基于微震监测的地下采场稳定性分析

微震监测技术已经成为深部地压研究和管理的一个基本手段。基于IMS微震监测系统,对中色白音诺尔铅锌矿地下采区采掘过程引起的岩体微破裂进行监测,可有效反映目标区域内采空区及生产作业采场的稳定性。数据分析表明:1)通过微震事件时空分布分析、b值法和能量指数EI、施密特数Scs与累计视体积CAV关系法,结合现场施工情况可更加准确地分析微震数据,有效评价地下采场的整体稳定性,得出合理结论;2)在EI降低的前提下,CAV曲线在拐点处斜率降低对应微震事件发生的概率或事件数较近前值降低,反之亦然;在Scs降低的前提下,无论CAV曲线在拐点处斜率增减,微震事件发生的概率或事件数较近前值均减小;3)该有色金属矿山地下采区大爆破余震事件发生频率显著降低,该生产采场稳定性较好。该系统的应用对中色白矿地下矿床开采中的防震减灾和安全生产将起到积极的作用。

基于DEM的球磨机内介质碰撞特征研究

针对某铅锌矿选厂球磨机排矿粒度指标不理想,通过破碎统计力学进行介质配比优化,得到球磨机介质推荐补加方案Φ120 mm:Φ100 mm:Φ90 mm=50∶20∶30。使用Solidworks建立具有代表性的球磨机筒体,基于离散元方法,对现场及推荐介质配比进行仿真模拟研究。引入了惰性区面积作为评价磨矿介质方案合理的指标之一,将球磨机内惰性区域面积进行对比,得出优化后的推荐方案介质配比流动性较现场方案有一定提升,惰性区面积有所减小。将介质群运动状态、速度分布特征进行对比分析,中介质群循环中心坐标向右上方由(22.8,9.8)偏移到(24,12),表明推荐方案增加了磨机内的相对速度。通过引入不同尺寸矿石的断裂能以及数值模拟磨机内碰撞能量分析得出,大颗粒矿石的一次破碎次数基本为零,粗颗粒破碎是以研磨为主导的疲劳破碎,细颗粒破碎主要是冲击破碎。通过离散元方法模拟验证了推荐方案在各方面优于现场方案,提高了球磨机内的有效研磨面积,提高了能量的利用率,降低了能耗,证明了推荐方案优于现场方案,研究结果为选厂球磨机介质配比的优化提供了参考和指导。

内蒙古某低品位硫化铅锌矿选矿试验研究

内蒙古某低品位硫化铅锌矿石中Pb品位为0.90%、Zn品位为3.23%,主要目的矿物方铅矿和闪锌矿主要呈浸染状分布于脉石矿物中,且存在相互包裹的现象,脉石矿物主要为钙铁辉石、方解石、绿帘石、钙铝榴石和石英等。基于工艺矿物学和条件试验研究结果,确定了“优先选铅-铅尾选锌”的浮选工艺流程。通过闭路试验,最终可获得Pb品位为66.83%、回收率为85.42%的合格铅精矿,Zn品位为53.26%、回收率为91.53%的合格锌精矿。相较于选厂的浮选流程,新流程采用了选择性较好的新型捕收剂8230和活化剂X-46,石灰用量由原来的12.56 kg/t降至4 kg/t,有效缓解了石灰大量使用带来的管道堵塞问题及其对尾水处理的不利影响。

白音诺尔铅锌矿深部矿体充填采矿方法优化研究

针对白音诺尔铅锌矿面临的矿体形态复杂、矿石贫化率高、经济效益差等难题,从矿体形态、走向长度、厚度、倾角、品位等角度将矿体分为4类,其中,类型Ⅰ为夹石+分支复合+厚度与倾角变化明显矿体,类型Ⅱ为靠近破碎带+分支复合明显矿体,类型Ⅲ为中厚+急倾斜+少夹石+形状规则矿体,类型Ⅳ为厚度小+倾角大+零星独立矿体,对不同类型矿体进行采矿方法初选。基于模糊综合评判方法,选择经济、技术、安全和合理程度为影响因素,衡量了各影响因素的权重,确定矿体类型Ⅰ采用上向水平分层充填法,当夹石不能剔除时,采用点柱式上向分层充填法;矿体类型Ⅱ采用上向进路充填法;矿体类型Ⅲ采用阶段空场嗣后充填法;矿体类型Ⅳ采用浅孔留矿嗣后充填法。

白音诺尔铅锌矿下向中深孔分段空场采矿法稳定性分析

针对内蒙古白音诺尔铅锌矿采用下向中深孔分段空场采矿法存在的顶板暴露面积大、采空区高度高、回采过程中需在采空区上部作业的安全风险,采用采空区稳定性分析理论及数值模拟等方法,探究顶板安全厚度及采场稳定性。研究结果表明:当采场跨度为5~30 m时,采空区顶板安全厚度为4~15 m;根据Mathews稳定图及数值模拟分析结果,白音诺尔铅锌矿采场较为稳定,阶段高度50 m,分段高度13 m的采场结构参数及回采顺序较为合理。研究可为相似矿山安全生产提供一定参考。

多空区条件下相邻中段矿柱回采爆破技术

采空区对矿山安全构成严重威胁,而回采矿柱则是有效利用残矿资源的重要手段。爆破技术是回采矿柱的常规方法。因此,如何高效利用爆破技术实现空区治理和矿柱回采具有重要意义。该文以赤峰白音诺尔铅锌矿3~6#矿体800中段矿柱和750中段间柱回采工程为例进行研究。在多个采空区和周边设施设备安全的前提下,通过对初选爆破方案和优化爆破参数进行数值模拟,采用扇形布孔、临孔交错装药结构、排间和空间分区延时等新技术,实现对采空区的治理和矿柱的回采。工程实践表明,回采的矿柱全部崩落至采空区,对750底板和下部采场没有产生任何影响;爆破大块率降低至4%;重点保护的目标质点振速低于规范值。研究成果对指导类似矿山施工具有一定的借鉴价值。

内蒙古巴林左旗腰尔压锡多金属矿地球化学找矿应用及找矿前景

腰尔压锡多金属矿位于著名的白音诺尔矿田北东部,以地球化学找矿为指导选定靶区进行工程验证,取得了一定的找矿成果。在X7勘探线采集构造地球化学样品74件,分析测试微量元素20种,主成矿元素Sn与同期Cu、Pb、Zn、Ag等亲硫元素在剖面等值线图上反映出岩浆热液连续演化成矿作用特征。通过本次研究并结合前人研究成果认为,花岗岩型锡矿主矿体可能位于矿区西侧深部,并圈定了找矿靶区对其进行了评价,可作为下一步重点找矿区域,建议部署相关勘查工程。

基于精确化补装球技术的白音诺尔铅锌矿锌再磨作业中钢段介质配比研究

为了改善赤峰中色白音诺尔铅锌矿二选厂锌再磨球磨机磨矿产品粒度分布不均、合格粒级产品含量过低、过磨粒级含量高、锌选别回收率低等问题,在研究选厂给矿性质的基础上,基于球径半理论公式及精确化装补球原理推导了锌再磨作业钢段替代钢球初装方案,并进行了实验室实验和现场应用实验。结果表明,矿石平均密度为3.51 g/cm^(3),平均泊松比为0.30,弹性模量平均为15.30×10^(4)MPa,矿石单轴抗压强度平均为138.2 MPa;根据推导结果及等质量替换的原则,得出锌再磨作业钢段初装方案为m(30×40)∶m(20×30)=50∶50;工业实验磨矿溢流产品中-0.038 mm粒级含量较实验前提升了7.58百分点,同时-0.010 mm过磨粒级含量降低了2.01百分点,有效减轻了过粉碎现象;工业实验稳定生产期内锌精矿锌选别平均回收率为93.40%,较实验前提高了1.46百分点,预计每年可多回收508.08 t锌金属量,为选厂增加效益1016.16万元。

煤矸石基胶结充填体力学性能及微观结构演化研究

针对某煤矿矸石消纳量低、处置成本高等技术瓶颈,为契合两山论及绿色矿山发展理念,研究以煤矸石为骨料,大宗工业固废粉煤灰和脱硫石膏等制备胶凝材料,研制煤矸石基新型复合膏体充填材料。借助正交试验,设计以细矸率、煤矸石掺量、粉煤灰掺量为目标因素,考察不同因素水平变化下充填体力学强度的影响规律,综合极差分析和方差分析,定量评估各因素对充填体样品强度的敏感程度,采用压汞仪、扫描电子显微镜揭示了水化产物作用机理、孔结构特征及微观结构形貌。结果表明:①随着细矸率的提升,充填体样品的抗压强度和抗折强度均表现为先正相关后负相关,细矸率40%是其性能临界点;煤矸石掺量影响充填体样品力学强度的规律为先增后减;随着粉煤灰掺量的提升,充填体样品早期强度降低,后期强度升高。②充填体样品3d和7d强度的影响因素显著性强弱的排序为细矸率、煤矸石掺量、粉煤灰掺量,最优配合比为细矸率40%、煤矸石掺量40%、粉煤灰掺量25%;充填体样品28d强度的影响因素显著性强弱的排序为细矸率、粉煤灰掺量、煤矸石掺量,最优配合比为细矸率40%、煤矸石掺量45%、粉煤灰掺量40%。③充填材料主要水化产物为钙矾石和C—S—H凝胶,二者的搭接密实性决定了充填体样品强度的发展;随着水化龄期的延长,水化产物不断发育,相互搭接形成致密的网状结构,细化结构孔洞,显著提高了充填体样品的力学强度。

红岭铅锌矿充填系统设计研究

针对赤峰山金红岭铅锌矿此前以空场法开采为主导致的塌陷区以及地表工业设施难以进行保护,地表压覆资源较多的问题,本文对该矿山的充填系统进行了研究,研究内容主要包括充填系统以及工艺的优化与选择、充填站的建设方案等方面。经过技术经济对比,最终确定了选厂尾砂输送泵房的厂址充填站设置在选厂的尾砂输送泵房附近,选厂产出尾砂泵送至充填站,经分级脱泥后泵送至尾矿库的分级尾砂充填工艺。

煤矸石-脱硫石膏-粉煤灰膏体料浆制备及性能研究

为保证煤矸石膏体复合充填料浆满足矿山管道输送性能要求,利用煤矸石、脱硫石膏、粉煤灰开发膏体复合充填材料,以细矸率、煤矸石掺量、粉煤灰掺量为研究对象,通过开展三因素四水平的正交试验,探究料浆流动性能、和易性能及流变性能的变化规律,采用Hershel-Bulkley模型拟合煤矸石基膏体复合充填料浆流变参数,相关系数R2均为0.999,模型拟合精度高,可靠性强。研究结果表明:料浆塌落度、扩散度、流动度、稠度和泌水率随细矸率的增加呈先升高后降低的趋势,当细矸率为40%时,料浆可泵性最优;煤矸石掺量对料浆管道输送性能影响不显著,但煤矸石中的高岭土相会吸附少量的自由水,导致料浆流动性能变差;粉煤灰在膏体料浆体系中发挥滚珠润滑作用和微集料作用,释放大量自由水,颗粒表面的水膜变厚,改善了料浆的管道输送性能,但粉煤灰掺量超过35%时,细颗粒的粉煤灰团聚现象严重,增强了料浆抵御剪切变形的能力,削弱了料浆的流动性能和流变性能。