2018年, 第26卷, 第3期　
刊出日期：2018-06-30

  

矿产勘查与资源评价

采选技术与矿山管理

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矿产勘查与资源评价
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  滇东南老君山矿集区三保锰银矿床碳氧同位素特征及其意义

  杜胜江, 温汉捷, 秦朝建, 卢树藩, 燕永锋, 杨光树

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 261-269. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.261

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  对三保锰银矿床进行了系统的碳氧同位素及电子探针研究，发现矿石中的菱锰矿和共生方解石的碳同位素值均偏负，氧同位素值为正，而围岩的碳同位素组成在零值附近。研究结果表明：三保锰银矿床的碳可能主要来自地幔源或深部岩浆系统，但是其碳同位素组成并没有完全落在深部地幔δ13C的范围，暗示着成矿流体中的碳除了主要来源于深部系统之外，还加入了部分大气降水循环淋滤围岩中的碳。该矿床的矿体展布形态以似层状、透镜状和囊状为主，而并非规则层状。另外，微区矿物学还发现矿石中还有少量的典型岩浆型副矿物，如锆石和金红石等。上述研究结果表明，该矿床应属于热液成因，而非一般的海相沉积型。该研究成果不仅阐述了锰银矿床的稳定碳氧同位素特征，而且有助于深化对矿床成因的认识，丰富找矿信息，从而提高找矿效果。
  
  
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  南秦岭汉阴县长沟金矿床三维模型与定位预测

  杨龙伟, 杨兴科, 高雅宁, 何虎军, 褚娜娜, 张正民

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 270-278. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.270

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  分析了采用传统地质信息表达方法存在的缺陷及开展三维立体地质填图的意义，通过对钻孔、地形和勘探线剖面等资料的综合研究，首次运用Surpac软件建立了陕南汉阴县长沟金矿床的三维可视化模型，直观地显示了地形、构造及矿体的空间展布规律。综合地质研究和三维模型特征分析结果表明：长沟金矿是一个受产于志留系区域变形变质岩中的近EW-NWW向脆—韧性剪切带DSZ3及其旁侧次级断裂破碎带控制的金矿床，含金矿化脉体主要沿S2面理分布，矿区西部的有利找矿方向应为南西区域、呈NW走向斜列的矿体沿NWW 285°~310°方向的更深部位。基于Surpac软件的三维可视化地质模型的建立和定位预测结果，对长沟金矿以及外围找矿勘查工作具有重要参考价值。
  
  
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  山东牟平阎家疃金矿床地质特征及成因探讨

  张琪彬, 张朋, 徐忠华, 刘向东, 张亮亮, 王斌, 王珊珊

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 279-288. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.279

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  阎家疃金矿床位于胶东三大金成矿带中的牟平—乳山金成矿带，是鹊山岩体中受小规模SN、NNE向断裂控制的破碎带蚀变岩型和硫化物石英脉型复合型金矿床。通过矿相学和电子探针分析，对阎家疃金矿床矿石金属矿物特征和金矿物赋存状态进行研究，确定了金属矿物的共生组合及其生成顺序。发现金矿物大部分为粒径＜0.074 mm的中细粒金，赋存状态以粒间金为主，包裹金次之。金矿物的成色高于牟平—乳山金成矿带内的其他金矿床，且富含Bi，认为阎家疃金矿床成矿深度为中深部。在总结区域成矿地质背景和矿床地质特征的基础上，通过类比区内金矿床成矿年龄来探讨矿床成因，初步认为早白垩世胶东地区岩石圈大规模拆沉、壳幔强烈相互作用，俯冲板片变质脱水形成大量成矿流体，活化前寒武纪变质基底岩石中的金等成矿物质，含金流体沿金牛山断裂运移，在NNE和SN向断裂交会处，破碎程度高、孔隙度大的位置沉淀成矿。
  
  
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  青海献礼山地区1/5万水系沉积物地球化学特征及其地质意义

  唐卫东, 马庆, 王郅睿

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 289-296. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.289

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  献礼山地区隶属于巴颜喀拉造山带，具有优越的构造成矿环境和丰富的成矿物质来源。研究区草皮覆盖较严重，水系沉积物地球化学是开展矿产调查的有效手段。采用分形分布、因子分析和R型聚类分析等方法，详细研究了区内1/5万水系沉积物中各元素的分布特征和组合特征，并结合区内成矿事实，取得了以下认识：①在研究区共圈定出7处综合异常，主异常元素为Sb和Au，伴生元素以As、Au、Ag和Hg等为主；②结合区内各元素地球化学特征及成矿事实，确定区内主攻矿种为锑和金，为下一步矿产勘查工作指明了方向；③研究区成矿作用以中低温热液成矿为主导，并经历了多期次的叠加和改造。
  
  
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  基于随机响应面法的金鸡岭岩质边坡可靠度分析及抽样方法对比

  盛建龙, 翟明洋

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 297-304. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.297

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  结合有限元滑面应力法和Hermite随机响应面法建立了金鸡岭岩质边坡稳定可靠度非侵入式分析模型，在此基础上研究了均匀设计抽样、LHS抽样、改进LHS抽样和分层抽样4种抽样配点方法对随机响应面的拟合精度、边坡失效概率及安全系数统计特征的影响。结果表明：（1）金鸡岭岩质边坡未支护状态下的失效概率约为18.4%，失稳风险较大，需采取支护加固措施；（2）改进LHS抽样和LHS抽样所构造的随机响应面具有较好的拟合精度，抽样配点效果优于分层抽样和均匀设计抽样；（3）建议边坡可靠度非侵入式随机分析采用改进LHS抽样或LHS抽样进行随机响应面的抽样配点计算，并尽可能多地选取样本点以外的验算点对随机响应面拟合精度进行校验。

  
采选技术与矿山管理
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  APAM对全尾砂胶结充填体早期强度影响研究

  王新民, 赵茂阳, 荣帅, 王浩, 张云海

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 305-311. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.305

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  为探究阴离子型聚丙烯酰胺（APAM）对全尾砂胶结充填体早期强度的影响，采用动态浓密实验装置向全尾砂浆中添加不同单耗和相对分子量的APAM，将所得底流制备成质量浓度为70%、72%、74%，灰砂比为1∶4和1∶8的胶结充填体试块并进行7d抗压强度测试，并借助扫描电镜（SEM）对充填体微观结构进行观察分析。结果表明：APAM对充填体早期强度具有一定的影响，当灰砂比越小、料浆质量浓度越高时，APAM相对分子量越大，对充填体强度影响越大，强度降低越显著；充填体强度随APAM单耗增加先增大后减小；SEM结果表明，APAM引入封闭气孔到充填体中，但适量的APAM能够促进水泥水化反应的进行，充填体内部水化产物黏结更紧密，使充填体早期强度增加；在实验范围内，APAM的最佳单耗为5 g/t。
  
  
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  基于Fuzzy-AHP的采矿方法优选辅助系统开发与应用

  王卫华, 戴怡文, 李坤, 唐修, 刘田

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 312-317. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.312

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  采矿方法选择是矿山生产设计中的重要环节，如何便捷地优选采矿方法是矿山设计人员一直关心的问题。将采矿方法优选视为一个多目标模糊优化问题，运用模糊综合理论与层次分析法，建立了采矿方法优选的Fuzzy-AHP模型。然后，运用VB编程，开发了一套具有数据存储功能、运算便捷、操作简单和可视化程度高的计算机辅助优选系统。最后应用该系统对某硫铁矿采矿方法进行了优选，取得了良好的工程效果。实践表明，该系统为矿山采矿方法优选提供了一套可靠性高的辅助决策工具。
  
  
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  基于改进最大流最小割算法的露天境界优化及应用

  贾明涛, 涂小腾, 任助理, 陈鑫, 宋华强

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 318-324. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.318

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  最终境界对露天矿开采效益至关重要，而求解速度慢且结果不准确是最大流最小割算法在露天矿境界优化中的一个固有缺陷。对已有最大流最小割算法进行改进，以净现值（NPV）最大为目标，首先以最大几何境界内的价值块构造有向网络图，通过聚合网络图节点减少弧的复杂度，并在残留网络中对负价值节点增加开采约束，以保证得到的最小割集中正价值块受到负价值块的约束，最终通过C++编程实现该算法对露天矿进行境界优化。经实例验证，该方法科学可行，克服了原算法求解速度慢且结果不准确的弊端，且求解效率提高了近600 s，该算法具有理论上的优越性和实用性。
  
  
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  基于区域性微震活动的深部采场稳定性分析

  吴昊, 陈炳瑞, 池秀文, 王搏, 徐世达, 姜洪波

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 325-333. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.325

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  红透山铜矿是我国开采深度最大的金属矿山之一，地压问题突出。为分析深部采场稳定性和预防围岩破坏，在红透山铜矿-707中段47采场建立了中科微震高精度微震监测系统，经人工爆破检验，在采场多空区条件下系统定位精度满足矿山生产要求。实时监测结果表明：（1）采场围岩应力调整较快，大型爆破后未发生微震活动明显增加的情况，小爆破和出矿活动等现场作业与微震活动具有正相关性；（2）47采场开采过程中微震活跃区主要位于3502川、出矿口、-707主巷道和采场内部靠近通风井2等附近，现场踏勘发现，前3个区域在不同程度上存在明显的动力型破坏情况，与监测结果相符；（3）按区域进行围岩稳定性分析，有利于探究微震活动与大型爆破、小爆破和出矿活动等现场作业的关系，分析围岩破坏主导因素。
  
  
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  河南某难选低品位微细粒金红石选矿试验研究

  石贵明, 周意超, 李明

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 334-341. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.334

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  对河南省某低品位难选细粒金红石与钛铁矿进行了矿物学及分选试验研究。矿石中金红石与钛铁矿均有回收利用价值，金红石矿物呈他形、半自形柱状，多以集合体形式沿脉石矿物的片理方向排列分布，钛铁矿连生体呈细小的粒状被角闪石、黑云母和石英包裹。目的矿物金红石嵌布粒度较细，属细粒、微细粒不均匀嵌布，粒度区间跨度较大，一般为0.037~0.074 mm。在原矿TiO2含量为2.10%，Fe2O3含量为9.69%的情况下，经重选—磁选—酸洗—浮选的原则流程可得到金红石精矿品位为88.25%、回收率为97.80%，钛铁矿精矿品位为11.76%、回收率为89.57%的较好指标。其中重选为一粗一精，强磁选扫二、扫三中矿合并再重选的流程；磁选为一粗四扫，扫一、扫四中矿与粗选精矿合并成磁选精矿进行酸洗；浮选为一粗两精两扫流程。研究结果对难选低品位微细粒金红石矿的综合利用具有一定的指导意义。
  
  
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  节理发育岩体巷道掘进爆破数值模拟与应用研究

  汪海波, 魏国力, 宗琦, 徐颖

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 342-348. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.342

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  节理面、软弱夹层和断层等地质不连续面是影响巷道掘进爆破效果的重要因素。根据岩体中应力波的传播理论，以某煤矿轨道下山为工程背景，利用LS-DYNA软件对倾角为68°、宽度为3 cm的节理岩体巷道掘进掏槽爆破进行模拟分析，验证了理论分析中节理面对爆炸应力波传播的影响。结果表明：节理面破坏了岩体的整体性，其背爆侧岩石破碎较弱，而迎爆侧由于节理的反射作用岩体破碎加剧。提出了掏槽孔中心直眼采用孔内间隔延期装药结构和?35 mm的炸药以增加掏槽爆破能量，合理布置炮孔、减少节理面附近炮孔装药量，并辅以增加炮孔深度、提高堵塞长度和质量等措施，延长了爆炸能量作用时间，提高了爆破效率。现场应用取得了良好的效果。
  
  
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  光面掏槽爆破技术的研究及其在巷道掘进中的应用

  胡桂英, 刘科伟, 杜鑫, 李萧翰

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 349-356. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.349

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  选择合理的掏槽形式，提高巷道掘进过程中的炮孔利用率，能够降低巷道掘进成本，加快巷道掘进速度。针对传统直眼掏槽爆破在硬脆性花岗岩中夹制性大、炮孔利用率低等问题，提出光面掏槽爆破法。采用LS-DYNA三维非线性动力有限元程序对爆炸荷载作用下的应力波传播及破岩过程进行数值研究，数值模拟清晰地体现了掏槽爆破岩石破碎、槽腔扩展过程，模拟结果表明光面掏槽技术爆破效果良好，能够有效提高炮孔的利用率。将该掏槽爆破法应用于某矿区巷道掘进工程中，取得了良好的爆破效果，对类似硬岩巷道的爆破掘进施工具有借鉴意义。
  
  
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  节理岩体矿岩块度三维模拟研究

  荆永滨, 赵新涛, 冯兴隆

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 357-364. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.357

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  为实现矿岩块度预测的三维可视化模拟，根据岩体内节理面倾向、倾角和节理间距等几何参数的分布规律，采用Boost Random库实现节理面Monte Carlo随机模拟，从而建立原始块度预测的节理素描文件，然后引入崩落块度修正系数计算崩落块度预测的节理素描文件。根据节理素描文件数据计算三维节理面网络，逐个取出节理面平面，对模拟范围的长方体模型进行切割，建立块度三维模型。利用块度三维模型分别计算块体的容积系数和共线性值，对块体进行形状分类。结合VTK库和HOOPS 3D实现上述算法，以普朗铜矿自然崩落法为例对首采区原始块度进行预测：块体体积的四分位点分别为0.164，0.403，0.853 m3，块体等效尺寸在0.5～3.0 m区间时块体占较大的体积百分比；同时，根据块体等效尺寸分布曲线得到放矿口的尺寸应大于5 m×5 m。研究结果表明：该方法能够根据现场节理面调查结果模拟岩体内节理分布，进而利用矿岩块度三维模型实现矿岩块度的预测和统计分析，为自然崩落法开采研究提供了重要依据。
  
  
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  基于AHP和熵权TOPSIS模型的岩爆预测方法

  卢富然, 陈建宏

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 365-371. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.365

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  为了准确预测地下金属矿的岩爆情况，建立了AHP和熵权TOPSIS模型。运用AHP和熵权法的基本原理，从岩性条件、应力条件和围岩条件3个方面选取预测指标，最终确定的指标为岩石的单轴抗压强度〖σ〗_c、压拉比〖σ〗_c/σ_t、弹性变形指数〖W〗_et、切应力与单轴抗压强度的比值〖σ〗_θ/σ_c和完整性系数〖K〗_v，分别为各预测指标分配合理的权重。然后，运用TOPSIS的基本原理，结合AHP和熵权法得到的权重来计算各岩爆等级临界值和实际矿山数据的贴近度，通过对比这2个贴近度来预测岩爆是否发生。实例研究表明：所建模型得到的预测结果与工程实际情况相一致，因此认为AHP和熵权TOPSIS模型可用于准确预测地下矿山的岩爆问题。
  
  
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  基于PCA和GM（1，1）的矿山生态环境预测模型

  周智勇, 肖玮, 陈建宏, 李欢

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 372-378. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.372

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  矿山开采过程中产生的生态环境污染问题日益突出，针对矿山生态环境的预测评价显得尤为重要。综合运用主成分分析法、灰色预测模型和初等关联函数等方法构建矿山生态环境预测模型，可以为矿业企业在未来环境保护及环保投资提供指导与借鉴。首先综合考虑环保资金投入和采矿、选矿对环境及员工的影响构建生态环境评价指标体系。主成分提取后，选取方差贡献率较高的主成分计算分析，可以得到2016年实际得分分别为-4.1776、0.4093、-0.2553以及2016年预测得分分别为-4.2926、-0.2175、0.3312。2016年生态环境评价值为-0.8861，预测值为-0.9708，2017年和2018年的预测评价值为-1.5493、-2.0511。研究结果表明：预测数据与实际数据基本一致，验证了预测模型的有效性，该矿山区域生态环境在持续改善。
  
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  一种尾矿物料的压滤脱水试验研究

  王太海, 陈建宏, 黄振艺

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 379-386. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.379

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  针对堆积型铝土矿开发应用过程中洗矿尾矿固液分离难题，在应用压滤脱水技术处理铝土矿微细尾矿的试验研究基础上，开展铝土矿尾矿泥的压滤脱水半工业―工业试验研究，探讨压滤机滤室腔型、滤布、入料浓度和助滤介质等因素对矿泥压滤效率的影响。研究发现压滤机滤腔结构、滤室厚度等制造参数对尾矿泥压滤脱水效率有显著影响，滤布的透气、滤水性能对压滤生产影响较大，入料浓度与压滤效率呈显著的正相关关系，添加改性助滤剂有利于提高压滤效率和降低滤饼含水率。该研究可为完善压滤生产技术，寻求经济合理的配套生产工艺、设备，实施大规模工业化的压滤生产提供科学依据。这种提升压滤效率和降低处理成本的方法途径探索，对矿山尾矿及其他难处理物料的固液分离具有较好的借鉴价值。
  
  
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  金属矿床地下采矿方法分类表的修订

  胡华瑞, 李旭东, 陈庆发, 高飞红

  黄金科学技术. 2018, 26(3): 387-394. https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.03.387

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  科学、合理地进行采矿方法分类有助于后期新采矿方法的分门别类及采矿基础理论的发展。针对采矿方法分类存在的诸多问题，结合采矿方法分类发展历程，对分类基本原则进行了归纳，并对分类中存在的问题进行了详细的阐释、论述与订正，基于此制订了采矿方法修订原则且改进了原有的采矿方法分类表。研究表明：（1）分类应依地压管理方法进行，联合法应剔除采矿方法分类表，支柱及支柱充填采矿法属于充填法，嗣后充填类采矿方法分类则视回采时充填体所起作用而定；（2）空场嗣后充填采矿法的归属问题应视回采时具体情况而定，组合式采矿方法包含于三大类采矿方法，而联合式采矿法则单独分类，“爆力运矿采矿法” 不必列入“采矿方法名称”列；（3）采矿方法分类必须依回采时（非回采后）的地压管理方法进行，结合各类采矿方法特性，得到改进后采矿方法分类表。