综合监测手段对露天高陡边坡局部垮塌的分析研究

本文通过对福建省上杭县紫金山金铜矿露天采场东帮进行综合监测,结合边坡雷达预警数据、GNSS监测数据、内部位移计监测数据,分析因降雨引起的采场东北帮820~868边坡在重力及雨水冲刷的双重作用下突破临界约束而出现的突然性垮塌。边坡雷达有监测到位移加速变形的趋势,但未及时发出预警。利用综合监测手段,更进一步准确分析高陡边坡。为解决边坡雷达预警问题更进一步监测边坡局部垮塌变形,本文设置预警分区,对采场东北帮820~868边坡进行区域圈定,设置更为敏感的预警阈值。减小圈定区域边坡雷达监测黄色预警和红色预警的短期预警值、长期预警值和预警面积,对曾经出现垮塌区域设置预警分区,从而做出更加准确的预警,显示监测数据波动变化的趋势,为类似高陡露天边坡监测提供参考。

有色金属矿山酸性露采边坡原位固化阻隔技术方法研究

有色金属矿山露采形成的高陡边坡、土壤酸化是生态修复的主要技术难点。以福建紫金山金铜矿露采边坡为研究对象,通过野外调查和土壤分析,研究边坡酸化控制方法。矿区包括终了境界中的裸露岩石、排土场岩土混合物和选矿过程产生的残渣物等三种基质组成的各类边坡;研制了两种阻氧覆盖酸化控制方法,一种是由砂土35%~45%、氧化钙5%~10%、水泥10%~20%、聚丙烯酸钾150~200 g、有机螯合剂20~60 kg组成的薄层状固化隔离覆盖材料(1 m^(3));另一种是由中和渣80%~90%、微生物菌肥5%~10%、有机肥1%~5%配制的厚层状中和介质覆盖材料(1 m^(3))。工程应用情况显示表层土壤pH值由2.78~5.05上升至8.21~8.56,硫平均含量下降70%,土壤酸化得到有效控制,立体植物群落逐渐恢复。该研究为有色金属矿山露天终了境界的生态修复治理提供了工业实践示范。

紫金山金铜矿生物提铜尾废资源再生初步研究

紫金山低品位次生硫化铜矿采用绿色、高效、低碳的生物提铜工艺,年产阴极铜规模2万吨。矿石中高硫铜比使得生物浸出过程可以自发进行,除水外无需补酸和添加任何药剂。每吨矿石的净产酸量约为3 kg,造成生物浸出过程酸铁过剩,需要开路,且喷淋周期从经济性上受到制约,一般不超过200天。喷淋周期结束后,浸出旧堆不出渣,原位封堆绿化,但酸性环境下生态修复难度大且成本高。研究了过剩酸铁溶液对完成浸铜周期老堆的浸出行为,并初步研究了该类尾废的资源利用方向。

紫金山金铜矿深部铜矿床水文地质特征研究

在紫金山金铜矿-100m标高以下铜矿床地质补勘中,勘探钻孔涌水呈现水量大、流量稳定、水压高的特点。作者随即展开了矿区及其外围矿段地表、巷道、钻孔岩心、地表(下)水化学类型等水文地质特征的调查研究工作,认真比对分析研究矿区露采前后水文地质条件变化差异及露采对外围矿段地下水影响情况后,最终认为矿区深部涌水水源主要来自相邻矿段的地下水,受断裂构造影响导入矿区深部。并依据深部钻孔放水试验成果,重新对矿坑涌水量进行了估算,以期为深部铜矿床开采井下防治水设计提供更为可靠的水文技术参数。

紫金山铜矿生物浸出过程酸平衡分析研究

生物浸出过程中,矿石溶解、环境蒸发和工程渗漏等因素都会导致酸的消耗;同时,高铁的水解反应、矿石中某些金属硫化物(如黄铁矿)在细菌浸出时均会产酸,此外,萃余液还会带入一定量的酸。酸的产耗平衡问题不仅与矿物的氧化分解及浸出率息息相关,还会影响浸矿细菌的生长繁殖以及后续萃取与电沉积工艺的进行。针对紫金山铜矿生物浸出过程,考察各种矿物的产耗酸的情况,并模拟特定的工业环境和工艺条件,进行酸平衡理论分析和计算。通过工业实践,发现浸出1t矿石,产酸量为13.589kg,耗酸量为10.597kg,从而得到酸过剩量为2.992kg.t-1矿石。

斜方蓝辉铜矿在我国的发现及其微结构

作者在我国福建省上杭紫金山铜矿中发现了一种具有页片构造的Cu S矿物。其基质相的化学式可表示为Cu1.756S ,与 1 969年在日本发现的斜方蓝辉铜矿的化学式一致 ,这是该矿物在我国的首次发现 ;该矿物页片相的化学式可表示为Cu1.684 S ,是笔者未曾查到有人曾描述过的一种新的Cu S矿物相。该矿物基质相和页片相混合的X射线衍射图谱上的绝大多数峰与合成斜方蓝辉铜矿的衍射峰可对应。由此 ,笔者认为上述成分略有差异的连生的两相晶体结构是相像的 ,只是Cu的缺位有所不同。根据两相混合的X射线粉末衍射图谱得到的晶胞参数为 :a=0 .787( 2 ) ,b=0 .785( 4) ,c=1 .1 0 8( 4)nm。该矿物页片相加温至60℃以上时会变成含Cu更低的新物相。笔者在文中讨论了这种具页片构造的Cu S矿物的形成机理。

蓝辉铜矿的细菌氧化浸出研究

研究了紫金山铜矿中主要目的矿物之一的蓝辉铜矿细菌浸出的过程和影响因素,考察了蓝辉铜矿纯矿物的浸出特性。实验室条件下细菌浸出蓝辉铜矿纯矿物的适宜参数为:接种量50%;培养基中Fe2+氧化量为60%。20 d浸出周期内蓝辉铜矿浸出率可达80%以上。通过向纯矿物浸出体系中添加黄铁矿探讨其强化浸出效果。结果表明:以1∶2或1∶1重量比添加黄铁矿能明显加快蓝辉铜矿的细菌浸出速率。通过对蓝辉铜矿和黄铁矿在浸出介质中静电位的测定表明,添加黄铁矿后能在浸出体系中形成较强的原电池效应,促进目的矿物的溶解。

紫金山铜矿浸矿微生物中一株硫杆菌的分子生物学鉴定

对福建紫金山铜矿生物堆浸系统中的浸矿微生物进行分离纯化,对得到的纯化培养物采用了多相分类与系统发育分析方法,应用16S rRNA基因全序列分析技术,进行分子生物学鉴定、微生物形态性征与生理生化代谢特征鉴定。结果表明,该菌株归属于硫杆菌(Thiobacillus)属,可认定为Thiobacillus albertensis菌株。

ANSYS数值计算在紫金山金铜矿矿柱稳定性分析中的应用

主要阐述了ANSYS数值模拟方法在紫金山金铜矿采空区稳定性分析的过程,通过对ANSYS分析结果进行分析,客观地评价了紫金山金铜矿露天地下联合开采过程的采空区围岩稳定性。

福建紫金山金铜矿废弃地不同植被恢复阶段土壤质量比较

为了了解植物治理措施对金铜矿集区废弃地土壤理化性质的影响规律。采用空间代替时间的方法,研究了福建紫金山金铜矿废弃地不同植被恢复阶段土壤含水率、团聚体组成、养分含量、重金属污染及水土流失等土壤质量指标变化规律。结果表明：随恢复时间的增加,土壤含水率第1年降低,随后逐渐增大,第5年接近对照;土壤水稳性团聚体组成除0.25~0.5 mm外,其他粒径均表现为先增大后减小,然后又增大的变化规律,恢复5年后,各粒径均与对照无显著差异;全N、水解N、全K及有机质含量均逐渐增加,全P和速效P先增大后减小,其中全N、水解N、全K及有机质均达到土壤养分临界值,但恢复5年后各养分指标均小于对照;土壤重金属含量表现为＂增大—减小—增大＂的变化规律,恢复5年后Zn、Cu、Cd、Ni全量分别是对照的2.7、5.6、1.2、1.2倍;土壤侵蚀量逐渐减小,恢复5年后与对照无显著差异。研究结果说明,＂马尾松（Pinus massoniana）＋本地河滩草＂的植被配置模式可以较快地恢复矿山废弃地土壤质量。

紫金山金铜矿初始地应力场反演分析

初始地应力是影响工程边坡、硐室和地基岩体稳定性的重要因素之一,也是工程设计需要的基本指标之一。根据紫金山矿区地应力的实测资料,利用支持向量机和模拟退火算法对初始地应力场进行反演分析,一方面用支持向量机代替有限元计算,提高了计算分析速度;另一方面用模拟退火算法代替传统的优化算法,避免优化过程中目标函数陷入局部极小值而无法继续寻优的状态,提高了反演的效率精度。通过实测点的计算应力值与现场实测值的比较,两者在量值和方向上接近,表明该方法较合理地反映了初始地应力场的分布规律,能够满足矿区设计和研究的需要。

紫金山尾矿回收明矾石与地开石的浮选试验研究

针对紫金山铜矿铜硫浮选的尾矿进行了选矿工艺研究。采用抑明矾石浮地开石工艺,加入抑制剂淀粉、HY抑制明矾石,十八胺捕收地开石;油酸钠作为明矾石的捕收剂,可以实现紫金山铜硫浮选尾矿回收地开石、明矾石,在淀粉用量1.2 kg/t、HY的用量175 g/t、十八胺用量38 g/t、矿浆p H 7.5、油酸钠210 g/t时,可以得到地开石精矿品位为51.09%、明矾石的含量为17.80%,明矾石精矿品位58.52%、地开石的含量为19.37%,达到工业用二级标准。

紫金山铜矿万吨级湿法炼铜厂的设计

介绍了福建紫金山铜矿万吨级湿法炼铜厂建设的项目背景及湿法炼铜厂的设计情况,探讨了工厂设计及运行存在的问题和解决方法。

提高铜矿中伴生金的回收率试验

为提高紫金山金铜矿中伴生金的回收.采用闪浮加一次粗选的抑硫浮铜工艺,在不影响铜回收率的条件下,通过调节浮选矿浆质量分数、加入BP捕收剂及脉石抑制剂HY提高金的回收率.在矿浆pH值为10.5、丁胺黑药用量为25 g/t、BP用量为14 g/t、2号油用量为3 g/t、HY用量为25 g/t时,可以得到铜的回收率为85.02%、金的回收率为52.50%的铜精矿,该药剂制度可有效提高铜、金的回收率,达到提高铜矿中伴生金回收的目的.

大直径深孔阶段矿房采矿法在紫金山金铜矿的应用

针对紫金山金铜矿储量大、品位低的特点,以及上部金矿露天与下部铜矿地下同时大规模开采的状况,详述了紫金山金铜矿地下开采大直径深孔阶段矿房采矿法工艺过程及技术参数,提出了露天与地下同时开采应采取的综合措施。紫金山金铜矿大直径深孔阶段矿房采矿法的应用达到了低成本、安全、高效开采的目的,取得了很好的经济效益和社会效益。

细菌浸铜技术在紫金山铜矿的应用

介绍了生物浸矿技术在紫金山铜矿的应用及在这一过程中发现的一些问题 ,并提出了有待进一步解决的一些问题。

紫金山金铜矿堆浸场泥石流防治

针对紫金山金铜矿堆浸场堆排方式与结构参数,分析了堆浸场泥石流形成条件及特点,介绍了截水、排水工程,拦挡工程,植被恢复,坡面防护及实时监测等泥石流防治技术措施。通过采取有效措施,极大地避免了泥石流地质灾害的发生,从而确保了紫金山金铜矿堆浸场的稳定安全,保证了矿山的安全生产。

资源节约与环境友好的典型矿山建设经验

“又好又快”是“十一五”期间我国经济发展必须遵循的原则。而建设资源节约与环境友好型矿山是矿业经济可持续发展的客观体现。文中从重视矿产资源利用、环保工程和生态旅游矿山建设3个方面介绍了紫金山金铜矿的建设经验,可为我国矿山建设提供借鉴。

紫金山铜矿生物堆浸过程酸铁平衡实践与优化方向

紫金山铜矿低品位矿石采用生物堆浸—萃取—电积工艺产出阴极铜。矿石中主要铜矿物为蓝辉铜矿及铜蓝,同时含有较高含量的黄铁矿,耗酸脉石含量低。铜矿物浸出过程中,伴随着黄铁矿的氧化产酸产铁,造成堆浸系统溶液中酸铁浓度的不断累积,影响到浸出、萃取及环保处理工序,需要通过不断地中和来降低酸铁浓度。介绍了紫金山铜矿生物堆浸的技术特点,对生物堆浸过程中高酸高铁和低酸低铁两种工艺实践中酸铁平衡实践进行总结;结合紫金山铜矿矿石矿物学信息,进行酸平衡计算,确定了堆浸过程中黄铁矿氧化过程对酸铁平衡的影响;分析工艺条件对酸铁平衡的影响,并提出未来解决酸铁过剩的工艺优化方向。

浅谈紫金山铜矿区蓝辉铜矿及其他铜硫化物特征

紫金山铜矿区的蓝辉铜矿成因一直存有争论,其关键点在于对次生成因或原生成因的认识。文章对铜矿石光片进行反光显微镜观察,总结了铜矿物的生成顺序及分布特点,并讨论前人对蓝辉铜矿成因研究的不同成果,提出自己的一点研究看法。