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期刊信息/Journal information
金属矿山
金属矿山

刘效良

月刊

1001-1250

jsks@vip.163.com

0555-2404796 2404666 2309833

243000

安徽省马鞍山市经济开发区西塘路666号

金属矿山/Journal Metal Mine北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由中国金属学会主办国内外公开发行的矿业工程类专业技术刊物，主要报道国家矿业方针政策、冶金、有色、黄金、煤炭、化工、核工业、非金属、建材等矿山采选工艺、理论、研究成果与技术实践，介绍国内外先进技术与发展动态。《金属矿山》是美国Ei数据库Page One收录期刊，列全国中文核心期刊，矿业工程类首位，国家及省部优秀期刊。
正式出版
收录年代

    硬岩非爆机械化采掘技术发展与展望

    王少锋石鑫垒周子龙
    1-15页
    查看更多>>摘要：近年来,随着地下工程建设及资源开采规模不断扩大,硬岩机械化采掘技术和装备得到不断创新和发展.传统钻爆法因其危险性高、衍生破坏大,难以满足现代岩石工程发展需求.硬岩非爆机械化采掘技术以其安全、高效、经济、智能化进程快等优势已成为现代岩石破碎工程的主要发展方向.从岩石可切割性、机械刀具(破岩工具)和机械装备 3 个角度对硬岩非爆机械化采掘技术的发展现状进行了论述.研究表明:岩石可切割性从单一指标评价向多指标综合评价发展;机械刀具类型呈现多样化,刀具性能伴随合金技术和涂层技术的发展而不断提质,并且刀具的设计制造注重在刀具硬度、耐磨蚀性与冲击韧性间寻找最佳平衡点来提高刀具使用寿命;破岩机械装备正在逐步向大型化、重型化、智能化、多样化、精细化发展,以更好地实现硬岩的高效、安全、经济、精细化采掘.在上述分析的基础上,展望了硬岩非爆机械化采掘技术的未来发展方向,认为未来亟须攻克的难点有:① 建立深部岩石破碎力学与能量模型,探寻深部硬岩高应力诱导利用与高储能调控方法,开发硬岩诱变改性降危增割协同破岩方法与技术;② 明晰硬岩破碎过程的多场多相耦合及多尺度破裂、破坏、破碎过程,开发机械刀具、水力、热力等多源联合破岩技术及装备;③ 揭示深部破岩扰动诱发高储能岩体动力灾害的力学及能量机制,提出针对性的防控方法;④ 开发与岩体特性、地应力条件、破岩需求协同匹配的精细化智能破岩技术与装备,形成非爆机械化智能采掘方法与技术体系;⑤ 构建非爆机械化采掘全过程管理模式,完善硬岩非爆机械化采掘作业流程.通过以上研究攻关,有望促进非爆机械化采掘技术在硬岩工程中的规模化应用,实现硬岩的安全、高效、绿色、智能采掘.

    硬岩非爆机械化岩石可切割性机械刀具采掘设备

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    碎磨功耗理论的发展与展望

    左蔚然戴元松许京伟杨云...
    16-27页
    查看更多>>摘要：矿山碎磨作业电力消耗占据全球总电力消耗的近 2%,同时也是矿山生产中能耗最高的作业单元.碎磨流程能耗预测是碳排放和能源管理、矿山生产管理和数字矿山建设必不可少的重要环节.对基克、雷廷格和邦德等关于碎磨功耗的三大经典理论进行了回顾,着重介绍了邦德理论的发展历程并讨论了其在现代碎磨流程生产实践中应用的局限性.对上世纪 70 年代以来陆续提出的多种新的碎磨功耗理论进行了介绍,并讨论对比了邦德理论模型和新的理论模型对碎磨流程单位能耗的预测精度.总结了碎磨功耗理论模型在碎磨工艺流程设计与设备选型、碎磨流程运行效率评估与优化、金属矿山生产能力预测与管理以及金属矿山碎磨能耗碳评估模型等 4 个方面的应用价值.尽管该领域自主知识产权上的不足对我国数据安全和矿山生产造成了障碍,但随着国内矿山数字化智能化建设的飞速发展,我国碎磨功耗理论模型必将在较短时间内迎来显著的突破.

    碎磨功耗理论碳排放评估智能矿山矿石碎磨特性

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    沉积型锂矿的成矿特征及锂赋存状态研究进展

    程宏飞周轩平
    28-40页
    查看更多>>摘要：随着新能源汽车和锂电池的快速发展,锂资源已成为许多国家的重要战略资源.然而,全球锂资源分布不均,中国当前锂资源的对外依存度高达 75%,但待开发的沉积型锂矿较丰富,其锂的成矿特征和赋存状态制约着其分离提取和高效开发利用.通过梳理现阶段沉积型锂矿的研究成果,介绍了全球锂资源的主要类型及其特点,分析了沉积型锂矿的形成地质背景和时空分布特征,认为沉积型锂矿已成为全球新型锂资源的重要类型,具有储量大、分布广、开采成本低等优势而表现出巨大的开发价值和广阔的利用前景.总结出 3 大特征:① 沉积型锂矿通常分为火山岩黏土型、碳酸盐黏土型/伴生型和贾达尔型,其主要分布在北美洲、南美洲、欧洲和亚洲等地区,成矿时代多为新生代,部分与铝土矿和煤系伴生的沉积型锂矿形成于古生代或中生代.② 火山岩黏土型锂矿多形成于封闭的湖相沉积盆地,成矿物质主要来源于火山岩浆活动;贾达尔型锂矿中锂的主要来源为不同时期的河流沉积物和火山喷发物质;碳酸盐黏土型/伴生型锂矿中锂主要来源于沉积环境,其富集过程通常与风化沉积作用有关.③ 火山岩黏土型锂矿中锂主要赋存在锂皂石、伊利石和锂蒙脱石中.碳酸盐黏土型/伴生型锂资源中矿物组成不同,锂的赋存状态主要有 3 种:① 赋存在锂绿泥石的层间氢氧化物层中;② 赋存在伊利石结构八面体或假六方环中;③ 赋存在高岭石结构八面体中.贾达尔型锂矿中锂主要存在于矿物贾达尔石的晶体结构中.最后,展望了中国沉积型锂资源的研究方向和开发利用前景,以期为中国锂资源的地质勘察高效开发提供支撑.

    沉积型锂矿黏土矿物锂含量赋存状态

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    我国金属矿山采—装—运过程中粉尘职业危害防控技术进展与展望

    李刚李胜张伟军徐宇...
    41-54页
    查看更多>>摘要：在高温、噪声、粉尘、有毒有害气体等金属矿山主要的职业病危害因素中,由粉尘引起的尘肺病在职业病病例中占比最大,为不断推进粉尘职业健康防护研究,保障金属矿山人员、生产与环境安全,概述了金属矿山尘源与扩散理论以及粉尘职业健康职业防护研究现状,基于安全工程系统性原理,分别从源头治理、过程控制以及个体防护 3 个维度分析了我国金属矿山采—装—运过程中粉尘职业危害防控技术进展.在此基础上,剖析了目前存在的不足,并展望了未来发展方向.认为现阶段存在的不足在于金属矿山粉尘控制理论体系尚未成熟,金属矿山粉尘智能化监测预警技术研究有待加强,不同粉尘治理技术交叉性、协同性研究与应用较薄弱,以及以现场人员舒适性为导向的个体呼吸防护设备研发需要进一步加强,未来可从完善金属矿山粉尘控制理论体系,开发适用于金属矿山产尘特性的智能化防尘监测预警技术,注重粉尘治理技术的交叉性、协同性研究与应用,以及研发更符合人体工程学的个体防护设备等方面进一步开展工作.

    金属矿山粉尘治理职业健康防护技术

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    矿山粉尘职业危害风险评估研究现状与展望

    肖双双刘锦李卫炎马亚洁...
    55-67页
    查看更多>>摘要：矿山粉尘职业危害已成为矿山行业最重要的职业健康问题,对矿山粉尘危害进行风险评估、量化其危害程度是矿山职业卫生工作的重点.为深入了解矿山粉尘职业危害风险评估领域的研究脉络,基于文献计量学角度,采用VOSviewer与CiteSpace软件对中国知网(CNKI)和WOS(Web of Science)收录的矿山粉尘危害风险评估相关文献进行可视化分析,提取高频关键词,进行关键词共现、聚类分析,获得文献的时序特征、研究主体以及热点前沿信息.根据可视化分析结果,从风险评估指标、危害程度等级、评估方法 3 个方面进行了详细分析和阐述.细化了风险评估流程,分析了矿山粉尘的理化特性和危害因素,进而归纳了风险评估指标,总结了粉尘职业危害程度分级,按照定性、定量和综合评估 3 种类别梳理了矿山粉尘职业危害风险评估方法,阐释了健康伤害风险评估的量化模型.研究表明:目前国内外在矿山粉尘职业危害风险评估方向进行了大量深入的研究和实践,评估工作取得了较为显著的成效,但矿山各生产环节粉尘至今仍难以彻底遏制,相关研究理论机制尚未成熟,评估指标影响因素冗杂、危害程度分级缺乏依据、评估方法存在主观不确定性,矿山粉尘职业危害风险评估体系有待系统研究,粉尘危害风险分析及预警平台尚需探索构建.未来,需进一步完善矿山粉尘职业危害风险评估相关法律法规;科学、合理地选择风险评估指标,简化评估工作环节,实现良好的实用效益;突破现有方法局限,建立适用的数据信息论风险评估模型,为矿山粉尘治理提供有效依据;积极应用云计算、大数据等新技术,实现粉尘监测—风险评估—智能防控一体化系统建设.

    矿山粉尘职业危害风险评估知识图谱可视化分析

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    我国关闭/废弃矿山土地资源的新能源再开发现状及展望

    郝宪杰宋思桐唐宽旭郭勇...
    68-75页
    查看更多>>摘要：矿山关闭或废弃后会产生大量的土地资源,如露天矿山的矿坑、排土场等,以及井工矿的地面广场和地面塌陷区等.土地资源是我国最重要的自然资源之一,关闭/废弃矿山的土地资源相对较为丰富,然而由于这些土地资源受到了矿山开采的不利影响,其再开发利用问题是关闭/废弃矿山面临的重要难题.针对当前对于此类土地资源开发再利用模式存在的不足,首先分析了国内外关闭/废弃矿山土地资源与风能、光能、林业、农业、养殖业等结合开发利用的发展现状,提出了我国关闭/废弃矿山土地资源开发利用的科学技术体系,即土地资源的"风—林—光"新能源互补再开发模式,并研究了不同条件下的技术性因素评价标准及改造方案体系,总结了我国当前关闭/废弃矿山土地资源再开发利用存在的问题和难题,凝练了在实施过程中需要攻克的 5 个基础理论和 5 个待发展技术难点,并提出了相应的政策措施建议和未来发展展望.研究表明:① 关闭/废弃矿山土地资源的新能源再开发,是一个新兴的、潜力无限的、需要多领域交叉合作的新学科,其中地面资源是载体,而该载体受采矿影响后的状态是核心,新能源各个方向的应用是目的;② 关闭/废弃矿山土地资源的新能源再开发一方面是实现我国土地资源可持续利用的重要措施,另一方面也是开发新能源助力我国"双碳"目标实现的重要方向,同时也是实现关闭/废弃矿山转型的重要举措,应在进一步完善该模式的基础上大力推进对关闭/废弃矿山土地资源的新能源综合开发利用.

    "双碳"目标关闭/废弃矿山土地资源新能源开发

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    急倾斜脉群钨矿开采过渡区围岩力学环境变化特征研究

    钟文林圣杰欧飞邱金铭...
    76-83页
    查看更多>>摘要：随着现代化采矿工艺的发展,急倾斜脉群矿体正由传统的浅孔留矿法向更高效的阶段矿房法转变,采区围岩力学环境扰动规律也随之改变,特别是在 2 种采矿方法接替的开采过渡区,可能存在围岩力学环境分布规律的盲区.基于声发射测定的初始地应力采用FLAC3D 软件模拟研究了过渡区开采中段采区围岩的力学环境变化特征.结果表明:① 上部采区经浅孔留矿法回采出矿后,采区上下盘围岩受到拉应力作用且存在采场边帮松脱的趋势,单脉采场间围岩受应力作用不均匀导致上下端位移交错分布,采区上下盘围岩及单脉采场间围岩以剪切塑性区为主,有发生剪切破坏的风险.② 下部采区经阶段矿房法回采出矿后,采区的应力集中现象更加明显,采场顶板出现沉降趋势,采区上下盘围岩向竖直方向变形且两采区位移较连续,采区的顶底板主要为拉伸塑性区且上下盘围岩存在较大范围的剪切塑性区,预示着采区围岩可能同时存在张拉和剪切破坏风险.③ 对采空区及时进行废石嗣后充填能够有效抑制应力集中现象.矿山在开采过渡区生产时应严格控制上下部相邻采场的开采、充填时序,避免超前开采,进而最大程度抑制应力集中导致的围岩变形、失稳等不利影响.

    急倾斜脉群矿开采过渡区围岩力学环境数值模拟

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    硬岩矿体自然崩落过程成拱特征及其边界弱化

    黄明清张厚缘郭晓强郑其伟...
    84-91页
    查看更多>>摘要：硬岩矿体自然崩落过程中崩落顶板压力拱加剧了崩落边界的应力集中,崩落进程易受拱脚两侧的夹制而受阻.通过崩落顶板压力拱极限自稳平衡计算及数值模拟分析硬岩崩落顶板成拱特征及崩落中止的潜在区域,进而探讨通过边界弱化来预处理硬岩的工程措施.引入成拱系数及崩落损伤因子表征拉底上方不同区域岩体塑性区的逐年发展趋势,采用塑性区相对位置反映割帮位置及割帮时机,从而解决边界弱化的时效性问题.结果表明:硬岩矿体在上向崩落过程中,崩落顶板易形成自稳平衡拱并引起崩落减缓或中止,崩落顶板顶部压力和水平压力是引起压力拱持续破坏的直接因素;拉底推进时崩落压力拱跨度以非均匀速率不断增加,压力拱边界随着拉底的推进而不断前移,且拉底推进线前方始终处于高应力集中区域.当上盘矿岩交界处塑性区出现的时间滞后于拉底前锋时,可采用割帮来破坏崩落拱平衡并促进持续崩落.研究结果有助于确定硬岩矿体自然崩落法边界弱化的区域与时机.

    自然崩落法平衡拱边界弱化崩落损伤因子

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    基于HSCA静力破岩的金属矿山遗留矿柱安全低损回采试验研究

    龚囱许永斌刘畅戚燕顺...
    92-101页
    查看更多>>摘要：针对采用爆破破岩方式对金属矿山遗留矿柱进行回采存在安全性差与矿石损失率高的局限性,将具有无振动特征的高效静态破碎剂(High Range Static Cracking Agent,HSCA)引入遗留矿柱回采中.通过设计HSCA膨胀压应力测试试验与静力破岩试验,分析了HSCA径向膨胀压应力大小及其分布规律与水灰比的关系.分别从膨胀压应力分布特征、主裂纹定向控制方法与破岩时效性 3 个方面,论证了通过HSCA静力破岩实现金属矿山遗留矿柱安全低损回采的可行性.研究结果表明:当水灰比大于理论最优水灰比时,膨胀压应力随着水灰比的增大而减小.对于上向倾斜装药孔膨胀压应力沿孔底至孔口方向呈增大趋势,对于下向倾斜装药孔膨胀压应力则呈减小趋势.采用HSCA静力破岩对遗留矿柱进行回采,遗留矿柱主裂纹走向可通过对装药孔进行预切槽、增设诱导片或新增诱导孔等方式进行定向控制,进而有效降低非破岩区矿岩的再损伤.因此,对于不宜采用爆破破岩方式对遗留矿柱进行回采的区域,HSCA静力破岩不仅有利于保障遗留矿柱回采安全,而且可提高遗留矿柱回收率.研究成果可为进一步探索金属矿山遗留矿柱回采破岩新理论与新技术提供参考.

    静力破岩遗留矿柱膨胀压应力主裂纹时效性

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    基于可爆性分区方法的露天矿炸药单耗预测模型

    于庆磊李友李万涛吴嘉伟...
    102-109页
    查看更多>>摘要：露天矿山爆破作业要求矿岩爆破块度均匀,对岩体可爆性进行评价与应用是优化爆破设计、改善爆破效果的重要依据.在总结分析岩体可爆性主要影响因素的基础上,对司家营铁矿 15 个爆区矿岩物理力学参数和节理裂隙参数进行了聚类分析和相关分析.结果表明:可以采用抗拉强度、岩石密度、岩体完整性系数和平均节理间距 4个指标对岩体可爆性进行评价;同时用蚁群算法优化BP神经网络对评价指标进行赋权,提出了基于加权聚类分析的露天矿岩体可爆性分区方法;然后结合钻孔信息与地质模型,使用距离幂次反比法插值得到矿岩可爆性分区块体模型;利用多元回归分析方法,建立了基于可爆性分区指标的炸药单耗预测数学模型,可为后续类似工况爆区矿岩爆破设计提供参考,对优化爆破设计工作具有指导意义.

    矿山爆破可爆性分区加权聚类分析块体模型炸药单耗

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