金属矿山

李艳军, 张浩, 韩跃新, 柳晓, 袁帅, 高鹏

2021, 50(04): 1-19.

摘要 ( 159 )

PDF (2086KB) ( 501 )

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赤泥是生产氧化铝时排放的强碱性泥浆状废渣。我国赤泥堆存量已超过 6亿 t，且随着经济的发展，目前以每年高达1亿t的速度在增长。赤泥由于其复杂多变的物化性质而难以被回收利用，其大量排放与堆积对环境造成的危害日益严重，如何有效地将赤泥资源化回收利用已迫在眉睫。在概述国内外赤泥概况及赤泥物理化学性质的基础上，对赤泥的资源化回收利用技术进行了综述，将赤泥的资源化回收与利用大体上归纳为有价金属的回收（包括铁、铝、钛、钒和稀土元素等的回收，回收方法分为火法还原、湿法酸浸和物理选矿3种）、制备吸附剂（包括用于处理含重金属废水和处理酸性废气）、制备水泥、生产砖（包括烧结砖、免烧砖、保温砖等）、生产路基材料、制备陶瓷和微晶玻璃、制备新型功能材料等几个方面。然而，全球各地的赤泥成分各不相同，有些甚至差异巨大，这给赤泥的大宗量资源化利用带来了难题。就目前研究来看，一个主要的趋势为：高铁赤泥用于回收铁、铝等金属，低铁赤泥用于建材。目前，赤泥作为掺加料在低附加值的建筑材料领域中的应用相对成熟，已有工业化成果，但仍然存在含碱高、放射性等许多问题；从赤泥中回收高附加值的有价金属的研究大多仍处于实验室研究阶段。分析了赤泥不同资源化回收利用技术的优缺点，探讨了应用中存在的一些问题与不足，并提出了建议与展望。未来对赤泥综合利用研究工作，应该以赤泥的减量化、高值化、无害化、全组分利用为目标，主要围绕大量消耗赤泥为主、以开发赤泥的高附加值产品为辅多途径综合开发，提高其综合利用率。

矩形采场支护作用下围岩周边应力复变函数解析解

李元辉 , 刘明飞, 李坤蒙, 熊志朋

2021, 50(04): 20-26.

摘要 ( 154 )

PDF (2210KB) ( 381 )

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地下采场围岩周边应力状态与其稳定性非常密切。为了控制采场的变形和破坏，矿体开采过程中，通常借助支护体来保证采场安全作业条件。目前针对矩形孔口问题的应力状态解析解局限于未支护条件，适应性有限。为了获取矩形采场支护作用下的围岩周边应力，采用复变函数理论分析和数值模拟方法，推导和求得不同支护力作用下矩形采场周边的应力解析解和数值模拟解。结果显示，两者具有较高的拟合性；由两帮侧壁至顶板，采场周边围岩应力呈现先增大后减小的“抛物线”趋势，拐角附近应力出现陡增现象，即应力集中现象；同时，随着采场周围岩体支护阻力的逐渐增加，帮壁应力逐渐减小，顶板应力逐渐加大；对于大宽高比采场较长边的应力求解误差增大的情况，实际可通过增加映射函数的项数以及加密模拟网格的方法来提高拟合性。

下向分层进路式胶结充填法采场稳定性判断方法及应用

张志贵 , 谭宝会 , 钟敏 , 陈星明, 朱强 , 李明润

2021, 50(04): 27-34.

摘要 ( 109 )

PDF (2344KB) ( 381 )

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从便于生产组织以及提升产量等因素考虑，下向分层进路式胶结充填法矿山一般采取的是几条进路回采结束后再进行集中充填的生产组织方式，采场在一定时间内形成了以胶结充填体为顶板的相邻非连续采空区，由此带来了胶结充填法采场稳定性问题。目前尚无有效成熟的方法对其采场稳定性进行分析和判断，难以防止可能造成的采场稳定性风险。为此，提出了采用等效采空区法来计算相邻非连续采空区的有效暴露面积，并以单一连续采空区的冒落条件为标准，定量分析和判断下向分层进路式胶结充填法采场的稳定性，实现对采场不同回采区域稳定性的针对性分析，分析结果对矿山生产更具指导意义。最后，结合生产矿山实际情况开展了采场稳定性分析，验证了等效采空区法的有效性及实用性。

基于含弱面矿柱锚固的层状岩体采场参数优化

刘丰恺, 王其洲, 叶海旺

2021, 50(04): 35-39.

摘要 ( 97 )

PDF (2975KB) ( 326 )

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弱面削弱了层状岩体的抗剪强度，在地下采矿活动中会加速矿柱的失稳变形，易导致采场垮塌。为研究含弱面矿柱稳定性，并对矿柱进行稳定性控制，以贵州省紫袍玉矿石地下采场为研究背景，运用矿柱面积承载理论，通过理论计算推导出金属矿山方形矿柱的矿柱安全系数。为减少弱面对矿柱承载强度的影响，采用 FLAC3D 数值模拟软件对含弱面矿柱进行锚杆支护研究，结合矿柱安全系数，得出最优锚固支护参数。在矿柱加固的基础上对 200 m 埋深处采场进一步参数优化，最终得出优化方案为选择锚杆间排距 1 200 mm、预紧力 60 kN 的矿柱锚杆支护参数，采场参数为矿房跨度 14 m，矿柱宽度 6 m。同不进行矿柱加固的采场参数优化方案相比，此方案能提高矿石资源回收率，最大限度提升矿山经济效益。

不同灰砂比条件下机制砂率对充填体强度影响试验研究

张杰 , 孙载磊, 储昌欢

2021, 50(04): 40-44.

摘要 ( 102 )

PDF (1848KB) ( 347 )

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为确定机制砂率达到 40% 左右时高浓度全尾砂胶结充填料浆的合理配合比，确定不同灰砂比条件下机制砂率对充填体强度的影响趋势，开展了以灰砂比、机制砂率为主要影响因素的充填体强度试验。试验表明，当机制砂率在 30%~50% 范围内时，灰砂比的变化对充填体强度发展速度的影响较小。当料浆浓度控制在 80% 或以上时，灰砂比 1∶10，标准养护 28 d 后的充填体强度可达到 4.5 MPa；灰砂比 1∶6，养护 14 d 后的强度可以达到 5.5 MPa 以上。满足上述条件的充填料浆配比可用于云南某铅锌矿第一步骤矿房的充填。

絮凝剂在金矿尾砂真空过滤脱水中的应用研究

朱庚杰 , 朱万成, 侯晨, 荆晓东 , 郭加仁 , 李广波

2021, 50(04): 45-52.

摘要 ( 108 )

PDF (3124KB) ( 348 )

相关文章 | 计量指标

尝试将絮凝剂应用到金矿尾砂真空过滤脱水中，以解决过滤脱水过程能耗高的缺点。开展了絮凝剂筛选试验和尾砂真空过滤脱水实验，探讨了絮凝剂单耗和真空压力对尾砂真空过滤脱水过程的影响。实验结果表明：分子量为 2 200 万的阴离子型 PAM（A-2 200）对该尾砂效果最佳；压力为 50 kPa 时，随絮凝剂单耗增加，初始沉降速度加快，滤饼浓度先缓慢降低、35 g/t 后快速降低，滤饼分层程度先快速减小、35 g/t 后趋缓；在絮凝剂单耗为 35 g/t 时，随压力的增加，沉降速度加快，滤饼浓度先快速增加后逐渐趋缓，滤饼分层越来越严重；絮凝剂单耗和压力对尾砂过滤脱水速度具有协同效应，絮凝剂单耗在 0~35 g/t 时，滤饼浓度主要受压力影响，滤饼分层程度主要受絮凝剂单耗影响。研究结论为絮凝沉降技术在尾砂真空过滤脱水中的应用提供数据支撑。

冶炼铜选尾渣对废石粗骨料充填料浆特性改性研究

郭慧高, 武拴军, 尹升华, 肖柏林

2021, 50(04): 53-58.

摘要 ( 194 )

PDF (2234KB) ( 328 )

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针对废石粗骨料高浓度自流充填料浆离析、充填体分层严重，及冶炼铜渣污染大、处理难的矿山实际难题，本研究以铜渣尾砂作为细骨料对废石粗骨料充填料浆进行改性为指导思想，通过强度试验、塌落扩展度、分层度及泌水率试验研究了铜渣尾砂对废石高浓度充填的影响。结果表明，添加铜渣尾砂细骨料对充填体的早期强度几乎没有影响，但能大幅提高充填体的中后期强度；可使用扩展度代替塌落度表征自流高浓度料浆的流动特性，整体上铜渣细骨料增加了料浆黏度从而流动性降低，但合适的掺量下能使料浆达到均质状态从而使影响降到最低；分层度受铜渣及水化的影响；铜渣尾砂掺量在20%~25%时料浆的泌水率在5%~10%的理想范围内，形成了具有良好保水性、稳定性及不离析的均质流体状态。

复杂环境下爆破降振的微差时间优选

林飞

2021, 50(04): 59-63.

摘要 ( 92 )

PDF (2242KB) ( 323 )

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为了控制爆破振动强度，降低爆破振动对建筑物的危害，基于数码电子雷管对爆破网路孔、排间采用（17 ms、75 ms）、（22 ms、75 ms）、（27 ms、75 ms）、（32 ms、75 ms）的微差时间进行控制爆破对比试验。试验结果表明，孔、排间采用（17 ms、75 ms）的微差时间达到良好的降振效果，在爆心距 41 m 处，最大降振比例达到 54.13%；实测的爆破振动数据可以依据萨道夫斯基经验公式建立爆破地震波质点振动速度的回归预测模型，模型参数 K 为 148.509 3~274.053 2，α 为 1.568 5~1.865 6。

黑沟矿区露天开采矿岩可爆性分级研究

王文军, 李润然, 纪旭波 , 徐帅

2021, 50(04): 64-69.

摘要 ( 115 )

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相关文章 | 计量指标

针对镜铁山矿业有限公司黑沟矿区现行爆破参数设计方法缺乏理论依据导致爆破质量不稳定的问题，分析了国内外矿岩可爆性分级方法，优选爆破作用指数法对黑沟矿区典型矿岩开展可爆性分级。在黑沟矿区典型矿岩赋存区域，基于室内岩石力学实验、现场波速实验和单孔爆破漏斗现场实验，获得岩石强度、室内及现场波速和矿岩的波阻抗数据；利用多旋翼摄影测量分析，获得爆破后矿岩的大块率、小块率、平均合格率等分级指标，提出一种基于现有爆破作用指数法评价可爆性的修正方法，完成了黑沟矿区典型矿岩可爆性分级。分级结果表明灰绿色千枚岩、镜铁矿、白云岩和铁质千枚岩的可爆性由易到难。爆破作用指数法及分级结果的修正方法能够准确描述岩体可爆性，对规范爆破设计，改善爆破效果，优化爆破经济指标具有重要意义。

深部采动影响下硬岩巷道围岩稳定性数值模拟研究#br#

代碧波, 李怀宾, 张姝婧 , 赵兴东

2021, 50(04): 70-75.

摘要 ( 95 )

PDF (3447KB) ( 333 )

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深部巷道围岩稳定性与开采扰动密切相关。以红透山铜锌矿-767 m 中段 13#、14#采场斜坡道为工程背景，根据现场地质调查和岩石力学实验，进行岩体质量分级和岩体力学参数估算；依据矿山采矿计划，建立数值模型，分析采动影响下巷道围岩的应力、塑性区和位移变化规律。结果表明：在距离巷道帮部和顶板 0.5 m 和 1.0 m 范围内最小主应力值较小，帮部和顶板易发生张拉破坏，而最小主应力在巷道拱肩附近就达到较大值，巷道拱肩易发生剪切破坏；随着开采的进行，最大主应力峰值呈现先增加后减小的规律；最大主应力集中区沿顺时针方向转动，围岩出现蝶形塑性区，并呈不对称分布；巷道整体向采场方向倾斜移动，对开采过程研究表明，相同水平开采对巷道的稳定性影响最大。

红砂岩蠕变声发射分形特征

龚囱 , 赵坤 , 於鑫佳 , 赵奎 , 包涵 , 王文杰

2021, 50(04): 76-82.

摘要 ( 141 )

PDF (2414KB) ( 363 )

相关文章 | 计量指标

对红砂岩进行了蠕变声发射试验，以固定的时间窗口和固定的滑动步距，计算并分析了蠕变过程声发射幅值分形维数特征，试验结果表明：红砂岩等速蠕变阶段应变速率与蠕变应力呈指数关系。减速与等速蠕变阶段声发射幅值分形维数特征与蠕变应力的大小有关。当加载应力小于岩石长期强度时，由原生微裂纹被压密所引起的声发射事件，其幅值分形维数随时间的增大而减小。当加载应力大于岩石长期强度时，由新生微裂纹萌生、汇集等过程所引起的声发射事件，其幅值分形维数随时间的增大总体呈现增大的趋势。在加速蠕变阶段，声发射幅值分形维数持续减小直至破坏，该特征可作为红砂岩蠕变破坏的前兆特征。研究成果可为探索岩石蠕变破坏方法提供试验基础，具有一定的工程应用价值。

水—岩化学腐蚀损伤作用下红砂岩蠕变特性试验研究

孙治国 , 鲁海涛

2021, 50(04): 83-89.

摘要 ( 99 )

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为探讨水—岩化学腐蚀损伤作用下红砂岩的蠕变力学行为，设计开展了不同浓度和 pH 值 Na₂SO₄溶液化学腐蚀作用下的单轴压缩和分级加载蠕变试验。结果表明：红砂岩的水—岩化学腐蚀损伤情况与化学介质浓度和溶液 pH 值密切相关，酸碱性越强、浓度越高，试件内部的孔隙率越大，纵向超声波速度越小，红砂岩对化学溶液的敏感性具体表现为：酸性溶液＞碱性溶液＞弱酸性溶液＞弱碱性溶液＞中性溶液；经水—岩化学腐蚀作用后，由于产生了化学腐蚀损伤，其峰值应力均不同程度降低，变形破坏特征也逐渐从脆性向延性转变，试件的塑性变形破坏和加速蠕变变形特性也越明显，长期强度仅为短期强度的 60%~70%；基于试验结果，构建考虑水—岩化学损伤的分数阶蠕变本构模型，通过拟合分析，验证了该模型的合理性和可行性。

东鞍山弱磁性铁矿桥联团聚—强磁选技术研究

程绍凯, 李文博 , 周立波 , 杨峰, 韩跃新

2021, 50(04): 90-95.

摘要 ( 114 )

PDF (2219KB) ( 325 )

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东鞍山烧结厂弱磁尾矿 TFe品位为 29.57%，主要以赤铁矿的形式存在，分布率高达 82.21%。矿样粒度较细，小于38 μm的含量为77.46%，其中铁的分布率达87.19%，有用铁矿物主要分布在细粒级颗粒中。为强化回收矿样中的微细粒铁矿物，采用桥联团聚—强磁选工艺开展试验研究，以交联玉米淀粉为聚团药剂、水玻璃为分散剂，考察了药剂用量、矿浆pH值、搅拌强度、背景磁感应强度等因素对分选效果的影响。通过生物光学显微镜和激光粒度仪探究了矿物颗粒形态及粒度特性。结果表明：在交联玉米淀粉用量250 g/t、水玻璃用量1 500 g/t、矿浆pH值11、搅拌强度 950 r/min、背景磁感应强度 0.8 T、脉冲次数 170次/min的条件下，获得了精矿铁品位 46.70%、铁回收率 72.66% 的良好指标。与直接磁选结果相比，铁品位降低了0.93个百分点，铁回收率升高了7.59个百分点。添加药剂调浆产生了铁矿物的絮团，颗粒表观尺寸增加，能够有效回收矿样中的微细粒赤铁矿。

赤铁矿与褐铁矿磁化焙烧试验研究

张强 , 孙永升, 韩跃新 , 李艳军, 高鹏

2021, 50(04): 96-100.

摘要 ( 195 )

PDF (1833KB) ( 352 )

相关文章 | 计量指标

赤铁矿与褐铁矿是复杂难选铁矿石中的主要铁矿物，在磁化焙烧过程中赤铁矿与褐铁矿的反应行为不同。为实现磁化焙烧过程中铁矿物物相转化的精准控制，以天然赤铁矿与褐铁矿纯矿物为研究对象，考察了焙烧温度、焙烧时间和 CO浓度对赤铁矿单一体系、赤铁矿-褐铁矿混合矿体系和褐铁矿单一体系磁化焙烧过程的影响。试验结果表明：3 种样品的最佳磁化焙烧温度为 550 ℃，CO 浓度为 20%、最佳磁化焙烧时间分别为 12 min、10 min 和 8 min，最佳焙烧条件下，焙烧产物的磁性率分别为43.03%、42.79%和42.60%。采用BET分析探究了焙烧样品的表面性质，BET分析结果表明，褐铁矿在磁化焙烧过程中因受热脱水使颗粒产生许多裂纹和孔隙，使样品的孔隙率和比表面积增加，有助于CO与样品充分接触并反应，因而可以加快焙烧反应的进行。

不同粒度赤铁矿和石英的浮选行为研究

伍红强, 邱廷省

2021, 50(04): 101-105.

摘要 ( 65 )

PDF (1720KB) ( 336 )

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为了查明嵌布粒度细的赤铁矿很难得到充分回收利用的原因，研究了不同粒度赤铁矿、石英单矿物在不同药剂条件下的浮选行为。结果表明：pH值为12、淀粉用量为20 mg/L、CaCl2用量为120 mg/L、油酸钠用量为300 mg/L时，赤铁矿单矿物浮选指标最佳。赤铁矿与石英人工混合矿在单矿物浮选最佳试验条件下进行混合矿浮选试验，只有0.045~0.074 mm粒级混合矿的试验结果与赤铁矿和石英单矿物浮选试验结果相近，粒度不同，赤铁矿和石英混合矿的浮选行为与赤铁矿和石英单矿物的浮选行为不同。利用 DLVO 理论探讨了单矿物和混合矿浮选行为改变的作用机理，不同粒度的赤铁矿和石英颗粒间总作用能均小于零，赤铁矿和石英颗粒间在水溶液中表现为吸引力，粒度越细影响越大。试验结果可以为矿山实际生产和新型特效药剂研发提供理论指导。

回转窑直接还原工艺处理国外某高磷鲕状赤铁矿的工业试验

王英硕 , 黄武胜 , 刘伟然 , 延黎 , 吴世超 , 孙体昌

2021, 50(04): 106-112.

摘要 ( 90 )

PDF (1711KB) ( 333 )

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为了能够充分、全面地开发利用高磷鲕状赤铁矿，在小型试验、扩大试验的基础上对国外某高磷鲕状赤铁矿进行了回转窑直接还原焙烧—磨矿—磁选的工业试验。工业试验的基本流程为破碎—混匀—压球—烘干—入窑焙烧—水冷—磨矿—磁选，并在整个过程中监测试样、温度、烟气等指标。结果表明：采用该工艺可以实现高磷鲕状赤铁矿工业上的连续生产。通过重点研究还原剂用量对还原气氛和精矿指标的影响，表明在无烟煤用量不超过 23% 时，无烟煤用量越大，还原气氛越好，精矿指标也越好。在无烟煤用量23%的条件下，可以稳定地获得铁品位96.24%、铁回收率78.40%、磷含量0.07%、金属化率96.05%的合格粉末还原铁。

高铁铝土矿悬浮磁化焙烧铁铝分离技术研究

王若枫 , 袁帅 , 高鹏, 李艳军 , 孙永升

2021, 50(04): 113-118.

摘要 ( 124 )

PDF (2397KB) ( 350 )

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印尼某高铁铝土矿原矿铁品位为 14.06%，铁矿物主要以赤（褐）铁矿形式存在，采用悬浮磁化焙烧—磁选技术处理高铁铝土矿，并开展了系统的高铁铝土矿悬浮磁化焙烧试验研究。结果表明，悬浮磁化焙烧最佳条件为给料粒度-0.074 mm占50%、焙烧温度600 ℃、焙烧时间20 min、CO浓度为20%、总气体流量500 mL/min，在此最佳条件下进行悬浮磁化焙烧试验，焙烧产品在磁场强度为133.6 kA/m的条件下进行弱磁选，最终可获得Al2O3含量68.55%、回收率为74.43%、铁去除率为65.63%的铝精矿。悬浮磁化焙烧技术实现铁铝高效分离，降低了原矿中铁品位和水分，大幅度提高了高铁铝土矿的Al2O3含量，达到了除铁提铝的技术目标。

铜铵络合物强化硫化钠硫化作用的机理及应用

胡波 , 刘梦飞 , 李茂林 , 陈代雄

2021, 50(04): 119-124.

摘要 ( 353 )

PDF (3393KB) ( 311 )

相关文章 | 计量指标

针对孔雀石矿物亲水性强，常规硫化剂硫化作用后表面硫化膜不稳定的现状，开发出铜铵络合物作为强化硫化钠硫化作用的活化剂。试验结果表明：铜铵络合物在碱性条件下的主要作用成分为Cu（NH₃）₄²⁺，该成分可起到与硫酸铵相似的活化效果，促使孔雀石表面覆盖的硫化物更均匀更致密，进而达到促进孔雀石表面疏水的效果。铜铵络合物应用于西藏玉龙氧化铜矿浮选过程时，在原矿含Cu 4.47%的条件下，经2粗2精2扫闭路浮选试验获得了氧化铜浮选精矿含铜24.14%、铜回收率82.15%的较好指标。

某深海多金属硫化矿浮选工艺研究

崔强 , 周兵仔 , 郑桂兵, 朱阳戈 , 陈康康

2021, 50(04): 125-129.

摘要 ( 75 )

PDF (1851KB) ( 321 )

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某深海多金属硫化矿为深海热液沉积物，主要有用矿物为黄铜矿，伴生有黄铁矿、白铁矿、闪锌矿，非金属矿物含量较低。在浮选过程中，矿石性质变化很快，对流程稳定性影响较大，同时矿浆中有大量金属离子给分离带来难度。针对这些问题开展了详细的试验研究，结果表明：联合使用抑制剂BK612和石灰，能够有效抑制脉石矿物，提高浮选分选性，同时能够保证浮选流程的稳定性；采用高效捕收剂BK915能够适应深海硫化矿浮选需要，获得合格铜精矿，在磨矿细度为-0.074 mm占85%条件下，以石灰、BK612为抑制剂、BK915为捕收剂、BK204为起泡剂，经1粗3精 2扫闭路浮选试验，获得的精矿铜品位24.03%、铜回收率88.22%。

预处理技术在难选氧化铜矿硫化浮选中应用的研究进展#br#

郑双林 , 马英强 , 郭鑫捷 , 周璞燏

2021, 50(04): 130-138.

摘要 ( 114 )

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相关文章 | 计量指标

概况了难选氧化铜矿的相关研究，研究重点在于硫化浮选技术，综述了硫化预处理、高压电脉冲破碎预处理、焙烧预处理和超声波预处理等不同预处理方式对氧化铜矿硫化浮选的影响。对不同预处理方式对氧化铜矿硫化浮选促进作用机理进行了总结，认为部分难选氧化铜矿强化硫化浮选的预处理方式在现阶段虽使得浮选指标有一定程度的上升，但如何选择适宜的预处理方式进而强化硫化浮选效果是今后难选氧化铜矿硫化浮选的主要研究方向之一。

概率积分法参数反演的 SAAFC模型

叶伟 , 徐良骥 , 张坤

2021, 50(04): 139-148.

摘要 ( 194 )

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针对传统算法在概率积分法参数反演时无法获取全局最优解或收敛速率慢，以及基于生物遗传进化的智能寻优算法反演参数存在最优解非唯一的情况，为了更有效地进行概率积分法参数反演，引入新型群智能寻优方法，采用一种动态改变步长和视野的 SAAFC 算法预计概率积分法参数并与实际下沉值和水平移动值组合成目标函数，从而使参数反演问题转化为目标优化问题，建立了概率积分法参数反演的SAAFC模型。以朱集东矿1242（1）工作面为工程实例，根据该矿其它工作面岩移观测站实测数据解算的预计参数值给定反演参数初值范围，生成初始鱼群并模拟人工鱼的觅食、聚群、追尾和随机4种行为，设定试探次数上限并不断选择适应度最优的行为执行，直到获得全局最优参数或者达到迭代次数上限终止并输出参数值。利用模型反演所得参数预计地表下沉、水平移动、倾斜变形、曲率变形及水平变形，与5种实测变形拟合曲线进行对比，并计算预计下沉值的决定系数和泛化性能指标，综合评定模型的参数反演性能。比较预计下沉曲面与实测空间下沉曲线构建的实际下沉曲面轮廓，检验反演所得参数用于下沉预计的可行性。在地质采矿条件和解空间相同的条件下，利用AFC算法和LSM算法对该工作面的概率积分法参数进行反演，与所建模型进行对比，进一步验证模型的参数反演精度和收敛速率。结果表明：①模型反演参数预计地表下沉的决定系数为0.930 0，泛化性能指数为0.971 7，说明模型的参数反演可靠性较高；②模型反演所得概率积分法参数
预计的下沉曲面较贴近实测空间下沉曲线，拟合效果较好；③3种模型反演参数预计的下沉和水平移动空间拟合曲线中，SAAFC算法更加贴近实测曲线，AFC算法较LSM算法更加贴近实测曲线。SAAFC、AFC、LSM算法反演参数下沉预计中误差分别为32.958、67.857、74.288 mm，走向水平移动预计中误差分别为42.818、52.144、57.512 mm，倾向水平移动预计中误差分别为79.391、86.671、92.739 mm。总体上，SAAFC算法反演8个概率积分法参数的收敛速率较AFC算法和LSM算法更快，AFC算法相比LSM算法收敛速率略快些。

露天铁矿无人机光谱探测方法试验研究

祁玉馨 , 刘善军, 王东 , 孙铭辰

2021, 50(04): 149-153.

摘要 ( 89 )

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露天采场矿体区域精准圈定对矿山采矿、配矿、生产规划等工作至关重要。传统的矿岩识别方法存在工作量大、效率低、周期长等缺陷，已成为实现经济、合理、高效开采的瓶颈问题。随着现代信息技术、人工智能、大数据等技术的不断涌现和快速发展，矿岩智能感知技术已成为现代智能矿山建设亟需突破的技术。以鞍钢集团下属哑巴岭露天采场为研究区，航拍采集区内的无人机高光谱影像，应用混合像元分解技术，对露天采场中的矿岩识别与自动提取方法进行了研究。结果表明：基于无人机高光谱技术的露天铁矿圈定技术可对铁矿体进行有效圈定，与现有的室内化验圈定的矿体面积相比，二者相差为8.10%，达到了较好的效果，且该方法具有智能化、成本低、效率高的优点，未来具有可代替传统矿岩调查方法的潜力，为露天矿采场矿岩自动识别与智能感知提供了新的方法。

基于三维激光扫描技术的金沙江“11·03”白格堰塞湖应急测绘研究

李洪梁, 施富强, 王立娟, 尹恒, 贾虎军, 唐尧

2021, 50(04): 154-159.

摘要 ( 94 )

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金沙江“11·03”白格堰塞湖坝体随着水位不断上涨极易发生溃坝，严重威胁着下游公共基础设施和人民生命财产的安全。利用三维激光扫描技术能非接触式地快速精确获取地质灾害危险区域的三维坐标数据，为地质灾害应急处置工作提供基础保障性资料。通过将三维激光扫描技术应用到白格堰塞湖的应急抢险工作中，利用快速获取的高精度点云数据制作地形图，建立坝体及周缘区域精细DEM，概算滑坡方量，结合堰塞湖坝体地形特征辅助进行排洪斜槽参数设计，为成功排除白格堰塞湖险情提供了重要决策支持。研究表明：利用三维激光扫描技术不仅高效、高精度地完成了地形测绘工作，通过两期 DEM数据叠加概算得出滑坡方量约 554万 m3，并以此为基础进行了排洪斜槽参数设计，使得险情得到有效缓解，同时也表明三维激光扫描技术在堰塞湖应急测绘中优势明显，对于今后类似地质灾害的应急处置工作具有较好的推广和借鉴意义。

金属矿山采动灾害监测预警云平台搭建与初步应用

徐晓冬 , 朱万成 , 张鹏海 , 李相熙 , 李旭 , 王慧

2021, 50(04): 160-171.

摘要 ( 130 )

PDF (9148KB) ( 321 )

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以云计算、大数据等技术在矿山上的应用为主线，保障矿山安全、持续、高效生产为最终目的，对矿山灾害监测数据特征及“云”技术在矿山上的应用进行分析，归纳已有云平台的潜在问题，在此基础上提出一种现场监测和数值模拟相结合的矿山灾害监测预警云平台。研究表明：传统的数据管理方法不足以处理离散化、多元化及动态化的矿山灾害监测数据，云计算必将成为矿山灾害监测预警的重要手段，但已有平台很难实现实时监测预警的理想化状态，具有一定的局限性。提出一种以云端数据库为纽带，定时任务为核心方法的“一主+多辅”的平台布置方式，构建了现场监测和数值模拟相结合的矿山灾害预警云平台，实现了灾害时空多维度预测，为灾害的防治及传感器的布设提供一定的参考，为矿山安全、持续、高效生产提供保障。

基于 BIM的智慧矿山工程安全技术研究

康恩铨 , 王军

2021, 50(04): 172-177.

摘要 ( 180 )

PDF (1738KB) ( 330 )

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矿山施工属于复杂的综合性工程，具有很高的危险性，因此针对矿山工程领域进行安全管理研究很有必要。基于BIM技术开展智慧矿山标准化建设工程应用，通过分析传统矿山施工安全管理形势，采用BIM技术从矿山工程的前期规划、4D可视化、三维设计检查、施工安全监控及检查、施工安全教育培训等方面开展工作，达到有效减少矿山施工现场的安全事故，促进施工人员安全高效地完成矿山项目，对提高矿山工程施工安全管理具有一定的参考价值。

地下铝土采矿机新型截割装置的进刀工艺与装载效果

章立强

2021, 50(04): 178-182.

摘要 ( 108 )

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针对下限薄、硬度高的高品位矿料的开采问题，分析了小直径滚筒、厚槽帮、厚顶梁条件下存在的滚筒下切、挑顶等开采问题，以及现有截割装置的适应性问题。分析了现有截割装置对斜切进刀工艺的影响，提出了适应该条件铝土矿开采的新型斜切进刀工艺与地下铝土采矿机新型截割装置，同时详细阐述了新型斜切进刀工艺中“留距段”与“抬摇臂切入”的重要性，并分别介绍了2种新型截割装置的具体结构、性能及特点。针对新型截割装置的装载问题，提出了采用顶部装料机构的解决方案，并介绍了其结构特点。简述了地下铝土综采项目取得的阶段成果，总结了“新型斜切进刀工艺”与“新型截割装置”的应用特点及适用面。

基于 AHP-FUZZY的采空区治理方法优选研究

张东杰, 刘树新 , 任凤玉 , 郑有伟 , 张娣

2021, 50(04): 183-190.

摘要 ( 94 )

PDF (3190KB) ( 337 )

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地下矿山采用空场法或崩落法开采时，不可避免会形成大量的采空区，对井下作业人员、地表环境及工业设施构成严重威胁。因此，合理的采空区治理方法对于矿山安全生产及高效开采尤为重要。以锡林浩特萤石矿浅孔留矿法开采现状为工程背景，采用现场调研、数值模拟与AHP-FUZZY相结合的方法，研究了空区存在对竖井稳固性的影响，在此基础上优选了采空区治理方法。研究结果表明，保安矿柱内的矿体被部分开采破坏，其破坏角变化范围为15°~17°；并且副井附近的最大主应力与剪应力分别为3.0 MPa与1.5 MPa，最大位移值为9.0 cm，竖井的安全运行必将受到空区威胁；综合安全、经济、合理程度及劳动生产率等因素，优选得到崩落部分顶柱+全尾砂充填采空区为最佳治理方法，为在产矿山的采空区治理方法优选提供借鉴与指导。

尾矿库下压覆矿体开采对尾矿库及坝体影响分析

蒋京名 , 郭家能 , 王志

2021, 50(04): 191-196.

摘要 ( 100 )

PDF (3406KB) ( 338 )

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尾矿库下压覆矿体的开采，要根据矿床的赋存条件，采取相应的回采工艺，使地下回采工作对地面建构筑物的变形控制在允许范围内，同时应防止尾矿涌入对井下开采安全造成影响。通过对某矿区现场勘探调查以及已有相关地质资料的整理分析，采用理论分析及 Midas GTS NX计算机数值模拟计算方法，研究了该矿尾矿库下压覆矿体在地下开采过程中产生的岩层移动和变形对尾矿库及坝体的影响，确定了安全保护岩柱范围和合理的岩层移动角，并为下一步进行地下开采提出了相应的安全对策措施，为矿山在解决同类问题时提供了参考。

基于 30年遥感监测的矿区生态环境变化——以南四湖周边矿区为例

刘虎, 姜岳 , 夏明宇 , 高均海 , 姜岩

2021, 50(04): 197-206.

摘要 ( 173 )

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南四湖地区煤炭资源丰富，湖区有上百年的采煤历史，煤炭开采为地方社会经济发展发挥支撑作用的同时，也对区域内的生态环境带来了重大影响。为研究煤炭开采对南四湖地区生态环境的影响，采用Landsat系列遥感数据，对南四湖上级湖区域 1988—2019年间的生态环境进行了遥感动态监测。利用支持向量机（Support Vector Machine，SVM）分类器提取了南四湖上级湖 1988—2019 年间每年的水域面积，并基于遥感生态指数（Remote Sensing Ecology Index，RSEI）分析了研究区内的生态环境状况及其时空变化特征。研究表明：1988—2019年间，南四湖上级湖水域面积变化与煤炭开采无明显相关性，而与每年的降水量有显著关系，湖区与非湖区区域生态环境变差主要受到地下采煤活动影响。为了保护湖区的生态环境，煤矿有序地退出南四湖自然保护区是十分必要的。

从锌浸出渣中回收银的技术研究进展

杜涛 , 衷水平 , 钟文 , 吴星琳

2021, 50(04): 207-214.

摘要 ( 109 )

PDF (1494KB) ( 348 )

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综述了从锌浸出渣中回收银的工艺与研究现状，简述了各方法的原理以及银的最新回收技术。浸出渣中银的赋存状态、银含量高低、物料处理的难易程度不同，锌浸出渣中银回收的方法也不同，主要包括:浮选法、浸出法、火法、选冶联合法及溶剂冶金与微生物浸出等新兴技术。浮选法因低成本、工艺简单的优势广泛应用于选矿行业；浸出法是先利用氰化物、氯盐、硫代硫酸盐等药剂，将锌浸出渣中的金、银等贵金属溶解，再通过离子交换、锌粉置换或活性炭吸附等方法回收；由于浸出渣中银大多被铁钒包裹，难以直接浮选或直接浸出回收浸出渣中的银，需转变银的赋存状态，对浸出渣进行预处理，主要有酸性焙烧、还原焙烧、酸性浸出、碱性转化等方法。火法的原理是利用浸出渣中金属的沸点差异进行有价金属的分离，火法成本高，污染严重，不利于环保，难以适应经济可持续发展趋势。溶剂冶金是指利用有机溶剂、离子液体、共晶溶剂（DESs）、无机溶剂等非水溶剂从锌渣中提取有价金属的过程；微生物浸出是利用微生物及其代谢产物溶浸矿石中有价金属的绿色环保技术；溶剂冶金与微生物浸出虽有着巨大的经济与社会效益，但此类技术仍不太成熟，应加大其研究力度。单一的冶金或选矿方法虽然各有优势，但存在成本高、作业环境差，不利于环保、金属回收率不理想等问题，指出在现有的技术条件下，改进设备和优化工艺更为实际，例如，提高设备热利用效率、抗腐蚀能力、自动化程度等；对银赋存状态十分复杂的浸出渣，优化选冶联合法的工艺是一种行之可效的方法。此外，加大溶剂冶金与微生物浸出方面的研究，训化适宜于浸出渣有价金属回收的专属菌种，与化学浸出和浮选组成联合流程，以期能高效、低成本、绿色环保地达到较好的回收效果。

含硅尾渣常压碱浸及浸出液制备白炭黑的研究

黄柱成, 田百洲 , 梁之凯, 蔡威

2021, 50(04): 215-220.

摘要 ( 71 )

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采用常压碱浸法对含硅尾渣中的Si、Al、Fe元素进行了有效分离，得到了优质硅酸钠浸出液。结果表明：碱浸实验中，浸出温度108 ℃，浸出时间1 h，碱硅比0.5，液固比1.3 mL/g时浸出效果最佳。得到了Si、Al、Fe 元素含量分别为140 g/L、140 mg/L和71 mg/L，模数2.26的硅酸钠浸出液。进一步采用化学沉淀法从浸出液中制备了白炭黑，使用X射线衍射仪和扫描电镜对白炭黑进行了表征，结果表明：白炭黑产品为无定型结构，SiO₂含量为99.35%，一次粒子粒径在50 nm左右，颗粒形貌为葡萄状集合体。

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