大红山铁铜矿Ⅲ_(2a)、Ⅱ_(5-4)矿体对比及探矿建议

对部分矿体基建探矿前后矿体主要特征及资源储量对比,探讨矿体控制程度和控制网度问题。原勘探工作对矿体的控制程度很高,矿山生产探矿可适当放稀间距,减少工程量,降低生产成本。

倾斜矿体采空区非对称顶板-矿柱结构体协同承载机理

为解决倾斜矿体回采后大倾角顶板和非对称空区可能引发的采空区支撑结构体变形及破坏失稳问题,以某石灰石矿非对称顶板-矿柱支撑结构体为研究对象,构建结构体承载力学模型,求解顶板挠曲变形值及矿柱安全系数,分析不同倾角、跨度比下顶板变形特征及矿柱失稳破坏模式,研究其协同承载机理。结果表明:顶板变形、矿柱失稳破坏模式受采空区倾角θ和跨度比λ的双重影响,顶板变形大小随着θ的增加表现为双增长率,与λ的关系伴随着θ的变化而变化。矿柱失稳破坏模式受θ的影响程度随着λ的增加而减小,当0°<θ≤30°时,矿柱主要为小偏心受压破坏;当θ=0°和30°<θ≤60°时,随着λ值的增加,矿柱破坏模式从大偏心受压破坏向小偏心受压破坏转变。顶板维系采空区稳定的能力随着θ的增加逐渐降低,矿柱维系采空区稳定的最优λ值随着θ的增加逐渐减小,矿柱约束顶板变形作用大小随着λ的增加而降低。数值模拟和工程实例验证了理论计算结果的可靠性,为地下空场法矿山安全开采提供一定的理论支撑。

热液脉型萤石矿床隐伏矿体定位预测综合技术方法

萤石是国家战略性新兴产业发展中不可或缺的关键支撑原材料,被国际社会普遍列为“关键矿产”,随着萤石露头矿的发现殆尽,急需开展隐伏矿体的深部定位预测研究。文章简要论述了断裂构造控制的热液脉型萤石矿床地质特征、分带模式和成矿规律,评述了萤石找矿中常用的勘查技术方法。结合找矿标志和控矿要素分析,总结了隐伏-半隐伏萤石矿体定位预测的找矿模型,提出了“分带型”和“掩埋型”两种类型隐伏萤石矿体及相应的找矿技术方法组合。笔者建立了隐伏萤石矿体定位预测的地质-物探-化探-遥感综合找矿模型及其四步勘查技术流程,这对指导隐伏萤石矿床(体)的找矿勘查具有重要的理论和实践意义。

玲珑金矿田蚀变裂隙系统分析与矿体定位预测

玲珑金矿田区域范围内发育大面积的玲珑花岗岩,成矿期构造作用过程中,处于浅部的岩石常常是以脆性变形为主,形成以主断裂带为核心的构造裂隙网络体系,控制成矿物质的运移、沉淀、富集与分布。同时,构造带中心也是金矿体赋存的主要构造空间;远离构造带中心部位的岩石变形逐渐减弱,从碎裂岩逐渐过渡到网脉状裂隙密度减少。为了方便、快捷、准确、有效地开展玲珑金矿田盲矿体定位预测,发现有价值工业金矿体,缓解老旧危机矿山资源不足的状况,在解剖岩石变形机制及岩石变形与构造发育之间的对应关系等基础上,开展玲珑金矿田典型蚀变裂隙网脉带的宽度与矿体的空间定位相关性统计分析。构造剖析及蚀变裂隙统计分析结果表明,在玲珑金矿田,蚀变裂隙网脉密度参数可以大致判断所观察的岩石在构造带所处的构造部位,进而推断隐伏区岩石的变形特征,建立玲珑金矿田矿化蚀变带成矿期蚀变裂隙系统与矿体空间分布模式。同时,可以推测成矿作用的强度、矿体大小和矿体赋存部位。构造蚀变裂隙网脉的发育程度是开展深部找矿预测和矿体空间定位预测的标志性地质信息。开展构造矿化带内蚀变裂隙密度测量统计,总结构造蚀变裂隙密度分布规律,可以有效开展盲矿体及深部找矿预测,推测矿体的发育程度与赋存部位,达到对矿体进行定位预测的目的。

基于Bayes算法与数值模拟的缓倾斜破碎薄矿体采矿方法优选

为实现某锰矿顶板破碎低品位缓倾斜薄矿体安全高效经济开采,首先根据开采条件设计出5种技术可行的采矿方法,然后基于贝叶斯(Bayes)和蒙特卡洛(Monte Carlo)方法建立涵盖技术和经济共17项评价指标的采矿方法优选体系进行采矿方法优选。研究结果表明,浅孔进路V型掏槽后退/前进采矿法、中深孔进路V型掏槽/平行抛掷采矿法和浅孔接钎头斜向掏槽采矿法的综合得分依次为0.524、0.193、0.214、0.228和0.221,浅孔进路V型掏槽后退采矿法最优。最后采用MIDAS数值模拟对优选出的采矿方法的4种不同跨度采场的稳定性进行分析,其采场跨度12 m时可在采场稳定性和矿石回收率之间取得较好平衡。综合考虑技术、经济和安全指标的采矿方法及采场结构参数优化思路,可为该矿山选出安全高效采矿方案,并可供类似矿山参考借鉴。

急倾斜薄矿体采场围岩及假底应力分布规律研究

急倾斜极薄矿脉是有色、黄金矿山常见的矿体形态,多采用人工假底的留矿法或削壁充填法回采,研究采动过程中围岩和人工假底的受力分布对于设计假底参数和安全开采具有重要意义。以某金矿削壁充填采场为工程背景,模拟研究了人工假底及围岩采动过程中应力变化规律。上、下盘围岩采动后最大主应力和最小主应力减小,回采区域顶板应力集中。假底中心处垂直压力最小,越靠近上、下盘边壁垂直压力增加,随着采高增加,假底各部位的垂直压力增加,最后呈收敛趋势。人工假底主要是剪应力破坏,假底破坏主要是上、下盘高水平应力未作用在同一轴线而产生的剪应力造成的。根据散体侧压力和采动应力变化规律,提出在采场内每隔10m利用混凝土铺底,增加人工假底中混凝土强度及垂直方向的配筋,提高假底抗剪强度,从而提高深部采场回采的安全性和人工假底的稳固性。

缓倾斜厚大矿体机械化垂直分条上向分层干式充填采矿方法研究

当采用传统的上向分层干式充填采矿法开采缓倾斜厚大矿体时,常常面临着机械化程度低、矿石贫损率高等问题。针对此问题,提出了一种缓倾斜厚大矿体机械化垂直分条上向分层干式充填采矿法。其核心是将矿体沿走向方向上划分为若干分条,采用上向分层干式充填采矿法逐条回采,并在矿房一侧留设废石混凝土挡墙,随后在充填体上铺设耐磨钢板,且配备铲运机等机械化设备进行出矿和充填,从而提高机械化程度,降低矿石贫损率。首先,介绍了缓倾斜厚大矿体机械化垂直分条上向分层干式充填采矿法的采场布置方式、回采工作、充填工艺,并阐述了其技术优势。其次,以某地下金矿为例,将该方法与上向分层尾砂胶结充填采矿法进行了经济比较。研究表明:当采用该方法回采矿体时,每个采场可多获得收益105万元。研究成果可为类似矿山条件下缓倾斜厚大稀有贵重金属矿体安全高效回采提供技术指导。

矿体三维形态与地质产状虚拟仿真实验设计与实践

实践教学是保证矿床学教学效果、培养创新性找矿勘探和成矿理论研究人才的重要途径。矿床大多深埋地下、地处偏远,开采现场存在一定的危险性,这些因素制约了传统矿床学实践教学的顺利开展,成为提高“矿床学”课程教学效果与人才培养质量的瓶颈。该文对焦西北大学地质学“双一流”学科建设,着眼学生矿床学综合实践能力的培养,以实际矿山地质现象和成矿理论为基础,设计了矿体三维形态与地质产状虚拟仿真实验教学项目。项目设置了矿体三维形态、矿体地质产状和实景模拟三个模块,通过实验准备—交互操作—探究讨论的实验教学过程,采用虚实结合、人机互动的实验教学方法,解决了实际野外实践教学“费时、费力、费人”、经济开销大、存在安全风险、难以重复观察的缺陷。该虚拟仿真实验对于帮助学生了解不同类型矿体在复杂三维空间的产出形式、掌握矿体形态和产状对矿床成因与成矿规律的指示意义、提高学生的矿床学综合实践能力具有重要作用。

极薄矿体采矿经济模型及应用

广西某矿为极薄矿体,其0.4 m厚度以下的脉幅较多,采用传统经验判断法无法评价其经济效益。为充分利用该矿有限的矿产资源,以矿石综合品位、脉幅厚度及采矿成本等经济技术指标为基础,定义采幅系数,并结合盈亏平衡法,通过生产数据的归纳总结和分析,建立采矿经济模型,综合评价极薄矿体的可回采性,确定适宜的采幅参数。该方法为矿山提高资源回收量、增加采矿效益提供了科学依据,可确保矿产资源开发取得实效,实现可持续发展。

金属矿急倾斜矿体开采地表移动范围理论分析初探

为揭示金属矿急倾斜矿体开采地表移动规律,有效预测地表移动范围,以弓长岭铁矿急倾斜矿体开采上盘地表移动为例,考虑地形、废石回填、采深3个因素,建立了用于计算地表主应力分布与易开裂范围的力学模型。基于力学模型,将移动角与地表易开裂范围建立了力学联系,并对移动角进行了补充定义:由最深部开采层边缘向地表作直线,位移为0且使地表开裂范围最大的直线即为移动边界线,移动边界线与水平方向的夹角即为移动角。提出了借助力学模型计算移动角的试算法:预设不同的移动角,由力学模型计算得到的地表最大易开裂范围所对应的预设移动角即为真实移动角。在得到真实移动角后,由力学模型可确定地表易开裂范围与深度。同时,借助极限平衡原理将地表易开裂范围与块体滑移建立了力学联系,提出了地表潜在陷落范围的计算方法:对地表易开裂区内不同开裂点对应的潜在滑移块体列极限平衡方程,依次判别块体是否会发生剪切滑移,可确定地表潜在陷落范围。经计算,弓长岭铁矿下盘含铁带地下开采对上盘地表的移动角为60°,上盘地表具有初次滑移风险的位置距离初采位置的水平距离为130 m,潜在滑移角为55°。根据弓长岭铁矿露天与地下联合开采的现场经验,利用废石及时对地下采空区进行密实回填,并通过优化联合开采时空顺序与开采强度可有效控制地表移动,实现露天与地下安全联合开采。

胶东大尹格庄金矿床后疃矿区深部矿体定位预测

后疃矿区位于大尹格庄金矿床主矿区外围,属于深边部找矿区段。采用多元信息找矿策略,通过构造地球化学法-伽玛能谱法-多极化电磁测深技术组合,开展后疃矿区深边部成矿预测。完成地表构造地球化学与伽玛能谱测量面积12 km^(2),结合因子分析,厘定后疃矿区构造地球化学找矿标志为Au-Ag-As-Sb组合异常。同时,采用MPMT-18多极化电磁测深系统,完成了L108测线—L136及L80测线多极化电磁测深和异常反演,确定了后疃矿区深部招平断裂的位置。根据构造地球化学测量、伽玛能谱测量与大地电磁测深的异常特征、分布与关联性,结合钻探工程验证的有利程度,共圈定找矿靶区8处。其中,A-1、B-1、B-3、C-2和C-3找矿靶区经钻探工程验证并见矿。

鞍山-本溪地区眼前山铁矿床深(边)部错断隐伏矿体磁法和瞬变电磁法联合定位及预测

随着地表矿体开采殆尽,找矿需求日益增加,隐伏矿勘探尤其是已有矿山深(边)部的隐伏矿体定位识别成为当前地球物理探测研究的重点和难点问题。鉴于此,本文针对已有矿山深(边)部构造错断隐伏矿体的定位识别,以鞍山—本溪地区(鞍本地区)眼前山典型BIF型铁矿深(边)部隐伏铁矿体为研究对象,基于前期地质和地球物理研究成果,采用地面高精度磁法、基于大定源中心回线装置和多匝重叠回线装置的瞬变电磁法进行联合探测应用研究。探测研究成果表明,地面高精度磁法可以圈定隐伏铁矿体的平面边界,从而缩小找矿靶区,在眼前山铁矿东部及西部偏南区圈定了两处成矿预测区;其中东部异常区通过瞬变电磁法进行定位识别隐伏铁矿体的埋深及形态,并经过钻探验证,发现一处埋深320~410 m的厚大隐伏磁铁矿体,表现为向东稳定延伸并有逐渐增厚的趋势;据此推测具有相似异常特征表现的西部偏南异常区具有较大的找矿潜力。本研究为类似金属矿山常见的不同级别构造错断隐伏矿体的高效定位识别提供了理论支撑和应用依据。瞬变电磁法的多匝重叠回线装置比中心回线装置具有更高的分辨率,也更适合对盖层下隐伏金属矿体的探测定位。

广西北山铅锌矿床矿体形貌及其成矿指示

广西北山铅锌矿床是桂北地区储量最大的铅锌矿床,开采历史悠久,为矿体形貌研究提供了良好条件。基于野外地质调查和前人研究成果,认为矿床的形成先后经历了层间滑动、倾伏褶皱和断裂3个构造变形阶段。矿体形貌研究发现,矿床从南到北具有不同的侧伏向和侧伏角,南部矿体向SW侧伏、侧伏角20°;中部矿体延伸近SN向,侧伏不明显;北部矿体向NE侧伏,侧伏角为10°。矿体形貌成因类型包括岩溶型矿体(Ⅰ号矿体群)、构造-岩溶型矿体(Ⅱ号矿体群)、构造型矿体(Ⅲ号矿体群)和流体型矿体(少量小矿体)。通过矿体形貌类型、成矿构造、矿体力性、力向、力度、韵度、时空等构造成矿参数研究,综合评价认为矿区具有较好的成矿条件,矿体形貌等级达到“良好”,推测矿床形成于印支期或之前。根据矿体形貌评价结果建立找矿模式,建议矿区下一步找矿方向应在已知Ⅲ号矿体群南部深处侧伏方向以及沿NNE向F3断层上盘或下盘寻找构造型矿体。

改进的模糊层次分析法在缓倾斜厚大矿体开采方案优选中的应用

确定合适的开采方案是矿山企业必须考虑的重要问题,影响因素较多。针对山东某金矿矿体地质赋存特征及开采技术条件,在制定初步开采方案的基础上,采用改进的层次分析法和模糊数学理论优选开采方案。综合考虑影响开采方案选择的主要因素,建立了影响因素层次结构模型,基于改进的层次分析法即三标度法计算出开采方案各评价指标的权重,采用线性函数法和二元比较排序法实现决策指标的标准化及确定隶属度矩阵,进而构建了模糊数学综合评价模型;最后针对缓倾斜厚大矿体,利用模糊数学理论,得出待选开采方案的综合优越度分别为69.5%、67.6%和65.4%,从而确定上向分层胶结充填采矿法为最优开采方案。

广西泗顶铅锌矿床矿体形貌特征及构造成因分析

研究矿体形貌分类,鉴别控制矿体的成矿构造类型,是成矿构造研究与预测的基础性工作,在矿山深部找矿工作中具有指导意义。广西泗顶铅锌矿床是桂北铅锌成矿区中大型矿床的典型代表,经过多年开采,其矿体的三维形貌已展露无遗,具有进行矿体形貌及构造成因研究的良好条件。基于矿体形貌视角,通过矿体形貌的几何特征及成因特征解析,建立矿体的构造成矿模式,分析讨论矿床的构造成因与动力学背景。研究结果表明:①泗顶矿区成矿构造类型分为两类,一类为早期构造流体型成矿构造,控制脉状铅锌矿体;另一类为晚期构造型成矿构造,控制蚀变岩型贫矿体,并叠加于早期脉状矿体之上。②矿体形貌由NE向右行张扭性断层控制形成的构造顺层脉型、NW向右行张性断层控制形成的构造切层脉型和脆–韧性剪切带控制形成的构造–流体型3种矿体形貌组成。基于矿体形貌建立以Ⅰ、Ⅳ号矿体为代表的构造顺层式成矿模式和以Ⅴ号矿体代表的构造切层式成矿模式。③区域动力学表明,泗顶矿区经历了多期构造运动,尤其是印支期的两次动力转换(早期SE向区域挤压力转换为EW向右行走滑剪切,晚期近EW向右行剪切则转换为EW向挤压),为矿床的形成提供了优越的动力条件。④矿田动力学分析认为,泗顶铅锌成矿作用发生在脆–韧性剪切带演化到脆性阶段,应力弱化、变形分解、递进变形、非共轴剪切和层间滑动共同控制了各类几何矿体形貌的形成。

河西金矿不稳定矿体开采方法研究

不稳固倾斜薄至中厚矿体的开采是目前矿山面临的主要问题之一,针对河西金矿开拓至-820 m出现的节理裂隙发育、矿岩不稳固现象,结合矿山地质资料以及现场节理调查,依据矿体形态、矿岩稳固程度、矿体厚度,对不同采矿方法进行优选,确定采用机械化上向进路尾砂胶结充填采矿法,对河西金矿-820 m中段矿体进行矿块布置、采矿方法设计,以及采切工程和回采、充填通风、顶板管理等。结果表明,河西金矿采用机械化上向水平进路尾砂胶结充填采矿法后,采场矿石生产能力达140 t/d,损失率为6%,贫化率为10%。

若羌稀长沟锂矿体特征及成矿潜力分析

随着全球能源结构的转型和新能源技术的飞速发展,锂作为关键原材料,在电池、电动汽车、储能等领域的应用日益广泛。中国经济的持续发展和产业结构的优化升级,使锂矿需求量不断增长[1]。新疆地矿局第三地质大队新厘定的阿尔金锂铍稀有金属成矿带是近年来该区域成矿研究的重大突破之一,通过对该成矿带上新发现的若羌县稀长沟锂矿成矿地质背景、矿体规模、特征分析研究,对矿区资源量进行估算,认为其具有大型-超大型锂矿远景潜力。

倾斜中厚矿体阶段空场嗣后充填采矿工艺优化研究

分段凿岩阶段空场嗣后充填法是倾斜中厚矿体的高效采矿方法,但爆破、充填与采场稳定性之间关系复杂,可能存在地表塌陷、顶底板垮塌和回采损失率高的问题。采用工程类比、工业试验等手段,从回采顺序、切割方式、底部结构布置等方面对倾斜中厚矿体分段凿岩阶段空场嗣后充填法进行了工艺优化,并提出采场内不留间柱的布置方法。该方法在一步骤充填后将充填体侧帮直接与矿房相连接,并采用挤压爆破提高充填体强度和矿块的回采率。实施时间是该方法的关键,ANSYS/LS-DYNA数值模拟表明:采用中深孔挤压爆破形成切割槽时,应在采场充填及充填体养护7~9 d后进行。工程实践表明该方法具有可行性,能够为矿山生产提供技术支撑。

基于3DMine煤矿矿体三维可视化模型建构研究

以某露天煤矿为例,结合煤矿补勘资料,通过3DMine软件构建煤矿地表面模型、地质数据库以及附带地表显示的三维钻孔模型。同时,通过插值方法构建煤矿矿体全煤层模型,并分别利用3DMine软件自带露天设计功能和自动剖面图绘制功能,实施露天采矿模拟与煤矿地质剖面图绘制,完成煤矿矿体三维可视化模型建构过程,旨在为后续煤矿矿体三维可视化模型建构以及煤矿储量计算提供构建流程及模型参考。

深部急倾斜薄矿体中深孔爆破夹制力量化分析

在深部急倾斜薄矿体中深孔爆破过程中,由于围岩的夹制力作用,在生产实践过程中往往存在“爆不开”或“爆太开”的情况,从而导致采矿损失贫化大等问题。针对某矿山的开采技术条件,基于PFC 2D数值模拟软件对深部急倾斜中深孔爆破过程进行数值模拟,量化分析深部急倾斜薄矿体中深孔爆破过程中有无围岩夹制力对爆破效果的影响,确定炮孔直径为65 mm,排距(抵抗线)为1.6 m。现场应用表明:爆破后效果良好,大块率较低,矿石贫化率为15%,采矿损失率为5%,炸药单耗为0.6 kg/t,数值模拟结果与现场爆破效果相近,相应的爆破参数可指导现场生产。