预处理，降低了捕收剂、抑制剂、活化剂等浮选药剂的消耗量，具有较好的运用前景。今后，钛铁矿浮选技术发展的主要方向仍然是开发新型、环保、低成本、高效的浮选药剂。

高压辊磨超细碎在贫磁铁矿石预选中的应用

崔少文, 郭小飞, 郗悦, 刘淑杰

2018, 47(12):  115-118. 

摘要 ( 640 )  

相关文章 | 计量指标

从高压辊磨机的工作原理及粉碎产品特性出发，分析了高压辊磨超细碎在贫磁铁矿石预选工艺中的作用。高压辊磨机特有的层压粉碎方式使其粉碎产品具有细粒级含量高、微裂纹发育充分、解离特性好等特点。高压辊磨超细碎—预选工艺能够在贫磁铁矿石入磨前抛除大量合格尾矿，减少入磨量，提高入磨品位，降低矿石的Bond球磨功指数，提高选别效率，有利于实现节能降耗。指出今后应加强高压辊磨设备与矿石性质及生产工艺的适应性研究，发展高效、低耗的新型辊磨设备，高压辊磨机与先进的预选设备配合使用时效果更好，因此针对高压辊磨产品的特性，研发配套的先进预选设备，对提高高压辊磨超细碎—预选指标具有重要意义。

提高德兴铜矿泗洲选矿厂铜回收率的途径

罗时军, 刘建国, 何月华, 唐冬梅, 毛祥荣, 刘胜, 黄耀国, 刘广义

2018, 47(12):  119-122. 

摘要 ( 852 )  

相关文章 | 计量指标

针对德兴铜矿低品位矿石（铜品位0.31%）难磨难选的特点，在矿石性质分析的基础上开展了浮选试验研究。矿石黄铜矿主要呈浸染状分布，部分呈细小粒状分布于脉石中或被脉石包裹，少量黄铜矿与黄铁矿毗邻嵌布。全流程闭路浮选结果表明，在磨矿细度为-0.074 mm占61.60%，粗选石灰调矿浆pH值为8.0时，以Mac-12+丁黄药为捕收剂，经1粗2扫铜硫混合浮选，粗精矿再磨至-0.037 mm占68%，经1粗2精2扫铜硫分离浮选，获得的铜精矿铜回收率和品位分别为85.56%、27.27%，较现场当班铜精矿铜品位提高了1.68个百分点，铜回收率提高了3.95个百分点。提高矿浆pH值或优化捕收剂配比可改善粗选泡沫结构，提高浮选指标。

矿石颗粒堆积体三维孔隙的CT扫描与量化表征研究

姬程飞

2018, 47(12):  123-126. 

摘要 ( 555 )  

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为考察矿石颗粒堆积体的三维孔隙结构特征，对由1~3、3~5、5~7、7~9、9~10 mm的矿石颗粒构成的单粒径堆积体进行了CT扫描，基于图像分割算法研究了孔隙结构三维图像特点，利用图像分析软件计算并分析颗粒体孔隙率、孔隙等效半径的频率分布，中值孔径（d50）以及孔隙连通度等量化表征参数。结果表明，矿粒堆积体的孔隙率、等效孔隙半径和中值孔径（d50）随着粒径增大而增加；基于簇标记法得到的不同粒级矿石堆积体试样的孔隙连通度均超过了80%，且孔隙连通度随颗粒粒径的增大呈先快后慢的速率增长。研究结果为深入了解由堆浸工艺形成的尾矿矿堆的孔隙特点和体系渗透性提供了参考。

地质与测量

河南省淅川县金家垭锑矿床地质特征及找矿前景

吉恒召, 陈金铎, 张恺, 李娇艳, 李玉辉, 闫贺龙

2018, 47(12):  127-133. 

摘要 ( 693 )  

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金家垭锑矿床位于豫陕交界的南秦岭造山带东段淅川断裂多金属成矿带上，成矿条件较好。为深入探讨矿区找矿潜力，分别采用1∶50 000水系沉积物测量、1∶10 000地质草测、1∶2 000岩石剖面测量和槽探工程控制等方法在矿区开展了地质勘查及研究工作，并对矿区地质特征、控矿因素、找矿标志及找矿前景进行了详细探讨。研究表明：①矿体主要赋存于寒武系水沟口组底部一套黑色硅质岩及土黄色黏土岩部位；②韧性－韧脆性构造是控矿和储矿的有利空间，使地层中的成矿元素发生活化迁移，随着物理化学条件改变，锑及其他有用元素在有利部位发生沉积富集，从而形成锑矿床；③采用1∶50 000 水系沉积物测量→1:10 000 地质草测→1∶2 000 岩石测量→槽探揭露方法的找矿效果明显。在上述分析的基础上，圈定了2处找矿靶区，并在靶区内发现了锑矿体，表明靶区内找矿前景较好，值得进一步开展工作。

基于地面三维激光扫描的露天矿采剥工程量计算方法

王森, 何群, 刘善军, 毛亚纯

2018, 47(12):  134-139. 

摘要 ( 577 )  

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目前露天矿山采场验收测量主要采用全站仪等点式测量方法，存在采样密度低、体积计算误差大、测量周期长等不足，使用三维激光仪进行露天矿山采场验收测量已经成为一种发展趋势，然而现有的点云配准算法存在配准效率低、精度不高等问题。针对迭代最近点法（Iterative closest point，ICP）点云精配准对初始输入点云要求较高，以及原有SIFT-ICP算法需要使用影像数据作为SIFT算法粗配准数据源的问题，将原有SIFT-ICP算法进行了改进，提出了一种新SIFT-ICP算法。新算法仅使用点云一种数据源，并将SIFT算法快速识别特征点与ICP精确配准相结合，改善了精配准过程中的初始点云输入，从而实现了电云快速精确配准。辽宁省鞍山市鞍千矿现场试验表明：基于地面三维激光扫描和新SIFT-ICP算法能够快速完成点云配准，计算得到的采剥工作量相对误差仅为0.72%，可以替代目前广泛使用的全站仪等点式测量方法，并可大大提高露天矿山验收测量效率。

基于可见光—近红外光谱特征的BIF铁矿原位测定方法

何群, 王东, 刘善军, 毛亚纯, 孙厚广, 孙铭辰

2018, 47(12):  140-145. 

摘要 ( 506 )  

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条带状铁建造（Banded iron formation，BIF）是我国主要的铁矿资源类型，主要采用露天开采方式生产。目前采场品位确定以传统化验方法为主，存在采样密度低、化验周期长、效率低、品位测试结果滞后等不足，导致矿体边界圈定不准确，增大了矿石损失率和贫化率，并使得配矿质量受到影响。选择鞍千露天铁矿作为试验场，通过现场采样、光谱测试、模型构建、模型验证等试验流程，揭示了不同岩矿类型的光谱特征，建立了矿石品位与光谱特征之间的联系，对BIF铁矿快速原位测定方法进行了研究。结果表明：赤铁矿、磁铁矿与围岩之间的光谱特征存在显著差异，利用该类差异构建的岩矿类型识别和分类模型，其铁矿石与围岩的区分正确率为97.1%，赤铁矿和磁铁矿的区分正确率达到93.5%；利用偏最小二乘法（Partial least squares method，PLS）构建的全铁品位回归模型的反演精度达到了3.43%。上述分析可为露天铁矿实现精准开采与合理配矿提供可靠依据。

机电与自动化

铰接式双向驾驶混凝土湿喷车转向系统的设计与试验

陈永峰, 郭培燕

2018, 47(12):  146-149. 

摘要 ( 508 )  

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在介绍铰接式双向驾驶混凝土湿喷车的用途和结构特点的基础上，针对现有技术的铰接式双向驾驶车辆在使用过程中存在的安全隐患问题，提出了采用转向闭锁阀进而实现双向驾驶转向技术的工作原理，并详细介绍了整车最大转向阻力矩的计算方法。利用虚位移原理理论计算的整车最大转向阻力矩与试验结果相比，误差小于5%。实践表明，采用该类转向技术能够很好地满足铰接式双向驾驶混凝土湿喷车对转向系统的要求，同时也可为类似车辆的设计提供参考。

安全与环保

季冻区矿山排土场粗粒土冻融界面剪切性能研究

陈国良, 牛富俊, 穆彦虎, 陈涛, 李国玉, 杨晗

2018, 47(12):  150-156. 

摘要 ( 515 )  

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随着我国西部矿产资源的大力开发，季节冻融作用对于高寒高海拔地区矿山排土场的稳定性影响问题日益突出。以西藏某高海拔多金属矿山排土场为研究对象，利用可控温大型直剪仪开展了排土场粗粒土在全融状态下和冻融交界面的剪切试验，并考察砾粒组含量对两种状态下粗粒土剪切强度的影响。结果表明：对于全融粗粒土，其剪切应力—剪切位移曲线呈现应变硬化特征，而冻融交界面剪切应力—剪切位移曲线呈现应变软化特征。同一砾粒组含量条件下，相对于融土，冻融交界面抗剪强度约是其2倍，主要原因体现在两方面：一是冻融界面处冰的胶结作用增加了土体的粘聚强度，试验条件下这一贡献量值约在50~60 kPa；二是冻融界面处水分的润滑作用有所减弱导致滑动摩擦增加，且粗颗粒表面的冰包裹作用增强了颗粒之间脱离咬合的咬合摩擦，因此其内摩擦强度同样大于融土。随砾粒组含量增加，融土、冻融界面黏聚力显著减小，而内摩擦角显著增加，但相较于融土，冻融界面处黏聚力减小幅度较小而内摩擦角增加幅度较大。

随机场模型下相关距离及参数变异系数对边坡稳定可靠度的影响

盛建龙, 杨博, 翟明洋

2018, 47(12):  157-162. 

摘要 ( 655 )  

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由于土体的不均匀性和不确定性，土性参数在空间上表现为各向异性。为了研究土性参数各向异性对边坡可靠度的影响，采用C++语言通过局部平均法对二维随机场进行离散，得到协方差矩阵；输入参数的均值与标准差，建立了边坡随机场计算模型。结合有限差分强度折减法和响应面法与Monte-Carlo法，对比分析了模型相关距离以及土体黏聚力变异系数对边坡可靠度的影响规律。结果表明：根据随机场计算模型，在相同土体黏聚力变异系数下，随模型相关距离增大，边坡失效概率变化随之增大；在随机场计算模型相关距离相同时，边坡失效概率随着土体黏聚力变异系数的增大而呈现出上升趋势；相较与水平方向，随机场计算模型中垂直方向的相关距离变化对可靠度的影响程度更为明显。

南美热带雨林地区露天金属矿山排土场施工措施及方法

李东印

2018, 47(12):  163-166. 

摘要 ( 703 )  

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南美洲热带雨林地区有着多雨的气候和复杂的地质条件，在露天金属矿山开采施工过程中，既要保证排土场的稳定性，又要满足当地严格的环保要求，排土场施工在生产过程中已成为整个露天矿山建设的重中之重。以厄瓜多尔米拉多铜矿首期排土场建设及使用为例，分别从排土场的排水、筑坝、排土方式、分层碾压、排土场维护等几个方面，详细阐述了多雨少石条件下露天金属矿山排土场建设的施工措施及方法，这些施工措施和方法在该矿山施工生产过程中已经得到了广泛的应用及推广，对同类型的矿山施工也将起到一定的指导作用。

高深直溜井卸矿口产尘规律及防治技术研究

邹常富, 周东良, 许圣东, 于兆清, 张富兴

2018, 47(12):  167-170. 

摘要 ( 517 )  

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针对夏甸金矿高深直溜井卸矿口的产尘能力、含尘气流时空演化规律及粒度分布规律进行了分析。卸矿口逸散含尘气流中，10 μm粒径以上的粉尘占比为7%，而粒径在10 μm以下的粉尘占比93%，呼吸性粉尘占比高。基于现场的通风条件、卸矿口尺寸面积及产尘规律，采用fluent软件进行模拟，对比分析了密闭抽尘前后的含尘气流运动轨迹，提出了密闭抽尘净化的治理措施。治理后高深直溜井卸矿口逸散的总粉尘浓度由420 mg/m3降低至8.7 mg/m3，降尘效率达到了97%以上，有效地解决了高深直溜井卸矿口粉尘逸散污染问题。

风化层土的粒度分形与固结性关系研究

马亚杰, 李悦, 刘伯, 王坤, 朱峙成

2018, 47(12):  171-174. 

摘要 ( 553 )  

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为预测评价采动影响下风化土层的隔水性与工程地质性质变化，本研究探讨了粒度分维与固结性的关系。通过分形理论计算司家营铁矿震旦系石英砂岩风化残积土的10个样品的粒度分维值，回归分析孔隙比、孔隙度、粒度分维、细粒含量与压缩系数的相关性。计算得到司家营铁矿区石英砂岩风化残积土分维值在2.603 68~2.733 76之间。利用MATLAB中的Curve Fitting Tool得到分维值、细粒含量与压缩系数之间的二元二次回归关系式，粒度分维对土的固结性具有一定的指示意义。

罗河铁矿井下水仓结构分析及设计改进

何晓文

2018, 47(12):  173-178. 

摘要 ( 630 )  

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水仓是矿井建设工作中的一项重要井巷工程， 传统设计的罗河铁矿井下水仓结构离散，有4条斜巷分别连接2组沉淀池及水仓，无效工程占比较大。为提高水仓土建工程的设计利用率，改善本质功能，对水仓结构进行集约化整合，提出清理斜巷、沉淀池、水仓的整体结构设计方案，仅需设计1条斜巷连接2组沉淀池及水仓，并采用隔断方式形成独立功能区，便于施工和维护，减少了建设投资，并降低了运营成本。

T42树脂对沉钒废水中氨氮的吸附性能与机理研究

郑巧巧, 张一敏, 黄, 晶, 包申旭

2018, 47(12):  179-183. 

摘要 ( 670 )  

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在铵盐沉钒过程中会产生大量的氨氮废水，不经处理直接排放会造成严重的环境污染。分别以T42、D001、001*8、D113为吸附剂，考察其对吹脱后铵盐沉钒废水中氨氮的吸附去除性能。结果表明，T42树脂对氨氮的去除效果最好。以T42树脂为吸附剂去除氨氮，在pH=8、温度为25℃、吸附平衡时间为9 min时，去除效果最佳。T42吸附剂吸附去除氨氮反应过程的焓变为3.38 kJ/mol、熵变为18.90 J/（mol·K)，不同温度下吉布斯自由能均为负数，说明T42树脂吸附氨氮为自发进行的吸热反应，升高温度有利于吸附的进行；拟二级动力学模型可以较好地解释吸附过程，吸附过程以化学吸附为主。在沉钒废水流速为9 mL/min，柱高为14 cm，pH=8，沉钒废水体积为321 mL时，经过3级串联处理后，出水氨氮浓度为1.13 mg/L，达到《钒工业污染物排放标准》，T42树脂可有效去除沉钒废水中的残余氨氮。

应用高梯度磁选技术处理含铜废水的试验研究

于福顺, 贾洪利, 杨思一

2018, 47(12):  184-188. 

摘要 ( 551 )  

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目前，去除水中重金属离子的常用方法存在处理成本较高、易造成二次污染等问题，为此，以浓度为100 mg/L的硫酸铜溶液作为模拟含重金属离子的废水，采用铁氧体沉淀—高梯度磁选分离技术去除水中铜离子。结果表明：在溶液初始pH为10.47，n(FeCl₂)∶n(CuSO₄)=1.0时，沉淀反应后铜离子沉淀率为99.98%，水中残余铜离子浓度仅0.0127 mg/L；生成的沉淀中按n(Fe₃O₄)∶n(Cu²⁺)=0.8加入磁铁矿作为磁种，在背景磁感应强度为1.0 T，采用直径为0.6 mm的网状介质盒，经高梯度强磁选可将93.39%的沉淀物快速分离出来。试验结果为应用高梯度磁选技术处理含重金属离子废水提供了理论依据，为该技术的工业应用提供了技术支撑。

综合利用

江西某铜脱硫尾矿的资源化试验研究

李素, 葛英勇, 周博文, 方纪, 曾小辉

2018, 47(12):  189-192. 

摘要 ( 542 )  

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江西某选矿厂选矿作业产生大量铁、硫品位分别为16.648%、2.44%的铜脱硫尾矿，而尾矿坝容量有限，堆存尾矿对环境造成极大的危害，为此，采用磁选—浮选联合选矿流程进行试验。结果表明，以直径4 mm的钢网为磁介质，在背景磁感应强度为0.760 T，矿浆流速为0.14 L/s，脉动冲次为450次/min条件下高梯度磁选作业后，磁性产品铁品位提高至23.69%、硫含量为2.79%；磁性产品以FS为活化剂，异丁基黄药用量为捕收剂进行脱硫浮选，可获得硫含量1.01%、铁品位达到23.15%的水泥辅料产品，硫品位21.17%、硫回收率31.84%的高硫尾矿，脱硫效果良好。水泥辅料产品可满足水泥工业要求，实现了尾矿的资源化利用，同时可减少37.90%的尾矿排放量，减轻了尾矿坝压力，降低了对环境的影响。