胶东型金矿是指产于胶东地区,在同一大地构造背景控制下,由相同的热液成矿作用在断裂构造带的不同部位、不同围岩条件下形成的具有成因相同、形成时代相近的一系列金矿自然类型组合,它不是单一的矿床类型,而是反映构造环境、成矿背景、成矿物质来源与成矿规律的金矿成因系统。胶东型金矿是与壳源重熔形成的层状岩浆岩和壳幔混合型花岗岩有关的金矿床类型的统称,具有独特的成矿条件和成矿作用,涵盖了构造破碎带蚀变交代型、裂隙充填石英脉型、裂隙充填富硫化物石英脉型、层间滑脱拆离带型、构造角砾岩型和碳酸盐岩中裂隙充填蚀变型等胶东所有金矿成因类型,由于成矿时所处构造位置和容矿空间不同而表现为不同金矿类型的集合体。胶东型金矿特征集中体现在3期成矿热事件、3个成矿系列和3期成矿作用上,与金矿关系密切的是玲珑、郭家岭和伟德山3个构造—岩浆热事件,即与胶北地区晚侏罗世玲珑花岗岩有关的钼(钨)—金矿成矿系列、与早白垩世中酸性岩浆有关的金(银)矿成矿系列和与早白垩世中酸性岩浆有关的铜—铅—锌—钼—金矿成矿系列,对应于胶东金矿的早成矿期、主成矿期和叠加成矿期。胶东型金矿表现形式为北东成串、东西成带,断裂是最主要的控矿形式,具有脆性断裂控矿、金矿床等间距性分布和侧伏特征等规律。胶东型金矿具有全新的金矿成因内涵,它反映的既有矿床类型的组合又有成因特征的鲜明特色,是对金矿成矿理论的提升和升华。
维拉斯托锡多金属矿床产于大兴安岭多金属成矿省南段,是近年来在中国北方发现的规模最大的以锡为主的斑岩型矿床。通过系统梳理和归纳维拉斯托锡多金属矿床区域构造背景、地质特征、矿床和矿脉展布特征,重点论证了锡多金属矿化与矿田范围内的时空格架,初步总结了找矿勘查模式。野外地质勘查及研究表明:锡多金属主要构成“地下室+楼阁”样式,即深部是以锡—锌—铷—铌—钽等成矿元素为主体的强云英岩化、天河石化石英斑岩型矿体;中部产出以锡—铜—锌成矿元素为主的隐爆角砾岩型矿(化)体;浅部为石英脉型锡—钨—锌—铜—钼—银脉型、网脉型矿体,具有叠加成矿的特征。根据找矿勘查经验,其构造—岩浆控矿明显,特征性的矿化蚀变和物化探异常是找矿的主要标志,也为在兴蒙造山带寻找同类型矿床提供了有益的启示。
槐树坪金矿是近年来在熊耳山地区发现的由缓倾斜断裂控矿的大型蚀变岩型金矿,主矿体赋存于中元古界熊耳群鸡蛋坪组的层间滑脱缓倾斜断裂中,深入研究缓倾斜金矿体特征对确定该区下一步找矿方向,以及在熊耳山地区寻找同类型金矿床具有重要的指导意义。结合野外地质调查和室内研究,对槐树坪缓倾斜金矿体特征及岩石地球化学特征进行了深入研究,结果表明:缓倾斜矿体在剖面上呈舒缓波状的薄脉形态,沿走向、倾向相对稳定;矿体厚度、品位变化较稳定,矿化蚀变以黄铁矿化、硅化和钾化为主;Au元素与Bi、Ag元素显著相关,金矿体原生晕轴向分带特征明显,前缘晕与尾晕元素叠加共存,呈现出“反分带”现象,说明矿体向深部仍有一定的延伸。缓倾斜层间滑脱断裂是槐树坪矿区最重要的含矿容矿构造,控制着金矿体的产出形态、产状及矿化富集区,综合分析认为沿缓倾斜矿体走向及倾向是找矿的主要方向。
白云金矿是辽东青城子矿田的一处大型金矿床,矿体赋存于辽河群盖县组碎屑岩中,受白云EW向断裂控制。构建矿床地球化学异常分带模型,总结找矿预测标志,有助于开展深部及矿区外围的找矿预测。通过对白云金矿床不同中段微量元素与烃类组分的含量变化及其在矿体周围的异常展布特征和富集规律进行分析总结,得出该矿床原生晕分带序列为:Hg、烃类(前缘晕)→As、Sb(矿头晕)→Au、Ag、Cu、Pb、Zn(近矿晕)→Co、Ni、Mo、Bi、Mn(尾晕)。研究表明,白云金矿床向深部仍有一定的找矿空间,矿床地球化学异常分带模型对区域上寻找同类型矿床具有一定的参考价值。
三官庙—韭菜沟地区处于秦岭造山带南秦岭北部逆冲推覆构造带内,钠长岩(脉)广泛发育,已发现多处金矿床(体),以三官庙金矿床和韭菜沟金矿床为典型代表。区内钠长岩包括脉型和岩株型,分别集中分布于区内东、西段;岩石类型有石英钠长岩、钠长角砾岩和交代钠长岩3种。论述了区内钠长岩及金矿床(体)地质特征,对钠长岩与金成矿作用的关系进行了探讨,认为在钠长岩形成过程中,形成以交代钠长岩为赋矿岩石的“韭菜沟式”金矿床,在钠长岩围岩地层的断裂系统中形成“三官庙式”金矿床,二者均是与钠长岩有关的同一成矿系列中的不同金矿类型。对矿区找矿方向进行了论述,提出矿区内叠加“中、大比例尺化探异常—含矿(特殊)地质体—控矿因素”等综合信息的找矿思路。
钠长岩|金矿床|地质特征|找矿前景|三官庙—韭菜沟
地质找矿是一项技术密集型工作,探索性非常强。“智慧勘查”注重应用新技术、新方法和新装备,能够实现数据挖掘、知识发现,进一步解放生产力。“地质+”是集成了可视化数字地勘、移动式野外GIS、结合实际应用的编程技术以及互联网虚拟现实等技术的多元化勘查技术手段。山东省莱州市南吕—欣木勘查项目运用这些综合手段多元驱动“智慧勘查”,初步实现“地质+”综合手段在“智慧勘查”的应用,大大提高了找矿工作效率,加快了矿床发现的进程。随着技术不断发展,“地质+”多元化勘查技术手段将更加丰富,智慧勘查的应用前景将更加宽广。
为了快速有效地预测矿井涌水量,并进一步提高预测的准确性,在分析矿井涌水量影响因素的基础上,提出一种将主成分分析法(PCA)、遗传算法(GA)与极限学习机(ELM)相结合的矿井涌水量预测新方法。根据矿井涌水实例数据,综合选取9个主要因素作为矿井涌水量的预测指标,通过PCA对数据进行降维预处理,并针对ELM算法的不足,结合GA算法对其进行优化训练,建立矿井涌水量预测的PCA-GA-ELM模型。对模型进行训练及检验,并将PCA-GA-ELM模型与GA-ELM模型、单一ELM模型的预测结果进行对比分析,其预测结果与实际情况更吻合。该模型预测效果优于GA-ELM模型和ELM模型,可对矿井涌水量进行更准确有效的预测,提供科学的参考依据,指导矿山生产。
为研究无线传感器网络信号在矿井巷道中的传播特性,解决无线传感器节点在巷道中合理布设等问题,采用CC2420、CC1020和CC1100 3种无线射频芯片,设计出分别在2.4 GHz、780 MHz和433 MHz频段工作的无线传感器节点,并选用某矿井作为试验环境,采用3种不同的发射功率(15,5,-5 dBm)对节点在矿井巷道中的接收信号强度(RSSI)和丢包率(PLR)进行了测试分析。试验结果表明,3种不同频段的无线传感器节点的接收信号强度值均随着收发距离的增大而减小,且信号的衰减符合对数模型。通过仿真发现,布设的节点采用15 dBm和5 dBm 2种发射功率时,无线信号基本覆盖了所有巷道,能满足矿井的数据通信需求。若考虑节点的功耗,优先选择5 dBm发射功率;若考虑无线通信距离和质量,优先选择15 dBm发射功率。因此,在矿井巷道环境中应用无线传感器网络时,780 MHz频段的传输性能最佳,发射功率可根据实际情况进行选择。
为了探讨动载荷作用下的节理闭合变形性质,用水泥砂浆制作出含节理的人工试样,并采用SHPB装置对具有不同分形(JRC)的含节理试样进行不同加载率作用下的冲击试验,获得了不同加载率下具有不同Barton标准 JRC值的节理动态闭合变形曲线。冲击后试样及其结果分析显示:随着加载率的增加,碎裂的块数明显增加,表现出较强的加载率相关性;节理闭合变形曲线的变化趋势基本不受加载率的影响,节理变形量δ均随着应力σ的增大而增大。在加载速率相同的情况下,不同节理形貌试样的节理法向变形量存在较大差异;具有相同节理的试样在不同加载率作用下的闭合变形曲线也是显著不同的;无论加载率多大,δ和σ之间均具有很强的指数关系,可用统一的公式表达。该研究成果为进一步开展动载荷作用下节理闭合变形本构方程研究提供了试验基础。
为研究粗骨料对充填体应力—应变关系的影响,在RMT-150C岩石力学试验系统上对4组不同粗骨料取代率充填体试件进行单轴压缩试验。结果表明:粗骨料对充填体应力应变、弹性模量等物理参数均有较大影响;适量骨料可显著提升充填体强度,同时保证了充填体对变形能的吸收能力,表明其内部结构是材料及配比之外对峰值强度产生较大影响的又一关键性因素,可为矿山充填料制备与充填方案选取提供参考;4组试件峰值点损伤值分别为0.28,0.33,0.26,0.30,骨料含量为20%的充填体峰值强度最大,损伤程度也最大;对比理论与试验曲线,发现基于损伤力学的本构模型对含骨料充填体峰前阶段应力应变及损伤的描述是准确的。
稳定的采场是金属矿山深部安全开采的关键。针对云南某矿的工程地质条件和矿体赋存特征,采用Mathew法对采场极限暴露面积进行理论计算,得到采场长度为30 m和40 m时,采场极限暴露面积分别为600 m2和684 m2,运用2种数值建模法对理论计算结果进行模拟验证,模拟结果表明采场极限暴露面积介于600~700 m2之间。研究结果表明,结合理论计算和数值模拟方法,能够在保障矿山安全开采的情况下合理确定最优采场结构参数。对2种数值建模模拟法进行对比可知,与常规建模数值模拟法相比,简化建模数值模拟法表现出明显的优势。
针对采空区激光扫描数据过滤效果受参数取值影响的问题,在弦高比法作为异常点判断依据的基础上,提出基于局部搜索—模拟退火的点云数据进行过滤计算的优化方法。工程验证结果表明,该优化方法与传统弦高比法相比能更有效地去除异常点,降低过滤效果对初始阀值的依赖性,不需要任何参数的先验信息。对优化数据进行三维建模后保留了采空区的完整性,并对采空区形状等进行优化,实现了采空区三维建模的准确性,为采空区点云过滤提供了优化算法。
在概述微波辐照技术用于矿业工程现状的基础上,阐述微波辐照的介电损耗机理和特性,着重评述微波辐照技术在辅助破碎、浸出、焙烧、干燥、加热还原和除杂等矿业领域中的最新进展。将微波辐照技术应用于传统矿业工艺过程中,具有良好的经济价值和潜在的工业化前景。分析了当前微波辐照技术应用于矿业亟需解决的问题,并展望了今后的研究方向,特别是微波与物料间相互作用理论、微波辐照工艺与设备、微波辐照技术在水处理和土壤修复的应用等方面。
以半自磨机排出的顽石作为磨矿介质,考察了顽石自磨磨损规律及其自磨产品粒度分布和顽石磨矿时顽石磨损规律及其磨矿产品粒度分布。结果表明:在不同的自磨磨矿时间、充填率和磨矿浓度下,顽石自磨损后产生的磨矿细度均在-0.125 mm以下;顽石作为磨矿介质时,在充填率为50%,浓度为60%,磨矿时间为19 min,入磨矿样为500 g的磨矿条件下,能获得-45 μm含量为60%的磨矿产品,其中新生-45 μm含量为18%左右;与钢球磨矿时矿物表面被大量的铁絮状物覆盖而遭到严重腐蚀相比,顽石磨矿时颗粒表面有少量絮状物,没有腐蚀带,矿物的轮廓平整、干净。顽石是一种细磨过程较为理想的磨矿介质。