为确定冬瓜山铜矿深井盘区隔离矿柱合理的采场参数和回采顺序以提高其开采安全性,针对传统方法中未考虑属性间交互作用和只进行静态分析的不足,基于λ模糊测度和Choquet积分构建了动态综合评价法,提出了选择回采方案的新思路。结合冬瓜山铜矿52#隔离矿柱的工程实际,提出4种回采方案,选取侧壁最大主应力、端壁最大主应力、侧壁最大水平位移、顶板最大垂直位移和塑性区体积作为评价指标。利用MIDAS/GTS与FLAC3D耦合建模获取初始数据,得到交互度为-0.99,-0.5,0,1,10时各方案的综合优越度,通过对比确定从厚至薄回采,从G1到G7各回采单元的长度依次为36,34,34,52,70,70,70 m,端壁和侧壁预留2~4 m厚矿柱,采一充一的回采方式为最优回采方案。
为减少地下资源损失、增加矿山经济效益、提高生产环境的安全性,矿山“三下”开采越来越受到重视。以金口岭矿段“三下”矿体实际开采为工程背景,利用有限差分软件FLAC3D建立矿山开采数值模型,研究分段空场嗣后充填采矿法的采场结构参数对采场围岩稳定性及地表变形的影响。研究结果显示,盘区长度太大而顶柱厚度和间柱宽度太小,不利于维持采场稳定和控制地表变形。综合考虑分析结果、矿山实际及经济合理性,得出最佳结构参数:盘区长度为60 m,顶柱厚度为7 m,间柱宽度为8 m,该参数既能维持采场围岩稳定,又能控制地表变形,为类似矿山开采提供一定的参考意义。
为了从设计层面上高效地进行采矿设计,快速计算多方案下的出矿量、损失量、出矿品位和金属量等综合经济指标,借助矿业软件——DIMINE平台进行采矿多方案优化研究,开发了采矿单元布置优化设计插件,改善传统二维布置的局限性和单一性,可根据需要简单、快速地进行采矿单元的多方案布置,一键化计算出各经济技术指标。应用该插件对凤台山Ⅰ号矿体进行实例研究,对采区进行系统性优化设计,实现了采矿单元布置多方案的快速制定和各经济技术指标的一键导出和快速出表。研究结果表明,采矿单元布置多方案优化设计的实现能够给矿山生产带来显著的经济效益。
爬奔(Phapon)金矿位于中国“三江”成矿带南延琅勃拉邦岛弧带中段,矿体赋存于石炭系—下二叠统海相碳酸盐岩地层中,受构造控制明显。矿石中金属矿物少见,脉石矿物以方解石为主,属于少硫化物型中—低温热液矿床。通过野外地质调查,并结合前人成果,对区域和矿区构造控矿作用进行了系统分析。研究表明,NE向琅勃拉邦断裂带控制着区域构造格架;次级韧—脆性剪切带(F5)控制着区域地层、矿化蚀变及化探异常分带;次级韧性剪切带(F1和F2)控制着赋矿地层及金矿带的分布;衍生构造NNW向张扭断裂控制矿化蚀变分带、金矿体定位及矿体形态,构造交会部位是成矿有利位置。构造是爬奔金区内重要的找矿标志,结合地层、矿化蚀变等标志,有助于指导外围找矿工作。
哈图金矿带是新疆最大的金矿集带,但其总体构造特征、成矿规律和找矿方向尚不明晰。为查明该矿带的总体构造特征,确定今后的找矿方向,从区分成矿期构造和成矿后构造的思路出发,对区内各主要断裂进行了详细的研究和分析。原认为属于所谓“成矿或控矿”断裂的哈图、安齐和达尔布特大断层均应属于成矿后断层,并截切、错移了相对早期形成的哈图金矿带,从而使其复杂化。而真正的“成矿构造”乃系一个走向NEE、倾向NNW,总体上呈上宽下窄的大楔状体。该楔状体被哈图、安齐大断层截断和错移,形成了一个走向NEE、倾向NNW的叠瓦状构造。在此基础上,提出今后的找矿方向:中部以齐Ⅰ矿区为中心,处于楔状体的中心部位,矿体厚度大品位高,找矿和采矿前景最好;南部达尔布特矿带(东部地区)处于楔状体最上部,矿脉呈分散的中小型,但数量较多,应以寻找中小型矿为主;北部哈图矿带处于楔状体的最下部,矿脉少、薄且贫,找矿前景最差。
槐树坪金矿是豫西熊耳山—外方山地区新发现的一处大型金矿床,矿体赋存于熊耳群鸡蛋坪组上段中酸性火山岩中,产状与安山质围岩大体一致。查明矿床原生晕分带规律,将有助于指导深部找矿并预测成矿远景。通过对槐树坪金矿主矿体化探样品进行多元统计分析和原生晕分带序列计算,得出主矿体K23的原生晕分带序列由上至下为Cu-Mo-Au-Bi-Pb-Hg-W-As-Ag-Sb-Zn,出现头晕、尾晕元素叠加现象,分带序列具有“反(向)分带”特征,推测深部存在盲矿体的可能性较大;K24矿体由数个尖灭再现的同阶段小矿体构成,矿体的原生晕分带序列由上至下为Sb-Au-Ag-Bi-Mo-Hg-As-Pb-Cu-W-Zn,原生晕元素叠加现象不明显,构成一个相对完整的轴向正常分带。研究表明,槐树坪金矿床向深部仍有一定的找矿空间,主矿体原生晕分带序列对区域上寻找同类型矿床具有一定的参考价值。
根据岩层能干性特征,五圩矿集区整体结构为两“强”夹一“弱”的 “三明治”岩层结构,以箭猪坡最为典型,赋矿层位为弱能干性泥岩层。通过对箭猪坡矿床脉状矿体构式和平面、剖面矿脉展布特征的观察和分析,判断矿体形成于印支早期脆—韧性逆冲剪切带中,矿脉呈雁列状向深部倾伏,之后受印支晚期断展褶皱和燕山期SN向褶皱叠加、改造,最终使矿脉走向为NNW、剖面呈正“八”字形分布。矿脉直接受脆—韧性逆冲剪切带分布范围的控制。由此推断,具备“三明治”岩层结构的丹池成矿带内,在中间的泥岩层内均可能赋存脆—韧性剪切带控制的脉状矿体。
嵩山是新太古代TTG岩石出露的典型地区之一,新太古代马庄TTG岩石分布于嵩山地区马庄一带,岩体呈灰白色,具有中粒花岗结构,片麻状构造,局部发育条带状构造。岩石地球化学研究表明,马庄TTG岩石富Na2O(4.34%~6.49%)和SiO2(>69.24%),贫铁、镁,Na2O/K2O比值较高(2.0~3.2),Al2O3含量为14.35%~17.68%,平均值为16.51%(>15%),显示弱过铝质TTG片麻岩的特征。微量元素分析显示,马庄TTG岩石稀土总量为11.57×10-6~30.94×10-6,轻重稀土强烈分异,重稀土亏损,Eu具有强烈正异常,具有高Sr、Sr/Y比值,低Cr、Yb、Y,与新生代高硅埃达克岩地球化学特征相似。由微量元素地球化学环境判别图解可知,马庄TTG岩石形成环境与岛弧火山岩相似。由此推断,马庄TTG岩体是在高压环境下由低角度俯冲的含水玄武质洋壳部分熔融而成的。
为将当前有关成矿预测的海量信息科学地组织起来,提高成矿预测的可靠性,降低矿产勘探风险,本文以成矿系统为框架、以成矿预测为主线,总结了成矿预测的各要素,并将其融合在物质场、能量场和信息场的概念中,据此对各个场的组成、结构及属性进行分析,提出物质场—能量场—信息场综合成矿预测模型。以广西大瑶山西侧多金属—重晶石矿成矿预测为实例,对综合预测模型进行评价分析。将成矿系统内的物质、能量与成矿预测中的信息关联起来,提出“场”的概念,希望起到抛砖引玉的作用。
金山金矿位于胶东中部的栖霞—蓬莱成矿带南部地段,属于受构造控制的破碎带蚀变岩型金矿床,是该地区近年来找矿取得较大突破的矿区之一,已经达到中型金矿床规模,总结该区成矿特征和成矿规律有助于进一步开展地质勘查工作。结合前人研究资料和最新探矿成果,对该区金矿床地质特征进行系统梳理,初步探讨了矿床成因;利用矿区多元素地球化学数据,使用聚类分析方法,对该区元素相关性进行了分析讨论,同时对该区钻孔及剖面的原生晕轴向分带进行了总结评价。结合区域及野外地质事实,初步建立了金山一带找矿地质、地球化学模型,同时,对该区金成矿及下一步找矿方向进行了分析预测。
松散介质下水平矿柱的进路充填回采,顶板厚度与接顶面积是影响进路顶板稳定的关键因素,为解决这些因素带来的安全隐患,实现最大矿量回收,以凤凰山铜矿-240 m水平矿柱为相似原型,利用相似材料模型试验方法,研究了水平矿柱在群桩梁、单纯梁和拱梁3种结构下回采时进路顶板的破坏方式和变形变化规律。试验结果显示3种结构顶板临界安全厚度为纯梁最厚、群桩梁次之、拱梁最薄,纯梁与群柱梁顶板失稳最终模式均为两侧剪断下沉,拱梁结构为中间对折破坏,表明采用有效的失稳控制技术可提高进路顶板稳定性,并得出加速蠕变变形阶段为顶板失稳破坏阶段,最终提出群桩—拱梁联合应用的顶板失稳控制技术。
地质模型的精确性是露天矿边坡稳定性数值分析可靠性的决定因素。针对地质体间相互交叉、穿切的复杂性和无规律性,研究了基于非均匀有理B样条NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)的自由曲面生成技术。以矿山普遍采用的二维地质勘探剖面图为基础数据,通过对其进行矢量化处理提取出岩土体边界离散点信息,建立起NURBS三维地质体分界曲面,据此以MIDAS软件为平台制定了边坡工程复杂地质结构三维可视化及数值模型构建方案,并选取江西城门山露天矿边坡工程进行了应用实践。结果表明,运用该技术构建复杂边坡地质体模型,方法简单可靠,可极大提高模型的精度和建模效率,不仅使复杂地质体得以形象再现,同时可为边坡稳定性分析提供可靠的有限元数值计算模型。
针对某金矿MQG3660格子型球磨机球荷组成不合理的问题,提出了相应的优化措施。运用球径半理论公式精确计算球径,并对不同球荷进行磨矿对比试验,最终确定了MQG3660格子型球磨机最佳初装球荷尺寸组成(m(Φ80)∶m(Φ70)∶m(Φ60)∶m(Φ40)=10∶20∶30∶40)及补加球荷尺寸组成(m(Φ80)∶m(Φ70)∶m(Φ60)=30∶30∶40)。工业试验结果表明,磨机球荷特性优化后,磨机处理量提高了3.36 t/h,球耗与电耗分别降低了15.57%和9.85%,实现了通过优化球荷特性达到增产、节能及降耗的目的。
为提高地下矿运输效率,必须对电机车的运行路线以及行驶距离等因素进行综合分析。在考虑每个班次运输任务的前提下,提出了一种以总运量和总运输距离为优化目标的多目标运输路径优化模型。NSGA-II是一种常用的解决多目标优化问题的算法,将其应用于地下矿运输路径的优化,并使用MATLAB软件对求解过程进行仿真。结果表明,利用该方法可以快速地求解出最佳的运输路径,为矿山运输路线的编排提供依据和保证。以云南某铜矿山为例,在最佳运输路径时,总运量为1 348.4 t·km,运输距离为2 995.7 m。
矿山设备选型对地下金属矿山的生产能力与经济效益有着重要的影响,实现矿山设备的最优组合是矿山高效生产的重要课题。为追寻批量系统化采、装、运设备协同工作的最优决策,根据矿山生产条件,以富裕系数为纲,借鉴统筹处理思想,创新性使用Analytica软件中贝叶斯图型与内核优化判断模块以及耦合静态系统运筹算法与突变理论,将高精度单点解算问题推向交叉模糊型求解域,进而交融多维评选机制,对具体矿山的设备选型进行建模与分析,得到相应的适合工程现状与投资规模的设备优选结果。同时结合实际验算适用性,初步实现矿山设备系统云平台优选,为矿山大数据多学科系统择优判定提供新理念。
闪速浮选工艺能够显著提升大比重矿物和嵌布粒度不均匀有色金属硫化矿石的金属回收率,可有效减少有用矿物的过磨问题,提高浮选速度,同时所消耗的浮选药剂相对较少,因此其生产能力优于常规浮选机。为解决甘肃某金矿选矿厂面临的矿石性质变化及矿石过粉碎现象严重造成金属流失等问题,采用闪速浮选技术对现有浮选工艺进行流程改造,在不影响生产的前提下提高矿石处理量120 t/d,提高金属矿石回收率4.61%,矿山技术指标和经济效益显著提升,值得类似矿山借鉴参考。