金属矿山

燕长海, 李肖龙, 韩江伟, 冯燕涛马振波, 郭波, 宋要武,

2021, 50(05): 1-12.

摘要 ( 1776 )

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以往多认为熊耳山矿集区金多金属矿的形成主要受控于区域性的马超营断裂及其NE向、NW向次级断裂，尤其是NE向次级断裂，往往具有等间距分布的特征。在这种认识指导下，熊耳山矿集区的金多金属矿找矿取得了很大成果。近年来，虽然熊耳山矿集区新发现了槐树坪、石窑沟等金、钼矿床，但整体找矿进展并不大，成矿认识方面也没有较大的突破。通过实施中国地质调查局地质大调查项目，在熊耳山矿集区内金多金属成矿与找矿方面取得了一系列新的认识，总结如下：①熊耳群与太华岩群之间的不整合面是熊耳山矿集区金多金属矿床成矿的主控构造，控制着区内金多金属矿田（床）的空间展布；②熊耳期古火山活动对区内金多金属成矿起着重要的控制作用，鸡蛋坪组火山岩地层内的矿床（点）均赋存于不同级别的古火山构造内，应为火山岩型金矿；③含钾长石石英脉型钼矿的形成可能也与熊耳期火山活动有关；④熊耳山矿集区内广泛存在的“硅帽”或“硅化带”对深部成矿有指示意义，建议对其开展深入的矿物学、岩石学和成矿学研究，以取得深部找矿的重大突破。下一步的找矿勘探应该主要围绕这两个控矿构造进行。矿集区内发育大量的硅化带或硅帽，可能是碱交代成矿作用在浅部的表现，指示了深部存在巨大的碱交代体，应该作为下一步找矿勘探的指示标志。

我国矿山竖井凿井技术现状与发展趋势

谭杰, 刘志强, 宋朝阳, 刘全辉龙志阳, 宁方波,

2021, 50(05): 13-24.

摘要 ( 274 )

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矿山竖井工程作为矿井建设的重要组成部分，是保障矿山资源安全与高效开发整个产业链的首要和关键工程。目前我国竖井凿井技术解决了穿越东部深厚冲积层、西部富水弱胶结地层以及金属矿千米深硬岩地层的关键技术难题，解决了竖井凿井过程中千米级深井围岩改性及其稳定性控制技术，研发了千米深井快速掘砌关键技术及系列化的大型配套装备，满足了我国东部、中部、西部现有地下矿产资源开发、大规模矿井建设需求，形成了较为完备的成套技术工艺与装备。鉴于我国地下矿产资源开发不断走向深部的趋势，全面综述了我国矿山竖井工程的总体概况，总结了以爆破破岩、排渣、凿井井架、提吊、井壁浇筑和围岩改性等凿井工艺的关键技术与装备的发展历程及新进展，分析了竖井钻机、反井钻机和竖井掘进机等机械破岩钻井装备及其相适应的钻井技术与工艺特点，提出了我国深竖井工程在地质精准探测、岩爆防控、高温防治、深井提升和智能钻井5个主要方面面临的挑战与发展趋势。未来很长一段时间内，我国矿山竖井建设已取得的基础理论、关键技术、系列装备和成熟工艺依然为深地资源开发、复杂地层条件建井、非煤矿山等领域，以及水利、交通、铁路、市政、电力等领域的地下工程建设与开发提供重要的技术支撑，并逐步向无人化、机械化、信息化和智能化矿井建设方向发展，为我国地下空间的开发利用和科技进步作出重要贡献。

层状倾斜矿体矿柱稳定性特征及矿房参数优化

叶海旺, 龙贵川王其洲, 雷涛, 李宁,

2021, 50(05): 25-35.

摘要 ( 181 )

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湖北某磷矿开采过程中矿柱浅层岩体剥落破坏特征突出，严重影响了矿柱稳定性及采场围岩安全。采用极限强度理论和数值模拟方法，结合层状矿体倾斜赋存条件，研究了矿柱埋深、矿柱尺寸、矿柱间距等因素对矿柱安全系数和稳定性的影响规律，并给出了该矿房柱法开采的指导参数。研究表明：①对于埋深变化显著的层状倾斜磷矿床而言，当采深小于500 m时，选取5 m×5 m矿柱、9 m矿柱间距的采场布置参数，可保证矿柱和矿房顶板安全，当采深超过500 m后需进行参数优化。②矿柱尺寸是决定矿柱稳定性的主要因素，却是控制矿房顶板下沉的次要因素。当采用9 m矿柱间距时，将矿柱尺寸设计为6 m×6 m可有效减小矿柱变形量。③矿柱间距是决定矿房顶板围岩稳定性和矿柱变形程度的主要因素。工程实践表明，开采深度达到500 m后，采用5 m×5 m的矿柱尺寸，并且将矿柱间距减小至7 m，可显著减小矿柱和矿房围岩变形，有效降低矿柱荷载，使其处于稳定状态。

束状孔当量球形药包爆破漏斗的模型研究

陈何, 万串串, 王湖鑫,

2021, 50(05): 36-42.

摘要 ( 226 )

PDF (2668KB) ( 812 )

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束状孔当量球形药包爆破是一种大量落矿的爆破技术，通过综合利用漏斗爆破最优埋深条件及增强爆破中远区破岩作用的束状孔效应，可极大提高爆破作业效率，该项技术在多个矿山开展了大规模应用试验，取得了良好的技术经济效果。开展了不同埋深条件下束状孔当量球形药包爆破漏斗试验，通过三维激光扫描仪精确扫描爆后漏斗体积，建立了束状孔药包埋深与爆破漏斗体积的关系，确定了束状孔爆破药包最佳埋深。通过分析药包埋深比与单位炸药爆破体积的关系特征，采用高斯函数进行了爆破漏斗曲线拟合，得到了爆破漏斗的高斯函数关系式。分析了单位炸药爆炸释放能量、岩石抗拉强度、药包埋深、炸药能量利用率等指标对束状孔当量球形药包爆破作用的影响，为束状孔爆破效果评价提供了定量化表征方法。根据束状孔当量球形药包爆破漏斗试验及漏斗爆破高斯函数模型，开展了4个炮孔及5个炮孔组成束状孔的爆破参数计算，确定了束状孔爆破时药包最佳埋深，为束状孔爆破设计提供了技术参考。

高温环境下料浆大流量输送管流特性研究

甘德清, 孙海宽, 薛振林, 闫泽鹏, 刘志义,

2021, 50(05): 43-49.

摘要 ( 168 )

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为分析大流量管道输送过程中温度上升对料浆管流特征的影响，得出高温环境下料浆最佳输送管径及初始流速等参数，建立了充填料浆输送L管模型，基于流变试验获取料浆塑性黏度和屈服应力，利用COMSOL数值模拟软件分析了高温环境下不同温度、管径以及初始速度对应的管流速度场特性。结果表明：随着温度升高，充填料浆屈服应力以及塑性黏度随之降低；在弯管与水平管相接处，流态不稳定，料浆速度层出现较大变化，由塞流推进转化为速度自上而下递增的流动模式，易造成堵管、爆管；温度提高会导致中心最大流核区面积减小，温度为40、50、60 ℃时，最大流核区径向长度分别为0.09、0.07、0.05 m，减小率为22.2%，最大流速随之增加，当温度为40 ℃时，径向最大流速为2.978 m/s，温度增加至60 ℃，最大流速增大至3.135 m/s；随着管径增大，塞流最大流速区面积增加，管径为200 mm、240 mm时，最大流速区径向长度分别为0.1 m、0.12 m，最大流速随之减小，管径自200 mm增大至240 mm，最大流速由2.977 m/s变为2.876 m/s；随着进口速度增加，料浆中心最大流速区域增大，对塞流区域面积大小影响较小。基于上述试验成果，为减少输送阻力损失，提高矿山效益，建议矿山输送料浆参数选取温度40~50 ℃，管径200 mm，初始流速2.5 m/s。上述分析可为矿山充填设计及进一步研究管道输送流态问题提供一定的理论依据。

基于CDEM的采空区稳定性及临界顶板厚度分析

王永增王心泉, 王润冯春, 曹洋孟磊磊吴恩泽

2021, 50(05): 50-55.

摘要 ( 168 )

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地下隐伏采空区易导致地表塌陷等问题发生，采空区的顶板稳定性关乎到露天开采的安全，确定采空区临界顶板厚度对采空区安全评价具有重要意义。采空区临界顶板厚度的影响因素复杂，与采空区的几何参数及岩体物理力学参数等多种因素相关。通过量纲分析建立无量纲表达式，得到影响临界顶板厚度的无量纲参数。在此基础上，借助CDEM数值计算方法建立数值模型并进行计算分析。建立了二维采空区数值模型，通过改变采空区的几何参数及岩体物理力学参数，计算采空区顶板的安全系数，研究以上因素对采空区稳定性的影响规律，识别影响顶板安全系数的主要影响因素。建立了采空区二维模型和三维模型的计算模型，得到了无量纲表达式中无量纲临界高度与无量纲强度间的关系，采用指数函数进行拟合得到响应的关系表达式。研究表明：弹性模量、泊松比对临界顶板厚度影响不大，采空区高度对临界顶板厚度无影响；黏聚力对采空区安全系数影响最大，采空区跨度、岩体内摩擦角、岩体密度次之；采空区无量纲高度与无量纲强度之间存在指数衰减关系。

基于B/S架构的抚顺西露天矿WebGIS系统构建

王东明杨天鸿薛鹏展纪玉石王雪峰高源

2021, 50(05): 56-64.

摘要 ( 301 )

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抚顺西露天矿现已接近闭坑阶段，南北两帮高陡边坡的防治是目前亟待解决的难题。矿山往往聚焦二维GIS地图，建模技术精度较低、数据来源单一、平台束缚性较高，很难实时、高效以及流程化地与三维空间数据相结合进行空间分析。为此，基于B/S架构，对SuperMapWeb端进行了二次开发，构建了抚顺西露天矿WebGIS系统。该系统以“地下—地表—地上”多空间真三维精细化建模为基础，将三维GIS空间计算能力应用到高精度数字高程模型DEM中，高效解决了不同治理方案的施工周期及回填方量预测计算问题。根据该系统的体积分析模块，对抚顺西露天矿提出的治理方案的回填方量、充水量、削坡量及回填周期进行了计算，得出回填方量为1.78亿m3，充水量为6.9亿m3，削坡量0.23亿m3，回填治理周期为10.5 a。同时将矿山地质资料、滑坡区、力学计算、水文地质信息以及InSAR监测数据等信息进行融合，创建了多维度的多元信息集成化平台，有效解决了信息孤岛问题。

综放工作面过断层群上覆岩层导水通道形成机理研究

邹光华张超田多师皓宇赵启峰姚鑫邓毅

2021, 50(05): 65-70.

摘要 ( 167 )

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采场覆岩导水通道的形成是断层、岩层层理、塑性破坏区等因素综合作用的结果。以中煤平朔井工三矿34201综放工作面过断层群为工程背景，采用FLAC3D数值模拟软件，计算分析了综放工作面推过断层群前后的采场围岩塑性破坏区、位移场及应力场分布特征。结果表明：在层理发育的地质条件下，上覆岩层的拉应力区大致呈“S”型或“Z”型分布；采空区上方岩层的较大最大主应力呈“拱形圈”分布，较小最小主应力呈“树冠形”分布，在“拱形圈”和“树冠型”之间的交叉区内岩体容易发生剪切破坏；当拉伸破坏区、剪切破坏区与离层区均与断层贯通时，上覆岩层导水通道即可形成。因此在工作面推过断层群时应采取降低采高等措施，避免导水通道贯通。当34201工作面推过断层Fs27断层后，Fs27和Fs28断层均有一定范围的错动活化，采空区离层主要发生在顶板上方73 m以内，经采用降低采高等措施后，34201工作面已安全通过断层群。

基于组合赋权-改进集对分析的岩爆倾向性预测研究

赵浩杨石广斌, 杨振宏张雯

2021, 50(05): 71-77.

摘要 ( 157 )

PDF (1646KB) ( 796 )

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岩爆是地下工程中的主要地质灾害之一，具有强破坏性、不确定性、突发性等特点。为准确、有效地预测地下工程中的岩爆倾向性，基于组合赋权-改进集对分析理论，建立了岩爆倾向性预测模型。首先从岩性、应力、围岩3个方面确立预测指标；其次利用组合数有序加权平均算子赋权法（Combination Weighting Averaging，C-OWA）、关联准则重要性赋权法（Criteria Importance Though Intercrieria Correlation，CRITIC）、博弈论分别计算出主观权重、客观权重，组合权重；最后将传统集对分析理论中的三元联系度改进为四元联系度，用改进后的集对分析理论计算出综合联系度来预测出岩爆等级。将该模型应用于西藏甲玛铜多金属矿等工程的岩爆倾向性预测中，得出该矿的综合联系度为[u1=-0.302 9]，为弱岩爆，与实际相符。研究表明：所建立的模型适用于岩爆倾向性预测，与交互式多准则决策预测模型和逼近理想解排序法预测模型对比，准确性、可靠性较优，为岩爆倾向性预测提供了一种新的途径。

地震逆时偏移成像条件在巷道中应用对比及噪声压制策略

杨智超高有潮王建森毛淑婷郝磊张庆松

2021, 50(05): 78-85.

摘要 ( 145 )

PDF (5419KB) ( 760 )

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为了保障矿山巷道（隧道）等地下工程在复杂的地质条件下安全高效开挖，需要采用有效而准确的超前预报技术来提前探明开挖面前方的地质情况。在各类超前预报技术中，地震波反射法是最主流的方法之一，其最大的优点是探测距离远、界面识别效果好。逆时偏移（Reverse-time Migration，RTM）是一种基于地震波反射信息对地质结构进行精确刻画的先进成像理论，将其用于矿山巷道（隧道）地震波超前预报可以大幅提升探测精度。在逆时偏移过程中，特别是在矿山巷道复杂的观测环境下，成像条件的选择以及低频噪声的压制策略是保证最终成像质量的关键。以地震波逆时偏移理论为基础，构建了3种典型巷道不良地质体模型，对几种常用的逆时偏移成像条件以及低频噪声压制方法进行了对比分析。结果表明：基于Poynting矢量去噪的互相关成像条件是最适用于矿山巷道（隧道）地震波逆时偏移的成像条件。分析结果为逆时偏移成像在矿山巷道（隧道）地震波超前探测中的实际应用奠定了基础。

微波照射对鞍山式铁矿石磨矿效果的影响

徐宏达孙体昌马艺闻

2021, 50(05): 86-90.

摘要 ( 155 )

PDF (2158KB) ( 796 )

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破碎磨矿能耗在选厂总能耗中占比较大，但其中仅有1%的能量用于新表面的生成，造成了资源的极大浪费。微波照射作为一种有效的预处理手段，能显著提升矿石的磨矿效果。为研究微波照射对鞍山式铁矿石磨矿效果的影响，以鞍山式赤铁矿为主要研究对象，开展了微波照射功率、微波照射时间、矿石块度以及冷却方式等条件试验，同时对比了鞍山式磁铁矿石的磨矿效果。结果表明：①微波照射能显著提升鞍山式赤铁矿石的磨矿效果，最佳的微波照射条件为：矿石块度20~25 mm、微波照射功率3 kW、照射时间45 s、水淬冷却。在此条件下，磨矿产品中-0.074 mm粒级含量为65.80%，相比未经微波处理的矿样，提高了5.57个百分点。②在相同的微波照射条件下，赤铁矿石的磨矿效果要明显优于磁铁矿。微波照射能显著降低鞍山式赤铁矿石和磁铁矿石的最大抗压强度，且赤铁矿石的降低程度要大于磁铁矿石。③SEM微观结构分析结果表明，微波照射后赤铁矿和石英之间出现明显裂痕，有助于提高选择性磨矿效果。赤铁矿石和石英的升温特性曲线表明，微波照射功率3 kW、微波照射时间60 s的赤铁矿石，其中心顶部温度可以达到600 ℃以上，而石英的温度几乎不随微波加热时间而变化，该特性有助于实现有用矿石和脉石矿物的有效分离。

东鞍山浮选尾矿预富集—磁化焙烧—磁选试验研究

程绍凯, 李文博, 韩跃新,

2021, 50(05): 91-95.

摘要 ( 142 )

PDF (1878KB) ( 755 )

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东鞍山烧结厂浮选尾矿铁品位为17.20%，铁主要以赤（褐）铁矿形式存在，分布率达70.17%，磁铁矿含量较少。为高效回收利用该浮选尾矿，采用预富集—磁化焙烧—磁选工艺流程开展系统的试验研究，并对磁化焙烧前后矿样进行XRD、铁物相分析。结果表明：磁选预富集精矿在焙烧温度560 ℃、焙烧时间12 min、充气量0.03 m3/h、CO浓度30%的较优条件下进行磁化焙烧，焙烧产品磨矿至-0.025 mm含量占98%，在磁场强度为104 kA/m的条件下经弱磁选别，可获得精矿铁品位63.02%、铁回收率81.39%的技术指标；预富集精矿通过磁化焙烧，赤（褐）铁的分布率由66.98%减少至2.85%，磁性铁的分布率由13.98%增大至88.36%，表明磁化焙烧能高效地实现弱磁性铁矿物向强磁性铁矿物转化，经磁选可有效回收。

提高某微细粒铅锌矿选锌指标的试验研究

李强常永强王荣生曾繁森

2021, 50(05): 96-102.

摘要 ( 226 )

PDF (4748KB) ( 837 )

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某铅锌矿含铅7.31%、含锌13.70%，含硫量高且含炭质，锌矿物主要以闪锌矿形式存在。闪锌矿与方铅矿、黄铁矿嵌布关系密切，嵌布粒度分布不均匀且整体偏细，为锌选别带来一定的困难。为改善锌精矿的粒度分布、优化锌选别指标，采用“快速分支浮选—中矿再磨精选”流程处理锌浮选给矿，开展了浮选时间、药剂制度和中矿再磨细度等条件试验。结果表明，新工艺流程处理后，最终可获得锌品位为53.88%、锌回收率为91.57%的综合锌精矿，较原工艺流程，锌精矿品位和回收率分别提升了1.56和1.13个百分点；锌精矿粒度分布明显改善，+38 μm含量由5.93%提高到22.50%，-7 μm含量由47.54%降低到29.41%。新工艺解决了原工艺流程锌再磨选择性不高、部分闪锌矿过磨、部分闪锌矿连生体无法充分解离的问题，也显著降低了再磨负荷。

云南某铜锡尾矿脱硫选锡试验研究

郑永兴宁继来吕晋芳, 胡盘金包凌云黄宇松

2021, 50(05): 103-108.

摘要 ( 145 )

PDF (3071KB) ( 824 )

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云南某铜锡尾矿含锡0.65%，含铁43.58%，具有较高的回收价值。为实现该尾矿资源的综合利用，基于工艺矿物学研究结果，对该尾矿进行脱硫浮选，脱硫尾矿再浮选锡石的试验研究。结果表明，该尾矿锡和铁为主要回收元素，杂质硫含量为1.59%；锡主要以锡石的形式存在，与氧化铁矿物致密共生，与硫铁矿物基本解离；锡在-0.074 mm分布率达69.48%，在-0.038 mm分布率也高达24.92%，高细粒级含量将会影响后续锡石的浮选回收；预先脱硫浮选获得的泡沫产品硫总回收率为72.13%、锡回收率为6.88%，脱硫尾矿硫含量仅为0.51%，达到了铜锡尾矿预先脱硫的目的；脱硫尾矿采用1粗2精2扫选锡，获得锡品位1.63%、锡回收率63.96%的锡精矿，实现了尾矿中锡资源的有效回收。

基于混料设计和响应曲面法的云南某铜尾矿选铋工艺参数优化

聂文林, 阳小勇方建军陈佳

2021, 50(05): 109-114.

摘要 ( 205 )

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某铜选厂尾矿试样中铋品位为3.94%，铋主要以自然铋的形式存在，其次为黄铜矿、方铅矿中铋。针对试样性质特点，采用浮选工艺流程回收铜尾矿中的铋。为进一步优化浮选指标，首先以乙硫氮和丁基黄药用量为自变量，铋的回收率为因变量建立混料模型，确定组合捕收剂乙硫氮和丁基黄药的最优配比。在此基础上，利用中心复合设计进行响应曲面设计，以磨矿细度、硫化钠用量、碳酸钠用量、组合捕收剂用量为自变量，铋的回收率为因变量，建立4因素5水平数学模型。然后按模型设计试验进行1次粗选浮选试验，对试验结果进行方差分析，验证模型的可靠性。最后依据响应曲面法确定的最佳浮选条件进行“1粗3精2扫”浮选闭路试验。结果表明：①在磨矿细度为-0.074 mm占85%、氧化钙用量为4 kg/t、硫化钠用量为150 g/t、碳酸钠用量为900 g/t、25号黑药用量为100 g/t、组合捕收剂总用量为200 g/t的条件下，组合捕收剂乙硫氮和丁基黄药的最优配比为4∶1。②方差分析模型的P<0.05，磨矿细度和硫化钠用量对铋的回收率影响显著；响应曲面法确定的最佳粗选条件为磨矿细度-0.074 mm占86%、硫化钠用量140 g/t、碳酸钠用量750 g/t、组合捕收剂用量250 g/t，预测铋的最大回收率为83.77%，实际铋的回收率为83.85%。③根据响应曲面法确定的最佳浮选条件，采用“1粗3精2扫”的闭路浮选试验，获得精矿铋品位24.47%、铋回收率79.25%的铋精矿，铋回收率较原浮选闭路流程提高近2个百分点。研究结果表明混料设计和响应曲面法可用于优化铋浮选的工艺参数，具有较高的可信度。

国外某含蛇纹石绿泥石微细粒难选金矿石选矿试验

朱国庆杜淑华夏亮吴磊余长军

2021, 50(05): 115-119.

摘要 ( 281 )

PDF (1818KB) ( 836 )

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国外某金矿主要有价元素为金、铜，银达到综合利用标准。脉石矿物中蛇纹石、绿泥石含量较高，导致现场浮选精矿的金品位不高，尾矿含金1.8~2.0 g/t。为优化现有浮选工艺流程及药剂制度，基于矿石性质，采用浮选—浸出工艺进行金矿提纯研究。结果表明：①试样在磨矿细度为-0.074 mm占90%、六偏磷酸钠用量为2 500 g/t、1801+戊基黄药用量为40+70 g/t、松醇油用量10 g/t的条件下，采用2次粗选、3次扫选、1次精选闭路浮选流程处理，可获得金品位158.6 g/t、金回收率73.40%的金精矿，金精矿铜品位8.79%、铜回收率73.75%，银品位321.8 g/t、银回收率74.22%。②采用环保提金剂圣的对闭路浮选尾矿进行浸出，当pH调整剂石灰用量为2 000 g/t、圣的用量为3 000 g/t、浸出时间为24 h时，金浸出率为80.00%。试验最终取得金综合回收率为94.68%的良好指标，研究结果为该类型金矿资源的有效回收提供了借鉴。

磁处理提高广东某含铜金矿金浸出率的试验研究

陈向廖德华

2021, 50(05): 120-124.

摘要 ( 120 )

PDF (1745KB) ( 737 )

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广东某含铜浮选金精矿的金品位为8.312 g/t、铜含量为5.18%，工业上采用全泥氰化、浸出渣浮选回收铜的工艺流程。矿石中较高的铜含量不仅消耗大量的氰化物，还影响了金的浸出效果。为了进一步提高金的浸出率、降低氰化物用量，采用加温常压化学预氧化浸铜—浸铜渣氰化浸金工艺回收试样中的铜和金，并在磁处理条件下，考察了磁场强度、磁化时间、起始硫酸浓度、NaCl浓度、浸出温度和浸出时间等因素对金、铜浸出率的影响。试验确定磁处理的最佳条件为：磁场强度150 kA/m，磁化时间50 min，磨矿细度-200目占88%，预氧化温度93 ℃，起始硫酸浓度0.77 mol/L，NaCl浓度0.76 mol/L，预氧化时间27 h。在此条件下进行氧化预处理浸铜及铜渣氰化浸金试验，固定搅拌强度为760 r/min，液固比为3∶1，氧气流量为160 mL/min，氰化钠用量为7 kg/t，铜和金的浸出率分别为85.76%、98.86%。较未进行磁处理的最佳指标（铜浸出率71.28%，金浸出率86.26%）相比，铜浸出率提高了14.48个百分点，金浸出率提高了12.60个百分点；此外，预氧化温度降低了2 ℃，预氧化时间减少了1 h，氰化钠用量减少了3 kg/t。研究结果表明磁处理能有效提高含铜金矿的铜、金浸出率，减少有毒氰化物的用量。

利用电解锰阳极渣去除硫酸锰溶液中钼的试验研究

陈晓亮, 王海峰, 王家伟,

2021, 50(05): 125-129.

摘要 ( 192 )

PDF (2189KB) ( 769 )

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固体废弃物电解锰阳极渣中的主要成分为二氧化锰，其比表面积大，具有良好的吸附效果。为了研究电解锰阳极渣对硫酸锰溶液中钼去除效果的影响，以贵州铜仁某电解锰阳极渣为吸附剂，考察pH值、电解锰阳极渣添加量、反应时间和反应温度等条件对硫酸锰溶液中钼去除效果的影响。结果表明，去除钼最适宜的条件为：溶液pH=3、电解锰阳极渣添加量2.0 g、反应时间30 min、反应温度60 ℃，此时钼的去除率为99.16%，溶液中钼的残余量为0.27 mg/L，符合《电池用硫酸锰》（HG/T 4823—2015）一等品的要求。利用电解锰阳极渣来降低硫酸锰溶液中钼的含量，为大量利用堆存的电解锰阳极渣固体废弃物提供有效思路，提高企业经济效益的同时，还保护了生态环境。

内蒙古乌拉特中旗新乌苏铜铁矿矿床地质特征及综合找矿模型

丁心科, 王振臣张彦生陈杰, 朱敏, 童家琨,

2021, 50(05): 130-139.

摘要 ( 292 )

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新乌苏矿区位于华北板块北部大陆边缘，宝音图—锡林浩特火山型被动陆缘，查干此老—巴音杭盖金成矿带（Ⅳ74）上，是寻找与燕山期酸性岩浆活动有关的热液型铜铁矿的有利地区，尤其是NEE向大断裂的次级构造石英脉的下部为成矿有利区段。该矿带相继发现了巴音杭盖、图古日格、查干次老金矿和东加干铁矿。为详细查明矿床资源储量与矿体地质特征，类比毗邻的常兴铁矿及扎嘎乌素铁矿矿床地质特征及成矿理论，在总结分析前人普查、详查成果资料的基础上，通过1∶2 000地质测量、矿产地质钻探，对矿区地质特征进行了综合研究。结果表明：①矿区主要出露下元古界宝音图群的白云岩、千枚岩、碳质板岩、石英岩，志留系徐尼乌苏组地层出露于矿区东南部，第四系大面积覆盖于勘探区内，岩浆岩不发育；②矿体赋存于早古生界志留系徐尼乌苏组中，共圈定了14条矿体，其中铜铁矿体4条，铁矿体10条（7条为露头矿，其余均为隐伏矿体），矿床成因类型为热液型铜铁矿；③矿体受控于NEE向地质构造，多呈EW、NEE 向带状或脉状展布，大断裂的次级构造带是控矿和储矿的有利部位。根据对新乌苏铜铁矿床地质特征的综合分析，构建了矿区综合找矿模型，并圈定了3处找矿靶区（编号为B1、B2、B3）。矿体主要受构造控制，大断裂在矿区内长2.2 km，矿体沿走向和倾向上应具有一定规模的延深，矿区具有很好的找矿前景。

河南省铝土矿床地质特征及成矿规律

姬果, 李宁杨骁裴中朝张宇李中明钟江文姬清海

2021, 50(05): 140-148.

摘要 ( 277 )

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河南省铝土矿资源丰富，查明资源储量居全国第二位。铝土矿成矿区在大地构造位置上处于华北陆块南缘的华熊台缘坳陷渑池—确山陷褶断束中西段、嵩萁台隆和山西台隆太行山拱断束南段。属豫北—豫西铝土矿成矿区（Ⅲ级区带），渑池—鲁山矿集区、嵩箕矿集区和南太行矿集区（IV级区带）。研究矿床地质特征、总结成矿规律、探讨矿床成因，对于成矿预测、找矿潜力评价和矿产开发利用至关重要。依托中国矿产地质志项目，重点对河南省铝土矿床的地质特征及成矿规律进行了研究。结果表明：①本溪组（C2b）为铝土矿的赋矿地层，含矿1~4层；有主矿一层，呈层状—似层状、透镜状和漏斗状，结构简单， “无矿天窗”和夹石少。②矿石自然类型为碎屑状铝土矿、豆鲕状铝土矿和层状铝土矿等，反映出有机械沉积和胶体化学沉积两种沉积方式。③矿石矿物为一水硬铝石，黏土矿物主要为高岭石和伊利石，其他矿物少量至微量。④矿石总体具有高铝、高硅、低铁、低硫的特点，伴生有Ga、Li及稀土元素。⑤铝土矿成矿规律可描述为，矿床在大地构造位置上均处于华北陆块南缘；矿床类型均为与古风化壳有关的海相沉积矿床，成矿时代均为晚石炭世；矿床均分布于古陆（岛）边部的潮间带—滨浅海环境；下伏地层均为寒武系或奥陶系碳酸盐岩，且岩溶漏斗发育的地带有利于优质铝土矿形成；铝土矿常与耐火黏土矿、山西式铁矿等共生，但与共生矿床规模多表现为负相关。

不同智能优化算法反演概率积分法参数的对比研究

梅寒陈炳乾, 王正帅高建余昊

2021, 50(05): 149-159.

摘要 ( 179 )

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传统的概率积分法求参方法虽能较为精确地反演参数，但存在对工作面的类型以及测站的布设要求高、计算工作量大、效率低等不足，智能算法为精确确定概率积分模型最优参数提供了新方法。为探究不同智能优化算法在概率积分法求参过程中的性能，采用Matlab编程语言编写了模矢法、遗传算法、文化-粒子群算法、粒子群算法、果蝇算法和蚁群算法的运算程序，通过模拟试验，分别从算法的反演准确性、稳定性、抗误差干扰能力、全局寻优能力以及运行效率等方面进行了对比与分析。结果表明：当参数初值接近真值时，模矢法的反演准确性和效率最高；当参数初值与真值相差较大时，模矢法会陷入局部最优解，此时遗传算法的反演准确性和稳定性最强。从参数反演准确性和效率综合考虑，当参数范围已知时，最优算法为模矢法；当参数范围未知时，最优算法的选择依次为文化-粒子群算法、遗传算法、果蝇算法、粒子群算法、蚁群算法和模矢法。

齐大山铁矿粗细分级旋流器数值优化试验研究

胡振涛陆占国孙长胜张东崔宝玉

2021, 50(05): 160-166.

摘要 ( 200 )

PDF (2567KB) ( 763 )

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为提高齐大山铁矿选矿厂[?]660 mm粗细分级水力旋流器的沉砂产率，从而增大后续重选作业的给矿量，基于数值模拟方法系统考察了水力旋流器结构参数对水力旋流器分离性能的影响。结果表明：增大沉砂口直径和柱段高度可以有效提高各粒级在沉砂中的分配率，而增加溢流管直径和小锥锥角则相反。基于数值试验结果进行了粗细分级水力旋流器工业试验，与原旋流器相比，优化后的旋流器沉砂产率提高了7.67个百分点，在保证分级效率的前提下可以有效提高沉砂产率。优化后的水力旋流器可以有效增加重选作业给矿量，并为同类型矿山的水力旋流器结构设计提供参考。

浓密机发展历程、分类及其高效化改进研究现状

徐帅周兴龙刘肖楚金蕊陈焰龙泽毅

2021, 50(05): 167-176.

摘要 ( 306 )

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传统浓密机使用中常存在溢流“跑浑”、底流浓度不达标、压耙等问题，导致浓密机分级效果差，直接影响企业的安全高效生产。浓密机分级效果除了受到来自浓密机自身结构参数的宏观因素影响外，根本原因取决于进料特性、药剂作用参数（如泥层厚度、加药量、溢流含固量、底流浓度等）。为此，通过综述国内外浓密机发展历程、分类及特点、存在的问题及其改进，系统分析了自动提耙技术、新型进料井结构、自动加药技术、综合控制系统等在传统浓密机高效化改进方面的应用，总结了深锥浓密机和斜板（管）浓密机在稳定底流浓度、改善板面上物料堆积粘结、减少沉降通道堵塞等方面采取的措施，介绍了振动型斜板浓密分级机和振动型斜板盒浓密分级机技术特征及应用，重点讨论了消除斜板浓密机斜板面上物料粘结与堵塞问题的最新技术与解决方案。未来浓密机将以高底流浓度、高处理能力、低故障率、低能耗、智能控制为主要技术特征，借助于新材料、自动化水平、药剂工艺等技术的进步，实现以传统浓密机为基础、高效浓密机为方向，不断优化设备结构，最终规格趋于合理、类型趋于完善。浓密机及其高效化应用的系统研究，为我国在固液分离行业通用设备的研究与开发提供重要思路，为实现尾矿高效脱水、干排干堆、综合利用，加快绿色矿山建设进程提供重要的理论和技术支撑。

复杂多机站通风系统反风方案设计及模拟

杨铁江, 李明马宏伟王中利

2021, 50(05): 177-181.

摘要 ( 138 )

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为解决玲南金矿矿井火灾烟气无序扩散问题，提出了矿井区域性反风技术方案，利用Ventsim软件建立了岭南金矿三维等比例通风网络模型与矿井反风模型，解算了采取反风措施后矿井风量分配及火灾烟气CO分布，同时开展了现场反风试验，验证方案实施效果。研究表明：①玲南金矿进风路线-610 m 2#盲井井口电缆短路火灾发生，采取反转-370 m东风井回风机站风机、停止8#穿脉箕斗井-770 m回风巷风机和-690m 10#穿脉巷风机措施后，经Ventsim模拟解算得出-370 m主回风机站反风量为63.3 m3/s，风机反风效率为60.2%，主要进、回风区域风流反向，火灾烟气CO沿1#竖井排出，火灾烟气按预期方向流动；②分别在1#竖井井底石门附近采场和-370 m东风井主回风机站设置了CO监测点，火灾发生后无反风措施时，-370 m东风井主回风机站CO峰值为2 830.4×10-6，采取反风措施后，火灾下风口作业面无CO，1#竖井井底石门在2 500 s时，CO浓度达到峰值2 914×10-6，在7 500 s时，CO浓度减低至18×10-6，采取反风措施后，CO沿最短路径排出；③现场反风试验测得-370 m中段风机正转总回风量为106.5 m3/s，风机从正转过渡到反转耗时4 min，第10 min时，反风风量为74 m3/s，占正常通风量的69.48%，符合相关规范要求，矿井通风系统抗火灾突变能力得到了显著提高。

基于遥感信息的矿区生态扰动监测研究——以迁安市为例

成少平谷海红, 宋文艾艳君张义璇卢赛

2021, 50(05): 182-189.

摘要 ( 226 )

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矿产资源开发会引发一系列环境问题，制约了矿区城市的可持续发展，矿区生态环境扰动监测已成为矿区城市生态文明建设的重要组成部分。为研究矿区活动及矿区生态修复对我国典型矿产资源型城市——迁安市生态环境的影响，利用2000—2018年Landsat系列遥感数据对该市矿区生态扰动进行了监测研究。利用随机森林（Random Forest， RF）算法对迁安市2000—2018年间矿区演变进行了提取研究，并构建了遥感生态指数（Remote Sensing Ecological Index， RSEI）定量分析研究区生态环境质量及变化特征。研究表明：2000—2018年间，迁安市矿区范围变化明显，矿区总面积明显变少，且有修复效果优良的矿区；该市生态环境质量整体呈现波动下降趋势，其变化与矿区活动及矿区生态修复具有较强的相关性。结合RSEI时空分布与矿区生态修复活动，迁安市生态环境变化可分为两个阶段：①2000—2008年间，生态环境质量主要由优、良向中、差转变，生态环境质量改善和恶化面积占比分别为20.18%和34.31%；②2008—2018年间，生态环境质量整体上升，生态质量改善面积占比达到43.11%，且变化具有明显的区域性。2000—2018年，迁安市生态环境经历了先恶化、后逐步恢复的过程，表明该市在实行功能分区、健全矿产资源规划和矿区分区治理政策后，生态环境得到改善，生态修复效果显著，为矿区城市环境治理和生态文明建设提供了参考。

张马屯铁矿区既有阻水帷幕薄弱区治理技术方案

陈新张庆松王凤刚刘亚南, 刘衍凯郭焱旭姜其琛

2021, 50(05): 190-196.

摘要 ( 151 )

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针对张马屯铁矿矿区既有帷幕薄弱区的裂隙涌水、破碎地层等结构薄弱部分开展了综合治理方案探索。通过对帷幕、地质、涌水及钻孔资料的分析，结合物探、井下及钻孔探测进行了全面地质分析，确定了区域水力补给水平、帷幕薄弱段位置、不良构造形态及富水空间分布情况，结合各施工要素确定了精准治理思路，根据“物探先行、钻探跟进”思路，提出了矿体帷幕薄弱区综合治理技术方案。研究表明：①帷幕补注浆方法对于帷幕稳定性治理具有积极作用，减水效果明显；②基于物探-钻探的帷幕区薄弱段综合分析手段，能够对帷幕薄弱性进行较为准确和可靠的评价，辅以材料选用等手段可以为注浆治理提供科学依据。张马屯铁矿既有帷幕薄弱区在经过综合治理后减水效果显著，破碎岩体耐压强度提高、涌水减少，治理成效明显，可为同类工程实践提供参考。

基于TEM的铁矿灰岩富水区探放水综合治理研究

孙玉学张庆松王凤刚刘衍凯李壮周政

2021, 50(05): 197-204.

摘要 ( 217 )

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某铁矿为典型的岩浆岩侵蚀形成的矽卡岩型矿床，地层破碎形成富水区，积水量大，严重威胁了矿区安全生产。针对该铁矿富水区水量大、范围广、威胁大、探测难、探放水复杂等难题，提出了一套适用于金属矿山富水区积水疏放的综合探放水技术。将等效参数法运用于大功率瞬变电磁探测中，用以区分传统瞬变电磁法难以区分的矿体和水体。根据大功率瞬变电磁法探测结果，并与地质资料和实际钻探数据相互验证、补充，确定富水区空间位置及大小，进而进行探放水设计，确定探放水方案。在探放水前，为了查明不同富水区之间的水力联系，优化探放水设计方案，提高探放水治理时的可控性，同时保证矿区生产区域的安全生产，在不同富水区之间进行了连通性试验，并对存在安全隐患的区域进行了及时处治，保障了矿山安全生产，为类似金属矿山综合探放水治理提供了有益借鉴。

广东某含铜污泥冶炼渣富集工艺研究

饶金山, 吕昊子, 陈志强, 胡红喜, 刘勇, 蒋英,

2021, 50(05): 205-210.

摘要 ( 134 )

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某含铜污泥冶炼渣（以下简称铜渣）含铜3.50%，铜主要以金属铜和铜镍锡合金的形式存在，含铜物质嵌布粒度粗细不均匀，其中-0.01mm难选粒级占55%左右。对该铜渣开展浮选工艺研究，考察了磨矿细度、粗选pH和丁基黄药用量等条件对浮选指标的影响，并进行了全粒级浮选和筛分—浮选流程的开路对比试验。结果表明，在磨矿细度为-0.075 mm占85.76%的条件下，以丁基黄药为捕收剂，松醇油为起泡剂，全粒级开路浮选最终可获得铜品位为20.56%、铜回收率为65.98%的铜精矿；而筛分—浮选最终可获得铜品位15.65%、铜回收率56.52%的浮选铜精矿和铜品位22.56%、铜回收率18.63%的+0.15 mm产品，铜的综合回收率达75.15%，尾矿铜品位降低至0.49%。全粒级闭路浮选中矿易累积，而筛分—浮选闭路试验流程稳定，最终+0.15 mm产品和浮选精矿的综合铜回收率为85.15%、铜品位为11.90%，满足回炉冶炼要求。

金尾矿砂作为混凝土集料的物化性质及其改性试验

刘竞怡, 孙志华温久然刘开平关博文胡勇

2021, 50(05): 211-220.

摘要 ( 204 )

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金尾矿砂是金矿选矿作业排放的固体废弃物，其露天堆存不仅占用土地、污染环境，还造成极大的安全隐患。以金尾矿砂代替天然砂石作为混凝土的集料，既可减少天然砂石的开采，又能实现固废资源化利用。以陕西某金矿尾矿砂作为研究对象，分析了其基本物化性质及作为混凝土集料的物化性质。在此研究基础上，通过改性剂对金尾矿砂进行了表面涂覆改性，将改性后的金尾矿砂取代部分河砂作为全集料进行了混凝土试配试验。结果表明，金矿尾矿砂粒度过细，泥块含量超标，棱角尖锐，直接作为集料对混凝土性能不利；通过改性剂涂覆可有效降低金尾矿砂颗粒间的黏聚力和内摩擦角；在改性剂SA涂覆用量为砂量0.015倍的条件下，金矿尾砂颗粒之间的黏聚力下降约56%，内摩擦角下降约13%；在取代河砂30%的条件下，表面改性后的金尾矿砂制备的无粗集料混凝土样用水量较低，而扩展度及强度明显较高；在砂灰比为1.5的条件下，掺改性金尾矿砂的混凝土强度较无改性样高出20%以上。通过调整砂灰比、用水量以及减水剂量，以改性金尾矿砂取代部分细集料可以配制出不同强度等级及不同流动性的无粗集料混凝土材料，以满足不同建筑工程的使用要求。

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