多层钒矿体开采应力迁移规律和分布研究

针对多层钒矿体重叠分布、相邻矿层开采重复扰动、围岩应力分布复杂等问题,采用理论分析和数值模拟方法,建立了单层矿体矩形采空区围岩应力分布平面模型,并结合数值模拟结果,拟合了单层矿单采场采空区围岩垂直应力峰值变化率与其跨度关系式,分析了单层矿多采场围岩应力叠加特征;在此基础上,定义了双层矿体开采时采空区相对位置关系类型,研究了双层矿采空区不同跨距和垂距对其围岩应力分布特征的影响规律。研究表明:钒矿体采空区围岩存在典型的应力释放、应力跌落、应力增高和原始应力等4区分布特征,采空区跨度越大,其应力峰值越高,且应力增高区以深围岩内的应力变化率随着与应力峰值点距离的增大按照幂函数关系减小,应力跌落区内的应力变化率随着与应力峰值点距离的增大而增大;相邻采空区的应力增高区会在两者间的矿柱内叠加,矿柱内某点的应力变化率为两侧采空区分别在该点引起的应力变化率之和;当下层采空区应力释放区与上层采空区应力增高区重叠时均导致围岩内拉应力增高,当上层采空区的应力释放区与下层采空区任一区域重叠时均导致压应力降低;上下采空区重叠与非重叠区域的交汇处应力变化显著;根据多层矿体开采应力迁移规律,提出采空区强、弱扰动距,划分强扰动区、弱扰动区和无扰动区,为多层矿体开采时合理确定回采参数与回采顺序提供参考。

湖北省青木沟钒矿地质特征及成因探讨

通过对青木沟钒矿床的普查评价和进一步研究,认为该矿床具有沉积成矿作用的基本特征,其产出层位、成矿机理、矿质来源及赋存状态,与邻区著名的杨家堡钒矿床基本相同。该类型钒矿主要赋存在古生界寒武系下统中部(庄子沟组)的炭硅泥质黑色岩系建造中,在不同矿石类型中钒的赋存状态有所差异,成矿后的构造变动对含矿地层及矿层的产出特征产生了影响。

青木沟钒矿床地质特征及成因探讨

通过对青木沟钒矿床的普查评价和进一步研究,认为该矿床具有沉积成矿作用的基本特征,其产出层位、成矿机理、矿质来源及赋存状态,与邻区著名的杨家堡钒矿床基本相同。该类型钒矿主要赋存在古生界寒武系下统中部(庄子沟组)的炭硅泥质黑色岩系建造中,在不同矿石类型中钒的赋存状态有所差异,成矿后的构造变动对含矿地层及矿层的产出特征产生了影响。

田家河钒矿床地质特征及成因探讨

通过野外地质调查和对湖北省郧县田家河钒矿床的古地理环境、矿物共生组合和元素赋存特征的分析,初步探讨了该类矿床的成因。研究结果表明该区矿层形成过程中的古地理环境处于半封闭的宁静浅海海湾,古生代海底喷发沉积为成矿提供了物质基础,钒元素主要富集于粘土类矿物中,认为该矿床属浅海海湾沉积型钒矿床。

环缝式底吹供气元件在铁水提钒中的应用

为了解决提钒炉熔池搅拌能力不强造成的半钢残钒和炉渣中金属铁高的问题,在提钒转炉的含钒铁水提钒过程中采用环缝式底吹供气元件,设计了适用于铁水提钒的底吹工艺,开展了工业试验研究。通过调研发现,毛细管式透气砖在提钒炉使用过程中存在底吹搅拌强度不高,容易堵塞的问题,因此把毛细管式透气砖改为环缝式供气元件。在此基础上,利用数值模拟计算、冷态模拟试验确定出合适的提钒底吹和顶吹工艺模式,以此制定工业试验方案。数值模拟结果表明,随着底吹供气元件距炉底中心距离的增加,熔池死区面积比例增加,选取底吹元件最佳开孔位置在距离工作层中心0.45D处(D为熔池直径),能获得最佳的熔池搅拌效果。水模试验结果表明,在顶吹流量为11000~15400 m^(3)/h条件下,合适的底吹供气强度为0.05~0.08 m^(3)/(t·min)。工业试验结果表明,底吹工艺优化后,半钢中钒质量分数和碳质量分数平均值分别为0.033%和3.35%,分别比工艺优化前钒质量分数降低0.004%,碳质量分数提高0.1%;钒渣中氧化钒质量分数和金属铁质量分数平均值分别为18.99%和22.25%,较工艺优化前氧化钒质量分数增加0.67%,金属铁质量分数降低3%。由此说明工艺优化后,熔池搅拌条件改善,钒氧反应更充分。实践证明,环缝式底吹供气元件具有底吹强度大、维护容易、不易堵塞,安全可靠的特点,适用于提钒转炉铁水提钒工艺。