马来西亚索谷(Sokor)地区位于马来半岛中央金成矿带北段,区内金矿床的赋矿地层为一套二叠—三叠系浅变质火山—沉积岩系。重点对赋矿地层的岩石学微量元素及稀土元素地球化学特征进行了系统分析,结果表明:该套火山岩以高铝、低钛为特征,属于钙碱质岩系;岩石相对富集轻稀土,高场强元素Nb、Ta、Ti,大离子亲石元素Rb、Th等,具有明显的岛弧火山岩特点。变质沉积岩形成构造环境判别结果表明,该套变质火山—沉积岩系形成于活动大陆边缘的岛弧环境。
通过对寨上—马坞地区地质资料的分析,在综合研究地层、岩浆岩和构造等地质条件的基础上,运用证据权重法对岷县寨上—马坞地区开展了成矿预测,圈定成矿远景区12个,其中,Ⅰ级成矿远景区4个,Ⅱ级成矿远景区3个,Ⅲ级成矿远景区5个。经过综合评价,得出该地区找矿效果良好,并提出下一步找矿方向:①教厂坝岩体东北侧找金;②已知金矿深部富金脉型及斑岩型金矿的探索;③已知地表规模较大、金含量较低或显示低温元素组合的破碎蚀变带深部的地质找矿综合评价;④第三系和第四系厚覆盖区下方隐伏和半隐伏金矿的勘查评价。
德兴富家坞斑岩铜矿床是我国露天开采规模最大的斑岩矿床,除含主成矿元素Cu和Mo之外,还共(伴)生Au、Ag 、Re和Co等有益组分。通过对德兴富家坞铜矿床地表采集的地球化学剖面样品进行微量元素和Au、Ag测试发现,Re、Ag在花岗闪长斑岩中的平均含量明显高于千枚岩,而Co、Au平均含量在千枚岩中较高;Re主要赋存于岩体接触带附近,Co主要赋存于斑岩体接触带外侧的中—弱蚀变带,Au主要富集在岩体接触带的外带,Ag在岩体接触带内外两侧均有较高浓集。4组成矿因子对应Cu-Ag-Zn-In、Er-Y-Ce-Pr-Ho-Eu-Gd-Tm-Dy-Y-La-Nd-Tb-Sm-Lu-Re-Mo-Cd-U、Co-Ni和|Au|-W成矿作用。
黔西南赖子山背斜东南缘卡林型金矿(化)区位于扬子准地台西南缘与右江造山带的衔接部位,和著名的烂泥沟超大型金矿产于同一背斜(赖子山背斜)上,是近年来黔西南重点勘查区域。本研究综合利用区域主要地质信息来优选找矿部位,确定找矿靶区,并对其资源量进行预测计算,从而起到指导找矿的作用。重点以成矿远景区地球化学特征研究为基础进行综合信息的成矿预测,结果表明,区域内NE向展布的赖子山背斜及分布在背斜两翼与之平行的对冲式逆冲断层对成矿极为有利。另外,利用土壤地球化学测量方法研究异常元素之间的分异程度及其与金矿化的关系,能够确定有利成矿元素特征。将Au、As、Sb、Hg元素异常与构造特征相结合,可确定元素异常部位及其与金矿化的强弱关系,并结合方解石稀土及C、O同位素拟合的判别函数可初步判定与成矿有关的断裂带特征。将以上与成矿关系密切的因素整理进行资源量计算,结果表明该区卡林型金矿有较大的开采潜力。
在全国老矿山深部找矿项目实施过程中,根据已获得矿山深部勘查成果,以及系统收集的研究区地质勘查和科学研究成果,发现七里坪F60-I金银矿脉的深部又出现了金品位再次升高的趋势。通过研究已知矿体的空间赋存状态、分布规律与成矿特征,分析中深部构造成矿、控矿特征及成矿元素变化规律,基于MapGIS DTM空间数据分析,采用权值等值线进行了矿体空间延伸趋势预测,系统分析了矿体的三维空间状态。参考已有矿体工程验证效果,调整了矿体空间预测方案与验证工程,并获得了良好的深部预测效果,实现了老矿山深部整装勘查找矿的突破,对研究区中深部找矿工程部署乃至整个小秦岭地区深部找矿具有很好的指导意义和示范效应,有效促进了小秦岭地区深部地质找矿工作的工程部署和勘探验证工程的实施。
以山东旧店金矿床中黄铁矿标型为研究对象,通过对黄铁矿的形态、物性、主成分及微量元素等标型特征的研究,认为旧店金矿可分为5个成矿阶段,黄铁矿是每个成矿阶段的贯通性矿物,也是指示金矿的标型矿物,与金矿化有关的黄铁矿晶形主要为八面体、五角十二面体和立方体,黄铁矿晶胞参数在5.4192~5.4197 之间。成矿阶段黄铁矿主化学成分表现为亏S、富Fe的特点,黄铁矿各世代Au、Ag、As、Co、Bi、Cu、Pb和Zn等微量元素在第Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ成矿阶段富集明显,B、Ni和Sb基本没有富集,而Ti则在全过程中呈现亏损状态。通过黄铁矿Co含量判断出旧店金矿床属于低温热液型矿床,稀土元素分析表明轻稀土富集,尤其富集La和Ce,重稀土亏损,轻稀土富集是富矿石的标志之一。
为解决露天转地下矿山最佳露—地同步开采模式选择的技术难题,综合考虑了影响露天—地下同步开采模式的动态、静态、定量和非定量指标,提出了一种基于变权重理论(VWT)和逼近理想解的排序方法(TOPSIS)的综合评价指标体系,对4种候选的露天—地下同步开采模式进行综合评判优选。评判优选过程中,考虑到层次分析法等常规方法确定的常权用以评价各候选方案时可能会导致“状态失衡”的现象,依据变权重理论,根据各因素的组态(各因素的取值状况)的不同,适当调整其权重,以保证各因素的均衡性,进而利用TOPSIS理论计算出各方案的综合优越度,从而确定各开采模式的优越程度。将研究成果应用于石人沟铁矿露天—地下同步开采模式选择,计算得到4种备选方案的综合优越度分别为0.087、0.767、0.898和0.723,从而确定方案Ⅲ为最优方案,其结果与工程实际基本相符,在生产过程中取得了良好的经济、社会和环境效益。
矿山深部资源开采形成的采空区是矿山主要灾源之一,实现其有效数字化管理是矿山安全生产的重要课题。为完善自主研发的采空区三维建模可视化集成系统的功能结构,实现矿山采空区的数字化安全管理,在数据库功能需求分析及采空区信息分类整理的基础上,设计了集成系统采空区信息数据库的功能结构及数据库表结构,以Microsoft Visual Studio 2010为开发工具,运用Visual C++及SQL语言成功实现了数据库平台的构建,并将开发的采空区信息数据库在凡口铅锌矿采空区管理中展开了实际应用。实践表明,采空区信息数据库的开发有效地完善了集成系统的功能结构,初步实现了采空区的数字化管理,为开展采空区周边相关开采工程设计提供了有益借鉴。
在分析3D CAD MineStar软件特点的基础上,结合矿山实际情况,应用AutoCAD软件和三维矿山辅助设计软件MineStar,建立了大尹格庄金矿的三维数字地质实体模型和采矿系统实体模型。三维数字实体模型的建立提高了大尹格庄金矿的信息化、生产智能化和自动化水平,对于建设大尹格庄金矿数字矿山平台,提高探矿和矿量计算的速度与精度、辅助设计和安全管理等具有重要的经济价值和指导意义。
为了得到更为准确的岩体质量评价结果,基于可拓学工程方法,在物元模型理论基础上建立工程岩体质量评价的物元模型。对待评物元的各因素特征赋予切合实际的值域,建立区间与区间的距的计算公式,应用可拓集合的关联函数,建立基于物元和关联函数的工程岩体可拓评价方法。对某矿山主要工程岩体质量进行了评价,得到岩体N1的质量等级为Ⅰ级,岩体N2、N3、N4和N5的质量等级为Ⅱ级,岩体N6的质量等级为Ⅲ级。通过与基于特征值的可拓学理论以及其他岩体质量评价方法所得到的岩体质量评价结果进行比较,验证了基于特征值域的可拓学理论在工程岩体质量评价中的可行性和可靠性。
GNSS包括GPS、GLONASS、GALILEO和BDS四大卫星定位系统,研究发现相比单一的GPS定位系统,GNSS多星系统在定位精度、系统可靠性及安全性方面具有明显优势。在介绍多星座组合导航算法及系统定位原理的基础上,结合中海达V30接收机在控制网设计及控制点位布设方面的灵活性,阐述了GNSS技术在广东省阳山县某矿区控制测量中的实际应用情况。HGO软件在内业数据处理各环节的操作表明,HGO解算的数据成果精度大幅提升,点位平面中误差由原来的16.3 mm提高到4.78 mm。同时,GNSS技术在矿区控制测量中能克服地形复杂及植被覆盖区带来的不利影响,有效提高作业效率,从而达到理论技术指导生产的目的。
在GPS控制测量中,由于各种因素的综合干扰,造成GPS卫星接收机接收的卫星信号减弱,并伴随各种噪声。研究设计了一种新的量子遗传算法,根据数学形态结构元素参数特点初始化量子遗传种群,通过量子交叉、变异以及基于膨胀系数的量子旋转门实现种群的演化进程,进而对卫星信号进行去噪处理并降低基线残差来提高基线解算精度。以武警黄金第十二支队在甘肃阳山金矿采集的GPS数据为基础,采用3种方法对卫星信号进行去噪处理,通过对比发现新的遗传算法能将噪声信号的信噪比由-0.92 dB提高到5.11 dB。
含砷难处理金矿的细菌氧化预处理法具有投资成本较低、反应易控制及适合中小型金矿等优点,但此法空气利用率较低,造成通气量很大,通气动力成本过高。本研究提出了新型的导流式搅拌槽,通过改善通气和搅拌方式,降低通气成本和动力消耗,提高浸出效率。以含砷难处理金精矿为研究对象,采用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(At.f)对其进行生物预氧化搅拌浸出实验。实验对比研究了采用普通搅拌槽和导流式搅拌槽对含砷金精矿生物浸出过程中矿浆pH值、氧化还原电位(Eh)、总铁和总砷浸出率的差异,并对导流式搅拌槽中浸渣进行XRD和SEM分析。结果发现,反应第二天开始导流式搅拌槽中Eh值迅速升高,且最大值为497 mV,脱砷率达到34.86%,浸渣硫脲法提金率为58%。
针对某金矿冶炼厂酸浸浓密机溢流水pH值较低和重金属离子浓度较高的特点,对比研究了膜处理法、离子交换树脂法和硫化沉淀法对黄金冶炼废水中Cu、Cd、Ni等金属离子的去除效果及水样中金回收的可行性。结果表明:使用膜技术处理溢流水时,浊水的金属及非金属离子含量增加了近一倍,但存在过滤速度慢的问题;采用树脂吸附水样中的As、Au效果不理想,其他含量较低的元素采用树脂吸附工艺可以达到较好的效果;硫化沉淀法效果较好,但是需结合充氧和活性炭吸附工段才能充分脱砷。3种工艺相结合可获得经济可行的废水排放及废水回用方案。
脆硫铅锑矿是一种多金属复合硫化矿,一般的选矿技术很难将铅锑分离,常采用冶炼技术使其分离。自20世纪60年代以来,冶金工作者先后研发了多种工艺对铅锑进行分离,其中火法、氯化水解法和硫化钠浸出法等工艺投入了生产使用。随着冶炼技术的迅速发展,现有冶炼工艺不能满足当前需求,其局限性逐步显现。简述了脆硫铅锑矿的主要特点,针对氯化水解法、硫化钠浸出法和火法冶炼脆硫铅锑矿的工艺特点及存在问题,提出富氧强化熔炼法冶炼单铅矿及脆硫铅锑矿与单铅矿混合冶炼的最新工艺,指出今后应加强富氧强化熔炼工艺单独处理脆硫铅锑矿的研发力度。
采用二次王水—二次金还原法进行了高纯金提纯工艺研究。该工艺主要由粗金粉化、王水溶金、赶硝、金还原、金熔炼、废气及废水处理等环节组成。实践表明,采用二次王水—二次金还原法获得的高纯金产品质量稳定,且纯度>99.999%。与电解法、溶剂萃取法相比,该工艺具有流程简单、生产周期短及操作方便等优点,对提高企业竞争力和产品附加值具有重要的意义,值得在黄金矿山推广应用。