岩石卸荷的Mogi-Coulomb强度准则适用性研究

大量工程实践表明:岩石在卸荷条件下的强度特性与加载条件下相比,存在本质上的不同。结合岩石卸荷的破坏特征和强度特性,建立了岩桥贯通力计算模型,并基于应力强度因子叠加减原理,推导了岩石卸荷条件下的岩桥贯通力计算公式,从而探究Mogi-Coulomb强度准则对于岩石卸荷强度的适用性。将岩桥贯通力作为表征岩石卸荷破坏的强度参数,并与Mogi-Coulomb强度准则的核心参数——八面体剪应力进行对比,发现二者的量值具有极高相似性,这一发现可以间接证明Mogi-Coulomb强度准则适用于岩石卸荷强度方面的相关研究。本文揭示了岩石卸荷破坏时其岩桥贯通与八面体剪应力之间存在的紧密联系,可为岩石卸荷破坏的研究提供借鉴与参考。

露天转地下充填法开采护顶矿柱防渗性研究

以攀枝花铁矿露天转地下开采工程为背景,通过采场贮排平衡分析,预测50年一遇暴雨时露天采坑积水最大深度为5 m,采坑积水对护顶矿柱稳定性影响较小。对坑底存在断层条件下积水渗流进行了数值模拟,结果表明,断层破碎带是护顶矿柱的主要导水通道。采取针对性封堵措施可显著减小护顶矿柱的渗漏量。

攀西某钒钛磁铁矿石铁品位对铁精矿品质的影响研究

为提高攀枝花矿区不同品质矿石资源开发的科学性,对现场4种不同品位梯度的有代表性矿样进行了原矿铁品位与铁精矿品质关系研究。结果表明:①原矿铁品位降低,钛磁铁矿、钛铁矿的嵌布粒度均变细;②Fe品位较高的原矿,TiO_(2)和V_(2)O_(5)品位也较高,有害成分S含量也较高、但P含量较低,其他杂质CaO、MgO、Al_(2)O_(3)、SiO_(2)含量总体呈下降趋势;③Fe品位较高的原矿,钛磁铁矿中铁含量及分布率均较高,即钒钛磁铁矿品位较高,铁精矿理论回收率也较高;④Fe品位较高的原矿,钛磁铁矿、钛铁矿和硫化矿含量均较高,钛铁矿与钛磁铁矿含量之比下降;⑤原矿Fe品位越低,矿石越易磨;⑥TFe品位较高的原矿,铁精矿产率也较高,精矿TiO_(2)品位、S含量也较高,表明原矿品位较低的矿石所生产的铁精矿,其品质更有利于后续冶炼。

提钛炉渣-铁基全尾砂-水泥胶结充填体配比实验研究

为研究提钛炉渣替换水泥全尾砂胶结充填体的最佳配比及力学性能,以提钛炉渣(TBS)、铁基全尾砂(IFT)和水泥(P.O 42.5R)为实验材料,在分析该提钛炉渣的粒径级配组成、成分等物理化学特性的基础上,制备灰砂比1∶4、1∶6、1∶8和提钛炉渣掺入替换比为40%、50%、60%、70%、80%的充填体试样,测定了养护龄期分别为7 d、14 d和28 d时的充填体单轴抗压强度。实验结果表明:充填体的抗压强度与养护期龄正相关;相同养护时间下,充填体的单轴抗压强度随着灰砂比的增大而增大;随提钛炉渣替换比增大,充填体28 d强度先增大后减小;当提钛炉渣替换比为50%时,灰砂比1∶8、1∶6、1∶4的充填体28 d抗压强度分别为1.8 MPa、2.5 MPa、4.0 MPa,均超过未添加提钛炉渣的试块强度,表明掺入提钛炉渣对充填体的28 d强度具有明显的提升作用。研究结果表明,提钛炉渣可开发为矿山充填胶凝材料,从而降低矿山充填成本。

攀西钒钛磁铁矿粗、细粒钛铁矿混合浮选的可行性研究

攀西地区钒钛磁铁矿中的钛铁矿主要采用粗、细粒分级分选工艺,存在流程复杂及能耗较高的问题。首先对攀西某选厂粗、细粒钛铁矿性质进行了分析,其次开展了粗粒钛铁矿、细粒钛铁矿单一浮选试验及混合浮选试验研究。结果表明,粗、细粒钛铁矿混合浮选指标较好,工艺可行。对简化钛浮选流程、降低生产成本和提升钛铁矿选矿水平提供了一定借鉴。

公路隧道穿越采空区群稳定性分析及加固措施研究

煤层采空区群受地层岩性、开采工艺和时间效应等影响,具有隐蔽性强、规律性差、岩体软弱和空间变异性等特点,若处置不当,将对隧道施工安全产生严重威胁。采用现场调查、物探和钻探法综合确定采空区群的空间形态。采用MIDAS/GTS NX有限元软件建立隧道穿越煤层采空区群三维实体模型,针对采空区群的特点、采空区类型及加固措施的可行性,研究隧道穿越采空区群未加固和加固后的围岩位移、塑性区变化规律及稳定状态,分析不同类型采空区加固措施对隧道稳定性的改善效果,提出采空区围岩的加固方法,并对其进行现场验证。

广西某低品位金矿氰化浸出助浸剂实验研究

广西某低品位金矿石含金量为1.29 g/t,脉石矿物以石英为主,有色金属铜、铅、锌等及有害元素砷的含量极低。对该矿石进行氰化浸金实验研究,分别考查磨矿细度、溶液pH值、氰化物用量、搅拌转速、浸出时间对金浸出效果的影响;通过单矿物氰化助浸实验,确定多种助浸效果较好的助浸剂,并按同一比例混合,获得了三种新型助浸剂A、B、C;针对广西某低品位金矿石,进行氰化浸出助浸实验。结果表明,矿样细度-0.074 mm 93.27%,溶液pH值为10.5,氰化钾用量为4 kg/t,搅拌转速为1500 r/min,浸出时间为24 h的实验条件下,金的浸出率为92.58%;而氰化钾用量减少至3 kg/t,其余条件不变的情况下,加入新型助浸剂A浸出18 h后,金的浸出率可达93%。新型助浸剂的加入有效地提高了金的浸出率,同时将氰化物的损耗降低了25%,浸出时间缩短了6 h以上。

攀西某大型排土场原废石资源综合利用产业化研究

攀西某大型排土场废石资源TFe、TiO_(2)品位分别达14.25%和5.83%,主要有用矿物为钛磁铁矿和钛铁矿。为提高资源的利用率、解决矿山资源保有量快速下降问题,对有代表性废石进行了综合利用产业化研究。结果表明,废石在破碎至-70mm、筒式干式磁选机磁场强度398.09kA/m、筒体转速32r/min的情况下,可抛出近30%的低铁钛废石,钛磁铁矿和钛铁矿得到了有效的富集;干抛粗精矿经三段磨矿、弱磁选可获得最终铁精矿;选铁作业总尾矿经强磁选预富集、闭路磨矿、弱磁选除铁、螺旋溜槽重选、反浮选脱硫等工艺流程处理可获得最终钛精矿;干抛后的低铁钛废石可部分外销,其余采用汽车+推土机联合作业工艺堆存在排土场固定渣场;回收铁钛后的细粒尾矿采用分级+浓缩+压滤工艺处理,粗砂作为建材骨料外销,细尾经压滤后进行干堆,回水返回铁钛磨选作业。现场废石资源经过产业化工艺处理,一方面提高了矿产资源的综合利用率,另一方面较好地实现了大宗固废的资源化、减量化、无害化处理,经济与社会价值巨大。

基于SPH露天台阶的爆破优化

针对露天深孔台阶爆破容易出现块度不均匀、大块率高等问题,运用经验公式法对台阶爆破参数进行计算并确定爆破方案,建立基于光滑粒子流体动力学(SPH)的台阶数值模型,对深孔台阶爆破孔排距共同作用下的岩体损伤情况及孔间应力大小进行研究。结果表明:孔排距会影响炮孔间的应力叠加作用,模拟过程中SPH粒子能良好地模拟出爆破过程中岩石运动状态和岩石损伤范围,当孔间距为8.5 m、排间距为5.0 m,爆破效果最佳。将模拟结果应用于现场试验,大块率较优化前降低了10.3%,块度平均合格率提高了5.2%,现场试验与模拟结果最优爆破方案效果高度一致,说明利用SPH的数值模拟方法研究台阶爆破是合理可行的。研究结果可为相关台阶爆破孔排距选择提供依据和参考。

云南思茅银子山金多金属矿床成矿流体特征及演化

为探讨云南思茅银子山金多金属矿床金的迁移和沉淀机制,对该矿床开展了流体包裹体岩相学和热力学研究。结果表明,银子山金多金属矿床成矿期主要发育气液两相流体包裹体(LV类)、含子矿物多相流体包裹体(LD类)和单相包裹体(L/V类);成矿流体为中-低温(140~330℃)、中低盐度(3.23%~8.41%NaCleqv)的H2O-NaCl的流体体系,其捕获深度为0.4~1.2 km;成矿流体的温度、盐度、压力等从成矿早期到晚期均呈逐渐降低的特征。矿床蚀变矿物组合及成矿流体性质表明,银子山金多金属矿床为一典型的浅成低温热液型矿床,Au主要以Au(HS)_(2)^(–)形式迁移,在成矿流体运移过程中,由于流体-围岩反应以及大气水的混合导致Au沉淀并富集成矿。

爆破振动作用下含断层边坡动力响应分析

依据施加爆破地震波后含断层边坡稳定性模拟计算结果,研究了爆破振动作用下不同断层厚度边坡的动力响应变化规律。结果表明,爆破地震波在边坡坡表及断层区域传播时存在高程放大效应;断层厚度越大,爆破地震波衰减越快;随着断层厚度增加,边坡在爆破振动作用下产生的位移逐渐增大,整体抵抗变形能力变小;爆破振动作用下不同断层厚度对边坡稳定性影响差异明显,断层厚度2~8 m时边坡稳定性呈持续快速降低趋势,断层厚度超过8 m后边坡稳定性趋于平稳。

露天采场边坡锚固体系损伤效应及安全性评价

露天采场边坡的稳定性是保证矿山安全生产顺利进行的前提,锚固体系的锚固效果及评价可以帮助更好地做出锚固体系设计与安全生产评估。通过预先埋设锚索测力环进行锚索预应力监测,通过近一年的监测,确定了采场预应力损伤变量。结合采场边坡实际情况选出24个评价指标,采用模糊综合评价法对边坡锚固结构体进行评价,得到采场边坡锚固结构体系长期安全性的评分值为56.72,对应稳定级别为3级,与现场实际情况吻合,可为采场边坡锚固体系研究提供参考与借鉴。

某选矿厂提高磨机效率工艺流程优化改造

某钒钛磁铁矿选矿厂原矿处理规模900万t/a,采用一段半自磨+二段球磨+阶磨阶选工艺流程,选别回收铁、钛精矿,自投产以来生产运行成本居高不下,经多次流程考察,得出二段磨机效率偏低,其单位容积处理量仅为0.49 t/(h·m^(3)),远低于矿石性质及工艺流程都相近的同类型选矿厂,同类型选矿厂单位容积处理量可达0.92 t/(h·m^(3))。为提高二段磨机效率,降低生产运行成本,选矿厂进行了一系列工艺流程优化改造,将原有4台二段磨机先改为3台进行生产试验,各项生产指标均正常后,再将3台二段磨机改为2台,成功将二段磨机单位容积处理能力从0.49 t/(h·m^(3))提高至0.875 t/(h·m^(3)),改造后二段磨机效率较改造前提高了78.6%,大大降低了能耗,节约原矿处理成本1.62元/(t·原矿),每年可以节约生产运行成本1 458.77万元。

新白马公司一期钒钛铁精矿提质研究与实践

为将新白马公司一期的钒钛铁精矿TFe品位从53.5%提高至55%以上,开展了主要矿物工艺粒度分析、磨选试验、现场工艺流程考查、最终精矿粒度和单体解离度分析,发现一段旋流器设备性能缺陷、二段高频细筛处理能力不足、二段磨机与分级设备处理能力不匹配是制约一期钒钛铁精矿TFe品位提升的关键因素。通过使用FX840平底旋流器替代FX610锥形旋流器对一段磨矿分级系统进行优化改造,使一段磨机循环负荷提高5.74个百分点、-0.074 mm单位容积生产率从0.37 t/(m^(3)·h)提高至0.51 t/(m^(3)·h),旋流器溢流-0.074 mm含量提高3.76个百分点,一段旋流器跑粗情况得到大幅改善;采用“旋流器+高频筛”的组合分级方式对二段磨矿分级系统进行工艺流程改造,使二段磨机循环负荷提高至439.02%、-0.074 mm单位容积生产率从0.74 t/(m^(3)·h)提高至0.91 t/(m^(3)·h),高频细筛分级质效率较优化前提高3.73倍,筛下物-0.074 mm含量提高了16.22个百分点,成功地将一期钒钛铁精矿-0.074 mm含量从60%左右提升至70%以上,达到了在确保系统原矿处理量不降低的情况下,将钒钛铁精矿TFe品位从53.5%提高至55%以上的目的。

强磁—浮选工艺回收攀西某选钛尾矿中钛铁矿试验

为了回收攀西某钒钛磁铁矿选钛尾矿中钛铁矿,在试样化学成分分析、粒度分析的基础上,采用强磁抛尾—分级磨矿除铁—除铁尾矿强磁精选—浮选精选工艺,获得了产率4.13%、TiO_(2)品位47.15%,回收率30.71%的钛精矿。通过强磁选和浮选的联合使用,可以实现对选钛尾矿中钛铁矿的高效回收,不仅提高了钛铁矿的回收率,而且提高了资源综合利用率,对于钛资源的可持续利用具有重要意义,研究结果可为类似选钛尾矿的回收利用提供参考。

露天转地下矿山崩落法转充填法开采隔离矿柱优化

攀西某铁矿露天转地下矿山开采使用无底柱分段崩落法,导致地表变形、塌陷与边坡滑塌等系列问题,为保护地表设施,需要将崩落法开采变更为充填法开采。两种采矿方法间合理的隔离矿柱结构与参数是无底柱分段崩落法向空场嗣后充填法转换的关键问题之一。以该铁矿为背景,采用模糊层次分析方法,确定了其崩落法转充填法开采合理隔离矿柱工程的布置形式,采用理论计算确定了其合理结构参数,并用数值分析方法验证结果可靠性。研究成果可作为该矿隔离矿柱设计的依据,对相似矿山也具有推广应用价值。

深部地下开采巷道失稳机理分析与耦合支护技术

为解决深部地下开采巷道围岩变形大、难支护的问题,本文以某钒钛磁铁矿深部沿脉运输巷道为研究对象,通过松动圈测试和现场调查,分析了深部巷道失稳机理,根据耦合支护技术原理,提出了“注浆锚杆(索)+钢筋网+喷射混凝土”加固支护技术,现场工业试验结果表明,采用该技术后巷道顶底板变形量为101mm,两帮收敛量60mm,围岩变形量较小,且监测结果与数值计算结果吻合,有效控制了深部地下开采巷道围岩的稳定性。

排土场高边坡时效变形分析及工程地质意义探讨

本文通过对露天矿排土场高边坡变形及时效的调查研究,分析了高边坡时效变形的特点及原因,并对其工程地质意义进行了探讨。研究结果表明,排土场高边坡的时效变形是一个渐进过程,其时效变形主要表现为土体的压缩、蠕变和滑动等现象,这些变形会导致边坡的稳定性下降,甚至引发边坡滑坡等灾害。同时,时效变形还会对周边环境和工程设施造成影响,因此需要对其进行深入研究和分析。最后提出了通过合理划分地形分区、调整排土场的布置、加强边坡变形监测等措施,可以有效地防止排土场高边坡变形的发生。

微细粒级钛铁矿预富集工艺研究

针对攀西地区微细粒级钛铁矿作为矿泥丢弃的问题,进行了强化微细粒级钛铁矿的预富集研究。采用高梯度强磁选、离心选矿、悬振锥面流膜选矿进行微细粒级钛铁矿的预富集,并分别与浮选组成联合选别流程。对比分析表明:强磁、离心、悬振预富集精矿回收率分别为38.92%,65.57%和35.56%;悬振预富集精矿粒度及矿物组成较离心预富集的优,有利于后续浮选作业;悬振+浮选流程简单,开路浮选试验获得TiO_2品位47.39%、回收率24.93%的钛精矿。悬振预富集工艺为微细粒级钛铁矿的最佳预富集工艺。

攀钢表外钒钛磁铁矿中钛的可选性分析

以回收利用攀钢钒钛磁铁矿表外矿中的钛资源为出发点,将表外矿与表内矿的矿石性质进行了对比,并综合分析了表外矿的选钛试验情况。结果表明:表外矿中的钛铁矿矿物含量与表内矿相当,且表外矿的选钛性能较好,无论是实验室试验还是工业试验都可以获得TiO2含量在47%以上的高品质钛精矿,因此这些表外矿具有较高的利用价值。