通过2个典型矿床的预测实例,阐述了构造叠加晕实用模式的特点和应用准则,使构造叠加晕法应用于深部盲矿找矿预测的思路更加清晰,方法便易操作,找矿效果更显著。构造叠加晕法只用于构造带内原生叠加晕轴向分带及叠加结构的研究,采样位置集中在构造带内热液叠加部位,大大减少了采样和样品加工分析的工作量,加大了预测深度,提高了盲矿预测的准确性。构造叠加晕实用模式是在构造叠加晕模式的基础上,突出了构造叠加晕法与成矿规律研究相结合开展找矿预测的新思路,具体步骤包括:研究已知矿体的赋存特点,从而确定有利的成矿空间;根据构造叠加晕实用模式和盲矿预测标志,判断有利成矿空间是否存在有盲矿。
寨上金矿区地表覆盖层较厚,蕴藏有较多的隐伏含金破碎带。野外地质工作发现矿区内多数含金破碎带与围岩界限不清,南北矿带金矿体的围岩类型不同,致使电阻率差别较大。因此,在南北矿带两端和深部选择合适的物探方法寻找含金破碎带显得十分必要。根据矿区实际找矿情况,在南北矿带开展可控源音频大地电磁测深工作,研究该方法找矿的有效性。结果表明:南矿带电阻率异常与含金破碎带吻合较好,根据高低阻异常梯度带进行找矿的效果较明显;北矿带岩(矿)石电阻率异常差别较小,找矿效果较差,特别是北矿带西端岩(矿)石电阻率普遍较低,采用该方法对找矿毫无指导意义。此次工作成果可为下一步布置可控源音频大地电磁测深工作提供一定的参考。
陕西东南部位于扬子板块南秦岭—大别山新元古代—中生代造山带中,经晋宁期、加里东期、印支—燕山期多期构造演化,同时形成了一系列基性—碱中性岩浆岩,并经岩浆期后热液交代,形成了以浅成相—溢流相岩浆岩为主要赋矿岩石的铌钽、稀土、金和铁成矿系列。通过野外调查将碱中性岩划分为碱长正长岩类和闪长岩、碱长正长斑岩、歪长(钠长)粗面岩类、喷出相的粗面质凝灰岩和粗面质角砾熔岩等。野外调查与室内研究确定的碱中性岩交代蚀变作用主要有钠化、钾化、硅化、霓辉石化、黑云母化、绿泥石化、绿帘石化和碳酸盐化等。通过光学显微镜观察和电子探针测试确定的含铌矿物主要是铌铁矿和含钽铌铁矿,其次有黑稀金矿、褐钇铌矿和(铈)钆铌钙钛矿(钛铌钙铈矿)等。综合研究认为,铌钽矿的形成可划分为早期岩石结晶过程和晚期交代蚀变作用2个阶段:早期岩石结晶过程中,Nb、Ta元素以单质形式进入钛辉石中;晚期交代蚀变作用中,钾交代钛辉石,主要蚀变为黑云母、绿泥石、绿帘石、钛铁矿、磁铁矿、铌铁矿、钽铁矿和稀土等。
下蒿坪金矿南邻区域性大断裂和燕山晚期花岗岩基,西邻店房中型隐爆角砾岩型金矿,矿区内构造及脉岩发育,成矿地质条件良好。稀土元素分析结果显示,样品具有较高的稀土总量,矿石的稀土平均值达207.7×10-6,LREE/HREE为6.81~14.19,轻稀土富集,轻重稀土分异明显,其中金矿石的δEu为0.49~1.37,变化于亏损至富集的2个端元。从合峪岩体→金矿石→爆破角砾岩,稀土总量逐渐增加,暗示成矿热液对岩浆岩的后期影响。微量元素分析结果显示Au、Pb、Cd、Bi、Ag、Cu、As和Zn等亲硫元素高度富集,反映富硫还原的成矿环境。黄铁矿中Pb同位素特征显示物质来源单一,同位素指标与燕山期花岗岩十分接近。矿床成矿时间为(129±45)Ma,与合峪岩体时代相近,暗示与花岗岩有成因联系。
从汤森路透、Proquesft Dialog数据库中检索有关稀土发光材料的专利数据,并利用TDA、TI、INNOGRAPHY软件进行分析,探讨稀土发光材料的研发现状及其近年来的研发动向,分析主要国家的技术研发方向和市场布局,比较核心研发企业的专利技术布局、技术方向、竞争结构、技术强度和市场强度,从微观层面研判及预测稀土发光材料的未来技术走向。分析结果表明:中国在稀土发光材料领域申请专利数量位居全球第一;美国和日本在专利质量方面占优;全球稀土发光材料研发方向方面,中国研发方向单一,美国、日本和韩国在诸多研发方向上有较强交叉,表现在红光荧光体组合物、闪烁体组合物、β-Sialon稀土发光材料、纳米稀土发光材料和多晶稀土发光材料等方向。中国企业应该利用节能照明工程方面的政策优势,注重该领域高技术水平发展;同时应充分发挥稀土矿的优势,在涉及钇的发光材料等方向加强研发。
为研究全尾砂粒径级配特征对充填料性能的影响,提出以分维数和分维数相关系数表征全尾砂的几何特征,并选取灰砂配比、料浆浓度、分维数和分维数相关系数作为BP神经网络输入因子,抗压强度、坍落度和泌水率作为输出因子,建立了充填性能预测的分形—BP神经网络模型。对7个矿山实测数据展开分维数和分维数相关系数计算,并采用BP神经网络进行训练和预测。结果表明:(1)尾砂越细,则粒径级配分维数越大,孔隙分维数就越小,且全尾砂的分维数稍大于分级尾砂的分维数;(2)全尾砂的相关系数在0.71~0.97之间,较分级尾砂离散;(3)分形—BP神经网络模型对充填料性能指标预测的相对误差在8%以内。综上可知:分形理论—BP神经网络相结合的充填性能预测模型具有较好的精度,为充填料性能预测提供了一种新途径。
为了优化爆破孔网参数,采用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立光面爆破的炮孔爆破数值仿真模型,以压顶光面爆破孔网参数变量控制模拟爆破裂纹扩展。研究结果表明:巷道压顶光面爆破孔网中设置诱导控制孔,能够有效诱导爆生裂纹的定向扩展,有利于提高光面爆破的巷道壁光滑平整度;在压顶光面爆破中,诱导控制孔的应力时程曲线拉应力表现突出,有利于诱导裂隙的扩展演化,单元受压时诱导控制孔表现为卸压应力状态;以裂隙的演化扩展曲线为评价指标,在孔网参数中添加诱导控制孔,周边孔间距取900 mm时裂隙形成的巷道壁光滑整齐,可提高光面爆破在此类地质条件下的适应性;当光爆层的爆破孔网参数采用间隔布置诱导控制孔时,工程中爆破孔间距以900 mm左右为宜。
针对深孔爆破中盲炮难以检测和识别的问题,开发了基于电磁波传播理论的深孔爆破盲炮频分多址检测技术与系统,并对检测系统的性能进行了试验研究。结果表明:在岩土体中传播的电磁信号发射频率越低其穿透能力越强,传播距离越远;在同等收发水平距离条件下,电磁信号幅值随着盲炮埋深的增加而减小,同时随着地下信号发生器发射频率的增大而减小;而且随着频率的增大,衰减趋势更明显。该盲炮检测系统良好的频响范围是2 012~5 025 Hz,对埋深≤40 m和收发水平距离≤30 m的深孔爆破盲炮,具有良好的检测识别能力。频分多址盲炮检测技术与系统可满足深孔爆破盲炮检测的要求。
夏甸金矿深部矿体处于采空区下方的高应力环境中,地压管控是矿体回采时序规划的基本原则。利用3Dmine-Midas/gts耦合建立了真三维深部矿体模型,反演了实测地应力,并利用Flac3D数值模拟软件对上部开采活动下深部矿体的二次应力分布规律进行了研究;结合深部地压特征,基于采矿环境再造的思想,提出隔离层的方案,通过数值模拟确定了隔离层参数;针对隔离层下深部首采中段的回采顺序,提出了前进间隔式、后退间隔式、前进连续式和后退连续式4种回采方案,计算结果表明,前进连续式回采方案更有利于地压管控。根据研究结果确定了深部矿体的整体回采时序规划,为深部矿体的安全高效回采提供了指导。
针对复杂开采环境下采场发生大规模竖直位移从而引起失稳垮塌的问题,结合某地下大型铅锌矿山-320 m中段主矿体失稳垮塌的工程实际,运用三维计算机数值程序3DEC对采场及周边充填体竖直位移程度、影响范围和最大剪应力分布规律进行了分析,为隐患资源安全高效回收及确定合理的充填工艺和采矿方法提供了重要依据。结果表明:0#采空区上方的矿体整体发生了下沉,下沉最大位移达到2 m;发生最大剪应变增量的区域主要位于0#采场中下部,并最终形成了一条U形最大剪应变增量贯通带;0#采场采空区垮塌后导致0#采场上部矿体、N0-1#、N1-2#、S0-1#付以及S0-1#付-1采场位于垮塌区滑移面之上,而N2-3#和S1-2#采场位于垮塌面边沿,从而将其确定为垮塌区的影响范围。
通过对矿山深部灰岩开展分级加载单轴蠕变试验,获取了不同应力水平下轴向和径向蠕应变,基于试验结果,分析各分级应力水平下轴向蠕应变、径向蠕应变和体应变的变化规律,研究轴向和径向蠕应变与各分级总应变的比值关系,并将该比值依次定义为蠕变效应比Kz、Kh,二者之差为Kh-z。研究发现:随着应力水平的提高,各分级轴向和径向蠕应变均先增加后减小;当恒载应力小于51 MPa时,试样体积压缩, Kh-z在±0.28%范围内,表明轴向蠕变与径向蠕变效应彼此相当;当超过该应力水平后,试样扩容,Kz和Kh剧增,Kh-z由0.21%突增至2.64%,在试样发生蠕变破坏时达到峰值,表明与轴向蠕变相比,在扩容阶段径向蠕变效应更加明显。选用西原体模型来描述灰岩轴向蠕变特性,通过曲线拟合的最小二乘法求取蠕变模型参数,R2均值为0.931,拟合效果较好。