矿业研究与开发杂志

矿业研究与开发杂志2023年第7期

• 多变产状矿体复合型充填采矿法研究

  李伟明,曹艳武,刘胜

  针对湖南黄金洞金矿多变产状矿体传统采矿方法效率 低、机械化程度低、回采率低、安全风险高等缺点,基于上向 水平分层充填采矿法和倾斜竖分条采矿法优点研究提出了 复合型充填采矿法,开发了共用采准工程系统进行分区分条 分层联合采矿,有效避免了人员在高顶板下作业的安全风 险,实现了安全高效机械化开采,采场生产能力提高至８６t/d,采矿损失率小于 ６．３％,贫 化 率 小 于 ５％,综 合 采 矿 成 本 为７４．１元/t,较之前降低了１５．４元/t,具有较好的推广前景.

• 多因素影响下的充填体强度预测与分析

  刘明利,申康,刘钟涛

  为分析和预测多因素影响下的充填体强度,开展了充 填配合比试验,并以支持向量机回归(SVR)模型为基础,结 合灰狼优化算法(GWO)建立了一种新型充填体强度预测模 型.结果表明,充填体强度随水泥掺量、料浆质量浓度的增 大而增大,随粗细骨料比的增大先增大后减小.采用 GWO对SVR中的惩罚因子与核函数参数进行迭代寻优,成功建 立了以料浆质量浓度、水泥掺量、人工砂尾砂比和养护时间 作为输入变量,以充填体的单轴抗压强度作为输出变量的强 度预测模型.模型测试集的均方根误差为０．１８７,决定系数 为０．９９３.与原始SVR 和 PSOＧSVR 相比,GWOＧSVR 模型 的预测精度和可靠性有较大提高,成功实现了多因素影响下 充填体强度的高精度预测.

• 废石胶结充填体配比优化及与围岩合理匹配研究

  邓国梁,梁炳金,史文豪,李兵磊

  为研究废石胶结充填体的孔隙特征和强度变化规律,对不同灰砂比和不同废石粒径比的废石胶结充填体进行了 核磁共振和单轴压缩试验,基于能量释放与耗散原理,将室 内废石胶结充填配比试验与贵州长田簸箕田１＃ 矿实际开采 情况相结合,分析废石胶结充填体与围岩的匹配程度.结果 表明,充填体灰砂比大于１∶３时,充填体的孔径分布和孔隙 度对废石粒径比不敏感,灰砂比小于１∶３时,充填体的孔径 分布和孔隙度受废石粒径比作用显著;随着灰砂比的减小,充填体的单轴抗压强度呈先增大后减小的趋势,废石胶结充 填体灰砂比为１∶２时,其单轴抗压强度达到最高值;在相同 灰砂比的充填体中,废石粒径比３∶２为最优配比.基于上 述试验结果,通过充填体损伤理论对充填体的变形能进行进 一步分析计算,并结合贵州长田簸箕田１＃ 矿围岩开挖实际 情况,将试验中第９组废石胶结充填体(灰砂比为１∶３,废 石粒径比为３∶２)应用到该矿最合理.

• 干湿循环下橡胶 尾砂充填体能量损耗本构关系研究

  张竞,李骏

  为了探究橡胶 尾砂充填体在干湿循环影响下的破坏 特性和能量演化规律,制作了橡胶 尾砂充填体试块,并对 橡胶 尾砂充填体进行了干湿循环处理、单轴压缩试验和扫 描电镜试验,探究了橡胶 尾砂充填体的破坏特征、能量演 化规律和微观形貌,借助 Weibull统计分布理论,建立了干 湿循环影响下橡胶 尾砂充填体的分段损伤本构模型.结 果表明:干湿 循 环 会 造 成 橡 胶 表 面 水 化 产 物 分 解,造 成 橡 胶 尾砂充填体抗压强度与弹性模量降低;橡胶 尾砂充填 试块在峰值应力时以弹性能为主,耗散能为辅,试验结束时 亦然,但是弹性能占比迅速减小;推导了干湿循环影响下橡 胶 尾砂充填体试块的分段能量耗散本构 模 型,且 拟 合 程 度高.

• 磁铁矿在混凝土环境中的矿物转变及其对混凝土强度的影响

  封孝信,周启超,康伟花,白瑞英,刘刚

  以磁铁矿石为研究对象,将其磨细至８０μm 以下,浸 泡在２０℃的模拟混凝土孔溶液中,浸泡一定的时间后,采用X射线衍射(XRD)分析了磁铁矿石在混凝土环境中的物相 转化情况.此外,用磁铁矿石代替部分碎石骨料制备了混凝 土试件,将试件分别在２０℃和８０℃的水中养护,并测定不同 养护龄期的试件的抗压强度.结果表明,磁铁矿(Fe３O４)在 混凝土环境下是不稳定的,可以转化为 Fe２O３ 等矿物;在混 凝土中掺入部分磁铁矿石对混凝土的抗压强度不会产生不 良影响.

• 温度对玄武岩纤维煤矸石混凝土性能劣化研究

  查文华,钱育冬,姚苏琴,张文鑫,程文博

  为 研 究 不 同 温 度 下 玄 武 岩 纤 维 煤 矸 石 混 凝 土(BFCGC)的力学性能和结构劣化程度,在常温至８００℃间设 置了５个温度段,开展高温试验,分析BFCGC在不同温度下 的表观特征、质量损失、力学强度、弹性模量及微观结构.研 究结果 表 明:混 凝 土 的 表 观 特 征 能 间 接 反 映 出 温 度 对BFCGC的劣化趋势,随着温度的升高,BFCGC 在高温下的 表观损伤程度逐渐明显,质量损失率单调递增;BFCGC的力 学强度均先增大后减小,且在２００℃时达到最大,BFCGC 在８００℃时的立方体抗压强度、抗拉强度和弹性模量分别为常 温时的７４．４８％、１７．９７％、１７．９６％;混凝土的性能变化主要受 温度影响,温度越高,混凝土性能劣化越严重,玄武岩纤维与 活化煤矸石粗集料的加入可以在一定程度上提高混凝土的 耐高温性能,但不足以改变温度对混凝土结构的劣化趋势.

• 进路式采矿爆破振动波在充填体内的传播规律研究

  薛田喜,徐鸿鹏,张旭飞,郝琪琪

  在地下金属矿山开采过程中,凿岩爆破产生的爆破振 动是导致围岩破裂和充填体破坏的重要因素.为研究进路 式开采充填体内爆破振动波的传播规律,以焦家金矿为工程 背景,开展了现场爆破振动监测.通过合理的测点布置,结 合萨道夫斯基经验公式,比较研究了传播介质、有无充填体 及充填体的厚度对爆破振动传播规律的影响.结果表明:与 岩体内的爆破振动传播相比,爆破振动在充填体内传播时萨 道夫斯基公式中的场地系数 K、衰减系数α 均明显增大;相 比无充填体条件,采场底部充填体的存在会使爆破夹制作用 减小,从而导致场地系数 K 和衰减系数α 变小;充填体厚度 越厚,场地系数 K 越小,而衰减系数α 基本不变.

• 溜井倾角对矿岩与溜井首次碰撞位置的影响

  梁凯歌,路增祥,赵星如,马驰

  溜井卸矿过程中矿岩与溜井的首次碰撞所造成的损伤 最为严重,溜井倾角影响着矿岩与溜井的首次碰撞位置,因 此,研究溜井倾角对矿岩运动规律及首次碰撞位置的影响有 利于优化溜井结构参数设计.采用运动学基本理论,推导了 矿岩与倾斜溜井底板首次碰撞位置及速度的计算公式,研究 了首次碰撞位置及速度与溜井倾角的关系,进行了不同溜井 倾角条件下卸矿物理试验,得到了矿岩与倾斜溜井底板的实 测首次碰撞位置并经过相似比还原后与理论推导结果进行 了对比.研究结果表明:溜井倾角β是影响矿岩与倾斜溜井 底板首次碰撞位置的主要因素,当矿岩初始速度v 与倾斜溜 井正方形断面边长D 不变时,增大β,矿岩与倾斜溜井底板 发生首次碰撞时的水平位移x 与垂直位移y 增大,碰撞速 度v１ 越大,碰撞位置距井口越远,反之,x、y、v１ 减小,首次 碰撞位置距井口越近.理论计算与试验所得首次碰撞位置 误差不超过９．３％,表明了倾斜溜井理论分析模型的合理性.

• 基于实时动态全球定位测量的边坡监测预警研究

  费汉强,马增,潘懿,牛小明,徐志强,张忠光

  针对曙光金铜矿北山西矿受不良工程地质条件影响,极易产生边坡滑动的问题,为充分保障矿山安全开采,防止 边坡滑坡造成重大安全隐患,基于全球定位测量技术,建立 和完善了边坡位移实时动态全球定位监测系统.通过数据 采集与分析,将边坡滑动带变形划分为初加速变形、等加速 变形、加速变形和稳定变形等４个阶段,并研究了影响边坡 稳定性的外部关键因素,掌握了北山西矿边坡滑动带的移动 规律,建立了四级监测预警机制.研究结果为矿山安全生产 提供了重要保障,同时也可为类似矿山提供借鉴.

• 沿空巷道切顶卸压煤柱宽度与巷道底鼓变形关系研究

  张欣,涂敏,张向阳,赵高明

  为探究侧向切顶条件下沿空护巷煤柱宽度变化对巷道 底板的影响,通过理论计算、数值模拟和现场试验等对泊江 海子矿某工作面的回采巷道展开了研究,构建了沿空巷道力 学模型,得出巷道底板的应力和位移解析式;利用 FLAC３D软件模拟了不同煤柱宽度条件下的底板受力情况.结果表 明:沿空巷道底板应力由单峰三角形形态变为单峰梯形形 态,峰值由实体煤侧逐渐向煤柱靠近采空区侧偏移,并且呈 现出先增大后减小的趋势;巷道底板底鼓量随着煤柱宽度的 增加逐渐减少,减少速率逐渐降低;工程试验结果表明,采用 侧向切顶、联合支护以及加固底角控制技术可以有效减少底 鼓量,从而提高了生产效率、保障了安全系数,为类似工况工 作面煤柱宽度设计提供了参考.

• 基于围岩等级的巷道锚网支护效果评价研究

  陈宁青

  矿山巷道支护对于岩巷稳定性具有积极作用,针对巷 道支护设计过于保守或考虑成本造成支护欠缺的普遍现象,提出了一种将围岩分级法等效内插至地质强度指标 GSI中,利用 HoekＧBrown强度准则和现场地质调查资料确定围岩 力学参数的方法,根据现场施工方式模拟锚网支护结构,量 化巷道锚网支护结构的安全性,建立了对应的支护效果评价 经验公式,得到支护安全评价定量指标,结合现场监测数据 检验了此方法的可行性.研究表明:巷道断面各点空间位移 均随围岩质量弱化而增长,锚网支护体系在围岩等级４级左 右已局部开始失效破坏;通过材料抗剪强度确定锚杆安全系 数可有效快速评价支护效果及结构安全程度,从而实现按需 支护设计.研究成果可为不同围岩等级的巷道锚网支护效 果评价提供一种简便、有效的方法,可为现场巷道施工与设 计提供参考.

• 露天矿复杂空区的精准探测及稳定性分析

  周游

  针对某露天矿的复杂隐伏空区,运用三维激光扫描和 无人机扫描两种精准探测装备对空区进行了精准探测,准确 测定了空区的空间形态和位置.结合现场工程钻探结果,分 析了空区的成因,采用悬臂拉裂式崩塌模型,选取了对地比 压较大的１１９０E钻机和 D１１T推土机为例,计算出两种设备 的安全作 业 距 离,为 该 露 天 矿 的 塌 陷 坑 治 理 提 供 了 基 础 依据.

• 基于钻孔卸压的硬脆性紫砂岩岩爆局部解危试验研究

  刘加柱,,高永涛,,周喻,,彭阳,,徐辉,,董翔,,邹玉龙

  岩爆可造成严重的人员伤亡和经济损失,钻孔卸压是 一种防治岩爆灾害的有效手段.基于声发射与数字图像相 关技术(Digitalimagecorrelationmethod,DIC)对完整及不 同夹角双钻孔紫砂岩进行单轴压缩岩爆试验,分析紫砂岩力 学特性及破裂特征,得出声发射特征规律,并对钻孔卸压效 果进行评估.结果表明:岩石表现出显著的脆性,起裂位置 及破坏模式随夹角变化而变化;可将岩石的声发射时序变化 特征划分为平静 突变型、缓增 数级突变型及稳增 突变 型,在临近破坏阶段,以中幅值信号为主,并伴有一些高幅值 信号;声发射b值总体上经历了先升后降的演化过程,有钻 孔时的整体b值要比无钻孔时大,夹角为４５°时的演化最值 及整体数值都比较大,微裂纹发展更为充分;随着夹角的增 大,卸压效果先增强再减弱,在３０°~４５°范围时最佳,９０°时 最差,当岩桥的破裂贯通与试样的整体剪切破坏方向一致时 效果最好.研究结果可为卸压孔的布置优化提供理论参考.

• 基于深埋煤巷围岩分区承载分析研究

  王文才,吴周康,王鹏,苏宝山

  为有效解决深部煤巷大变形问题,针对某矿辅运回风 巷道强围压、弱承载、高变形的特点,通过塑性区计算得到了 控制巷道围岩变形的规律:弱承载承担巷道表面小变形的扩 展、强承载承 担 巷 道 周 围 岩 石 塑 性 区 的 增 大,即 采 用 “锚 网 喷 索 钢”的联合支护方式,对巷道进行支护,并使用FLAC３D软件结合现场工程实测验证了“锚 网 喷 索 钢”联合支护方式的合理性与实用性.结果表明:该辅运回 风巷道采用“锚 网 喷 索 钢”联合支护后,巷道周围塑性 区缩小,巷道顶板最大下沉值为５３mm,两帮偏移值最大为对两帮偏移控制能力提高了６２．５％.可为其他类似巷道支 护工程提供参考.

• 基于声波法和块体识别的深井围岩稳定性分析

  秦绍龙,赵兴东,王小兵,,王立君４

  井筒围岩松动圈的测定对于围岩稳定性分析和支护设 计十分重要,为探索深井围岩松动圈测定和楔形体识别技 术,以纱岭金矿在建主井－１４００m 井段为背景,采用声波测 井法对井筒围岩松动圈进行测定;基于工程地质调查获取井 筒围岩节理裂隙信息,采用 Dips分析软件确定围岩优势节 理组,应用 Unwedge对围岩主要楔形体进行识别,获取各楔 形体的几何参数,并进行稳定性分析.结果表明,该井段围 岩松动圈范围为０．８~２．８m,围岩中存在３组优势节理,楔 形体整体安全系数较高,掉落风险较小.研究结果可为纱岭 主井支护设计和支护参数优化提供参考,并可对深井围岩松 动圈测定和不稳定块体识别提供借鉴.

• 采动裂隙动态演化定量分析及其应用研究

  邹恩隆,,李志华,,马军,何祥,,耿倩,

  合理定量分析覆岩裂隙动态演化特征对于采动损伤评 价尤为关键.以任家庄煤矿１１０９０３工作面为工程背景,运 用相似材料模拟试验,计算不同开采进尺下的裂隙分形维 数,分析覆岩裂隙数量、倾角、长度、宽度等参量,定量研究了 覆岩裂隙发育扩展情况,并通过同等试验条件对比分析了冒 落区充填前后裂隙发育特征.研究结果表明:随着２层关键 层的破断,覆岩裂隙分形维数呈现上升—稳定—上升趋势,分形维数变化与压力峰值变化一致,可反映出覆岩运移及压 力显现变化规律;依据裂隙演化情况可将采场覆岩裂隙划分 为离层区裂隙,压实区裂隙,垮落带裂隙,左、右侧竖向破断 裂隙,离层Ⅱ区裂隙等,其中,竖向破断区裂隙倾角分布为０°~９０°;垮落带裂隙复杂,裂隙倾角分布为０°~３６０°,裂隙贯 通性好;离层区裂隙倾角近水平,裂隙贯通性较差;通过对比 试验展现未充填和充填裂隙扩展规律,表明开采过程中及时 在垮落带充填能有效控制覆岩裂隙发育.

• 动静组合加载下煤体力学响应及能量演化规律试验研究

  任志伟,王俊,宁建国,史新帅,杨尚,高明涛

  采掘工作面煤体的力学响应和能量演化特征与煤矿动 力灾 害 的 发 生 息 息 相 关. 采 用 分 离 式 霍 普 金 森 压 杆(SHPB)试验系统开展了动静组合加载下煤体冲击试验,分 析了不同动静组合条件下煤体力学性质与能量演化规律.试验结果表明:煤体动态强度具有明显的轴压与应变率效 应,随着轴压的增加先增加后减小,但与应变率呈正比关系;动静组合加载下煤体宏观破坏模式具有拉剪破坏与“爆炸 式”粉碎破坏两类,轴压控制煤体宏观破坏模式的转变,冲击 速度控制煤体的破坏程度;煤体耗散能可定量表征动静组合 加载下煤体的破碎程度,煤体破碎分形维数与耗散能呈弱幂 函数增长关系.研究成果为揭示深部煤岩体动态失稳机理 提供了理论支撑.

• 空孔孔径对深部岩石爆破裂纹扩展影响规律的数值模拟研究

  谢二伟,孙得志,郭俊庆,杨永康,李明祥,刘亚龙

  针对深部岩石炮孔与空孔间裂纹扩展方向性差的问 题,以山西永宁煤矿１０２０４切顶卸压沿空留巷为工程背景,运用 LSＧDYNA 有限元动力模拟软件,研究空孔孔径对岩石 应力分布、孔间爆生裂纹扩展及峰值有效应力的影响规律,并进行了现场验证.研究结果表明:随着空孔直径的增大,最大主应力值与范围增大,且最大主应力方向在整个炮孔连 线方向不发生改变,使得孔间裂纹扩展更具有定向性;随着 空孔孔径的增大,孔间裂纹扩展长度呈现出由快速增长趋于 稳定的规律;侧压力系数小于１．０时,空孔直径的增大对孔 间有效应力的影响较小;侧压力系数大于１．０时,空孔直径 的增大可有效提高孔间峰值有效应力.

• 破碎矸石侧限承载条件下的宏 细观尺寸效应研究

  李晓彤,黄艳利,王贵圆,余宏,赵刚,雷永超,李俊孟

  矸石充填体在承压过程中力学性能受充填体尺寸的影 响较大,实验室力学参数测试结果很难反映工程实际情况.为研究破碎矸石充填体侧限承压条件下的力学性能尺寸效 应,借助实验室试验和颗粒流数值模拟,从宏 细观尺度分析 了破碎矸石试件的直径与径高比对其承载性能的影响.结果 表明:试件直径对其宏观力学性能影响显著,随着试件直径增 大其抗变形能力明显减弱;破碎矸石的孔隙率变化量随试件 直径增大而增加;其压缩过程中试件两侧的矸石块发生挤压 破碎,细颗粒逐步填充至试件中部,颗粒配位数随试件的可变 形空间增加而增大;在应力加载阶段,颗粒逐渐破碎,颗粒力 链由“环状力链”演化为“柱状力链”,平均接触力变化率表明 体积大的试件更易达到抗压缩变形能力极限;矸石试件主要 以拉伸破坏为主,矸石块的破碎程度随试件尺寸增加而增大.研究成果对矿山充填开采的充填物料选择具有重要意义.

• 近距离特厚夹矸煤层多向消突技术研究

  马熠坤,杨艳国,谯永刚,赵勇,邓存宝,赵金典

  为解决底抽巷条带瓦斯抽采消突技术存在的工程造价 高、施工周期长和消突效率低等问题,以山西上良煤矿３－２、３－３近距离特厚夹矸煤层为工程背景,提出利用矸石层开掘 钻场,施工顺层定向长钻孔多向预抽煤层条带瓦斯实现区域 消突.通过建立煤层条带瓦斯多向渗流模型,引入最不利抽 采理论,对煤层瓦斯压力变化进行无差别数值模拟,同时结 合现场数据,对两种技术的消突效果进行双向对比分析.结 果表明:顺层定向长钻孔多向消突方式下,煤层瓦斯由于顶 底板限制作用,在水平方向运移倾向性更强,瓦斯压力降低 等值线呈椭圆形分布;底抽巷方式下,瓦斯压力降低等值线 呈环形分布.提出的顺层定向长钻孔多向消突技术使３－２煤层、３－３煤层瓦斯压力分别在抽采７０d和１１０d后达到消 突要 求,消 突 效 率 较 底 抽 巷 抽 采 消 突 方 式 提 升 ５５％ ~ １４３％,日抽采瓦斯纯流量、浓度分别提升３５％和１４％,同时 施工成本节约６５％,工期缩短５６％,可以为近距离特厚夹矸 煤层的瓦斯高效治理提供参考.

• 本煤层钻孔高压长距离封孔技术的研究与应用

  吴越,王永龙,裴宇翔,孙小岩,桑培淼

  针对桑北矿本煤层瓦斯抽采钻孔封孔漏气的问题,分 析了现行封孔工艺的漏气原因,研制了高压长距离自适应囊 袋封孔器,并对封孔器结构及配套材料选型进行了优化分 析.研究结果表明:封孔注浆压力偏低、穿层钻孔与本煤层 钻孔“交叉漏气”是造成封孔漏气的根本原因;高压注浆封孔 的合理注浆压力范围是１．５~２．０MPa,可有效封堵钻孔周围 漏气通道和煤层裂隙;封孔深度设计为２７m,可有效避开钻 孔交叉漏气带;抽采管选择 PE非常高密度材料能够满足高 压长距离封孔的要求,设计抽采管直径为 ４０ mm、壁厚为４．５mm;通过工程应用,解决了封孔漏气问题,瓦斯平均抽 采浓度提高了５３．６％,长效性显著.

• 基于改进 DeeplabV３＋的矿区植被覆盖度变化检测

  阮顺领,,景文刚,,景莹,,卢才武,,李雷

  针对传统的露天矿区植被覆盖度变化检测方法存在的 监测信息不完整、目标区域边缘模糊等问题,提出一种将改 进 DeepLabV３＋和注意力机制相结合的矿区植被覆盖度变 化检测方法,即 MＧCSＧDeepLabV３＋模型检测方法.该方法 引入带有扩张卷积的 MobileNetV２降低 DeepLabV３＋模型 的网络参数量和计算量,从而提高植被区域目标检测的精度 和效率,同时运用改进的 DeepLabV３＋优化模型,实现对矿 区植被状况的遥感监测与分析.结果表明,该方法可对矿区 植被受损状况进行时序检测,且分割效果完整准确,检测准 确率达到８６．１６％,速度可达６８帧/s,可为露天矿区植被变 化检测和生态环境治理提供有效依据.

• 基于热管的自燃煤矸石山温度变化规律研究

  张跃辉,张永波,仝嘉敏,刘志明,柴丽霞,李荣

  针对煤矸石山自燃引发的各种危害,采用热管被动降 温技术治理,并对煤矸石山内部温度进行为期１a的动态监 测,确定了自燃煤矸石山全年的降温效果.借助等温线图探 究了矸石山内部温度场的演变趋势,分析了温度变化的季节 性特征.结果表明:通过采用热管被动降温技术,自燃煤矸 石山全年８１％的监测点温度有不同程度的降低,超过 １/３的监测点降温幅度达到１００℃以上,降温效果明显;随着时 间的推移,不同深度水平方向上的高温中心所占面积不断减 少,且均有向低温区域持续蔓延的演变趋势;温度变化具有 明显的季节性特征,整体为冬季降温比率最大,夏季降温最 差,且浅层受外界环境变化的影响较大,浅层温度随季节的 变化特征较深层更明显.

• 固体废物炉渣回填煤矿采坑后的环境行为模拟研究

  霍晓君,周燕,许欣,顾天奇,郑春丽

  为充分论证炉渣固废回填煤矿采坑后对土壤环境的影 响,开展了冻融与干湿循环两个重要的自然老化过程模拟试 验.试验模拟利用炉渣固废回填煤矿采坑情景,通过分析冻 融循环、干湿循环、冻融 干湿循环３种老化方式下老化前 后全量/酸浸/水浸检测、碱度活性指标、重金属迁移规律等,研究工业固废经过老化处理后的环境行为变化,经过仪器检 测和分析,炉渣中的 Pb残渣态、可交换态在老化后均降低,老化后,炉渣中 Pb以有机态为主(６５．３０％).重金属 Cd在 炉渣老化前的残渣态占４３．０３％,老化后变为碳酸盐结合态,占３３．８４％,易于释放到环境中.Cu在炉渣固体废弃物中以 有机态为主,老化后有机态占比继续升高,达７１．２１％.模拟 填埋固废１a与５a相比,重金属、氟化物在地下水中的迁移 速度逐渐递减,表明重金属随着时间的推移,会进一步向采 矿坑东南方迁移.研究成果可以为炉渣充填治理采坑相关 技术提供科学依据和参考.

• 非煤矿山回风井有害气体排放治理与控制技术研究

  黄宁,,尹里刚,刘峰,毛孝林,李名勇,张晓悟

  针对非煤矿山普遍存在的回风井污风中 NOx 、SO２ 等 有毒有害气体浓度超标问题,以某矿西回风井为工程背景,提出了一种“活性炭ＧCaOＧSDA 干法”联合净化系统.通过 实验室试验,阐明了该系统的反应原理,得出在不同温度条 件下活性炭颗粒粒径、CO 浓度与 NO、SO２ 浓度的曲线变化 关系.同时,进 行 了 工 业 性 试 验,试 验 结 果 表 明:回 风 中NO、SO２ 等有害气体浓度经过该系统净化处理后,达到了排 放标准;NO、SO２ 的气体浓度与活性炭颗粒粒径、CO 浓度 存在最佳耦合点,在１０５０℃时,对 NO 的净化效率最佳.

• 露天石灰石矿复合型抑尘剂的制备与特性分析

  柯丽华,,张小雨,,张光权,,胡南燕,,凡雅雯,,唐华倩,

  为解决露天石灰石矿场中细颗粒物污染的问题,以黄 原胶(XG)、瓜尔胶(GG)为合成底物,丙烯酰胺(AM)为单 体、硅酸钠(Na２SiO３)为吸湿剂、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为润湿剂,在过硫酸钾(KPS)和 N,N′Ｇ亚 甲 基 双 丙 烯 酰 胺(MBA)的共同作用下,利用接枝聚合方式合成了一种黏度 适中、润湿性及吸湿性较高的石灰石矿复合型环保抑尘剂,并对研制的复合型抑尘剂进行 FTIR、SEM、TG 等结构表征 和性能测试.结果表明:复合型抑尘剂具有大量孔洞结构,最大热解速率对应的温度为３２５．９５℃,与喷水尘样相比,喷 洒复合型抑尘剂的尘样的风蚀质量损失率、振荡质量损失率 分别减小了９７．８％、９４．２％,形成的固化层抗压强度达到２９９ kPa,能满足矿山对粉尘表面压强的要求,复合型抑尘剂抑 尘效果显著、热稳定性良好,可减轻石灰石矿粉尘污染问题,符合生态矿山的建设要求

• 自吸式浮选机叶轮叶片数量的选取

  滕瑜崇,,唐军,陈向东,李济安,靳虎平,匡敬忠

  自吸式浮选机的叶轮结构参数与其性能参数的关系复杂.采用CFD模拟及试验的方法,以JJF浮选机的星型径向叶轮为基础模型,分析了叶轮叶片数量对自吸式浮选机内部流场特征及性能的影响.结果表明:叶片数量不影响流场的循环结构,都能形成适宜矿物悬浮及运输矿化泡沫的流场环境;叶片数量为４,６,８,１０时,随叶片数量增加,循环筒和竖筒内液相的轴向流速、湍动能、压力差及浮选机的循环量和功耗逐渐增大;当叶片数量增加至１２时,由于叶片之间的间距过小,排液量下降,液相的轴向流速、湍动能、压力差及浮选机循环量开始减小,但功耗继续增大;在样本范围内,叶轮的叶片数量为１０时,浮选机的循环量最大;在误差允许的范围内,不同叶片数量叶轮的性能参数模拟值与试验值较为吻合.

• 铜精矿粉采样机采样钎杆矿粉闭塞效应 及其结构参数设计研究

  胡智君,赵晓婷

  铜精矿粉采样机是有色企业矿粉自动采样的关键装 备.在插入料堆时由于矿粉自重和挤压作用,钎杆前端会形 成一段压实的矿粉段,产生粉塞效应,从而直接影响采样效 果.为分析产生粉塞的原因,推导出了粉塞长度计算公式,建立了矿粉颗粒的离散元模型,仿真分析了钎杆采样过程并 得出:粉塞长度L 与粉塞阻尼系数呈反比,与钎杆内截面面 积(周长)呈正比的结论.分析了粉塞效应对钎杆结构参数 设计的影响,计算出了钎杆内径取值范围及在给定钎杆参数 条件下粉塞最小长度为５６．３５mm,４５°＜钎杆端部倾角β＜ ６０°时取样效果最佳,钎杆开口方向在锐角侧为宜.

• 白铅矿表面硫化及黄药吸附的密度泛函理论研究

  李宇浩,谭泽凌,吴志强,陈晔

  硫化黄药法是浮选白铅矿的主要方法,为探究硫化对白铅矿表面结构的影响,采用基于紧束缚法的密度泛函理论对乙黄药、丙黄药和丁黄药在白铅矿(００１)表面的吸附进行模拟.结果表明,３种烃基黄药类捕收剂会与清洁白铅矿(００１)表面发生化学吸附,并且随着碳链长度增长,吸附作用更强;水化作用会增大药剂分子在矿物表面的吸附距离,导致黄药与水化白铅矿(００１)表面基本不发生化学吸附;硫化后的白铅矿(００１)表面会与黄药发生吸附,且吸附作用明显增强.研究结果可为实现白铅矿的高效浮选提供理论指导.

• 某萤石矿工艺矿物学与选矿试验研究

  黄颖兴,杨选江,杜金花,李伟良,王硕,李志谦

  某萤石矿矿床的 CaF２ 平均品位为３２．３９％,矿石矿物 颗粒较细且嵌布特征复杂,属典型低品位难选萤石矿.为合 理开发利用该矿床,对该矿床矿石进行了系统的矿物学研究 和选矿试验.针对矿石与石英紧密连生、分离较难的特性,采用合适的药剂组合和流程来开展选矿工艺试验,确定了磨 矿细度－０．０７４mm 占８０％、水玻璃用量为８００g/t、油酸用 量为６００g/t的最佳浮选条件.在此条件下经一段磨矿、一 次粗选、一次扫选、六次精选、中矿返回的处理工艺后,得到 了CaF２ 品位为９７．３８％,回收率为８２．５８％的萤石精矿,实现 了对该低品位难选萤石资源的有效利用.

• 湖南某低品位白钨矿加温浮选改常温浮选试验研究

  王龙,祁忠旭,孙大勇,李杰

  针对湖南某低品位白钨浮选生产中加温浮选能耗大、成本高、加温精选作业回收率不理想等问题,开展了白钨加 温浮选工艺改常温浮选工艺试验研究.试验结果表明:采用CKＧ５为白钨矿捕收剂,碳酸钠为pH 调整剂,水玻璃为硅酸 盐脉石抑制剂,CF为萤石、方解石以及细泥等脉石特效抑制 剂,通过实验室闭路试验取得了白钨常温浮选精矿 WO３ 品 位５０．２０％、回收率为７２．５４％的浮选指标,成功实现了白钨 加温浮选工艺改为常温浮选工艺,同时白钨回收率较矿山２０２１年现场生产回收率提高了７．８６个百分点,研究结果有 助于国内外选厂白钨加温浮选工艺改常温浮选,对加温浮选 矿山节能降耗有重要意义.

• 云南某高硫铅锌矿选矿工艺流程方案对比试验研究

  李广利,惠世和,张红英,刘进

  某铅锌矿含 Pb５．２３％、Zn１５．４０％、S２４．８６％,铅氧化 率为３．０５％,锌氧化率为０．４３％,属于高硫铅锌矿.自开发 以来,选厂生产一直采用“铅硫混浮、铅硫分离 浮锌”选矿 工艺,现有工艺存在硫精矿锌含量偏高等问题.为进一步提 高选矿指标,开展了“铅硫混浮、铅硫分离 浮锌”、“铅锌硫 顺序优先浮选”两个不同流程方案的对比试验研究.试验结 果表明,“铅锌硫顺序优先浮选”工艺试验指标更优、药剂成 本更低、精矿产值更高.采用“铅锌硫顺序优先浮选”工艺,对含 Pb５．３４％、Zn１５．５９％、S２６．１８％的原矿,通过闭路试 验获得 Pb 品 位 为 ６１．６４％、Zn 品 位 为 ３．３７％、S 品 位 为２０．１５％、Pb回收率为８９．３４％的铅精矿,Zn品位为５１．５４％、Pb品位为０．５９％、S品位为３５．１５％、Zn回收率为９６．８８％的 锌精矿,Pb品位为０．５３％、Zn品位为０．３６％、S品位为４７．９１％、S回收率为４９．７９％的硫精矿,成功实现了高硫铅锌矿低碱选 矿工艺,值得现场推荐采用.

• 光电选矿技术在中低品位胶磷矿选别中的应用研究

  魏立军,夏敬源,,刘鑫,,罗昆义,,谢国先,王灿霞,,庞建涛,

  针对云南“贫、细、杂”各类型胶磷矿资源,基于光电选 矿原理,探讨了贫矿磷资源在粒级较大(１０~４０mm)的情况 下,运用光电选矿技术提高磷矿品位,从而提高磷资源的综 合利用率的方法.试验选取硅质及硅酸盐型、混合型、碳酸 盐型中低品位胶磷矿矿样进行光电选矿的适应性试验.通 过分析各类型磷矿的结构构造、矿物组成、有用矿物及脉石 矿物组分含量,确定光电选的可行性和分选参数.试验结果 表明,光电选矿技术对于各类型胶磷矿均具有较好的分选效 果,选别 硅 质 及 硅 酸 盐 型 矿 物 的 效 果 最 好.在 保 证 精 矿P２O５ 品位和回收率的前提下,可通过提前抛出部分低品位 矿石,提高磷矿品位;根据不同类型的胶磷矿,选择合适的控 制参数,获得最优的分选效果.