花牛山金矿位于北山造山带南部,矿体产出于印支期钾长花岗岩脉与大理岩的接触部位,成矿期次可划分为早期矽卡岩期和晚期石英硫化物期(主成矿期)。主成矿期中石英和方解石的流体包裹体性质表明,Ⅰ、Ⅱ阶段成矿流体均具有中低温、中盐、中高密度以及含CO2和CH4的特征,属H2O-CO2-NaCl体系;温度—盐度特征指示成矿流体主要为岩浆水和大气降水混合来源;方解石δ13CV-PDB平均值为1.7‰,δ18OV-PDB平均值为-22.5‰,δ18OV-SMOW平均值为7.69‰,O同位素呈强烈分异特征,暗示着成矿流体为岩浆水和大气降水混合来源。矿石中黄铁矿S同位素δ34S平均值为-9.73‰,其较大的负值或与围岩地层有关,指示该矿床硫源或为岩浆与地层的混合来源。成矿深度及压力特征表明花牛山金矿属于浅成型矿床。综合分析认为,花牛山金矿床为中低温热液交代型(矽卡岩型)金矿床,可能是晚三叠世时期花牛山地区多期次的后造山岩石圈伸展和幔源岩浆底侵作用导致来自深处的成矿流体沿着裂隙断裂向上移动,与围岩发生反应并与大气降水混合,随着压力降低,成矿物质沉淀富集,随之发生金成矿作用。
银山多金属矿田可划分为铜和铅锌2个成矿系列。为深入了解银山矿田铜矿石中伴生金的赋存状态和主要矿石矿物的工艺特性,在实地考察和室内测试的基础上,采用岩矿鉴定和扫描电镜等技术手段,对银山矿田九区—西山区铜矿石工艺矿物学特性进行了研究。结果表明:金矿物赋存状态以包裹金(46.41%)为主,其次为粒间金(44.17%)和裂隙金(9.42%)。金矿物粒度以微粒金(94.61%)为主,辅以少量细粒金和中粒金,尚未发现粗粒金和巨粒金。金矿物中Au元素含量为75.87%~95.68%,Ag元素含量为4.32%~24.13%,Ag和Au元素含量比值为0.05~0.32。银山矿田金矿物以银金矿为主,含有少量自然金,金平均成色达到843.7。通过梳理伴生金的赋存状态,有助于优化矿石选矿流程,从而提高金的回收率,增加矿山经济效益。
为了准确获取矿柱群稳定性情况,通过分析矿柱群失稳机理,基于重整化群理论和贝叶斯网络建立矿柱群稳定性分析模型。以铜坑矿92号矿体矿柱群为研究对象,运用多项逻辑回归模型推导单个矿柱的失稳概率计算公式,将单个矿柱失稳概率输入贝叶斯网络得到矿柱群失稳概率。通过与二维重整化群模型得到的矿柱群临界失稳概率进行比对来分析矿柱群稳定性情况。研究结果表明:该方法能得到较为准确的矿柱群失稳概率,且通过贝叶斯网络概率反演,对矿柱进行敏感性分析可以获得矿柱群最安全回采顺序。
露天矿山开采损毁大量土地资源,并引发植被受损和山体滑坡等一系列生态环境问题,植被修复是解决露天矿山排土场边坡生态环境和自然灾害的优选方法。通过开展室内单根拉伸和拉拔试验,分析根径、土壤压实度和根系埋深对根—土界面抗拔拉力的影响,并探究紫花苜蓿根系在拉拔作用下的力学性能与破坏机理。结果表明:(1)紫花苜蓿的抗拉拔力与根径呈正相关,抗拉拔强度与根径呈负相关,相关系数高达0.9以上;(2)紫花苜蓿的抗拔力随压实度的增加呈现出先增大后趋于平稳的变化趋势;(3)压实度越大,埋置深度对抗拔力的影响程度越小;根径越大,埋置深度对抗拉力的影响程度越大。根系拉拔特性研究为加固露天矿山排土场边坡提供了理论依据。
针对绿色矿山评价存在的经济类指标和定量指标占比少、评价方法主观因素影响较大以及绿色矿山效果—效率综合评价研究缺少等问题,开展了黄金行业绿色矿山建设综合评价研究。首先,从黄金行业绿色矿山建设效果和投入产出效率2个维度构建指标体系,采用区间层次分析法(IAHP)与熵权法(EWM)相结合的方法,获取评价指标的主客观组合权重;然后,结合TOPSIS法构建效果评价模型,并利用DEA法中的BCC模型对投入产出效率评价进行分析;最后,在效果、效率测度的基础上,设计效果—效率评估矩阵,研究黄金矿山企业绿色矿山建设整体现状与发展情况,并结合实际案例分析和验证模型的适用性。结果表明:黄金矿山企业的绿色矿山建设效果和效率是一个动态变化过程,实际案例企业的绿色矿山建设整体逐渐达到“中高”及以上状态,企业之间存在差异性。研究结果可为黄金矿山企业后续发展提供科学的改进依据。
针对露天台阶剥离爆破块度大、根底多等不良爆破效果,采用炮孔底部与中部两段水介质间隔装药结构进行露天台阶爆破效果优化。从理论上分析了空气介质与水介质间隔装药爆破的炮孔压力,通过试验优化了水介质间隔装药结构的单耗,在选定的最优单耗基础上利用ANSYS/LS-DYNA数值仿真软件,建立3组不同水介质间隔装药结构的三维模型,通过分析得到最优的水介质间隔装药结构,并与空气介质间隔装药结构进行爆破对比试验。结果表明:水介质间隔装药结构爆破可以显著提高炮孔压力,从而改善岩石破碎效果;上、下部水介质间隔均为1 m的装药结构爆破作用于岩体的应力更大且持续时间长,其爆破效果最优;优选的水介质间隔装药结构块度指标均表现出良好的占比情况。研究结果能够为水介质间隔装药结构露天台阶爆破提供参考。
针对传统光面爆破技术在隧道Ⅳ级和Ⅴ级软弱围岩中应用时常出现的超挖和进尺率低等问题,基于聚能水压光面爆破技术的原理及应用现状,设计了一种轴向多孔聚能管,通过将管内水袋、药卷交替间隔搭配导爆索和数码电子雷管形成一体化聚能水压装药结构,并在云南勐省隧道Ⅳ级围岩区域开展了连续装药光面爆破、水袋间隔光面爆破、空气间隔光面爆破和聚能水压光面爆破4种试验。爆后使用测距仪、卷尺和标杆对循环进尺、半孔率和超欠挖等爆破技术指标进行测量。试验结果表明:前3种试验的半孔率依次为13%、45%和38%,一个循环进尺依次为3.40 m、3.50 m和3.45 m,轮廓面围岩破碎存在超欠挖现象,而采用一体化装药结构的聚能水压光面爆破后的半孔率达62%,一个循环进尺为3.60 m,试验区域轮廓线比较平整,没有明显的超欠挖现象。现场应用结果表明:新型一体化聚能水压爆破在软弱围岩隧道周边轮廓平整度控制中效果显著,在减少钻孔数量和炸药量的同时,保持了围岩的完整性,是一种环保、节能的控制爆破技术。
为了解决当前露天矿区非结构化路面落石检测存在的环境复杂、落石尺寸差异较大以及落石与非结构化路面颜色相近而造成难以精准识别的问题,提出了一种基于加权双向特征融合的矿区道路落石检测模型。首先,通过加入SimAM 注意力机制有效抑制背景环境的干扰;其次,使用加权双向特征金字塔(BiFPN)结构实现多尺度特征融合,增强模型对于不同尺寸落石的特征提取能力;最后,引入轻量级卷积GSConv模块,通过减少模型计算量来提升模型检测速度。试验结果表明,该算法的检测精度均值达到92.8%,检测速度达到63.1FPS,能够实现矿区非结构化路面落石的实时高精度检测,为无人矿卡的安全行驶提供了保障。
以工业物联网模式建设智能矿山“云—边—端”系统是未来矿山企业的发展重点。目前,“云”和“端”的数字化和智能化建设已初具规模,但对“边”的建设较为薄弱,导致智能矿山生产面临一些瓶颈,难以常态化运行。为加强智能矿山边缘层建设,提出“矿边智能”概念,将其定义为一种专门针对矿山生产环境而设计的新型边缘智能技术体系,具备地理、网络和技术的多维特性,其关键技术是实现对数据融合技术、信息通信能力和边缘安全保障技术的突破,从而提高矿山整体生产效率和安全性。同时,提出将现有开采工艺与智能技术深度融合的发展理念,以软件需求为驱动对采矿工艺进行重塑,进一步推进矿山智能化建设进程。研究指出,今后矿山边缘层智能建设的重点方向应聚焦在采矿技术与智能技术的深度融合,基于采矿工艺的决策技术,复杂开采场景的网络架构、位置服务与通信技术,复杂开采场景的环境感知技术以及“矿边”多源信息融合与分析技术等领域。
推进资源型企业数字化转型,是破解企业发展困境和实现高质量发展的有效路径。基于“压力—能力—动力”视角,采用NCA和fsQCA方法,对我国资源型企业数字化转型进行组态分析。研究发现:资源型企业数字化转型并非由单一条件驱动,而是多条件协同联动的结果;产生高水平数字化转型的组态有3种类型,即以大型企业为主的回应压力的创新能力驱动型、压力下的政府引领型和以中小型企业为主的综合驱动型;产生非高水平数字化转型的组态有2种类型,即安居乐业型和创新能力与动力双弱型;市场竞争在资源型企业数字化转型中发挥着关键作用。研究结果揭示了不同资源型企业数字化转型中各因素间的交互作用,可以为资源型企业实现数字化转型提供理论指导和路径参考。
有色金属产业处于整个制造业产业链的最上游,而制造业的发展与国民经济息息相关,因此有色金属产业发展状况如何影响制造业已成为学术界和产业界的重要议题。运用投入产出理论和复杂网络理论,构建了有色金属产业和制造业的产业关联网络,对现阶段我国有色金属产业的关联特征和网络结构进行了相对定量统计,从作用方向、关联程度和网络特征3个方面全面分析我国有色金属产业与制造业的产业关联。研究结果表明:(1)在作用方向上,有色金属产业对下游制造业的前向关联更明显,即推动作用大于拉动作用;(2)在关联程度上,与有色金属产业有较大直接消耗的前10名制造业部门中,有色金属压延加工品部门对输配电及控制设备部门的关联作用最明显;(3)在网络特征上,有色金属产业内部,有色金属矿采选部门的调控能力更强,但缺乏资源的输入输出;有色金属压延加工品部门是有色金属产业的核心部门,对制造业的价值最大;制造业内部,输配电及控制设备的各项指标表现良好,其核心地位处于上升期。
推动资源型城市高质量转型是新时代经济社会发展过程中亟待解决的现实问题。基于TOE框架构建资源型城市转型影响因素模型,运用模糊集定性比较分析(fsQCA)探讨技术、组织和环境3个维度的因素耦合对资源型城市转型的驱动机制。研究表明:单一因素并不能构成资源型城市高转型效率的必要条件;环境驱动型、组织—环境驱动型和综合驱动型3种组合路径能够产生高转型效率。环境因素在资源型城市转型中发挥着重要作用,技术创新和资源依赖是资源型城市转型的核心要素,而人力资本因素未发挥核心条件作用。研究结果揭示了不同资源型城市转型中各因素之间的交互作用,为各类资源型城市实现转型升级提供了理论指导。
为了探究干堆尾矿库的尾矿坝高和堆积尾粉土的物理参数对尾矿库稳定性的敏感性,基于MIDAS数值计算模型,模拟尾矿库在不同工况下的稳定性,并运用正交试验设计与灰色关联分析相结合的方法,分析尾矿库不同参数与安全系数之间的关联性。结果表明:尾矿库的子坝坝高、内摩擦角、弹性模量、黏聚力和渗透系数对尾矿库安全系数的关联程度分别为0.746、0.620、0.581、0.542和0.490,采用定量化方法直观地反映了各影响因素对干堆尾矿库安全系数的敏感程度。由此可知,影响尾矿库稳定性的因素主次顺序为子坝坝高>内摩擦角>弹性模量>黏聚力>渗透系数。
从黄金尾矿综合利用与处置政策形势及现状入手,梳理了我国尾矿产量及综合利用的基本情况、黄金行业尾矿产生情况以及国家在黄金行业尾矿综合利用方面的相关政策法规。汇总整理了国内外黄金尾矿综合回收、生产建筑材料、井下充填、生态修复及氰渣综合利用与无害化处置等方面的相关技术研究与应用进展情况,并基于此综合预判了“无废”矿山建设、尾矿综合利用产业化、规模化发展以及新技术、新工艺的发展趋势,提出了在当前政策背景下,推动尾矿实现减量化、资源化和无害化,推进矿业绿色低碳高质量转型的路径。研究结果可为黄金尾矿、氰渣等综合利用和处置工作提供有益借鉴。
为了综合回收四川省独狼沟金矿浮选尾矿中的有价矿物,根据尾矿中自然金与载金矿物(黄铁矿)、白钨矿的密度差异,在不磨矿的情况下,开展了重选试验设备及流程选择、金钨分离浮选试验和重选尾矿回收石英砂的选矿试验。经过对比分析,最终采用“重选(尼尔森+摇床)—浮选(金钨分离)—磁选”联合工艺流程,获得了金品位为107.00×10-6、金回收率为2.34%的金精矿,WO3品位为52.95%、WO3回收率为47.23%的钨精矿,以及SiO2品位为96.32%、SiO2回收率为72.68%的石英精矿,且石英精矿达到了铸造型石英砂2S等级。该尾矿选矿工艺流程具有成本低、易于现场操作以及对环境友好等优点。