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期刊信息/Journal information
矿产保护与利用
中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所
矿产保护与利用

中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所

冯安生

双月刊

1001-0076

kcbh@chinajournal.net.cn

0371-68632026 68632087

450006

郑州市陇海西路328号

矿产保护与利用/Journal Conservation and Utilization of Mineral Resources北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是矿业综合类双月刊，1981年创刊，国内外公开发行，现由国土资源部矿产开发司指导，郑州矿产综合利用研究所主办，国家金属矿综合利用工程中心（北京）、国家非金属矿综合利用工程中心、中国选矿科技信息网及国土资源部信息中心协办；主要报道矿业管理研究和矿产资源综合利用、非金属矿深加工技术的最新研究成果。
正式出版
收录年代

    金属矿山充填体强度需求发展现状与展望

    卢宏建夏传祥武立彬牟超...
    1-10页
    查看更多>>摘要：矿产资源开采对国家安全和经济至关重要,随着浅部矿产资源逐渐减少,深部开采已上升为国家战略.充填采矿法因其安全性高和对地表环境影响较小等优势,已逐渐成为地下开采的首选方法.确定充填体的合理强度是解决充填采矿安全和经济平衡问题的关键,是充填采矿技术成功应用和健康发展的核心问题.论文梳理了胶凝剂、灰砂配比、充填骨料、养护环境、接触面特性等因素对充填体强度的影响规律,归纳了经验类比法、力学模型法、数值分析法、人工智能法等充填体强度设计方法,综述了充填体强度需求研究现状,提出了深部充填体强度需求计算新思路.旨在完善深部充填体强度需求计算理论,优化矿山充填体强度设计,推动深部金属矿山充填开采的研究与应用.

    金属矿山充填采矿充填体强度需求模型影响因素设计方法

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    基于响应面法的煤矸石充填料浆流变特性实验研究

    孙凯华胡彦飞赵旭
    11-21页
    查看更多>>摘要：为了使煤矸石料浆满足管道输送的工艺要求,需研究其流动性.采用榆林袁大滩矿煤矸石制备成不同质量分数料浆开展流变特性实验,利用Box-Behnken Design设计试验并用响应面法分析煤矸石固料质量分数、颗粒级配和静置时间三个因素对煤矸石充填料浆流变特性指标的影响.实验分析得到的最优煤矸石浆体配合比为:固料质量分数 72%,颗粒级配为4.75～1.18 mm粒级占 30%,1.18～0.425 mm粒级占 40%,0.425～0.075 mm粒级占 10%,小于 0.075 mm粒级占 20%.该料浆的屈服剪切应力范围为 103.02～131.645 Pa,塑性黏度的范围为 0.54～0.64 Pa·s,且此配合比随着静置时间的增加固料沉降量增加较小,是较为合理的煤矸石浆体料浆配比.

    煤矸石浆体流变特性配合比响应面法

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    基于CT扫描的矿山充填材料深度脱水细观机理研究

    张力友张伊辉焦华喆王金星...
    22-31页
    查看更多>>摘要：针对全尾砂浓密脱水困难、底流质量浓度低的问题,开展了基于压缩床层不同高度处料浆絮团细观结构深度浓密脱水研究.通过对全尾砂进行动态浓密实验获取压缩床层料浆样品,借助SEM及高精度CT扫描设备,对获取的絮团结构进行扫描及三维重构处理分析沿压缩床层方向孔隙结构变化规律.结果表明:沿着床层向下,五组料浆内部孔隙平均半径分别为9.58 μm、9.23 μm、8.76 μm、8.63 μm及 8.31 μm.床层顶部料浆质量浓度为 59.4%,絮团呈现松散无规则状,底部料浆质量浓度为 62.1%,絮团呈现致密规则状.对比顶部和底部料浆,孔隙率下降 3.7 个百分点,连通孔隙比下降了 35.53%,孔隙平均配位数减小了 22.73%,孔隙连通性大大降低.本文从细观角度定量表征了微观孔隙结构特征,为矿山充填材料进一步脱水提供理论依据.

    全尾砂压缩床层絮团结构CT扫描孔隙率

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    分级尾砂充填料浆L管实验及阻力特性研究

    汪统科王林奇杨鹏于少峰...
    32-38页
    查看更多>>摘要：管道输送阻力是充填料浆管道输送的一个重要参数,目前普遍采用基于宾汉流变模型推导的白金汉公式进行计算,而管壁滑移效应的影响在该公式中被忽略,导致管道输送阻力的计算产生一定的偏差.因此本文基于L管输送实验,提出了考虑管壁滑移效应影响的充填料浆输送阻力计算方法,采用全面实验设计方案,研究了料浆质量分数、灰砂比和管壁滑移效应对于充填料浆管输阻力的影响.结果表明:管输阻力与质量分数、灰砂比呈正相关,与管壁滑移效应呈负相关.管壁滑移效应通过滑移贡献率来量化,该系数受质量分数的影响较明显,随着质量分数增大逐渐减弱,在质量分数较小时,受灰砂比的影响不明显.通过回归分析,构建了基于管径、流速、质量分数、灰砂比四变量,考虑管壁滑移效应的充填料浆管输阻力数学模型,并进行了工程实践验证.

    充填料浆L管实验管输阻力壁面滑移阻力模型

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    基于NSGA-Ⅱ算法的尾砂动态浓密半工业实验及其多目标优化

    杨莹王国立董立波解志远...
    39-45页
    查看更多>>摘要：尾砂浓密工艺是一种多输入、多输出、高时滞的复杂系统,探究不同因素影响下尾砂浓密多目标优化问题具有重要意义,为推进尾砂浓密工艺的精准控制和智能化发展提供参考.研制了一套尾砂动态浓密半工业智能实验装置,开展了尾砂动态浓密正交实验,考察泥层高度、进料流量和耙架转速对尾砂浓密多目标的影响;结合尾砂动态浓密半工业正交实验结果,建立了底流质量浓度、溢流浊度和耙架扭矩的多元回归模型,利用MATLAB 软件的通讯模块,实现了对尾砂动态浓密半工业实验效果的实时预测;结合矿山对尾砂浓密的实际需求,构建了基于NSGA-Ⅱ算法的尾砂动态浓密多目标优化模型,获得了优化后的尾砂动态浓密参数和浓密效果.研究结果表明:泥层高度和进料流量对尾砂浓密效果具有显著影响,泥层高度是影响浓密效果的最主要因素;尾砂浓密多元回归模型的预测差异在 4.53%以内,模型拟合效果良好;多目标优化后的尾砂动态浓密参数为泥层高度 0.30 m、进料流量 0.91 m3/h、耙架转速 3.80 r/min,优化后的尾砂浓密效果为底流质量浓度 69.57%,溢流浊度 40.41 NTU、耙架扭矩 11.53 N·m.

    尾砂动态浓密半工业实验正交实验方差分析多元回归目标优化

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    地下矿山新型浮箱式膏体充填接顶技术研究及应用

    康国华白龙剑王洪江严庆文...
    46-51页
    查看更多>>摘要：膏体充填后充填体存在一定下沉量和自流坡度角,导致充填接顶效果不佳的问题.为了提升窄长形下向进路式采场的充填接顶效果,避免顶板暴露面积过大而失稳,提出浮箱式点柱接顶技术.分析了浮箱式点柱的承载机理,量化了浮箱尺寸、强度和排间距计算方法.开展现场实验,探究浮箱在高黏度料浆中能否浮起问题.结合该技术在云南某铅锌矿的应用实例,验证了本文提出的设计方法和接顶技术的有效性.结果表明:浮箱可在高黏度料浆中浮起,且部分凸出充填体,对顶板形成有效支撑.采用该技术的实验采场顶板对充填体浮箱的压力约为 0.65 MPa.采用浮箱式点柱接顶技术可以形成充填体-浮箱式点柱共同支护体系,提升顶板稳定性,具有显著的安全效益.

    进路式充填采矿法充填接顶浮箱工业实验

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    巨龙铜矿地应力对大断面巷道稳定性与岩爆倾向性数值模拟

    沙仙武陈才贤李佳建
    52-57页
    查看更多>>摘要：分析矿山深部巷道稳定性及岩爆倾向性对于矿山安全建设具有重要意义.以巨龙铜矿大断面深埋长巷道为研究对象,利用数值模拟手段探究了青藏高原地应力影响下环形排水巷稳定性,分析了巷道掘进后岩爆倾向性.结果表明,环形排水巷道围岩内应力以水平应力为主,最大主应力为 32 MPa,在 16 段排水巷道中,应力主要集中于巷道DE、EF、DG段.巷道围岩水平位移大于垂直位移,环形排水巷道最大位移以M点为中心向四周扩散.GM段、HL段、KN段巷道围岩均发生了较大变形,对于该区域巷道应加强支护.巷道DE、EF、DG段最大弹性应变达到 1.01×105 J/m3,呈现出岩爆倾向,可通过减小开挖进尺削弱岩体局部应力集中.现场监测表明模拟结果可靠.该研究结果为巨龙铜矿环形排水巷施工及地压灾害防控提供了理论参考.

    巨龙铜矿地应力大断面巷道稳定性岩爆倾向性数值模拟

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    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

    王小林李泽琛郭进平刘亚雄...
    58-66页
    查看更多>>摘要：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.

    缓倾斜薄矿体顶板破碎采矿方法设计与优选数值模拟采场跨度

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    不同钙离子沉淀对辉钼矿浮选抑制机理研究

    宛鹤张乾康薛季玮宋学文...
    67-73页
    查看更多>>摘要：辉钼矿浮选矿浆中含有的大量钙离子,可能与SO42-、MoO42-、CO32-、OH-等生成沉淀吸附在辉钼矿表面,不同程度抑制辉钼矿的浮选.溶液化学计算结果表明,矿浆中CaSO4/CaMoO4/CaCO3/Ca(OH)2/出现点分别为pH=1.8/3.8/6.6/13.6,且存在不同程度的相互转化行为.单矿物浮选实验结果显示CaSO4、CaMoO4 对辉钼矿浮选的抑制作用较小,而CaCO3、Ca(OH)2 的抑制作用较大,其中CaMoO4 影响最小,Ca(OH)2 影响最大.接触角测试发现,去离子水/CaMoO4 溶液/CaSO4 溶液/CaCO3 溶液/Ca(OH)2 溶液中辉钼矿"棱"上接触角分别为 89.25°/80.44°/73.31°/62.56°/53.13°,与不同钙离子沉淀对辉钼矿浮选效果影响的规律一致.SEM-EDS结果发现,仅有微量CaMoO4 吸附于辉钼矿"棱",少量CaSO4 吸附于辉钼矿"面",而CaCO3 大量吸附于辉钼矿"面"和"棱".不同钙离子沉淀物在辉钼矿表面吸附行为的差异是导致辉钼矿浮选效果不同的原因,因此,调控辉钼矿浮选矿浆中钙离子沉淀物的类型有利于改善选钼效果.

    辉钼矿浮选钙离子沉淀溶液化学

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    Fe3+对浮钨尾矿中受抑萤石的活化作用及其与方解石浮选分离的影响

    宁江峰曾建红徐寒冰耿亮...
    74-79页
    查看更多>>摘要：白钨矿、萤石和方解石的浮选中,抑制剂的加入往往会增加后续萤石、方解石浮选分离的难度.通过浮选实验、吸附量测试、Zeta电位测量及溶液化学计算,研究了Fe3+对浮钨尾矿中受抑萤石的活化作用及其与方解石浮选分离的影响及机理.单矿物浮选实验结果表明,Fe3+单独添加对方解石的抑制作用远大于萤石.水玻璃单独添加时,两种矿物同时被抑制.在pH为8.0、水玻璃用量为 300 mg/L、油酸钠用量为 1.5×10-4 mol/L的条件下,萤石、方解石浮选回收率分别为 13.49%和 16.83%.水玻璃体系中引入Fe3+,在pH为 8.0、水玻璃用量为 75 mg/L、Fe3+用量为 3×10-4 mol/L、油酸钠用量为 1.5×10-4 mol/L的条件下,萤石、方解石浮选回收率分别为 82.01%和 15.64%,Fe3+的加入提高了水玻璃体系中受抑萤石的可浮性,选择性活化了萤石,机理分析表明,Fe3+更容易在方解石表面发生吸附,阻碍了油酸钠的吸附.水玻璃体系中加入Fe3+后,溶液中Fe3+的水解组分Fe(OH)2+、Fe(OH)4-选择性地与萤石表面水玻璃的水解组分Si(OH)4、SiO(OH)3-发生化学反应,生成Fe+-水玻璃聚合物,使得萤石表面的水玻璃水解组分含量减少,恢复了萤石的可浮性,而Fe+-水玻璃聚合物则较多地在方解石表面发生吸附,更加抑制了方解石的浮选.

    萤石方解石Fe3+活化作用浮选

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