Calculation and Management for Mining Loss and Dilution under 3D Visualization Technical Condition

The mining loss rate and dilution rate are the key indicators for the mining technology and management level of mining enterprises. Aiming at the practical problems such as the large workload but inaccurate data of the traditional loss and dilution calculation method, this thesis introduces the operating principle and process of calculating the loss rate and dilution rate at the mining fields by adopting geological models. As an example, authors establishes 3D models of orebody units in the exhausted area and mining fields in Yangshu Gold Mine in Liaoning Province, and conduct Boolean calculation among the models to obtain the calculation parameters of loss and dilution, and thereby calculate out the dilution rate and loss rate of the mining fields more quickly and accurately.

有限回采空间内贫矿资源无底柱分段崩落法低贫损开采方案研究

做好无底柱分段崩落法的贫损控制对于矿山经济效益及环境保护具有重要意义,但当矿床开采条件复杂、矿石品位较低时,矿石贫损控制难度将会大幅增加,在此条件下如何做好矿石贫损控制一直是崩落法开采方向的重要关注点。金川龙首矿西二采区无底柱分段崩落法采场仅可布置4个分段,回采空间十分有限,不利于矿石的贫损控制,加之西二采区矿石品位较低但经济价值较高,因此在开采过程中需要严格控制矿石贫损。针对西二采区的复杂开采条件及贫损控制需求,提出了一种“首采分段总量控制出矿、中间分段低贫化出矿、最末分段低贫化出矿+辅助进路回收残留矿石”的组合式低贫损回采方案。以西二采区为工程背景,设计并制作了一种高仿真度的物理放矿模型并对该方案展开了试验研究。结果表明:即便是在暂时不考虑回收最末分段残留矿石的情况下,该方案可使西二采区崩落法采场的矿石回收率达到75.6%,而废石混入率仅为6.0%,在确保矿石回收率的基础上显著降低了矿石贫化。该方案在现场应用后,实际的矿石回收指标与试验结果基本接近,表明该方案在西二采区有限回采空间内实现了贫矿资源低成本、高质量回收的总体目标。

卡车扫描站在湖山铀矿应用效果研究

湖山铀矿主要赋存在罗辛组和可汗组之间的接触带以及上部的罗辛组,少量赋存在楚斯组。矿体复杂,空间上品位变化较大,在开采过程中缺乏对矿石品位的有效监控,导致采矿的贫化率和损失率居高不下,严重影响资源利用率和企业的经济效益。为了解决矿石贫化和损失问题,湖山铀矿开发了门架式矿石品位在线检测系统——卡车扫描站,实现了运矿卡车的不停车测量,提高了测量效率并降低了运行成本。2022年湖山铀矿贫化损失分析结果显示,应用扫描站后,湖山铀矿总贫化率下降约9.6个百分点,总损失率下降约4.6个百分点,带来经济效益约8874万美元。同时,卡车扫描站作为独立测量系统,有力地保障了湖山铀矿供矿系统的稳定性。

基于爆破位移监测的矿石损失及贫化控制研究

为了降低矿石的损失和贫化,湖山矿引入了爆破运动检测系统(BMM),并在炮孔直径为177 mm,台阶高度为7.5 m的3个生产区块中进行了试验。现场试验时,在各试验区块分别布置6、8、5个监测孔,并在各监测孔分别放置2个位移监测球,埋置深度为3.5 m、9 m,来记录爆破后岩体的垂直和水平移动。试验结果显示:爆破导致矿石的移动可以被BMM系统检测到,三个试验区块上部矿体的平均水平位移分别为6.55 m、6.97 m和9.24 m;下部矿体的平均水平位移分别为3.2 m、3.9 m和4.0 m;上部矿体平均垂直位移分别为4.1 m、2.0 m和3.2 m;底部矿体平均垂直位移分别为0.72 m、0.98 m、0.84 m。爆破时矿体总是倾向于向阻力最小的方向移动。无论是水平位移还是垂直位移,上部矿体的位移总是大于下部矿体;除水平位移导致的矿岩边界变化外,垂直位移对矿石的损失和贫化也有很大影响,底部矿体也可能移动至中部或上部,反之亦然。露天矿山爆区往往由多种岩石构成,根据地质信息完成爆破设计后,爆后矿体的水平位移和垂直位移均是导致矿石品位降低的主要原因。采用BMM系统监测得到的爆后矿岩边界指导挖运作业后,矿石平均贫化率降低了1.2%,平均损失率降低了1.5%,在湖山铀矿全寿期内可以累积创造超过1000万人民币的经济效益。该技术可准确界定爆后矿岩边界,根据准确的爆后矿岩体边界指导挖运作业是降低露天矿山矿石贫化率、损失率、减少矿石品位分类错误的重要技术手段,是准确控制矿石品位以实现资源回收和经济效益双重目标的技术保障,在提高湖山矿爆破精细化水平的同时,也可为国内外同类矿山爆破提供参考。

改流体技术用于中厚急倾斜矿体开采实验研究

采用无底柱分段崩落法开采中厚急倾斜矿体现已在矿山中得到广泛应用,但仍普遍存在矿石损失贫化的问题,至今未得到根本解决。为实现资源与环境协调的绿色开采,以中厚急倾斜矿体开采为研究对象,基于料仓内改流体结构原理,提出了改流体放矿技术。考虑矿体倾角和厚度、分段高度因素的影响,设计了18组改流体放矿和常规截止品位放矿对比实验,研究了三因素对矿石损失贫化的影响。实验结果表明,不同厚度、不同倾角矿体开采中,改流体放矿技术矿石回收率均高于常规截止品位放矿回收率。在相同废石混入率条件下,改流体放矿矿石回收率为69.09%~82.9%,高于常规截止品位放矿12.66%~30.88%。当矿体倾角为60°~85°时,矿石回收率随矿体倾角的增大而提高;当矿体厚度为6~10 m时,改流体放矿技术矿石回收率高于常规截止品位放矿回收率;当分段高度为10~14 m时,矿石回收率随分段高度的增加而提高。同时,研究了改流体放矿技术机理,通过在采场中设置改流体结构和改变改流板的打开与关闭顺序,从而改变矿岩流动路径,可增大矿石流动范围和流动速率,控制矿岩接触,从而减少矿石损失和贫化。研究表明,改流体放矿技术优于常规截止品位放矿技术,有效改善了矿石损失贫化问题,为中厚急倾斜矿体开采时降低损失贫化提供了新的方法。

缓倾斜中厚矿体微贫损动态控制技术研究

缓倾斜中厚矿体赋存条件较为特殊,采场空顶高度较高,顶板管理困难,采准工程量大,开采难度较大,普遍存在采矿损失率高、矿石贫化率高等问题。针对鑫达黄金矿业公司囫囵图矿区32-2号脉采场桃形矿柱难回收、贫损指标不理想等问题,研发缓倾斜中厚矿体微贫损动态控制技术,系统运用全方位钻孔测斜技术,反演设计炮孔与实际炮孔的三维空间模型,研究钻孔偏斜规律,大幅度降低矿石贫化率,在回采过程中2条凿岩巷道之间的桃形矿柱采用多孔深协同组合开采技术,有效降低了采矿损失率,显著提升资源利用率和技术经济指标,可为类似矿山安全高效开采提供新的技术途径。

急倾斜薄矿体浅孔留矿采矿法回采工艺研究

急倾斜薄矿体开采历来是国内外采矿界面临的重大技术难题之一。以图古日格金矿急倾斜薄矿体为研究对象,开展了浅孔留矿采矿法试验研究。详细论述了该方法的采准切割、凿岩爆破、通风、平场、出矿和采空区精细化扫描与安全处置等工艺。试验结果表明:浅孔留矿采矿法对于上下盘不稳固的急倾斜薄矿体开采是完全可行的,试验采场开采取得了采矿损失率和矿石贫化率均在15%以内、出矿品位3.32 g/t的良好技术指标。研究结果能够为类似开采技术条件的矿山提供参考。

基于CMS精密探测的采场贫化损失计算方法

采矿损失率和矿石贫化率是表征矿山企业采矿技术和管理水平的重要指标。针对传统贫化损失测定方法工作量大,操作困难及测定数据不准确的实际问题,提出了一种新型的基于CMS精密探测的采场贫化损失的计算疗法。介绍了CMS的工作原理及其对采空区的探测过程,阐明了基于CMS精密探测的采场贫化与损失计算的具体方法。以冬瓜山铜矿采场空区精密探测为实例,运用矿山三维设计软件Surpac,创建采空区、采场设计单元及底部结构等三维模型,并通过模型间的布尔运算,准确获得了探测采空区的实际边界和体积,以及实际采矿过程中的超挖量、欠挖量及采场空区内的存留矿量,从而较为准确地计算出采场的贫化率和损失率。

合理入选品位整体动态优化

采用系统工程理论和方法，建立了品位指标、储量、平均品位、贫化率、损失率、入选品位等主要技术指标与矿山效益目标之间的动态关系模型，并运用多目标决策技术对这些指标进行整体动态的优化．优化结果应用于矿山生产取得显著的经济效益．如歪头山和梅山铁矿每年各增收利税约 １０００万元．

无底柱分段崩落法损失贫化细部控制方法研究

无底柱分段崩落法以其安全、有效、适应性强等优点被国内外金属矿山广泛使用;但矿石损失贫化大的问题多年一直未得到解决。针对这一问题,研究了回采过程中矿石损失贫化的发生过程与细部控制方法,分析了分段之间进路非菱形布置、出矿口眉线破坏、爆破隔墙、大块堵塞出矿口一侧等常见现象对放出体形态的影响,探讨由此引起的对崩落矿岩散体几何形态吻合度的降低程度,发现正是这些常见现象制约了崩落矿石的移动范围与总体放出速度,加大了崩落矿石的残留量与放出矿石的混岩量,导致矿石损失贫化居高不下。据此提出了加密回收进路、改进采场结构、控制炮孔不装药长度保护眉线、及时处理堵口大块和保障整条进路菱形布置的细部控制方法。该方法用于邯郸市北洺河铁矿与灯塔市小汪沟铁矿,取得显著成效。

用于钻井堵漏和封堵的特种凝胶抗冲稀性能

特种凝胶ZND在国内30多口井/次恶性漏失和负安全密度窗口的高压双庙1井、高含H2S的罗家2井、高含CO2的徐深8—平1井喷漏同存的成功处理中彰显出了重要作用,强大的抗冲稀能力是其发挥作用的关键因素。研究了特种凝胶ZND的溶解热和稀释热,选用筛余体积变化率直观地表征它的抗剪切冲稀能力,借助大尺寸堵漏模拟装置模拟了它在破碎性地层漏层中的抗冲稀能力。结果表明,特种凝胶ZND稀释热越小,其抗冲稀能力越强;抗冲稀能力随温度升高、浓度降低、剪切速率增大和剪切时间延长而减小;等孔隙体积水驱替特种凝胶时,凝胶被驱替率均小于16%,当出口见水后,采用2倍孔隙体积的水驱替凝胶ZND时,被驱出的凝胶体积率均小于2%。实验验证了特种凝胶ZND具有强的抗冲稀能力,为有效堵住恶性漏失和对付喷漏同层的安全隐患提供了科学的实验依据与理论指导。

倾斜中厚矿体分段崩落法损失贫化控制技术

探讨了无底柱分段崩落法放矿规律,分析了造成损失贫化的原因。提出了以控制爆破效果、设计合理放矿参数及放矿顺序、利用交叉进路回收残留矿石的综合技术来降低矿石损失贫化指标,现场应用得到了矿石贫化率21.87%,矿石损失率28.02%的较好指标。

四氢呋喃等物质在1,4—丁二醇中γ∞的测定

用色谱法对四氢呋喃等物质在溶剂１，４－丁二醇（ＢＤ）中的无限稀释活度系数进行了测定，采用同一柱温下固定液的流失量与实验测定的时间成正比的方法来推算固定液的流失，经过验证。

还原性物质对低浓度PHPAM溶液性能的影响

针对聚合物驱油体系中聚合物黏度损失严重的问题,研究了对苯二酚、三乙胺、亚铁离子、硫离子以及硫酸盐还原菌等还原性物质对低浓度PHPAM溶液黏度的影响。结果表明,除低浓度的三乙胺可以使PHPAM溶液黏度上升之外,其余物质都能在短时间内使PHPAM稀溶液降解,溶液黏度迅速下降。对于对苯二酚、三乙胺、亚铁离子、硫离子以及硫酸盐还原菌等还原性物质对低浓度PHPAM溶液的降解机理给出解释,其研究结果将为油田聚合物采油技术提供了理论和技术支持。

空区激光探测系统在我国的研究与应用

阐明了空区激光探测系统(CMS)的基本构成和工作原理,分析了井下环境温度、湿度、目标反射率及探测位置等环境因素对CMS探测结果的影响,并提出了相应的解决措施;紧密结合国内各矿山的自身特点,阐述了目前CMS在我国的研究现状,分别从空区信息动态监测、露天塌陷坑探测、采场边界对比分析、顶板安全管理、采场回采贫化损失精确测定、复杂边界矿柱回采爆破设计及实测采空区稳定性数值模拟分析等主要方面对CMS的应用进行了深入研究。研究结果表明,CMS的成功应用为我国矿山空区动态监测及安全预警等相关研究开辟了一条新的有效途径。

缓倾斜中厚矿体崩落开采矿石流动规律仿真与放矿参数优化

采用正交数值仿真和盈利因子评价函数,建立了分段高度(H)、进路间距(L)、崩矿边孔角(α)、截止贫化率(g)四因素三水平的正交仿真模型,获得矿岩放矿流动行为规律。研究结果表明:4个因素对放矿最优效果的影响权重从大到小依次为进路间距L,截止贫化率g,崩矿边孔角α,分段高度H。得到(H-L-α-g)的最优组合,即H=12m,L=8 m,α=30°,g=0.5,在此条件下,可以使放出矿石经济效益达到最大,盈利因子F=17.38。对于缓倾斜中厚矿体,适当降低采场结构参数,采用低贫化放矿管理方式,有利于提高矿石回收率,降低贫化率。

崩落法松散覆盖岩层自然分级对矿石损失贫化的影响

松散覆盖岩层的自然分级现象对使用崩落法开采的矿山开采效果有较明显的影响。为填补这方面研究的空白,开展了实验室模型试验研究。试验研究结果证实了自然分级现象是松散覆盖岩层客观存在的性质之一。矿岩粒度分布不同,对损失贫化的影响也不同。这项研究为降低损失贫化提供了新的途径。

缓倾斜中厚矿体无底柱分段崩落法合理回采工艺研究

缓倾斜中厚矿体条件下的无底柱分段崩落法矿山普遍存在矿石损失和贫化严重等突出问题,是矿山急待解决的问题。通过试验研究和大顶山矿区的现场试验,研究结果表明,对于缓倾斜矿体条件下采用"垂直分区"、"组合放矿"新工艺并通过优化炮孔布置与优化切割爆破参数等技术措施,可以在较好地解决缓倾斜矿体条件下无底柱分段崩落法矿石损失和贫化严重的问题,可明显提高矿山生产的经济效益。

改进采矿工艺降低损失贫化

介绍了狮子山铜矿开采过程中矿石损失和贫化的现状,针对复杂矿体开采过程中矿石损失与贫化难以控制的问题,主要从改进采矿工艺、优化采矿方法方面进行攻关,提出以"因矿生法"的理念,正确选择合理的采矿方法为有底柱浅孔留矿法和有底柱振动出矿阶段崩落法,并调整了相应的结构参数;采用改进采矿工艺(阶段强制崩落采矿工艺),平均损失率和贫化率分别为7.56%和17.01%,与原采矿方法相比较,损失率降低5.8个百分点,贫化率降低8.09个百分点。现场应用取得了较好的效果,提高了矿山企业的经济效益。

我国铝土矿资源开采技术综述

调查表明,目前国内铝土矿85%以上为露天开采,其余为地下开采和民采。露天开采主要针对沉积型和堆积型铝土矿;地下开采主要针对二迭纪铝土矿山、中上石炭纪铝土矿山和中石炭纪铝土矿山。存在问题主要是:资源的综合回收率低;矿山开采规模较小,效率低下;地下铝土矿开采技术不成熟;矿山采矿用地及复垦成本高,复垦土地机制不完善。