程潮铁精矿带式磁选提质试验研究

针对氢基还原竖炉所需高品位铁精矿原料短缺问题,对程潮铁精矿进行磁滚筒精选、弱磁选—磁选柱精选以及带式磁选机精选提质研究。结果表明,在磨矿细度为-0.037 mm占85%时,采用两段带式磁选流程,可以得到TFe品位为70.16%、产率为87.33%、TFe回收率为92.51%的精矿产品;优化带式磁选参数并额外新增一排清洗水出水口进行磁选,得到精矿TFe品位为70.78%、产率为45.71%,尾矿TFe品位为62.40%、产率为54.29%。带式磁选精选2个流程均能获得TFe品位符合要求的精矿产品,且额外新增一排清洗水出水口的流程得到的尾矿产品可以直接利用。本研究可为国内优质磁铁精矿提质制备高品位铁精矿提供参考。

程潮矿区周边土壤重金属污染风险评价和健康风险评估

采用单因子指数法、内梅罗指数法、潜在生态风险指数法和地累积指数法对程潮铁矿尾矿库及周边农田土壤重金属(镉、砷、铅、铬、铜、镍和锌)的生态风险及人体健康风险进行综合评价。单因子风险评价结果显示,尾矿库土壤As和Cu的污染问题突出,超标率分别为33.3%和41.7%,其它重金属在少数点位超标;农田土壤仅重金属Cd超标。内梅罗综合污染指数结果表明,16.7%的尾矿位点处于中度污染水平,25%的尾矿位点处于重度污染水平;农田土壤整体上较清洁。尾矿土壤中41.7%的Cu处于中等潜在生态风险水平,41.7%的土壤Cu属于中度~强污染地质累积风险,少数位点由于Cd和As含量较高,达到较高等级的潜在生态风险和地质累积风险。农田土壤重金属污染物主要为Cd,局部地区达到中等潜在生态风险和地质累积风险。人体健康风险评价结果表明,As和Cr的非致癌风险和致癌风险均较为突出,整体而言,尾矿区有33.3%的位点存在致癌风险,所有土壤的非致癌风险等级低,对人体健康的风险较低。由于少数位点重金属污染问题突出,仍需加强该尾矿及其周边农田土壤重金属的污染防治和风险管控。

矿坑涌水对大气降水的响应分析及预测

分析了程潮铁矿矿坑涌水对大气降水的响应特征,通过大气降水-矿坑涌水互相关函数值,研究了不同滞后期大气降水对矿坑涌水的影响程度。建立了基于时间序列分析的大气降水-矿坑涌水传递函数模型的预测方法。利用最小二乘法对传递函数部分进行参数估计,并对残差序列进行自回归处理,平均误差低于3.26%。预测模型在一定程度上能够反映出矿坑涌水对大气降水的滞后和相关关系,适用于采用崩落法或上覆围岩裂隙破碎带发育的地下矿山。

基于GCRN的矿岩可爆性分级模型及其应用

为了准确反映岩体可爆性等级,构建了由弹性波阻抗、坚固性系数、平均裂隙距和标准爆破漏斗炸药单耗4个因素组成的评价体系,采用改进的灰色关联分析法对传统的岩体可爆性等级划分标准进行优化。利用灰色关联相对贴近度(GCRN)来反映各可爆性等级之间的差别,确定各可爆性等级对应的灰色关联相对贴近度区间,以此划分新的岩体可爆性等级。采用基于GCRN的矿岩可爆性分级模型对武钢资源集团公司程潮矿业有限公司东、西区矿体的可爆性级别进行评价,评价结果与实际情况基本一致,表明利用灰色关联相对贴近度来划分矿岩可爆性等级的方法是可行的。

程潮铁矿土地生态安全的物元评价模型建立与应用

研究分析了程潮铁矿土地生态安全与矿业生产活动、矿山资源环境和社会经济背景间潜在的因果关系链,基于PSR建立了程潮铁矿土地生态安全的物元评价模型并进行了应用。

程潮铁矿球团配加黏结剂试验研究

对程潮铁矿高压辊磨前后的铁精矿分别添加膨润土、有机黏结剂、复合黏结剂进行造球试验。结果表明,单独添加少量的膨润土或有机黏结剂,其生球爆裂温度指标合格,生球强度指标不合格;采用膨润土质量分数为2.0%、有机黏结剂质量分数为0.05%的复合黏结剂,其生球抗压强度为14.5N/个、生球落下强度为(0.5m)12.1次/个、生球爆裂温度为630℃、成品球抗压强度为3 024N/个,球团质量有较大的提高。

程潮铁矿东区地表移动的监测与分析

程潮铁矿东区受地下开采的影响 ,地表已出现了不同规模的塌陷和错动。在地表布设 6 7个监测点进行了多年监测。通过对监测结果的分析 ,得出该矿区地表移动、塌陷的规律是 :随着采矿深度增大 ,矿体倾角变小 ,矿体厚度增大 ,地表移动、塌陷更加急剧的向西、向南北向扩展。

聚类分级和BP神经网络在自然崩落法矿岩可崩性分级中的应用

以矿岩RQD、RMQ和RMR值为基础进行矿岩可崩性聚类综合分级,解决了同一地质测段分级结果的不一致性,明确了可崩性级别;利用样本中易测评判指标建立矿岩可崩性BP神经网络分析模型进行矿岩可崩性分级,解决了用钻孔资料进行矿岩可崩性分级精度不高的问题。程潮铁矿自然崩落法试验区段的矿岩可崩性分级表明矿岩可崩性属于极易一中等崩落,与生产实际相符,在生产中可应用该方法进行矿岩可崩性分级工作。

程潮铁矿区采动影响生态风险空间分异研究

基于风险源影响度、生态脆弱度和生态损失度建立矿区生态风险空间评价模型,厘清了矿区生态风险的内在本质。借助采动破坏相关理论中崩落带、移动带和保护带的划分来表征地下采动对地表生态受体的影响,并制定了生态脆弱度和损失度表征方法,为地下采动生态风险评估提供了一条值得参考的途径。程潮铁矿实证研究表明,评价结果符合矿区实际情况,对矿区生态风险防范具有一定指导意义。

光面爆破一次成型法在大断面巷道掘进中的应用

程潮铁矿引进先进的掘进设备Boomer281掘进台车,凿岩机为Copo1838凿岩机,使用掘进台车光面爆破一次成型法在大断面巷道中掘进取得了成功。实践了光爆,减少巷道的欠挖和超挖量,减少对围岩的破坏,提高施工质量,并保证围岩的壁面平整,增强了围岩的稳定和施工安全,延长了巷道的使用寿命,减少巷道的维护费用。

基于DD-GRA的程潮铁矿过渡段充填采区采矿方法优选

程潮铁矿在将崩落法转为充填法开采时,在崩落法与充填法回采区之间设置了过渡段。由于过渡段留有大量的矿石,拟从备选的上向水平分层充填法、上向进路充填法、分段空场嗣后充填法3种采矿方法中选取合适的方法开采过渡段的部分矿石。采用相离度法计算指标权重,并将其权重引入灰色关联分析构建相离度-灰色关联分析(DDGRA)模型。选取经济和技术方面的8个主要因素作为评价指标,将3种备选采矿方法作为备选方案,根据8个指标的试生产统计值,应用DD-GRA模型计算各备选方案与理想方案的关联度,以关联度最大的备选方案为最优方案。计算结果表明,程潮铁矿过渡段充填采区的最优采矿方法为分段空场嗣后充填法,采用相离度-灰色关联分析模型优选的采矿方法与矿山试生产实际相符。

程潮铁矿东主井区工业场地不稳定成因探讨

程潮铁矿东主井区工业场地不稳定的成因，过去认为是地下采矿引起的地表塌陷错动波及到场区而引起，根据矿体上部和上下盘围岩工程地质调查和东主井场区地表和地层内部位移观测资料，提出陡倾结构面张开说，即认为场区不稳定的直接成因是地形、地基及岩体内部陡倾结构面的开裂。

基于功效系数法的地表变形破坏预警研究

近年来,程潮铁矿开采活动已造成大面积地表变形破坏,为保障矿区人员生命及财产安全,需对地表变形破坏及时进行预警。为此,选取原岩应力、有效矿体厚度、覆盖层特性、采场顶板稳固性、地下水软化性、主要影响范围角和区域断层不稳定性等7个影响因子作为评价指标,采用改进熵权法计算各评价指标权重系数,并结合功效系数法建立深部开采地表变形破坏预警分析模型。以程潮铁矿发生的4次典型地表变形破坏灾害为例,对预警模型进行验证,预警结果与实际情况相符。结果表明:基于功效系数法的地表变形破坏预警模型具有较高的可行性与科学性,可为矿区地表变形破坏预警工作提供一定的指导。

程潮铁矿矿区地质灾害类型及其防治对策

本文阐述了程潮铁矿地质灾害发育种类、规模,初步分析了地质灾害的形成机制。并对矿区地质灾害的防治提出了初步方案。

程潮铁矿崩落法转充填法试验段采矿方法优选

为了顺利进行崩落法转充填法开采工作,程潮铁矿采用灰色关联分析法,依据分段留矿嗣后充填法、上向进路充填法、下向进路充填法3种优劣差别较小的备选充填采矿方案与理想方案和负理想方案的灰色关联度,构建各备选方案的灰色关联相对贴近度(GCRN),以灰色关联相对贴近度表征方案间的差距,进行采矿方法优选,得出最优方案为上向进路充填法。矿山试验段试生产情况表明,优选采矿法采场生产能力为1056t/d,损失率为7.8%,贫化率为4.8%,成本约为90元/t,满足矿山生产目标要求。

程潮铁矿矿岩节理面力学特性实验研究

以程潮铁矿为工程背景,为获得不同岩性矿岩的基本力学参数及分形维数,进行了直剪实验及粗糙度扫描实验。分析水和充填物对节理面剪切强度的影响,并综合考虑岩石节理面粗糙性对其力学性质的影响,建立了体现相同法向应力下峰值剪切强度与分形维数的关系公式,为更深入研究岩体稳定性及破坏机理提供了可靠的矿岩力学参数及依据。

程潮铁矿东区地表及井筒变形监测分析

针对程潮铁矿东区地表及构筑物开裂变形日趋严重的问题,采用GPS、水准仪和数字裂缝计开展了高精度的地表三维变形和井筒裂缝变形的监测工作。根据现场接近两年实测的东区地表位移和两主井井筒裂缝变形数据,分析了矿区地表及井筒变形规律和趋势。结合场地工程地质条件、采矿情况等,对监测结果出现的水平位移波动、裂缝闭合、区域变形差异等几种特殊现象作了分析和探讨。分析结果发现:采空区时空移动直接决定着地表及井筒变形趋势,场地工程地质和水文地质条件,如断层、节理、构造地应力场、地下水活动等间接控制着区域变形特征;西风井区相对东西两采空区特殊位置引起其附近水平位移出现波动现象;位移变形矢量旋转导致2009年1月以后井筒裂缝出现闭合趋势。