金属矿山

陈景河

2019, 48(08): 1-6.

摘要 ( 966 )

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我国的基本金属矿产资源富矿少、贫矿多，总体禀赋及开发条件比较差。“五环归一”工程管理模式以经济地质理论为基础，统筹地、采、选、冶及环保5个环节技术与流程，归结于经济和社会效益最大化；通过技术和管理系统创新，大幅度降低了投资和成本；在紫金山金铜矿及诸多矿山开发过程中发挥了重要作用，使低品位资源取得了高效益。该工程管理模式对我国众多低品位难处理矿产资源的经济有效开发具有重要指导意义。

西石门铁矿缓倾斜破碎矿体崩落法开采损失贫化控制

宋德林, 任凤玉, 刘德祥, 阚景文, 孙丁丁

2019, 48(08): 7-12.

摘要 ( 446 )

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西石门铁矿北区新探矿体为缓倾斜破碎的厚—中厚矿体，地压显现严重，属于极度难采矿体。矿山采用无底柱分段崩落法开采，受矿体倾角和厚度限制，开采中损失贫化较大。为制定损失贫化控制措施，在研究矿石散体流动规律、矿岩冒落规律和损失贫化发生过程的基础上，根据垂直方向上回采分段数量的差异将矿体划分为不同开采区域，分别制定了损失贫化控制措施。针对3个分段的回采区域，因其贫化会较大，主要制定的贫化控制措施是实行当次废石混入率与单一步距总的放出量2项指标控制的低贫化放矿；针对小于3个分段的回采区域，若矿石被崩入空区，由于下部分段无回收条件，损失会较大，需控制损失，可采用双进路同步距回采的方式，促使矿岩快速冒落形成覆岩下放矿条件，减少崩入空区矿石量；另外总结了回采过程中脊部存留矿石问题的处理措施。这些措施在西石门铁矿北区新探矿体开采过程中得以应用，损失率为16.34%，贫化率为22.51%，效果良好。

考虑空隙非线性变形的胶结充填体损伤软化本构模型研究

程爱平, 张玉山, 董福松, 戴顺意

2019, 48(08): 13-21.

摘要 ( 417 )

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充填采矿法在两步骤回采方式中广泛应用，胶结充填体作为人工矿柱，其稳定性至关重要；而胶结充填体力学特性及本构模型是进行稳定性分析与评价的重要内容，因此，亟需开展胶结充填体力学特性及本构模型研究。通过对不同灰砂比的胶结充填体进行单轴压缩试验，试验结果表明：在初始压密阶段因空隙存在而表现出非线性变形特征；在塑性屈服阶段及破坏后阶段刚度和强度均表现出软化特性；破坏后阶段存在较强的承载特性。针对试验结果，采用宏观和细观相结合的方法，将胶结充填体抽象成空隙和细观单元2部分，并引入胶结充填体有效损伤因子，结合统计损伤理论，分别构建空隙本构方程和细观单元损伤软化本构方程，进而得到胶结充填体损伤软化本构模型。最后将本研究理论模型曲线与试验曲线、现有理论基于试验数据和其他学者试验数据得到的曲线进行对比分析，分析结果表明本研究得到的理论曲线与试验曲线有较高的匹配度，各阶段曲线拟合相关系数都达到95%以上，更好地表征了胶结充填体空隙非线性变形特征及软化特性。研究结果可为胶结充填体稳定性分析提供理论依据。

巴西劈裂条件下似斑状花岗岩试样力学及声发射特征

苏晓波, 纪洪广, 权道路, 高宇, 张改改, 张同钊1

2019, 48(08): 22-26.

摘要 ( 479 )

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新城金矿新主井计划建设深度1 527 m，为了探究该主井1 300 m左右似斑状粗粒花岗岩受拉破裂的力学特征，取新主井工勘孔似斑状花岗岩岩样，借助应变检测装置及声发射检测设备等对劈裂受载的似斑状花岗岩进行加载过程的实时监测。试验结果表明：①花岗岩试样的横向应变变形分3个阶段，且临近破裂前应变变化趋势表现出非稳定性运动特征；②随着加载进程的推进，声发射计数整体活动性逐渐增强，计数的变化随时间进程呈现出起伏上升的规律，并且逐渐由稀疏变得密集；③结合运动稳定性理论、振动能量分析及试验结果，得到一次破裂过程中平均每个声发射信号携带的能量出现峰值的现象可以作为似斑状花岗岩劈裂破坏加剧前兆之一。

放矿口尺寸对放矿效果的影响

于志宏, 张治强, 宋超, 马驰

2019, 48(08): 27-31.

摘要 ( 439 )

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无底柱分段崩落法是金属矿山地下开采应用较多的一种高效采矿方法，在覆盖岩层下进行放矿，矿石损失贫化大、回收效果差的问题非常突出。为了解决这一问题，国内外的大量研究集中在放矿理论、结构参数、覆盖层形成和出矿工艺等方面。无底柱分段崩落法放矿中，放矿口尺寸的大小对放矿效果有着显著的影响，是造成无底柱分段崩落法损失贫化大的一个不可忽视的因素。为了进一步研究放矿口高度和宽度对放出矿石量、废石混入的影响，采用单进路单分段物理放矿模型，进行了12种不同放矿口尺寸的物理放矿实验。结果表明：适当扩大放矿口宽度或降低高度，会增加放出纯矿石量、提高矿石回收率、降低贫化率，且放矿口宽度小于5 m，高宽之比在0.7~1之间时，混入废石率较小。

单轴压缩条件下花岗岩次声波特性试验研究

赵奎, 丁健华, 曾鹏, 王万银, 江树文

2019, 48(08): 32-37.

摘要 ( 444 )

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为研究花岗岩变形破坏过程中次声波信号特征，对中细粒二长花岗岩进行了单轴压缩次声波试验，研究了岩石变形破坏过程中次声波振铃次数、能率特征，重点分析了不同应力水平下累计振铃次数变化规律，同时对次声波能率分形维数进行了研究。研究结果表明：次声波振铃次数与能率在应力峰值前均有突增现象；相对应力水平小于70%左右时，次声波累计振铃次数变化整体趋向平稳，相对应力水平大于70%左右时，累计振铃次数呈现明显上升趋势；次声波能率具有明显的分形特性，能率分形维数在相对应力水平87%~96%范围内降至最小值，这一现象可作为岩石破坏的前兆特征。

冲击加载作用下矿石试件的动态力学特性及块度分布特征

董英健, 郭连军, 贾建军

2019, 48(08): 38-43.

摘要 ( 556 )

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矿石的动态力学特性影响其破碎效果。利用[?]50 mm霍普金森杆系统改变冲击荷载对矿石A、矿石B试件进行16次动态压缩实验，分析冲击气压对矿石应变率的影响，对抗压强度与应变率之间的关联性做了初步研究；统计破碎后的矿石块度筛分数据，分析块度的分布特征。结果表明：冲击速度在12~16 m/s范围内时每增大1 m/s时，矿石B的动态抗压强度增大8.3 %，矿石A的动态抗压强度总是低于矿石B，且矿石A、矿石B抗压强度随着应变率的增加呈指数型增长；随着耗散能量的增加矿石块度破碎的程度越大，矿石B筛分破碎块度的整体通过率要低于矿石A，表明矿石B内部固有大量微缺陷在吸收能量变形中加速了裂纹的闭合，与矿石A相比，强度增大且破碎程度较为平缓。

锚杆长期拉拔荷载下岩体内部应变时空演化特征

胡江春, 崔力, 郝育喜, 李渊, 孙发用

2019, 48(08): 44-49.

摘要 ( 521 )

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锚固岩体的长期强度是围岩稳定性控制的基本依据和研究热点。以岩锚复合结构为研究对象，运用预埋应变技术，通过全长时效方程黏结锚杆在长期荷载下的拉拔蠕变试验，研究了锚固体内部应变的时空演化规律。通过对比提出多项式作为拉拔蠕变时效方程的理论依据。研究结果表明：岩锚复合体的内部蠕变曲线不是单调递增，而是存在多个峰值；随着时间延伸，荷载对锚固段不同部位应变发展趋势的影响也不同，具体表现为加载初期锚固前端应变响应积极，随着时间推移，锚固末端应变与前端趋于一致；锚固段的同一部位轴向应变一般大于横向应变；相比伯格斯模型，多项式时效方程能更好地描述岩锚复合体锚固段的蠕变过程。研究结果可以为锚固工程稳定性控制提供理论依据。

神山灰岩矿溜井储矿仓垮塌处理支护方案设计

练兰英, 李中楠

2019, 48(08): 50-53.

摘要 ( 456 )

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神山灰岩矿溜井底部储矿仓在掘进完成后发生垮塌，破碎硐室顶拱中部塌落呈倒置漏斗状空腔，该处锚网支护系统损毁失效，漏斗状空腔边沿悬挂已失稳未完全垮落岩体，存在再次塌方隐患。主要原因为岩体自稳能力差，同时在溜井储料仓爆破开挖过程中，对岩体带来扰动。根据现场实际情况，采用自上而下的原则，对垮塌区域上部岩体采用长锚杆加固，然后对垮塌区域顶板进行喷射混凝土支护，采用长锚杆+网喷对当前垮塌空区顶板进行加固。实践表明：采用回填粗砂的方式进行垮塌区处理施工，可保证空顶下作业安全；采用涨壳式预应力锚杆，可及时控制垮塌区继续发展，能够有效保证顶板安全。本方案对于处理较大垮塌空区有良好的工程借鉴经验。

基于完整钻孔柱状数值模拟的岩层移动角求取

胡绍豪, 郭广礼, 宫亚强

2019, 48(08): 54-57.

摘要 ( 450 )

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在矿山开采沉陷的计算中，通常采用经验法来确定岩层移动的角值参数。但在我国西部的一些新建矿区，由于地表观测资料积累较少或缺乏临近的煤田作为类比，应用经验法会有明显的缺陷，如何合理地确定岩层移动角就存在着困难。数值模拟法只要利用前期地质勘探的钻孔数据求取移动角，而无需地表移动变形的观测资料，可以作为解决该问题的有效方法。但现有的研究普遍基于地层简化结果建模，这势必引起一定的误差。为研究基于完整钻孔柱状结果的数值模拟求取岩层移动角的可靠性，分别基于地层全柱状结果和简化结果建立了FLAC3D模型，经过对比分析，得出基于全柱状结果的FLAC3D模型计算结果与矿区后期实测的角值符合更好，指出了基于完整柱状建模求取岩层移动角是更加合理和准确的。

国外某悬浮焙烧—磁选高铝铁精矿降铝试验

朱一民, 王燕, 张婧, 谷晓恬, 李艳军

2019, 48(08): 58-62.

摘要 ( 443 )

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国外某铁矿石经悬浮焙烧—磁选得到的铁精矿TFe含量为64.50%、Al2O3含量为5.95%，主要铁矿物是磁铁矿，少量赤铁矿。为解决其Al₂O₃含量较高的问题，研制了一种新型阴离子捕收剂DTL-1，通过改变浮选温度、矿浆pH值、捕收剂DTL-1用量对悬浮焙烧—磁选后的高铝铁精矿样进行脱铝试验。结果表明：在温度25 ℃、pH值8.0、捕收剂DTL-1用量50 g/t的条件下，采用1粗3精1扫的浮选闭路试验流程，最终获得了TFe品位66.40%，TFe回收率87.81%，Al₂O₃品位4.90%的浮选铁精矿产品。浮选铁精矿产品中粒度较大的磁铁矿颗粒中包裹着细粒的氧化铝矿物，在优先确保铁的回收率前提下，部分含铝铁氧化物进入铁精矿，因而也造成了铁精矿中铝含量较高的情况。

苯甲羟肟酸铅体系与脂肪酸体系钨矿浮选原理及其应用

黄伟生, 徐涛, 韩海生, 王若林

2019, 48(08): 63-70.

摘要 ( 591 )

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白钨矿、萤石和方解石具有相似的可浮性，导致这几种含钙矿物较难实现浮选分离。通过红外光谱分析揭示了水玻璃对白钨矿浮选的影响以及解理面润湿性的变化。苯甲羟肟酸（BHA）-铅配位离子捕收剂对白钨矿表现出良好的选择性捕收能力，在大幅减少水玻璃用量的前提下，可高效实现白钨与其他含钙矿物的选择性分离。依据这一发现，开发了一种适合复杂黑白钨伴生资源的新型浮选工艺，在我国柿竹园多金属选厂工业化应用。该新型浮选工艺以BHA-铅配位离子捕收剂为依托，通过调节BHA与铅的配比及加药方式，实现了黑白钨的常温混合浮选，并在一定程度上取代了经典的“彼德罗夫”加温精选工艺。水玻璃用量的减少也有助于钨的回收以及回水的循环利用。

多宝山铜矿石高压电脉冲破碎预处理试验研究

左蔚然, 贺泽铭, 印万忠, 刘伟超, 黄烈凤, 余锋

2019, 48(08): 71-77.

摘要 ( 696 )

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通过对比高压电脉冲破碎和机械破碎对多宝山铜矿石性质和浮选指标的影响，探索了高压电脉冲破碎预处理对矿石的促进解离、预弱化和预富集等作用效果。采用自制高压电脉冲处理系统在140 kV下对26.5~31.5 mm粒级多宝山铜矿石进行了预处理，并与同条件下的机械破碎产品对比。分别测定了高压电脉冲破碎产品和机械破碎对比样品的硬度指标A×b值、邦德球磨功指数、Cu品位分布、单体解离度和可浮性。结果表明，相比机械破碎产品，高压电脉冲破碎产品的硬度指标A×b值提高了33.9%~39.8%，邦德球磨功指数降低了3.6 kWh/t；高压电脉冲破碎产品的Cu品位随粒度减小而快速增大，能够将69.2%的Cu元素预富集到产率为36.1%的-13.2 mm粒级破碎产品中；通过促进矿物单体解离，高压电脉冲破碎能够将Cu的浮选回收率提高2.33个百分点，精矿铜品位提高约1个百分点。试验结果可以为低品位铜矿石的高效低耗回收提供参考。

艾砂磨机在黑龙江某铜矿选厂的应用试验

吴双桥

2019, 48(08): 78-82.

摘要 ( 526 )

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黑龙江某铜矿石铜品位为0.38%，伴生有金、银、钼等有价金属元素。原工艺在入选细度为-74 μm占66%的情况下，浮选得到的铜精矿Cu品位为18.97%、SiO₂含量为25%、Al₂O₃含量为6.25%，铜精矿中Si、Al含量超标，影响出售计价系数。为提高铜精矿品质，降低杂质含量，进行了艾砂磨机实验室小试及工业试验研究，结果表明：在相同工艺流程和浮选药剂制度条件下，艾砂磨机应用于铜粗精矿再磨后，小型闭路试验可获得Cu品位为30.68%、SiO₂含量为10.24%、Al₂O₃含量为1.96%的铜精矿；工业试验在粗精矿再磨细度P80=25 μm时，可获得Cu品位为27.63%、SiO₂含量为10.34%、Al₂O₃含量为1.87%的铜精矿。艾砂磨机的应用有效提高了铜精矿质量，降低了精矿运输成本，增加了产品附加值，经济效益显著。

某含铬钛铁矿强磁粗精矿闪速焙烧试验研究

李家林, 余永富, 陈雯, 刘小银, 陆晓苏, 张立刚, 彭泽友

2019, 48(08): 83-87.

摘要 ( 435 )

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为降低国外某钛铁矿强磁粗精矿中的铬含量，使其能用于生产氯化钛白，对其进行了闪速焙烧试验研究。冷态模拟试验确定了闪速焙烧的最佳操作气速为0.61~0.69 m/s，热态试验确定了矿样闪速焙烧的最佳焙烧温度、焙烧时间分别为800 ℃和100 s ，气体流速为0.69 m/s，焙烧产品在干式磁选磁场强度318 kA/m、滚筒转速25 r/min条件下，最终可获得精矿TiO₂品位47.18%、杂质Cr₂O₃含量0.25%、TiO₂回收率87.23%的选别指标，精矿质量符合三级钛铁矿精矿质量要求，研究结果可为含铬钛铁矿资源的合理开发利用提供技术支持。

某低品位坡洪积型钛铁矿石选矿工艺研究

骆洪振, 高春庆, 王海亮, 沈进杰

2019, 48(08): 88-92.

摘要 ( 459 )

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江苏某坡洪积型钛铁矿石TiO₂品位2.63%，钛铁矿嵌布粒度细，矿石矿物组成复杂，黏土含量高。为开发利用该矿石资源，在工艺矿物学性质研究的基础上，首先进行了重选预选工艺和磁选预选工艺对比试验，磁选预选工艺抛除尾矿产率大且TiO₂损失率较低。对磁选预选精矿在一段磨矿细度为-0.076 mm占60%、二段磨矿细度为-0.076 mm占90%条件下进行二阶段磨矿—阶段磁选试验，TiO₂品位由6.78%提高至14.53%；二段强磁精矿采用螺旋溜槽重选，重选精矿以硫酸为pH调整剂、草酸为抑制剂、水玻璃为分散剂、MOH为捕收剂，经1粗4精1扫闭路浮选，能获得TiO₂品位48.26%、回收率13.69%的钛精矿。因此，采用原矿强磁预选—预选精矿二阶段磨矿阶段磁选—磁选精矿螺旋溜槽重选—重选精矿浮选的联合选矿工艺，最终能获得TiO₂品位高于48%的合格钛精矿。试验结果可以为坡洪积型钛铁矿石的开发利用提供参考依据。

采用ZQS高梯度磁选机提高超细粒级(-38 μm)钛铁矿回收效果

王丰雨, 杨招君1罗荣飞, 谭世国, 袁祥奕

2019, 48(08): 93-97.

摘要 ( 465 )

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攀钢集团矿业公司采用“强磁+浮选”工艺解决了钛回收技术难题，但是对于-38 μm粒级的钛铁矿回收率极低。为有效利用钛矿资源，进一步提高钛铁矿的回收率，探索了新型ZQS高梯度磁选机对超细粒级（-38 μm）钛铁矿的回收效果，并对磁选精矿进行浮钛条件试验和全流程试验。结果表明：当新型ZQS高梯度磁选机在给矿TiO₂品位11.47%，-38 μm含量为88.89%时，经1次磁选得到的钛精矿TiO₂品位可达到20.19%，TiO₂回收率83.56%，其中-38 μm的粒级回收率达到84.05%；磁选精矿脱硫后再进行1粗4精钛浮选试验，最终得到TiO₂品位46.80%，浮选作业回收率61.53%，对原矿回收率51.41%的钛精矿。新型ZQS高梯度磁选机回收细粒级钛铁矿非常有效，特别是对-38 μm超细粒级钛铁矿，磁选钛精矿TiO₂品位和回收率均较高，为后续浮选提供了良好的给矿条件。

蒙古国某低品位稀土矿石选矿试验

闫宝宝, 景慧, 刘永茂

2019, 48(08): 98-101.

摘要 ( 515 )

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蒙古国某低品位稀土矿石REO含量为1.50%，矿石中稀土矿物主要以类质同象形式赋存于磷灰石中，粒度一般为0.005~0.20 mm，矿物结构多为粒状、板状、柱状或片状，采用常规稀土浮选药剂浮选难以获得较好的浮选指标。通过浮选稀土载体矿物磷灰石进而实现稀土浮选的工艺，在磨矿细度-0.074 mm占70%条件下，以碳酸钠为调整剂，水玻璃为抑制剂，F-716为捕收剂，经1粗2精1扫闭路浮选工艺，获得了稀土精矿REO品位11.65%、回收率86.95%的指标，为该稀土矿石资源工业利用提供了依据，可以为我国同类型矿山企业合理开发利用稀土矿产资源提供借鉴。

低品位白云石型萤石矿浮选抑制剂作用效果对比研究

韩吉财, 朱立新, 孙体昌, 吴世超, 张乐, 刘伟然

2019, 48(08): 102-107.

摘要 ( 753 )

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以某萤石品位37%、白云石品位51%的低品位白云石型萤石矿为研究对象，分别以腐殖酸钠、单宁、酸化水玻璃和氟硅酸钠为抑制剂，考察在不同矿浆pH值及抑制剂不同用量条件下对原矿中各种脉石矿物的抑制效果。研究发现：腐殖酸钠在酸性条件下对方解石的抑制作用加强，在碱性条件下对白云石的抑制作用减弱；单宁在酸性条件下对方解石的抑制作用减弱，碱性条件下对白云石的抑制作用加强，对方解石的抑制作用减弱；酸化水玻璃在酸性条件下对方解石和白云石的抑制作用增强，在碱性条件下抑制作用减弱；矿浆pH对氟硅酸钠抑制白云石的效果无影响，在碱性条件下对方解石的抑制作用增强；4种抑制剂中腐殖酸钠抑制作用强于氟硅酸钠，酸化水玻璃次之，单宁抑制作用最弱，氟硅酸钠对脉石矿物的选择性优于腐殖酸钠。在磨矿细度-0.074 mm占73%、碳酸钠用量500 g/t、捕收剂BK410用量400 g/t、氟硅酸钠用量1 000 g/t条件下，经1粗1扫2精开路流程，可以得到CaF2品位86.23%、回收率61.20%的萤石精矿。

白云母与石英的浮选分离行为

陈飞, 何东升, 邓博纳, 胡洋, 王乾元

2019, 48(08): 108-112.

摘要 ( 824 )

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预分选—湿法提取是石煤提钒工艺最具潜力的发展方向。石煤中的钒主要存在于白云母中，预分选主要是采用浮选方法分离石煤中含钒白云母与石英等脉石矿物。为此，分别以十二胺、十八胺、LU-1、LU-3为阳离子捕收剂考察其对白云母、石英的浮选效果。结果表明：捕收剂浓度对白云母浮选有较大影响，但对石英无明显影响；在酸性条件下，十二胺、十八胺和LU-1对白云母有良好捕收作用，其中十二胺的捕收效果最好；在弱碱性条件下，LU-3对石英的捕收效果良好。石煤提钒预分选中可在酸性条件以十二胺为捕收剂浮选白云母或碱性条件下以LU-3为捕收剂浮选石英，分离白云母和石英，以提高钒入浸品位，并减少进入浸出工序物料量，从而降低浸出剂消耗。这有利于降低成本，提高钒回收率。

钒钛磁铁精矿中钛铁分离技术研究

郭客, 张志强, 王绍艳, 宋仁峰, 林岩

2019, 48(08): 113-119.

摘要 ( 594 )

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介绍了钒钛磁铁矿的资源概况、钒钛磁铁矿精矿综合利用现状及钒钛磁铁精矿中钛铁分离的意义，主要从高炉法、非高炉工艺、选矿工艺和其它钛铁分离技术等几个方面综述了目前国内外钒钛磁铁精矿中钛铁分离的研究进展。非高炉工艺中采用直接还原—磨选法，铁和钛的金属转化率高、能耗小，铁精矿和钛精矿品位相对较高，该工艺发展前景广阔。采用化学—物理联合选矿新工艺处理钒钛磁铁精矿，解决了物理选矿流程不能从根本上解决钛铁紧密共生的问题，该新工艺流程短、成本低且钛铁回收率和品位较高，对实现钒钛磁铁精矿中钛铁分离具有明显优势。因此，针对钒钛磁铁精矿中钛铁分离研究现状，研究新型、高效、环保、廉价的还原剂和环保、低成本、来源广泛的添加剂是今后非高炉工艺处理钒钛磁铁精矿的研究热点。另外，开发流程短、成本低、操作简单的选矿新工艺是未来实现钒钛磁铁精矿中钛铁分离的重要研究方向。

辽宁凤城白云金矿带地质特征、矿床成因及找矿方向

魏军, 王恩德, 刘福兴, 王伟

2019, 48(08): 120-130.

摘要 ( 686 )

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白云金矿带位于华北地台北缘辽东—吉南古元古代裂谷中段，裂谷发育晚期形成的黏土质—半黏土质岩石组成的碎屑岩沉积建造为含金建造。该矿带为国内著名的辽东青城子铅锌金银矿集区内的重要金矿带，矿带内已发现了1#、2#、10#、11#、60#、70#、80#、90# 8条规模较大的金矿脉带，每条矿脉带由数条或数十条金矿体组成，累计探获资源储量金约80 t、银400 t。对白云金矿带的成矿地质特征、矿脉带及矿体特征、矿床微量元素及稀土元素特征等进行了详细研究。结果表明：①白云金矿带赋存于古元古界辽河群盖县组片岩中，盖县组片岩不仅是重要的矿源层，也是金矿容矿岩石；②金矿带受近EW向白云推覆构造带控制，推覆构造作用于横向以及垂向上形成的平行产出的层间断裂群，控制着金矿脉带的空间展布；③硅化、钾化与金成矿关系密切，矿化类型以硅钾蚀变岩型为主，次为石英脉型，金矿床成因类型为沉积—变质—岩浆热液改造型。在上述分析的基础上，通过对以往找矿突破的勘查思路及找矿勘查成果的系统研究，总结出了盖县组片岩、韧脆性剪切带、层间断裂群、中性及中酸性岩脉、硅钾蚀变带5条找矿准则，其中“盖县组片岩+层间断裂群”为寻找深部隐伏矿体的关键准则，并提出了400～800 m埋深、800 m以深、矿带东西两端延长部、白云推覆构造的主构造面深部是今后找矿的重点区段。

青海南山中三叠世岩体特征及成矿作用

王季伟, 丰强, 赵小剑, 刘沛

2019, 48(08): 131-140.

摘要 ( 463 )

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青海南山位于秦昆造山带接合部的转折部位，发育一套中三叠世中酸性岩基。前人对区内中三叠世岩体的研究侧重于岩石地球化学及年代学，对该期岩浆热液活动与成矿的关系研究深度不足。以丰富的野外地质资料为基础，系统探讨了区内中三叠世岩体的产状、侵位深部和剥蚀程度，同岩浆期流体作用过程、侵位机制和混合作用，岩浆作用背景和深部过程，与该期岩浆热液活动伴生的矿床地质特征、成因类型和控矿因素。研究表明：①中三叠世岩体是后碰撞的早期阶段，由加厚下地壳形成的不稳定“山根”，造成岩石圈拆沉构造背景下，区域性断裂脉冲式活动控制着不同来源岩浆热液系统的同时侵位和混合作用，且伴生有丰富的同岩浆期（成矿）流体活动，构成了区内与该期岩浆热液伴生的两种不同成因类型、不同成矿物质来源的与矿床密切伴生的成矿地质背景；②研究区现阶段正处于中三叠世隐伏岩基顶上带及其附近的成矿有利部位，下一步应加强区域性断裂带内及隐伏岩枝顶上流体出溶部位的找矿工作；③通过对黑马河矽卡岩型铁多金属矿和切如伟晶岩型铌钽铷稀有金属矿两个典型矿床的成矿特征进行总结，分析了研究区的成矿潜力，并圈定了3处找矿靶区，为该区后续找矿勘查工作提供了有益参考。

安徽省无为县钱村铁矿床地质特征及成因

冯庭录, 刘静, 吕呈, 鲍雷, 庾江华

2019, 48(08): 141-146.

摘要 ( 460 )

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钱村铁矿是宁芜矿集区西南部雍镇矿田内的代表性铁矿床，位于扬子板块北缘的宁芜盆地西南侧。矿区属汤沟—裕溪口复背斜，发育NE—NNE及NWW向两组断裂，NE向褶皱构造控制了岩浆侵入及成矿作用。区内发育明显的磁异常，钱村矿床是单一的磁铁矿床，共圈定了8条磁铁矿体，矿体赋存于闪长玢岩与黄马青组接触带地层中。结合矿区地质工作成果，详细分析了矿区地质及地球物理特征、矿床地质特征，总结了矿床成因。研究表明：①矿石矿物主要为磁铁矿，次为赤铁矿、穆磁铁矿，另有少量的黄铜矿、斑铜矿，矿石有块状、浸染状、脉状及角砾状等类型，钱村铁矿为一中高温岩浆热液型接触交代矿床；②通过磁铁矿的判别图解，可知磁铁矿大量落于斑岩型矿床区域，指示矿区具有一定的铜金矿床的找矿潜力，成矿岩体侵位和成矿时代为早白垩世。

基于微震参数的岩体稳定性评价方法及其在Spark平台的实现

王卫东, 朱万成, 张鹏海, 王雷鸣

2019, 48(08): 147-156.

摘要 ( 405 )

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现场微震监测产生了大数据体现了开采诱发岩体损伤及其演化过程。基于大数据技术可以对有效数据进行挖掘，寻求微震数据与岩体损伤之间的定量关系，并同时进行岩体稳定性的动态评价和对潜在失稳灾害的预警。本项目搭建了可与云端进行交互的本地Spark平台，利用在Spark平台上编写的局部异常检测模型及模糊统计程序化分级模型，分别从时间序列和空间定位的角度对石人沟铁矿的微震数据进行了分析，并综合这2种模型的分析结果对石人沟铁矿岩体稳定性进行了评价。研究结果表明：以Spark和云服务器为基础编写的岩体稳定性评价算法可以较好地检测出石人沟铁矿19#~21#线之间大型断层向深部破裂发展，以及16#线附近境界顶柱被完全贯通所引发的岩体性质急剧劣化。以上研究工作是云计算、大数据平台在矿山应用的一次有益尝试，研究成果可以为矿山的安全生产提供参考。

低碳限制下综合成本最小的露天矿卡车运输优化研究

顾清华, 张媛, 卢才武, 杨亚鹏

2019, 48(08): 157-161.

摘要 ( 431 )

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露天卡车运输是露天矿山企业生产管理中的重要环节，合理控制卡车运输的能源消耗和碳排放量是低碳经济背景下保护资源环境的重要举措。在低碳限制下针对露天矿卡车运输问题，以油耗成本、碳排放成本和卡车启用成本最小为优化目标，综合考虑各装载点与各卸载点之间的多条运输路径和生产任务，建立了低碳限制下综合成本最小的卡车运输优化模型，然后利用IAS算法对模型进行求解，对卡车运输行驶的能源消耗进行了优化，并将3种不同目标函数做了对比，最后利用实例进行验证。结果表明：该优化研究能够有效减少运输成本、能源消耗和碳排放量，同时也能减少卡车使用数目，降低了矿山企业的经营成本，为建设资源节约型和环境友好型矿山提供了保障。

生态修复尾矿坝的边坡稳定性评价

郝喆, 杨青潮, 周素航

2019, 48(08): 162-166.

摘要 ( 438 )

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当前的尾矿坝稳定性分析中，不考虑植物作用的影响，难以满足尾矿库综合治理的客观要求。以歪头山铁矿尾矿库为例，采集现场生态修复区的植物与根际土壤样品；制作灌木侧须根—土复合土，测定复合土的渗透系数和物理力学性质指标；测量植物生长参数，进行主根条拉伸实验；基于极限平衡法，计算在正常运行、洪水运行、特殊运行工况下，生态修复尾矿坝的浸润线及安全系数。结果表明：无植物体、植物侧须根加筋、植物侧须根加筋+主根锚固+自重等3种状态下，生态修复后尾矿坝的安全系数提高0.025~0.030，说明植物修复有利于坝体稳定，但影响仅限于表层，对整体稳定性影响有限；特殊工况比洪水工况的坝体安全系数略有降低，且随地震时程呈先减小后增加再减小的波动趋势；稳定性评价结果表明，该尾矿坝在3种运行工况下是安全稳定的。

不同自然风速下人工通风对深凹露天矿风流场的影响

张瑞明, 魏丁一, 杜翠凤, 胡玉勤, 张宏光, 李彩盈

2019, 48(08): 167-172.

摘要 ( 546 )

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为研究不同自然风速下人工通风对深凹露天矿风流场的影响，利用FLUENT对某深凹露天矿内的风流场进行了模拟研究。研究结果表明：当自然风速为2 m/s时人工通风前后坑内复环流体积减少不太明显；当自然风速为5 m/s时封闭圈以下复环流影响范围小，因此复环流体积减少也不明显；而当自然风速为3 m/s和4 m/s时，靠近背风坡的低压区和低速区显著变化，复环流体积减少明显。在自然风速较低或无风时空气交换率缓慢增加；当自然风速≥2 m/s时空气交换率均显著增加。与复环流的体积变化趋势基本一致，验证了人工通风方案的可行性，采取人工通风措施后深凹露天矿内的风流场均得到显著改善。

气水喷雾除尘效果实验研究

张波, 蒋仲安, 段志博, 汲银凤

2019, 48(08): 173-178.

摘要 ( 590 )

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在矿山生产中会产生大量的粉尘，严重污染了工作面的环境，对工作面工人的身体健康造成了极大的威胁。在大部分的金属矿山中，落矿点和转载点是主要的粉尘产生源，而气水喷雾对于治理落矿点与转载点的粉尘有着十分有效的效果。实验以紫金山铜矿为背景，对气水喷雾的喷头型号以及口径进行了优化实验研究，得出了口径为1.5 mm可调广角的喷头雾化效果最好，气雾的平均粒径基本上在15~30 μm之间，能够有效地扑集工作面空间飞扬的粉尘。1.5 mm口径的可调广角喷嘴在气雾的雾化角为47.5 °时最佳除尘距离为270 cm，非常适合矿山井下的除尘系统。为验证1.5 mm口径的可调广角喷嘴的除尘效果，选择在紫金山铜矿进行现场实验，验证了该喷头的除尘效果，除尘效率在90%以上，能够极大地改善矿山工人的工作环境，使得工人的身体健康得到保障。

基于逻辑回归-聚类算法的采空区危险等级评价模型

黄新典, 褚夫蛟

2019, 48(08): 179-184.

摘要 ( 486 )

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采空区危险性分级研究在矿山灾害防治和风险管理中具有重要意义。为克服传统采空区危险性评价指标繁多、计算复杂等问题，提出了一种采空区危险等级快速评价模型。基于110个采空区样本，将随机森林算法（Random Forest， RF）与递归特征消除理论（Recursive feature elimination， RFE）相结合，筛选出对采空区危险性分级信息量贡献较大的指标，克服传统评价指标繁多且不易获取的缺陷，实现采空区评价指标体系精简降维。基于逻辑回归理论得到采空区危险性概率模型，并应用K-means快速聚类算法求得采空区危险性概率的4个聚类中心点，耦合2种算法构建了采空区危险等级快速分级模型，以克服传统采空区危险性评价方法计算复杂、普适性差的缺陷。为验证该评价模型的有效性，基于混淆矩阵对评价模型的准确性进行了验证分析。研究表明：①RQD值、矿柱尺寸布置、岩体结构、采空区高度、地质构造、工程布置、地下可见水赋值为采空区分级评价中信息贡献量较大的指标；②模型分级准确率达到77.4%，第一类错误率降低至6.25%，危险采空区的预测准确率达到93.75%，评价结果可为采空区后续治理提供可靠依据。

基于高岭土多孔基板的In₂O₃微米梳制备及其气敏性能

卢瑞, 钟祥熙, 殷尧禹, 李昂, 魏德洲, 沈岩柏, 张云海

2019, 48(08): 185-191.

摘要 ( 468 )

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采用模压—烧结法制备高岭土多孔基板，考察烧结温度对高岭土多孔基板表面形貌与孔隙结构的影响，通过热蒸发法在高岭土多孔基板上制备出In₂O₃微米材料，并采用XRD、SEM、FTIR、阿基米德排水法等检测手段考察多孔基板及In₂O₃微米材料的形貌与结构。结果表明，在烧结温度1 200 ℃时所获高岭土多孔基板的孔径尺寸在45 μm左右，显气孔率为32.71%，体积密度为1.48 g/cm³，抗弯强度为15.08 MPa。在该多孔基板上所制备的In₂O₃产物呈梳状结构，梳齿直径和长度分别在1~10 μm和20~80 μm范围内，梳柄长度约为1 mm，结晶良好。对In₂O₃微米梳的气敏检测结果表明：In₂O₃微米梳对NO₂气体具有良好的选择性、可逆性和重复性；其对浓度为0.001%的NO₂气体的灵敏度随着工作温度的升高呈先升高后降低的趋势，响应时间和恢复时间随之减少，且在最佳工作温度200 ℃时达到最大值，为44.4，此时的响应时间和恢复时间分别为21 s和106 s；In₂O₃微米梳对NO₂气体的灵敏度随着NO₂浓度的增加而增加，两者之间呈线性相关，响应时间随着NO₂浓度的增加而缩短，恢复时间则随之增长。

钒钛矿渣制备全固废胶凝材料的初步研究

杜惠惠, 倪文, 高广军, 徐东, 张思奇

2019, 48(08): 192-197.

摘要 ( 574 )

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为大宗利用钒钛冶金渣，减少废弃物堆存及资源浪费。现利用承德钒钛矿渣、钢渣和脱硫石膏制备全固废胶凝材料，研究不同钒钛矿渣掺量、不同养护温度对胶砂试块抗压强度的影响，阐述钒钛矿渣—钢渣基胶凝材料的水化机理。结果表明：当水胶比为0.38，钒钛矿渣、钢渣、脱硫石膏分别占胶凝材料的58%、30%、12%时，制备的胶砂试块抗压强度最高。养护温度对胶砂试块早期抗压强度有明显影响，养护温度30 ℃时胶砂试块3 d抗压强度为养护温度45 ℃时3 d抗压强度的1.85倍。XRD、SEM、IR等分析表明：水化产物主要为钙矾石（AFt）和C—S—H凝胶；随着水化反应的进行，水化产物不断增多，C—S—H凝胶与AFt交错生长，结构致密，从而保证了胶砂试块抗压强度的增长。

思山岭铁矿超细全尾砂固结粉充填胶凝材料研究

梁峰, 高谦, 丛革臣, 杨寿军

2019, 48(08): 198-200.

摘要 ( 569 )

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为了降低思山岭铁矿充填采矿成本，针对矿山超细全尾砂，利用本溪地区矿渣、脱硫石膏等固体废弃物，开展了嗣后充填采矿法所要求的低成本固结粉充填胶凝材料研究。首先设计3因素3水平盐基和碱基激发剂胶凝材料正交试验，获得了充填体3 d强度的固结粉激发剂优化配方为水泥熟料9%、脱硫石膏4%、工业芒硝1%。采用极差分析得到了充填体7 d和14 d强度影响因素权重从大到小排序为：水泥熟料，工业芒硝，脱硫石膏。然后建立BP神经网络模型进行激发剂不同配比的胶结体强度预测，模型预测得到的充填体强度最大相对误差为4.83%，满足训练精度要求。并采用二次多项式拟合，由此获得了适用于超细全尾砂固结粉充填胶凝材料优化配方。固结粉7 d充填体强度优化配方为水泥熟料5.88%、脱硫石膏9.31%、芒硝0%，充填体强度达到2.40 MPa；14 d充填体强度优化配方为水泥熟料5.99%、脱硫石膏9.63%、芒硝0.40%，强度达到3.12 MPa。验证试验结果表明，固结粉胶凝材料充填体14 d强度是胶固粉的1.48倍，而固结粉胶凝材料成本较之降低23%。

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