废弃稀土尾矿堆降雨入渗规律及破坏模式试验研究

废弃稀土尾矿堆表现为一种各向异性、结构无序、弱胶结或无胶结的特殊地质体,其入渗规律和破坏模式与一般土质边坡相比差异较大,在极端降雨条件下极易产生局部垮塌或滑坡灾害。通过构建两组有无顶端平台的室内废弃稀土尾矿堆模型,在相同的降雨工况等条件下,对其孔隙水压力、含水率及内外排水速度进行了监测,并对两组模型试验进行了数值模拟,研究其破坏模式和降雨入渗规律。结果表明:①有无顶端平台的废弃稀土尾矿堆模型,其孔隙水压力、含水率和排水速度的响应情况不同,模型B(有顶端平台)3个值都大于模型A(无顶端平台),其响应也更为敏感;②顶端平台导致废弃稀土尾矿堆模型破坏模式差异较大,模型A破坏模式较为单一且破坏较小,只有坡角产生浅层滑动破坏,而模型B在坡脚处发生较为明显的浅层滑动破坏的同时,坡面破坏区域上方会依次往上产生裂隙,随着试验的进行,裂隙进一步与坡脚的浅层破坏区域汇合后,坡面由下而上依次向下坍塌破坏,同时模型B更易于产生边坡破坏。数值模拟结果与模型试验结果相符合,可为类似试验和有效防治废弃稀土尾矿堆局部垮塌、滑坡等灾害提供有益参考。

复杂多金属矿集约化开采进路断面尺寸协同优化研究

随着矿山地下开采机械化水平的不断提高,越来越多的大型金属矿山都倾向于对矿区内中小分散矿体采用集约化开采模式。然而对于矿体形态、产状多变的复杂多金属矿床,集约化开采模式推荐的最优采场结构参数普遍存在单一性和排他性的不足。基于“协同开采”理念,将某复杂多金属矿山集约化开采的回采进路断面尺寸(宽度与高度)作为关键参数进行细部优化研究。针对由薄至中厚、倾角由缓倾斜至急倾斜、产状复杂多样、有用元素伴生共生复杂多样的矿体,通过建立协同开采系统有序度模型,计算并比较了在经济、安全和技术多重指标相互影响下3种基准协同开采方案1、方案2和方案3的序参量分量有序度、子系统有序度和协同度。在上述分析的基础上对协同度进行了比较并评价,获得多重指标影响下序参量分量在子系统中的协同程度。结果表明:方案2推荐的回采进路断面尺寸3 m×4 m与4 m×3 m协同开采程度最优,与前期优选出的回采进路断面尺寸方案排序较为一致,在一定程度上验证了复合系统协同度模型对集约化开采复杂多金属矿山的适应性,为类似矿山采场结构参数优选提供了一种新思路。

浸矿母液侵蚀作用下离子型稀土矿基岩孔隙演化规律试验研究

为探究浸矿母液侵蚀作用下离子型稀土矿基岩内部孔隙变化,对浸矿母液浸泡下的基岩试样进行了室内模拟试验,检测基岩试样的组成成分,测试不同浸泡时间后试样的P波波速和质量变化,分析浸矿母液pH变化和化学作用,结合核磁共振试验结果,研究了浸矿母液侵蚀作用下基岩孔隙演化规律。试验结果表明,在0~150天的试验期阶段,试样的质量及P波波速呈现减小后反弹的变化趋势,其变化可能与试样内部被浸矿母液侵蚀溶解及浸矿母液存在反应沉淀吸附物有关;浸矿母液与试样存在侵蚀溶解和沉淀吸附反应,侵蚀溶解导致试样内部孔隙增加,而沉淀吸附反应导致沉淀吸附物填补孔隙;浸矿后,基岩试样内部孔隙分布以中孔隙居多,小孔隙次之,大孔隙近乎减小为零;中孔隙随浸泡时间呈现先增加后减小的趋势,而小孔隙先减小后增加。试验结果可为进一步探究浸矿母液侵蚀作用下的离子型稀土矿基岩力学行为提供一定程度的理论参考。