矿业研究与开发杂志

矿业研究与开发杂志2021年第1期

• 倾斜中厚破碎矿体高效开采技术工业试验

  李佳建,曹帅,盛学栋

  某金矿山后矿区ⅠＧ２矿体呈“中间厚、两翼薄”分布,矿 体倾角４０°左右,其中间部分平均厚度１１．１５ m.工业试验 对象为中间部分的倾斜中厚矿体,针对其特殊的矿体产状和 围岩稳定性,提出用上向水平分层充填采矿法回采,并用长 锚索支护采场顶板.工业试验开展顺利,效果良好,采场生 产能力１１６．９t/d,矿石损失率３．５３％,贫化率５．９％.此外, 采用长锚索支护采场顶板,支护效果良好,大幅度提高了破 碎顶板下采矿的安全性.

• 南非某铂金矿缓倾斜薄矿体开采技术研究

  黄永祥

  南非布什维尔德杂岩体是世界上最重要的铂族金属含 矿带,主要有 Merensky、UG２和Platreef３种矿体,目前主要 开采的 Merensky和 UG２矿体均为缓倾斜薄矿体.受赋存 条件限制,缓倾斜薄矿体开采难度较大,难以实现机械化开 采,迄今为止仍然以人工开采为主.南非某铂金矿通过采用 混合井开拓、普通空场法开采 Merensky矿体、半机械化普通 空场法回采 UG２矿体,尤其是充分考虑两层矿体同时开采, 共用部分采切工程,有效降低了矿石的损失贫化,提高了矿 石回采率,具有较好的经济效益.

• 深埋倾斜厚矿体竖井 斜坡道快速开拓方法与应用

  李海英,任思潼,赵云峰,任凤玉

  针对深埋倾斜厚矿体,常规的竖井开拓环形运输系统, 每阶段开拓工程量大,新水平开拓时间长;随着采场生产能 力的提高,回采工作面下降速度增大,阶段回采时间大为缩 短,出现开拓系统准备时间制约高强度开采等问题.为此, 结合实践经验,针对西钢灯塔矿业公司小汪沟铁矿开拓现 状,将主井提升与采场无轨运输有机结合,采取竖井提升、斜 坡道开段方法,大幅减少了阶段开拓工程量,化解了开拓进 度跟不上回采要求的矛盾.同时卡车运输将采场合格块度 从０．７５m 增大到１．５m,出矿能力提高了８０％以上.此外, 在斜坡道运输线路中,将原设计的单车会让形式改为双车会 让形式,运输能力提高８０％以上,不仅发扬了竖井箕斗提升 安全可靠、费用低和斜坡道开段机动灵活、速度快的优点,而 且还大幅 提 高 了 矿 井 生 产 能 力,保 障 了 矿 床 安 全 高 强 度 开采.

• 复杂破碎软岩巷道支护技术及分区分级支护体系研究

  张爱卿,,吴爱祥,王贻明,李金云,王少勇

  为了解决伽师铜矿复杂破碎软岩巷道支护的难题,开 展巷道围岩室内试验,试验表明,该矿的复杂破碎软岩具有 极强的崩解性和软化性.结合矿岩岩石力学试验和巷道变 形监测结果,分析了巷道支护现状及其变形原因.针对伽师 铜矿复杂的工程环境和围岩变形特点,提出了以锚杆为核心 的“锚杆＋钢丝网＋喷射混凝土”的新支护方案.对采用新 支护方案支护的软岩巷道的围岩变形与应力情况进行了现 场监测,监测结果表明,采用新支护方案能够有效地控制深 部巷道围岩的大变形,保障了巷道的长期稳定与安全.构建 的复杂破碎软岩巷道分区分级支护体系,适用于快速地确定 支护方案,且具有较高的时效性以及准确性.

• 分级围岩巷道支护参数优化及数值分析

  康明超,李腾,,王乃伟,唐文平,唐老虎

  在矿山开采过程中,地压易导致巷道发生变形及破坏, 合理有效的巷道支护可以极大程度地减少地压对生产活动 的影响.以山东黄金某金矿为研究背景,基于巷道支护理 论,依托矿山现有支护方式,借助 FLAC３D 数值软件对不同 支护参数下１７８０m 水平巷道位移及塑性区变形情况进行分 析,同时采用灰色关联分析法,对支护参数进行优选.研究 结果表明:针对Ⅲ级围岩,设计 C３０喷射混凝土厚度７０mm, 管缝式锚杆直径４０mm、长度１．８m,锚杆网度２m×２m 为 最优支护设计;针对Ⅴ级围岩,采用喷射混凝土＋锚杆＋钢 支架进行支护,钢支架间距为１．５ m,实现了对巷道变形的 有效控制.

• 冻融条件下围岩膨胀力对斜井支护的影响研究

  韩天宇,单仁亮,,白瑶,李兆龙,窦浩宇,王志恩

  针对膨胀泥岩在冻融过程中的特殊工程性质,结合查 干淖尔一号井主斜井在采用人工冻结法施工过程中表现出 的大变形现象,采用数值模拟方法开展了不同膨胀力对斜井 支护结构的影响研究.基于 FLAC３D 中的热力耦合模块对 主斜井冻结法施工中膨胀岩的冻胀融胀过程进行模拟,通过 比较不同膨胀力条件下２种支护结构的变形规律和受力情 况,认为采用似马蹄形支护结构可有效地抵抗井壁变形,增 强井筒的稳定性.研究成果可为类似工程支护优化及施工 提供参考.

• 金属矿山大流量充填技术的应用及发展趋势

  刘福春,,熊有为,,刘恩彦,,雷显权,

  随着国家日益重视矿山安全生产和环境保护,越来越 多的大型金属矿山采用充填采矿法进行开采,大流量充填技 术得到快速发展和推广应用.介绍了大流量充填关键技术 在浓密、搅拌、输送等装备的大型化、集约化、协同化方面的 进展情况;指出该项技术有效地降低了矿山建设投资、节约 了生产成本、提高了经济效益、提升了风险防控水平;分析表 明,低成本新型胶凝材料、精准制备和智能管控、高浓度料浆 深井安全输送、固废梯级利用无尾协同生产等将是未来金属 矿山大流量充填技术的主要发展方向.

• 智慧矿山工人不安全行为影响因素模糊评价

  李红霞,樊恒子,陈磊,田方圆

  为了有效管控智慧矿山工人的不安全行为,对其影响 因素进行科学量化及评价.通过构建包含３个一级指标和 １０个二级指标的评价体系,采用 AHP 熵权法对各指标进 行主、客观权重确定,运用模糊综合评价法构建智慧矿山工 人不安全行为影响因素评价模型.以榆林某智慧矿山为例, 对其进行综合评价分析.结果表明,矿山工人不安全行为多 数受管理因素的影响,其次是作业因素、个体因素,并据此提 出了针对性的管控和改善措施.该评价结果基本吻合矿山 实际安全生产情况,表明该模型有一定的实用性和科学性.

• 基于 AHP的矿山充填尾砂料浆搅拌质量评价

  宋泽普,张凌云,黄腾龙,寇云鹏,,郑伯坤,李广波

  随着企业对环境保护的重视和国家尾矿库管理政策的 收紧,促使部分矿山使用尾砂料浆进行采空区充填.为研究 尾砂料浆的搅拌质量对矿山充填的影响,选择常用的尾砂料 浆质量评价指标,对山东黄金下属多个尾砂充填站进行调 查,采用 AHP方法,提出了尾砂料浆搅拌质量评价体系,对 尾砂料浆的搅拌质量进行评估,从而优化搅拌质量,节约搅 拌运营成本.

• 利用矿渣替代水泥开发矿山新型胶凝材料试验研究

  齐兆军,刘树龙,刘国磊,孙业庚,李公成,王发刚,杨纪光,吴再海

  针对山东某金矿以水泥作为胶结剂进行矿山充填面临 的经济效益问题,利用矿渣替代部分水泥作为主要原料制备 新型胶凝材料,是降低充填采矿成本的关键技术.通过考察 充填原材料物理化学性质,建立正交设计筛选各试验因素最 优组合配比,为探明不同早强剂对胶结体早期强度的影响规 律,开展了早强剂优选试验和耦合作用试验.试验结果表 明:工业芒硝和甲酸钙对胶结体早期强度作用显著,能够有 效激发矿渣活性,改善胶结体早期抗压强度;碳酸钠、氯化钙 和硫酸镁对胶结体早期强度作用不显著.当芒硝添加量为 ２％,甲酸钙添加量为１．５％时,早强剂耦合作用效果达到最 佳,胶结体３d和７d抗压强度分别提高１１０％和１０２．３％, 确定新型胶凝材料最优组合配比为水泥∶石膏∶生石灰∶ 矿渣∶芒硝∶甲酸钙＝３０∶２∶１０∶５４．５∶２∶１．５.

• 降低充填料浆密度的外加剂试验研究

  郑伯坤,黄腾龙,尹旭岩,张升,张凌云

  在深井充填中,降低充填料浆密度能有效降低充填管 道的压力,并减小爆管风险.为此,研究了十二烷基硫酸钠 (K１２)、松香酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)３种引 气剂和烷基醇酰胺(６５０１)稳泡剂在不同掺量下,对充填尾砂 料浆密度的降低效果.结果表明:稳泡剂的用量占引气剂用 量的１０％~１５％时,降低密度效果较好;随着引气剂掺量的 增加,料浆密度降低,含量０．８％K１２的降低密度效果最好, 能够将料浆密度由１．７４g/cm３降低至０．７０g/cm３,继续增加 用量,料浆密度反而增加.

• 超细赤泥膏体充填絮凝沉降浓密试验研究

  苗元丰,,王贻明,,吴爱祥,,王建栋,,吴立波,,郭宁

  在铝土矿膏体充填料浆制备过程中,赤泥的絮凝沉降 是关键技术,影响矿山企业的正常生产与经济效益.为了探 究不同条件下赤泥絮凝沉降规律,以山西某氧化铝厂产出赤 泥为例,开展赤泥絮凝沉降试验,并应用 Origin软件绘制赤 泥絮凝沉降速度曲线、底流浓度曲线,优选出适合该赤泥絮 凝沉降的特征参数值及深锥浓密机工艺参数.研究结果表 明:不同影响因素条件下,赤泥沉降曲线呈现先迅速上升后 下降最后趋于水平的趋势,最终的动态底流浓度相对于静态 底流浓度提升了 ６．２７个百分点.最 优 条 件 下 赤 泥 适 用 于 HP２０絮凝剂、赤泥料浆浓度应为１５％~１６％、絮凝剂最优 单耗为３５g/t,建议深锥底流浓度为４８％~５０％.

• 电石渣激发超细化铁尾矿水泥胶砂的力学与耐久性能研究

  李华伟,,王荣,林进益,苏英

  针对低活性铁尾矿固废资源,辅以湿法研磨手段,以电 石渣为弱碱性激发剂,展开电石渣 超细化铁尾矿水泥胶砂 复合材料体系的力学性能与耐久性能研究.结果表明:湿法 研磨１２０min可使铁尾矿中值粒径达到０．８９μm,且超细化 处理与电石渣激发均可在一定程度上提升复合材料体系的 力学性能与耐久性能,电石渣 超细化铁尾 矿 胶 砂 体 系 在 ３０％铁尾砂矿掺量条件下,３d、２８d抗压强度最高可达１７．２ MPa、４２．１ MPa.复合体系抗氯离子渗透性能在超过３０％ 铁尾矿掺量易产生倒缩现象,抗碳化性能不及纯水泥试块, 但可以满足基本耐久性要求.

• 浸水条件下全尾砂固结体崩解机制的分析与探讨

  侯运炳,罗小峰,孙翔,闫浩东,乔德峡,王帆飞

  针对全尾砂固结体,通过浸水崩解试验研究不同水泥 掺量下全尾砂固结体的浸水崩解特性,探讨了全尾砂固结体 的崩解机制.结果表明:随着水泥掺量的增加,试件的耐崩 解性有显著的提高,水泥掺量大于２％时,固结体遇水不再 崩解、泥化.全尾砂固结体浸水后,基质吸力引起水分入渗, 使具有联通性的孔隙间气体被排除,气体排出过程中造成联 结较弱的骨架破坏;随着尾砂固结体水分入渗,固结体内饱 和度增大,基质吸力减小,表面张力减小.表面张力的减小 降低了固体颗粒间的联结力,固相骨架便在气体扰动和挤压 下发生破坏,引起崩解.

• 岩体结构面粗糙度系数的三维表征与评价

  莫平

  岩体结构面粗糙度系数(JRC)的测量与评价在矿山建 设、洞室开挖、灾害防治等领域至关重要.以往基于单条或 多条轮廓线的二维JRC评价方法无法全面反映岩体结构面 的粗糙度.基于岩体结构面直接剪切试验,借助三维激光扫 描与建模分析等技术手段,就岩体结构面粗糙度系数的三维 评价方法进行了系统研究.结果表明:①岩体结构面三维粗 糙度表征参数按物理意义可划分为倾角型、面积型、高度型 和体积型 ４ 类;② 部分三维粗糙度表征参数 (θs,θg ,θ２s, SsT ,SsF ,Van,Zsa,Zrms,Zrange)与JRC 系数具有较高的 相关性,其他参数(Zss,Zsk,Vsvi,Vsci,Sdr,Sts)与JRC 系 数相关性较差;③基于高度型、体积型三维粗糙度表征参数 的JRC评价方法不受结构面扫描间距的影响,基于倾角型、 面积型三维粗糙度表征参数的JRC评价方法受结构面扫描 间距的影响较大;④工程实践中,建议采用高度型三维粗糙 度表征参数快速评价岩体结构面JRC 系数.

• 岩石试样脆塑性破裂全过程数值试验研究

  姜波,汤雷,赵新铭,石鑫炜,李国栋

  为 了 探 究 岩 石 试 样 形 状 与 其 塑 性 性 能 的 关 系,在 PFC２D中建立了中颗粒大理岩和三峡花岗岩的数值模型,进 行不同高宽比数值试样的单轴压缩试验.比较应力 应变 曲线,发现随着高宽比的减小,两种岩性的试样均出现了由 脆性破坏向延性破坏发展的趋势.同时声发射模式由主震 后震型向前震 主震 后震和群震型转化.另外,利用两 种常见的脆性评价方法,计算了不同高宽比试样的脆性指 数.随着高宽比的变化,岩石的脆、塑性性能体现出巨大的 差异性,试样脆性指数与其高宽比呈正相关关系.根据应力 应变曲线、声发射曲线、裂缝扩展形式和脆性指数的变化 情况,较好地阐述了岩石试样随高宽比的改变所呈现出脆 延 塑性转化的特性.岩石的脆、塑性破坏的本质是因为其 裂缝扩展方式的显著不同,岩石的脆性失稳是由一条或者较 少的主裂缝贯穿引起,而塑性失稳往往会产生较多的主裂缝.

• 加载速率与裂隙倾角复合作用下类岩 材料破断试验及声发射特征分析

  郭婧宇,贺桂成,杨少锋,李益龙,曾佳君

  通过对含０．１mm 预制裂隙的类岩材料进行静态到准 静态的不同加载速率单轴压缩试验,分析加载速率与裂隙倾 角复合影响的裂隙体类岩石材料破断规律.基于声发射测 试技术,分析加载速率和裂隙倾角复合作用下,含预置裂隙 类岩材料起裂强度变化规律及岩体破裂全程动态频域变化 特征.试验结果表明:类岩试件的峰值强度受预置裂隙倾角 和加载速率共同影响,相同加载速率条件下,含预制裂隙类 岩石试件的劣化系数随裂纹倾角增大呈现先增大后减小的 趋势,裂隙倾角为４５°时,劣化系数最大,倾角为９０°时,劣化 系数最小;不同加载速率下,裂隙体劣化系数随加载速率的 增大而减小.声发射测试数据表明,依据声发射特征参数分 析岩石破裂全过程是可靠的,且在峰值强度过后,仍然有大 量的声发射事件产生;通过能量率分析,可得到类岩试件的 起裂强度,进而得到裂隙体起裂应力水平,得出起裂应力水 平与预制裂隙倾角、加载速率的回归方程.

• 多场耦合作用下钙芒硝三维孔隙结构及渗流模拟研究

  卢玉玺,,于艳梅,,王景坤,

  钙芒硝溶浸开采是一个多场耦合的过程,每个因素都 会改变其连通性,从而影响其渗透特性.以钙芒硝为研究对 象,利用显微 CT技术和 AVIZO 三维重构软件,建立了不同 温度淡水溶液作用后的钙芒硝细观孔隙结构三维模型,定量 表征了其内部连通性的变化,并在此基础上,进行了细观尺 度的渗流模拟,研究了不同温度淡水溶液作用后钙芒硝的渗 透特性.研究结果表明:钙芒硝的连通度和渗透率均与温度 呈正相关关系.３５℃和６５℃时钙芒硝内部的孔隙空间多以 小孔吼、短吼道为主,连通性较差,渗流通道较为狭小;９５℃ 时孔隙空间多以大孔吼、长吼道为主,连通性较好,渗流通道 较为宽 广;３５℃ 到 ６５℃ 渗 透 率 增 幅 较 小,仅 为 ０．２３μm２; ６５℃到９５℃钙芒硝渗透率急剧增加,增幅为２．７５μm２.该 研究结果对提高钙芒硝矿床的开采效率及层状盐岩溶腔储 库的稳定性具有一定的指导意义.

• 不同围压和气压下煤体渗透特性的试验研究

  任松,王卓雄,张闯

  为探究不同地应力及气体压力下瓦斯气体在煤层中的 渗流规律,进而为瓦斯抽采及瓦斯事故防治技术提供技术支 持,以科学试验为手段,对不同围压及气体压力条件下煤样 渗透率的演化规律进行了深入研究.得出如下结论:煤样渗 透率在全应力 应变过程中可被划分为３个阶段,即逐渐减 小阶段、基本稳定阶段、显著增加阶段;当煤样所处气压与轴 压恒定不变时,其渗透率随围压的逐渐增加表现为“负指数” 式下降的演化规律;当煤样所处围压与轴压恒定不变时,其 渗透率随气压的增加表现为“二次函数”式先下降后上升的 演化规律;围压和气压共同作用下的煤样渗透率演化规律符 合“z＝z０＋aσ３ ＋bp＋cσ２ ３ ＋dp ２ ＋eσ３p”的特点,且煤样 渗透率对围压的敏感性相较气压敏感性要强.

• 高烈度地震带尾矿坝体稳定性分析模型研究

  张茗涵,张海云,方前程,周光宏

  为提高高烈度地震带尾矿坝体稳定性评估精度,引入 云模型理论,建立了改进云模型综合评估模型.首先,从地 震能量、防洪能力、坝体抗滑性、抗渗性和日常管理等５个方 面,选取了地震峰值加速度、余震累积破坏效应、防洪系统能 力系数、滩顶与正常库水位高差、中值粒径、下游坡比、渗透 能力系数、颗粒级配、日常管理衡量系数、应急水平衡量系数 等１０个指标建立了高烈度地震带尾矿坝体稳定性综合评估 指标体系.其次,采用改进层次分析法确定指标权重,基于 最大隶属度原则,确定最终的稳定性等级.最后,将建立的 改进云模型用于甘肃某尾矿坝体稳定性评价中,且与可拓学 和属性识别两种评估模型对比.结果表明,改进云模型的评 估结果与可拓学和属性识别模型评估结果一致,该尾矿坝体 处于不 稳 定 状 态,且 与 实 地 调 查 结 论 相 符 合.同 时 采 用 Slide软件对该尾矿坝体进行模拟,研究显示地震作用下的 最小安全系数为０．８１５,小于安全系数１．０５,表明该综合评价 模型具有一定科学性和可靠性.

• 新疆某CO２＋O２ 地浸采铀矿区地下水化学和硫同位素特征

  黄武扬,,谭凯旋,,李咏梅,,李熙琪,,刘振中,

  对新疆伊犁盆地某 CO２＋O２ 地浸铀矿山井场及其周 边地下水的主要化学成分和硫同位素进行了分析.结果表 明,CO２＋O２ 地浸采区的地下水具有较高的 SO２－ ４ 浓度,其 范围为６８１mg/L~１５３０ mg/L,平均值为１１６１．８ mg/L,显 著高于地下水本底水平.采区地下水中 SO２－ ４ 的δ３４SVＧCDT 值为－１９‰~－２４．２‰,平均值为－２２．３‰,与矿层中黄铁矿 的硫同位素组成一致,说明地下水的 SO２－ ４ 主要来源于矿层 中黄铁矿的氧化溶解.采区外围地下水的 SO２－ ４ 浓度与本 底值 接 近,且 δ３４SVＧCDT 值 (－１１．１‰ ~１．６‰,平 均 值 为 －７．２‰)与采区内的存在明显差异,说明地浸采区内的污染 物得到了有效控制,没有造成外围地下水的污染.矿层中黄 铁矿的氧化对 CO２＋O２ 地浸采铀具有不利的影响,不仅会 产生SO２－ ４ 污染物,特别是可形成次 生 矿 物 沉 淀 而 堵 塞 孔 隙,降低矿层的渗透性.

• 物理改良对采矿伴生黏土水分和养分保持能力的影响

  曹勇,毕银丽,宋子恒,周永利,杨惠惠

  采矿伴生黏土由于物理结构差、有效养分低等问题难 以促进植被的建植,因此需要对采矿伴生黏土进行改良.分 析利用采矿伴生黏土作为表土替代材料的可能.选择易于 取得的沙土对采矿伴生黏土进行物理改良,试验发现物理改 良工艺应为沙土和黏土充分混合,按１∶１比例混合沙土与 黏土形成的土壤其水分入渗速率与表土最为相似,并且是黏 土的２．７４倍,能够有效防止积水;同时,混合的物理改良工 艺对钾元素迁移的控制能力与表土最为相似.确定沙土与 黏土混合的最佳配比为１∶１,混合后土壤基质为砂质黏土, 与某地区表土(壤质黏土)最为相近.通过水分蒸发试验发 现,按１∶１的比例混合沙土与黏土其保水效果优于按其他 比例混合得到的土壤.利用沙土改良的采矿伴生黏土可作 为露天矿排土场的表土替代材料,并且可促进采矿伴生黏土 的资源化利用和排土场的生态恢复.

• 基于通风成本的废弃煤矿地下空间可利用性评估

  周一沫,,周文豪

  针对当前废弃煤矿地下空间可利用性评估中存在的数 据难获取、指标不统一的问题,提出从通风成本的角度定义 评估指标,从而为评估提供初步依据.基于 FLUENT 构建 了矿井自然风压数值模型,通过模拟,得到了拟利用废弃煤 矿地下井巷路线全年的自然风压规律.将自然风压能克服 通风总阻力的比值定义为评估指标,即自然通风能量占需比 γn,并结合地下空间用途给出γn 及对应的通风成本等级划 分.将该模型应用于重庆某煤矿,结果表明,所研究地下空 间路线全年自然风压为８１．５Pa~１４５．４Pa,与不同利用情况 下的通风总阻力对比计算γn,认为该地下空间通风成本属于 中等,适宜储物.实例证实了该模型具有较好的可操作性和 合理性,可以为废弃煤矿地下空间可利用性评估提供参考.

• 基于小波变换的矿业事故时间序列预测

  黄悦,幸福堂,,石癸鑫,吴孟龙

  为对矿业事故时间序列做出准确预测,针对单一预测 模型对非平稳非线性时间序列预测精度低、模型选择困难等 问题,提出了一种基于小波变换的矿业事故时间序列预测模 型.首先,将４４组训练数据采用小波变换,通过伸缩平移运 算对时间序列逐步进行多尺度细化,使非平稳非线性的原始 时间序列变换为一组代表整体变化趋势的高频信号序列,和 一组表示随机扰动的低频信号序列;然后,采用自回归滑动 平均(AutoregressiveMovingAverage,ARMA)模型预测低 频信号序列,用分形理论(FractalTheory,FT)预测高频信 号序列;最后,再将各分序列的预测结果叠加,构建基于小波 变换的矿业事故时间序列预测模型,并用１２组测试样本验 证模型的预测精度.结果表明:１２组测试样本预测结果的 平均相对误差为１５．１３％,且相对误差波动较为平稳.基于 小波变换的矿业事故时间序列预测模型的预测稳定性较好、 精确度较高,用该模型进行矿业事故时间序列的预测是可行 且有效的.

• 运用随机森林和 GAＧBP神经网络预测岩石爆破块度

  刘阳,谭凯旋,郭钦鹏,王鹏,何成垚

  为了更好地预测岩矿石爆破块度,将世界多个矿山的 爆破块度统计数据依据弹性模量分成两组,运用随机森林和 GAＧBP神经网络分别建立爆破数据随机森林分组模型和爆 破块度预测模型.以孔间间距与排间间距比、炮孔孔深与排 间间距比、排间间距与炮孔直径、炮孔堵塞长度与排间间距 比、炸药单耗、原位岩石块度和岩石弹性模量为输入参数,对 爆破 块 度 进 行 预 测.结 果 表 明 预 测 结 果 的 相 关 性 系 数 (R２)、均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)均优于 多元回归预测模型和 BP神经网络预测模型,且优于未分组 情况下建立的 GAＧBP神经网络预测模型,更适合于爆破工 程的实际应用,并为多因素影响下的爆破块度预测提供了一 种新思路.

• 四川某硫化铅锌矿选矿工艺试验研究

  史巾,卜显忠,翁存建,王鹏程,罗仙平

  针对四川某多金属硫化铅锌矿中方铅矿、闪锌矿嵌布 粒度较细,选矿现场铅、锌分离效率低的问题,研究采用“优 先选铅 铅粗精矿再磨精选 铅尾选锌”的工艺流程对其展 开选矿 试 验.结 果 表 明:在 磨 矿 细 度 为 －０．０７４ mm 占 ７５％、硫酸锌作抑制剂、２５＃ 黑药作捕收剂的条件下,经１粗 ２扫３精可获得铅品位为４５．５８％,铅回收率为８４．１１％,锌 品位为５．４３％,锌回收率为６．００％,银品位为８６１．７２g/t,银 回收率为８１．８４％的铅精矿;选铅尾矿采用石灰进行调浆,硫 酸铜作活化剂,丁基黄药作捕收剂,经１粗２扫３精可获得 锌品位为５４．１０％、锌回收率为８７．１４％的锌精矿.试验指标 良好,该工艺既解决了铅锌分选效率低的问题,又为其他类 似复杂多金属矿物的综合回收提供了一定的借鉴意义.

• 铅锌选矿废水对硫化铅浮选的影响研究

  祁忠旭

  针对铅锌选矿废水对硫化铅浮选的不利影响,分析废 水的主要成分及影响硫化铅矿浮选的主要原因,揭示选矿废 水影响硫化铅矿浮选的机理.铅锌选矿废水具有金属离子 种类多、固体悬浮物含量高、COD高、pH 高的特点.考察了 pH、各种离子含量对硫化铅矿可浮性的影响.结果表明,钙 离子对硫化铅矿浮选的影响较大;选矿废水中钙离子浓度高 主要是因铅锌矿浮选工艺使用大量石灰作抑制剂所致;钙离 子改变硫化铅矿物可浮性的主要原因是影响捕收剂在矿物 表面的吸附.

• 提高某选矿厂干选指标的试验研究

  汪建新,任明明,孔令辉

  针对内蒙古某铁矿选矿厂细粒级矿物干式预选抛尾中 存在的处理量不足和磁团聚问题,采用风重磁联合分选的思 路,对干式筒式磁选机进行了结构上的改进,并通过试验样 机考察了在干式磁选过程中向分选腔通入空气后选矿指标 的变化情况.结果表明:对同一批 TFe品位１３．５１％,mFe 品位３．９８％,粒级－４ mm 的原矿物料进行分选时,随着风 速的增大,分选腔内产生的涡流和湍流对粒子间的解聚效果 更为显著.当滚筒转速为１３０r/min,风速为２５ m/s,料层 厚度为 ３０ mm 时,可 抛 除 产 率 为 ８９．４８％、mFe 品 位 为 ０．７７％的尾矿,获得 mFe品位为３１．０３％、回收率８２．７１％的 预选精矿.与无风情况相比,精矿 mFe品位可提高４．０１个 百分点,尾矿 mFe品位可降低０．３２个百分点,使该选矿厂的 干式预选指标得到了一定的改善.

• 酸浸除杂工艺对钨尾矿合成ZSMＧ５的影响

  黄太铭,翟颖,田雷,何翔,李晓辉,杨宏斌,阮乐,唐富顺

  以尾矿为原料合成 ZSMＧ５的关键在于有效除杂和活 化.通过不同酸洗方法对钨尾矿进行除杂,经过高温碱熔活 化后可作为全部硅铝源,合成出结晶度良好的ZSMＧ５.低温 常压(５０℃~９０℃)酸浸可以去除大部分钙组分.高温高压 (１７０℃)对各杂质组分的去除效果更好(特别是 Al),产生更 高的原料硅铝摩尔比、SiO２ 溶出率、产物纯产量和 SiO２ 利 用率,实现钨尾矿资源化利用.

• 基于数字孪生的隧道智能多功能机器人开发体系构建

  王彤,方立霞,

  针对智能多功能作业机器人在隧道类受限空间的开发 应用问题,基于虚拟样机对隧道多功能机器人进行结构开发 及设计,运用智能设计理念,对隧道多功能机器人的智能需 求进行重构设计;通过数字孪生实现智能化到数字孪生机器 人样机的开发和研制,构建了完整的具备可完成隧道、巷道 等受限空间中可灵活实施挖掘、破碎、转运等多种作业的隧 道智能多功能机器人研发体系.应用试验结果表明,开发研 制的机器人在减人提效及提高作业安全性方面的效果显著. 该研究填补了我国隧道智能多功能机器人领域开发及研制 的空白,为我国智能数字隧道的智慧化、高效化发展及实现 提供了参考.

• 矿用刮板输送机中部槽磨损的离散元法分析与研究

  李云峰,李云聪

  为研究矿用刮板输送机在运行过程中其中部槽磨损的 影响,通过SolidWorks与３DEC联合构造其离散元实体,同 时用３种不同的球体组合方式表示铬矿石离散元模型的几 何特性.对运行速度、宽度、刮板间距开展正交仿真,利用 SPSS的非线性处理工具获得了中部槽的回归方程.通过 MatlabR２０１４a明确了各因素对中部槽磨损量的影响程度 从大到小依次顺序为:刮板间距、运行速度、刮板宽度,并得 到运行速度为１３７mm/s、刮板间距为１９６mm、刮板宽度为 ３７mm 时,中部槽的磨损量最小,为２６．４１mm.３DEC模拟 与试验所得的中部槽磨损量变化趋势相同,说明利用３DEC 研究中部槽的磨损量是可行的,为后续的研究提供了基础.

• 矿用小直径等壁厚螺杆马达的研究与应用

  刘建林,王四一,李泉新,赵建国

  针对煤矿井下直径７３mm 规格定向钻具组合孔底回 转切削动力小、岩层滑动定向钻进效率低的难题,对矿用小 直径等壁厚螺杆马达进行了研究.综合分析等壁厚螺杆马 达技术发展与煤矿井下近水平定向钻进工况特点,研制了矿 用 Φ７３mm 等壁厚螺杆马达,并与常规螺杆马达进行了性能 对比测试,在煤矿井下底板岩层定向孔中进行了实钻应用. 结果表明:矿用小直径等壁厚螺杆马达的额定扭矩较同规格 常规螺杆马达可提高１倍左右,相同岩层条件下,滑动定向 钻进的机械效率可提高３０％以上.小直径等壁厚螺杆马达 为提高煤矿井下岩层孔滑动定向钻进效率提供了新的手段.

• 充填料浆搅拌机的桨叶研究

  寇云鹏,,郑伯坤,栾黎明,刘洲,宋泽普,朱庚杰

  在全尾砂充填工艺中,所制备的充填料浆质量对整体 充填工艺具有重要影响.针对推进式、六叶开启式、六直叶 圆盘式等３种常见的搅拌机桨叶的搅拌作用进行了数值模 拟分析研究,并使用SyamlalＧO??Brien曳力模型,得到了不同 桨叶的模拟数据.对比了不同桨叶的搅拌作用下,料浆在轴 向和径向上的流体运动速度及体积分数,确定搅拌机的最佳 转速为９０r/min.相同转速下,推进式叶片搅拌的料浆体积 分数在整个搅拌槽内基本一致,均匀度更好,且在轴向上有 更好的搅拌效果.