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中国矿业
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月刊

1004-4051

magazine@chinamining.org

010-68332570

100044

北京市西直门北大街45号时代之光名苑2号楼901

中国矿业/Journal China Mining Magazine北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为专业技术性期刊。宣传党和国家有关矿业开发的法规及法律，反映我国矿产勘察与矿业生产建设的科研成果。读者对象矿产勘查与矿山建设方面的专家和工程技术人员、各级领导和管理干部。
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    基于PFC-GBM非均质模型的砂岩裂纹演化细观规律研究

    张国桥孙鹏吴祥业王婧雅...
    158-169页
    查看更多>>摘要：砂岩作为巷道围岩的重要组成部分,其细观损伤特征直接影响巷道围岩岩层稳定性.不同粒径的砂岩其矿物晶体的结构具有较明显的非均质性,为研究砂岩裂纹演化细观规律,综合运用室内试验、数值模拟及理论分析的方法,以现场巷道围岩钻取的三种不同粒径的砂岩试件为研究对象,基于PFC2D软件构建二维等效晶体模型Grain-Based Model(GBM),从细观角度分析非均质砂岩试件破裂过程裂纹演化规律.研究结果表明:砂岩试件颗粒粒径越小,岩石的总接触数量越多且晶间接触占总接触比例越小,单轴加载过程中岩石产生的声发射信号及裂纹内部产生的裂纹数量越多,岩石试件的单轴抗压强度越大且破坏模式越剧烈;三种不同粒径砂岩试件在裂纹演化规律上具有一致性,单轴加载过程中,砂岩内部裂纹演化顺序为晶间拉伸裂纹、晶内拉伸裂纹、晶间剪切裂纹、晶内剪切裂纹;砂岩各矿物晶体内部产生的裂纹数量与矿物含量成正比,与矿物晶体的强度成反比,矿物强度与单位面积裂纹数量系数Kl成反比;砂岩试样破坏时,拉伸裂纹占总裂纹数量的 90%以上,拉伸破坏为砂岩在单轴压缩条件下的主要破坏类型.

    岩石力学矿物晶体模型破坏模式尺寸效应裂纹演化规律

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    基于Kelvin-Voigt模型的黏弹性岩体位移反分析唯一性研究

    张志增周林豪刘晓丽宋丹青...
    170-178页
    查看更多>>摘要：在岩土工程中,准确的岩体力学参数对于工程项目的建设和维护极为重要,相较于现场原位试验、实验室试验、数值模拟等获取参数的方法,岩体位移反分析方法具有方便操作、条件获取难度小、数据准确等特点,而反分析结果的唯一性是位移反分析能否成功的重要影响因素.为了研究位移反分析结果的唯一性问题,使用Laplace变换和蠕变柔量的方法,推导了在圆形巷道中符合Kelvin-Voigt模型的黏弹性岩体的位移解析解,并运用参数可辨识准则研究了已知参数对黏弹性岩体反分析唯一性的影响.研究结果表明,无论在任何条件下,都无法唯一地反演出所有 6个参数,在至少有 2个参数是已知的情况下,才可能唯一地反演出其他参数;地应力分量被唯一反演的概率最大,弹性模量、泊松比和黏滞系数根据控制条件的不同,其可辨识性存在差异,并随着已知参数数量的增加,参数可辨识性也随之增强;地应力是否为 0对反演结果的唯一性有着显著的影响.工程算例表明,研究结果对于岩体参数的反分析计算具有重要的指导意义.

    Kelvin-Voigt模型黏弹性位移解析解位移反分析唯一性

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    上部基坑开挖与内部堆载情况下盾构隧道位移的计算方法

    邱士正韩玉珍王炳华聂小凡...
    179-185页
    查看更多>>摘要：地下结构上方大面积基坑开挖导致地下结构上浮,准确预测上浮变形是合理评估基坑开挖影响的前提条件.本文以既有地铁盾构隧道上方大面积基坑开挖为背景,基于基坑开挖附加荷载分布规律及分层总和法,将盾构隧道受基坑开挖与内部堆载情况下的响应位移分为整体上浮位移、相对上浮位移、堆载再压缩位移及特殊地质附加位移等四个部分,分别提出了隧道上浮位移的理论计算方法.为验证该计算方法,将其应用于南宁某工程的隧道上浮位移估算.计算结果与实测上浮位移的比较表明:大面积开挖导致的地层总体上浮占隧道上浮量的比例最大,而隧道内部堆载措施量在浅层开挖时限制隧道上浮的效果显著;理论计算方法更适用于预测施工完成时稳定阶段的盾构隧道上浮位移,计算结果与工程实测数据较为吻合,误差不超过10%,可为类似工程的设计及施工提供参考.

    基坑开挖盾构隧道内部堆载位移计算分层总和法

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    某石灰岩矿露天台阶爆破设计及安全分析

    余业清
    186-194页
    查看更多>>摘要：为了提高石灰岩矿开采效率,确保爆破安全,以四川省某石灰岩矿为研究背景,基于理论分析和现场经验,确定了台阶爆破方案,并对台阶爆破孔网参数进行了设计.同时,以爆破振动、爆破飞石、爆破冲击波和爆破噪音的安全允许距离为指标,对爆破效果进行了分析评价.研究结果表明:对于 120 mm的炮孔,爆破振动安全允许距离为 30.0 m;爆破冲击波安全允许距离约为 193 m,爆破噪音安全允许距离约为 196.9 m.相比于齐发起爆,毫秒延时起爆可以有效减少爆破飞石的产生,为防止某些炮孔由于与其临近炮孔之间的延时时间差过大而导致飞石加剧,并考虑到岩石的挤压破碎效果,计算确定 40 ms作为各炮孔间的延期时间.此外,预裂爆破可大幅降低爆破振动对露天矿边坡的危害.设计了预裂爆破方案及参数,预裂孔起爆时间早于主爆孔 150 ms起爆.爆破台阶自由面法向应背离公路和民房方向,或者与公路和村庄走向平行,能够有效保护附近构筑物;非爆破开采应该滞后于爆破开采,为爆破开采提供安全遮挡.研究成果为台阶爆破设计与施工提供一定指导.

    台阶爆破石灰岩矿爆破振动预裂爆破安全论证

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    改性固废基多孔颗粒吸附CO2及其解吸抑制煤自燃特性研究

    付文刚关洪峰石勇李娟...
    195-203页
    查看更多>>摘要：煤矿采空区遗煤自燃灾害频发,严重危害矿井安全生产.为了防治采空区遗煤自燃,本文研究了一种胺改性固废多孔材料,并研究了胺改性固废多孔材料的CO2 吸附性能及抑制煤自燃特性.研究结果表明,有机胺改性剂能够成功负载在固废多孔颗粒上,并且在不同有机胺(乙醇胺(MEA)、二乙烯三胺(DETA)、四乙烯五胺(TEPA)、聚乙烯亚胺(PEI))改性多孔颗粒中,四乙烯五胺(TEPA)改性多孔颗粒CO2 吸附性能最好.CO2 吸附实验结果表明,随着改性剂负载量的增大,CO2 吸附量先升高后降低,25℃、1 bar条件下,有机胺负载量为 20 wt%时,吸附量最大达到 119.24 mg/g;改性剂负载量相同时,CO2 吸附量随着温度的升高先增加后降低,70℃时吸附量最高,为 128.97 mg/g.程序升温测试结果显示,相较于添加未吸附CO2的改性颗粒,添加吸附CO2 的改性颗粒后,煤样的交叉点温度升高了 29.2℃,有效降低了煤自燃危险性,温度升高过程中改性颗粒吸附的CO2 能够解吸,降低煤颗粒周围的氧浓度,从而抑制采空区遗煤自燃.本文研究对促进工业固废的高效利用、推动采空区煤自燃灾害高效防控技术的发展具有重要意义.

    固废基材料CO2吸附解吸煤自燃防治多孔材料

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    "高碳高湿"煤气化细渣特性分析及干燥动力学研究

    王常辉王奕博张瀚霖李睿...
    204-211页
    查看更多>>摘要："高碳高湿"煤气化细渣固定碳含量高、干基高位发热量高,但由于其水分高达 70%左右,导致收到基低位发热量低,严重影响其进一步综合利用.宁夏水煤浆炉气化细渣样品灰分为 50.04%,干基高位发热量达到 3 809 cal/g,具有较高利用价值,但该煤气化细渣滤饼水分高达 69.2%,收到基低位发热量仅为 790 cal/g,进一步降低滤饼水分,是有效提高其综合利用效率的关键.该细渣含有SiO2、Fe2O3、CaSi2 等矿物,微观形貌主要由絮状结构、独立球状颗粒、絮状球状混杂结构组成,且絮状结构表面的元素主要为C和O,球状颗粒表面的元素主要为O、C和Fe,同时,形貌观察可知该煤气化细渣孔隙发达,脱水困难.对细渣滤饼样品进行干燥脱水实验,在不同的干燥温度下,干燥速率呈现先增大后逐渐减小的变化规律.干燥动力学模型中,半经验模型相较于半理论模型更能准确描述该煤气化细渣的干燥脱水特性,其中,Page模型拟合效果最为突出,且形式最为简单,拟合得到干燥脱水的动力学方程.

    煤气化细渣脱水微观形貌干燥速率动力学模型

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    立式螺旋搅拌磨机磨矿介质动力学研究

    李洋波何建成王芏卜张明...
    212-220页
    查看更多>>摘要：针对传统单相模拟法在模拟立式螺旋搅拌磨机(以下简称"立磨机")过程中的局限性,如可视化反映特征少、未考虑流体对介质的作用导致仿真精度低等问题.采用一种基于CFD-DEM固液耦合仿真的新方法,用于模拟立磨机湿磨的磨矿过程,该方法能有效提高湿磨仿真的精度.首先建立立磨机的三维模型,以及完成参数标定的流体与介质颗粒,而后利用固液耦合仿真新方法对湿磨条件下磨筒内介质球的运动进行可视化仿真分析.结合室内试验,以主轴扭矩作为仿真精度的评价指标,并定义了一种区域介质球运动速度算法,描述了磨筒内介质球的运动规律,最后对比分析了磨矿过程中介质的法向作用力与切向作用力.研究结果表明:耦合模拟法仿真的轴向扭矩值与试验扭矩值的平均相对误差为 6.98%;结果显示,介质运动的平均速度最大值和最小值分别为 0.164 6 m/s与 0.011 2 m/s,且速度梯度较大的位置位于螺旋搅拌叶片周围区域;介质接触时法向力是切向力的 5倍.由此可知,耦合模拟法相比传统单相模拟法能有效提高仿真精度.螺旋搅拌叶片周围区域因速度梯度大,是矿物能被有效研磨的前提,研磨物质主要受到介质的挤压破碎作用.

    立式螺旋搅拌磨机CFD-DEM耦合模拟法可视化仿真磨矿介质动力学分析

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    江西大吉山钨业钽铌钨选矿厂试生产调试实践

    钟能
    221-227页
    查看更多>>摘要：本文根据大吉山钨业钽铌钨矿原矿工艺矿物学特性及选矿试验,确定了选矿采用阶段磨矿、阶段选别的全物理选矿方式,以及"三段一闭路破碎+洗矿+棒磨+螺旋选矿机+摇床+球磨+螺溜+摇床+磁选+浮选+摇床;矿泥部分为离心机(一粗三精一扫)+浮选脱硫(一粗一精一扫)"工艺流程;介绍了新建钽铌钨选矿厂在空车联动试水、重负荷试车、带料试生产调试等过程,分析了选矿厂设备安装后整个生产调试过程中所遇到的问题及解决方法,总结了试生产调试过程中一些成功的经验和技术措施,特别是针对原设计中存在的问题,在充分论证改造方案的基础上,边调试边生产边改造经验.全流程试生产调试获得钽铌精矿WO3 品位为19.353 0%、Ta2O5 品位 1.006 8%,WO3 回收率 67.66%,Ta2O5 回收率 40.08%的选矿指标,达到了预期的效果.该选矿工艺流程设计及试生产调试的实践经验为全国同类矿山企业提供宝贵经验和示范效果.

    钽铌钨选矿工艺生产调试重选

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    锂矿成矿规律研究的知识图谱分析

    彭晶晶林锴
    228-235页
    查看更多>>摘要：作为全球战略性金属矿产资源,锂矿资源的科学研究、勘查和开发利用是保障国计民生需求的重要基础.随着锂在国民经济生活中的作用日益凸显,近年来我国对锂矿调查研究的投入逐渐加大,随之积累了大量的锂矿科学研究成果.成矿规律研究是矿产资源潜力评价的基础性工作,找到科学的方法对近年来的锂矿成矿规律研究成果进行分析总结,梳理研究脉络和热点,对未来锂矿科学研究工作部署和矿产资源规划等都具有重要意义.本文以全球最大中文数据库CNKI为数据源,抽取和筛选了 1993-2022年与研究主题相关度较高的196篇文献资料作为研究对象,采用科学知识图谱分析技术,绘制研究作者合作图谱、研究机构合作图谱、研究关键词共现网络图谱和聚类图谱、研究主题演进图谱等知识图谱,开展了作者及机构分析、关键词共现分析、主题演进分析等分析研究,对锂矿成矿规律研究现状、研究热点、研究进程进行了科学总结.研究结果表明,锂矿成矿规律研究总体呈逐步上升发展趋势,初步可划分为探索发展阶段(1993-2015年)和快速发展阶段(2016-2022年).在大红柳滩、甲基卡、新疆、湖南、可尔因、赣西北、阿尔泰、东秦岭、九龙等锂矿研究重点区域均开展了大量研究工作,研究内容包括以成矿标志、成矿模式、成矿条件、成矿特征、成矿时代等为重要要素的成矿规律研究,也包括矿产调查、潜力评价、找矿方向的研究.本文方法在锂矿研究成果分析方面快捷高效,可在战略性矿产资源研究成果分析总结和规划部署中推广应用.

    锂矿成矿规律知识图谱关键词共现主题演进

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    太行山区阜平县温泉水化学特征及成因分析

    刘伟朋李胜涛贾小丰岳冬冬...
    236-248页
    查看更多>>摘要：河北省阜平县位于太行山腹地,温泉出露于变质岩地层和变质核杂岩构造区,开展温泉水化学及成因分析,对于变质岩区隆起山地型地热资源的勘查开发具有一定的指导意义.本文基于阜平县自然地理及区域地热地质背景,采用野外调查及采样测试等手段,综合运用水化学及稳定同位素等方法明确了温泉水化学特征和主要离子物质来源,初步推测了温泉的补给来源、深部热源等.阜平县温泉水质总体呈弱碱性,变质岩区温泉水化学类型为SO4-Na型,碳酸盐岩区为HCO3-Ca·Mg型,水化学演化以风化溶解作用为主导,阳离子交换作用为辅.温泉流体中的SO42+、Na+主要来自硫化物和硅酸盐溶解,HCO32-、Ca2+、Mg2+主要来自碳酸盐溶解.研究区温泉的补给水源为大气降水,并具有轻微的 18O漂移现象,补给高程为1 500～2 600 m,推测补给区位于研究区西北部变质岩区和东北部的碳酸盐岩区;研究区温泉样品均达石英理论平衡溶解线,估算热储温度 56.46～133.71℃,循环深度 2 213.0～8 092.3 m;研究区温泉热源主要来自深部幔枝构造、低速高导层及构造热,韧性剪切带和深大断裂作为传热通道,地表热显示主要受控于断裂构造.研究区地热资源属于深循环可再生能源,热储温度达中高温标准,可进一步开展深部地热资源的勘查开发工作,促进当地经济绿色可持续发展,助力阜平县乡村建设.

    太行山区阜平县温泉水化学特征隆起山地型成因分析

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