黄金矿山深井开采研究进展与发展趋势

详细阐述了黄金矿山深井开采国内外研究现状及所面临的技术难题,围绕采动岩石力学理论、岩体结构识别与岩体质量分级、矿山三维工程灾害建模、深部采矿设计方法研究、深部采场爆破落矿技术、采动地压调控、采动地压监测、自承载主动释压支护技术、深部采动对地表岩移影响、通风降温技术、智能开采技术、超深竖井建设等展开了详细的讨论与分析;对于黄金矿山非爆采矿机器人研制、采动岩石力学、深部采动地压灾害防控、深井降温技术、超深竖井建设、基于采动地压均衡的深部连续智能化开采技术等方面的未来发展趋势提出了展望,为黄金矿山深井开采的系统研究提供参考依据。

黄金矿山岩体质量分级知识库与PLS简化预测模型

针对黄金矿山工程岩体特征,分析了岩石单轴抗压强度、RQD值、节理结构面状态、节理结构面间距、地下水状态、节理结构面方向对工程影响和地应力值这7个主要因素对岩体稳定性的影响,对7个指标进行修正,建立了地下矿山M-RMR岩体质量评价指标体系。采用M-RMR岩体质量评价指标体系划分了焦家金矿直属矿区、寺庄矿区和望儿山矿区工程岩体质量等级,建立了焦家金矿地下矿山岩体质量与其影响因素的神经网络知识库模型,达到了焦家金矿工程岩体质量智能分级的目的。为简化M-RMR指标体系中指标数量,更利于实际应用,采用变量投影重要性指标VIP对7个指标所携带信息量的大小进行排序,并逐个删除不重要的指标,利用单因变量的偏最小二乘回归方法(PLS1)建立了精简指标的简化预测模型。简化预测模型可使用较少的评价指标对岩体质量给出准确的分级,具有实际使用价值。

黄金矿山深部开采井下热源分析

为量化黄金矿山深部开采过程中释放的热量,进而给出热害治理建议,分析了矿区原岩温度随深度的变化并对爆破、围岩、设备等热源散热量进行了计算。研究结果表明:矿区地温梯度约为1.7℃/100 m,进入-752 m中段生产时,原岩温度将达到34.3℃;深部开采过程中,夏季主要散热源为机械设备(电能)及空气压缩散热,分别占比38.18%及26.56%,冬季主要散热源为围岩散热及机械设备,分别占比38.74%及24.81%;深部开采通风量为67.9 m^(3)/s时,可保证深部开采过程中整体环境适宜性,当局部出现高温时,可以针对性采用加大通风进行降温。

旬阳铅锌矿带地质环境问题现状及治理对策

旬阳铅锌矿带铅锌矿资源多年粗放式开发,导致地质环境问题逐步显现,主要表现为由采矿活动引发的地质环境污染、矿山土地资源损毁及矿山地质灾害隐患等。对旬阳铅锌矿带环境问题现状进行了详细分析和总结,并提出相应的地质环境治理对策。

基于CFD数值模拟的相变储能泵送湿喷混凝土热性能研究

随着世界各大金矿开采深度的增加,高温围岩向巷道风流传递大量热量,从而显著提高风温。对巷道表面进行隔热材料的围护已被证明是改善地下作业场所热环境的有效手段。采用前期研发的用于巷道支护的相变储能泵送湿喷混凝土(PWS-MPCM),使用流体动力学数值模拟手段从围岩内部温度分布的角度对其功能性进行了验证。结果表明:PWS-MPCM对围岩内部温度分布影响显著,且具有良好的隔热和控温性能,论证了PWS-MPCM可为深井金矿热害治理方案提供“釜底抽薪”的解决方案。

黄金检测技术发展历程与展望

随着科学技术的不断发展,中国黄金检测技术得到了大幅提升。从黄金检测的历史、标准化道路、质量保证、自动化智能化发展4个方面阐述了黄金检测技术的发展历程,并对黄金检测的未来发展方向进行了展望,以期为黄金检测技术的高质量发展提供参考。

秦岭金矿四范沟尾矿制砖试验研究

为探索秦岭金矿四范沟尾矿综合利用方法,以工艺矿物学特征为基础,分别进行制备烧结砖和免蒸免烧砖试验。结果表明:该尾矿矿物组成及粒度适宜制砖;制备烧结砖最佳试验条件为膨润土添加量15%,成型水分7%,成型压力15 MPa,升温速率10℃/min,烧成温度1050℃,保温时间2 h,获得的烧结砖达到MU25级别,可在严重风化地区使用;免蒸免烧砖最佳试验条件为成型压力25 MPa,成型水分18%,水泥配比20%,且各因素对试样抗压强度影响程度依次为水泥配比>成型压力>成型水分。研究结果为秦岭金矿四范沟尾矿制砖及综合利用提供了依据与参考。

基于层次分析法的黄金行业绿色矿山评价体系研究

针对不同矿种矿山建立差异化的绿色矿山评价体系具有重要现实意义。基于层次分析法构建了黄金行业绿色矿山评价体系,以黄金行业绿色矿山评价体系为目标层,矿区环境、资源开发方式、资源综合利用等6个指标作为准则层,功能分区、矿容矿貌、矿区绿化等22个指标作为指标层,采用AHP层次分析法确定不同指标权重排序,确定较重要的准则层分别为资源开发方式、节能减排、资源综合利用,指标层分别为共伴生资源利用、绿色开发、节能降耗、开采回采率、选矿(冶)回收率、边开采边治理。本次评价结果可为黄金行业绿色矿山建设提供参考。

黄金矿山高质量发展模式探析——以内蒙古太平矿业有限公司为例

黄金矿山高质量发展,必须实现质的有效提升和量的合理增长。以内蒙古太平矿业有限公司为例,详细介绍了其实现高质量发展的具体措施:聚焦短板难题,打造科技创新策源地;对照绿色矿山相关要求,努力降低能源资源消耗,做实矿山恢复治理,建设人与自然高度和谐的绿色矿山;积极探矿增储,论证资源开发利用价值,提高资源高效利用率;完善管理体制机制,选对人、用好人、留住人,提升企业核心竞争力。内蒙古太平矿业有限公司通过科技创新、绿色发展、探矿增储、人才强企等措施取得了良好效果,可为类似黄金矿山高质量发展提供借鉴方案。

基于Kelvin模型的圆形巷道位移反分析的唯一性

讨论了黏弹性岩体中圆形巷道位移反分析的唯一性问题。以Kelvin模型为研究对象,在圆形巷道位移解析解的基础上,利用参数可辨识条件,对岩体参数进行了位移反分析唯一性的研究。结果表明:无论测量出多少个测点的位移,都不能唯一地反分析出所有岩体参数,至少要已知2个参数,才有可能唯一地反分析出其余参数;随着已知参数的增多,各参数的可辨识性逐渐增强;竖向地应力与水平地应力是否相等,且二者作为已知条件时其大小是否为0对反分析结果有较为明显的影响;适当减少待反演参数的数量对提升反分析结果的唯一性有显著影响;所有参数中地应力具有最好的可辨识性,其次是弹性模量,泊松比及黏滞系数最差。

贵州水银洞金矿床成矿规律与找矿预测模型

水银洞金矿床是黔西南地区超大型金矿床之一,由于多年的开采和生产规模的扩大,保有资源量越来越少,亟须综合研究成矿规律和分析成矿潜力。在综合分析以往资料基础上,结合野外调查,认为水银洞金矿床成矿地质体为深部隐伏岩浆岩体,成矿构造为灰家堡背斜与其两侧的逆冲断裂,成矿结构面为浅部三叠系地层裂隙面、龙潭组地层层间裂隙面和切层裂隙面、龙潭组地层与茅口组地层不整合接触面,成矿具有明显垂向分带特征。结合地球物理和地球化学信息构建找矿预测模型,圈定5处找矿潜力区,即控制边界区(包括已知矿体或矿权边界的北部和南部)、新矿化样式/新矿种找矿区(簸箕田矿段以东地区)、新类型/新空间找矿区(水银洞矿权范围隆起区的深部)、新找矿方向区(矿区西南部背斜,如矮煤洞背斜)和探索找矿区(灰家堡背斜水银洞矿权边界以西至回龙断裂之间的区域),为进一步找矿预测提供了参考。

东秦岭钼多金属成矿带夜长坪斑岩-矽卡岩型钼钨矿床磁铁矿成因类型与指示意义

夜长坪超大型斑岩-矽卡岩型钼钨矿床位于东秦岭钼多金属成矿带,保存了完整的矽卡岩形成演化及成矿作用的重要信息。通过详细的野外地质调查及镜下鉴定,将夜长坪钼钨矿床中的磁铁矿划分为3种类型:晚矽卡岩阶段形成以他型粒状或以聚合体形式与黑云母、绢云母、黏土等矿物共生的Mt1型磁铁矿;氧化物阶段形成半自形至自形与石榴子石、透闪石、阳起石等矿物共生的Mt2型磁铁矿;呈稠密浸染状与辉钼矿等硫化物共生,或产出在石英多金属硫化物脉中的Mt3型磁铁矿。电子探针及LA-ICP-MS原位测试分析结果显示:Mt1~Mt3型磁铁矿FeO平均含量逐渐升高,Mt1型磁铁矿富Si、Mg、Na等元素,具有最高的V、Cr、Ti、Al和Mo含量。Mt2型磁铁矿Ti元素含量明显降低,Si含量略有下降,具有最高含量的Mg和Mn。Mt3型磁铁矿中Ti、Si、Na、Ca元素含量均最低。磁铁矿元素变化特征显示,Fe元素易被Si、Ca、Al等元素替换;随磁铁矿的结晶,成矿流体中逐渐富集Mo等成矿元素。磁铁矿成因判别图解显示,Mt1型磁铁矿与另外2种磁铁矿形成物质来源略有不同,Mt1型磁铁矿更偏向于岩浆热液成因,Mt2型磁铁矿和Mt3型磁铁矿则更偏向于变质热液成因,随着Mt2型磁铁矿的形成,赋矿围岩参与成矿的程度逐渐增强。从早期较高温的Mt1型磁铁矿至晚期较低温的Mt3型磁铁矿,V和Ti具有较为明显的正相关关系;流体-岩石作用程度判别图解显示交代作用逐渐增强。因此,在夜长坪钼钨矿床氧逸度的变化和流体-岩石作用程度的逐渐增强是控制成矿的主要因素。

某高硫含砷难处理金矿选冶试验研究

针对某金矿中硫、砷含量过高且易泥化导致金回收率低的问题,采用阶段磨矿阶段浮选—浮选尾矿非氰浸出工艺流程开展试验研究。研究结果表明:在一段磨矿细度-0.074 mm占75.6%、二段磨矿细度-0.043 mm占78.1%,酸化水玻璃用量为1 650 g/t,硫酸铜用量为350 g/t,丁基黄药+丁铵黑药用量为(240+96) g/t,松醇油用量为160 g/t的条件下进行浮选试验,浮选尾矿采用非氰浸出剂进行非氰浸出,最终获得了浮选金精矿金回收率84.40%,浮选尾矿金浸出率10.52%,总金回收率94.92%的回收指标。研究结果对开发该类金矿资源具有重要指导意义。

络合沉淀法—硫化沉淀法联合处理铜氰贫液试验研究

针对某黄金生产企业产生的铜氰贫液,采用络合沉淀法—硫化沉淀法联合进行回收处理。在络合沉淀法五水合硫酸铜投加量3.0 g/L、焦亚硫酸钠投加量2.0 g/L,硫化沉淀法九水合硫化钠加药量0.35 g/L条件下,铜氰贫液中总氰化合物、铜和硫氰酸盐质量浓度从150.84 mg/L、121.46 mg/L、252.65 mg/L降至0.44 mg/L、86.17 mg/L、1.23 mg/L,回收金、银、铜的产值为116.62元/m^(3),扣除药剂成本后产生经济效益55.44元/m^(3)。研究结果为类似氰化企业铜氰贫液的净化处理提供参考。

基于等值反磁通装置频率域电磁法研究

人工源近区频率域电磁法具有轻便、分辨率高及抗干扰能力强等优点,但提取地质体二次场响应难题困扰了该方法推广应用。基于等值反磁通原理提取二次场响应,首先,推导出了基于等值反磁通原理的频率域近场垂直磁场响应的表达式;然后,采用层状介质与均匀半空间介质的垂向磁场同相分量的比值定义视电阻率,并计算了典型层状介质垂直磁场的频率响应;最后,通过试验对比时间域与频率域方法对浅埋藏铝板的异常响应。研究结果表明:基于等值反磁通原理能够有效提取近场频率域二次场信号,近场垂向磁场的同相分量与大地电导率的二次方成正比;垂向磁场同相分量的比值定义视电阻率能够清晰反映A型、Q型、H型及K型地电断面的特征。

青海某铜铅锌多金属矿选矿工艺研究

针对青海某铜铅锌多金属矿,进行了不同类型捕收剂对铜铅锌浮选分离影响的试验,重点考察了新型捕收剂4037B、P5100C、QBSC的选别效果。结果表明:P5100C和QBSC更有利于铜、铅分离,在最佳条件下,采用铜快速浮选—铜铅混选—铜铅再磨分离—锌浮选流程,获得铜品位35.56%、铜回收率75.23%的铜精矿;铅品位45.02%、铅回收率71.92%的铅精矿;锌品位41.49%、锌回收率72.58%的锌精矿;含铜20.14%、含铅8.90%、含锌28.38%,铜回收率11.93%、铅回收率6.77%、锌回收率11.81%的混合精矿。全流程铜总回收率97.94%,铅总回收率96.62%,锌总回收率92.64%。

黄铁矿在组氨酸、赖氨酸、精氨酸中的电化学氧化机理研究

黄铁矿开采冶炼过程中会产生尾矿废渣,暴露的金属硫化物被氧化后产生的酸性矿山废水污染等环境问题突出。研究黄铁矿的氧化机理,对抑制或阻止酸性矿山废水产生具有重要意义。采用碱性氨基酸作为电解质研究黄铁矿的电化学氧化机理,利用OCP、CV、Tafel极化曲线、LSV、EIS等电化学方法对黄铁矿表面的电化学行为进行测量,验证了黄铁矿在碱性氨基酸体系中氧化的可行性,黄铁矿在3种碱性氨基酸中氧化机理一致,最终发现,黄铁矿在电解质溶液中的氧化速率为赖氨酸>精氨酸>组氨酸。

福建吉花金银矿床地质特征及含矿蚀变带元素迁移对区域成矿的启示

吉花金银矿床为中型浅成中低温热液型矿床,共圈定36个金银矿体,均赋存于北东向断裂蚀变带中。银物相分析表明,银以硫化物银、自然银为主,银、金总体上同体共生,且二者品位具有正相关性。主成矿阶段矿物组合以石英-黄铁矿-黄铜矿-金-辉银矿为特征。沿矿体横向(侧向)划分为4个蚀变分带。为了厘定热液蚀变过程中的物质迁移,对蚀变碎裂岩采用标准化Isocon图解法计算物质迁移特征,结果表明,蚀变过程中Fe、Si、Mg、Ti、Cu、As、Mo、Co、Cr、La、Li、Ni、V呈迁入特征;Na、Ca、Ba、Sr、Nb呈迁出特征,其中Ca、Ba、Sr的迁出表明成矿热液具有富硅、去钙化的特征。通过类比区域内邱村金矿床、东洋金矿床、大冬坑金矿床,四者均为闽中金银成矿系统形成的矿床系列,可能是在古太平洋板块俯冲、后撤动力背景下,含矿流体沿火山机构及酸性岩脉通道运移至到浅部断裂中沉淀成矿的区域成矿模式。该成果可为区域内寻找金银矿提供思路。

动态冲击下龄期较短充填体的力学特性研究

充填体材料发挥支撑作用时往往会受到爆破、钻孔等外界的动态扰动,严重危害采矿安全,同时养护时间长短也会影响矿山开采效率。采用分离式霍普金森压杆(SHPB)系统研究不同龄期尾砂胶结充填体的力学特性,同时使用LS-DYNA有限元软件对试样在动态冲击作用下的应力-应变特性进行数值模拟。研究表明:在动态冲击作用下,龄期28d的试样较龄期3d的试样压密阶段短,线弹性阶段长,且峰后强度下降明显,2种试样动态强度与应变率基本呈正相关关系。模拟结果表明:龄期3d的试样在靠近透射端一侧出现较大的应力集中区,产生应变并均匀的向入射端扩展;龄期28d的试样应力集中区与应变主要出现在侧面轴向,逐渐贯穿整个试样。模拟结果与高速摄影捕捉的裂纹扩展情况相符。研究结果能够为地下矿山确定合理的回采时间提供一定的理论参考。

海南某选矿厂跳汰选矿工艺优化研究

以海南某选矿厂跳汰系统为研究对象,针对入选矿石品位变化造成的跳汰产品指标下降问题,通过物相分析、取样调查等方法,从入选矿石粒度及品位、电子皮带秤量程系数、各粒级产品品位等方面展开研究,提出针对性的跳汰选矿工艺优化措施。通过控制入选矿石粒度、调整跳汰系统参数及选用0~75 mm粒级矿石取样等方法优化了工艺流程;各样品实测质量与电子皮带秤读数误差较大,粉矿样品质量误差约16%,优化电子皮带秤量程系数后满足生产要求;试验样与生产样取样结果表明,实际跳汰原矿、中矿及粉矿品位比生产样品位低,实际跳汰尾矿品位比生产样品位高,说明生产取样样品代表性不足,应调整为断面取样方法。研究结果对跳汰选矿工艺优化具有重要参考价值。