摘要:随着全球工业化和城市化进程的加速推进,金属矿产资源的供需矛盾日益凸显。传统开采模式在资源利用率、生态环境影响等方面面临严峻挑战。在“双碳”战略目标和生态文明建设的双重驱动下,金属矿山开采正经历从粗放型向绿色智能化的深刻变革。立足当前行业发展需求,从5个维度系统探讨了绿色开采技术的发展现状:剖析了新型开采方法的技术原理,评估了智能化装备的创新突破,探讨了清洁能源的应用实践,分析了生态保护技术的实施效果,考察调研了标准体系的建设进展。通过典型案例研究,揭示了各项技术在工程应用中的优势与局限。研究指出,尽管绿色开采技术已取得显著成效,但在经济效益、工程适配性和规模化应用等方面仍存在瓶颈。展望未来,需要着力推进多学科交叉创新,构建智能化协同系统,深化资源循环利用与生态修复技术的融合,为金属矿山行业的可持续发展提供新思路和新路径。
摘要:深部金矿资源开发对于保障国家资源安全、支撑战略性产业发展具有重要意义。围绕中国深部金矿资源开发的现实背景及其具备的战略价值展开系统分析,并且针对当前深部金矿资源的开发现状和主要制约因素进行了深入探讨。中国在深部金矿资源开发过程中面临着诸多挑战:地质勘探的精度需要进一步提升,岩爆、高温热害等各类灾害发生的风险相较于浅部明显增加,智能装备的深地适应性存在不足,安全与环保方面的投入持续上升,相关政策体系需进一步健全等。中国深部金矿资源开发面临的挑战与机遇并存,对于存在问题提出了相应应对策略:推动深部成矿理论和人工智能融合应用,针对岩爆防治、热害防治和地热资源利用等关键技术展开攻关,进一步完善深部开采本质安全及尾矿资源化利用相关体系,并且对风险勘查基金机制和财税激励政策加以优化。加强科技创新是解决深部金矿资源开发瓶颈的关键因素,政策方面的引导则是实现金矿资源可持续开发的重要支撑,安全绿色开采则是始终坚守的基本准则,在国家战略统筹和产学研协同推进下,中国有望实现从“黄金资源大国”向“黄金资源强国"跨越。
摘要:深入探讨了非煤地下矿山受限空间锚杆支护应用所面临的困境及改进技术路径。非煤地下矿山矿体赋存条件复杂,薄矿体开采、切割上山等情况产生的受限空间普遍存在,导致锚杆安装效率与支护效果显著下降,使得传统锚杆支护难以有效应用。分析了非煤地下矿山受限空间的特点及其对锚杆支护的影响,得出空间高度不足、设备适配性差、托盘结构和受力不匹配及预紧力控制技术困难等问题是制约锚杆支护效果的主控因素。从关键技术及工程应用挑战两方面,系统综述了锚杆支护方面的研究进展。针对非煤地下矿山受限空间锚杆支护应用困境,提出了包括钻机小型化、异形托盘创新及预紧力精准控制技术等在内的集成化改进技术路径。展望了非煤地下矿山支护技术的未来发展方向,强调通过设备适应性提升、控制精度强化与材料性能突破等方法,为深部资源开发提供全要素技术支撑,不断提高非煤地下矿山开采的安全性与高效性。
摘要:地下金属矿山条带式充填采矿法采场爆破后易出现超挖、欠挖及顶板垮落等一系列问题,为精确控制爆破范围,降低采矿损失贫化指标,非常有必要进行爆破参数优化。基于太平洞金矿工程爆破实践,通过岩体力学特性评估与动态破坏过程模拟相结合的技术路径,系统分析不同爆破参数对爆破质量的影响机制,开展采场扩帮凿岩爆破参数优化研究。根据岩石可爆性分级判据指标,得出矿体总体爆破性属于中等至易爆。根据孔底距与最小抵抗线协同优化研究,得出 42mm 直径炮孔达到理想岩体破碎形态时,最小抵抗线为 0.97~1.26m ,孔底距为 1.19~1.55m ,炮孔中心到自由面的距离为 0.76~0.99m 。通过ANSYS/LS-DYNA软件构建不同孔底距与最小抵抗线组合的简化计算模型,进行爆炸荷载作用下矿岩破坏特征的数值模拟,得出以下结论:当最小抵抗线大于等于 1.0m 时,部分开挖区矿岩破碎质量变差,极易产生大块。为平衡破碎效果与经济成本,最优孔网参数为:最小抵抗线为 1.0m ,孔底距为 1.23m ,炮孔中心到自由面的距离为 0.79m 。
摘要:金矿尾砂是黄金提取(主要为氰化浸出或浮选)过程中产生的主要固体废弃物,其矿物组成以石英等脉石矿物为主,常含有残留的重金属及微量金。中国作为全球黄金生产和消费大国,金矿尾砂历史堆存总量巨大且仍在持续增长,然而其综合利用率长期处于较低水平。巨量尾砂堆存不仅侵占大量土地资源,其潜在的溃坝风险、扬尘污染及含氰/重金属渗滤液对水土环境的长期威胁尤为突出,亟须探索高效、规模化的金矿尾砂消纳与资源化途径。近年来,伴随矿业绿色发展战略的深入实施,金矿尾砂综合利用的基础研究、技术创新与工程应用取得了显著进展。以西部某金矿为工程背景,系统综述了金矿尾砂作为充填材料应用于井下采空区治理、建材化利用等方向的关键研究成果与应用实践,旨在为推进金矿尾砂的大宗、高值、环境友好型资源化利用提供理论参考与技术支撑。
摘要:为研究露天地下联合开采对盲竖井的稳定性影响,以国内某金铜矿为工程背景,对矿山盲竖井现状进行调研,分析盲竖井可能出现的破坏形式及稳定性影响因素;根据实际地质条件,建立矿区精密化三维数值计算模型,按照露天地下联合开采规划对盲竖井稳定性影响进行模拟分析,从井筒位移、半径收敛等角度系统地研究了露天地下联合开采对盲竖井稳定性的影响;按照相关标准对盲竖井倾斜、曲率和井筒最大轴向变形进行计算与分析。研究结果表明:在露天地下联合开采下,盲竖井不会发生轴向变形、倾斜变形或曲率变形破坏,露天地下联合开采对盲竖井稳定性影响较小,不会影响盲竖井的正常使用,盲竖井可以维持稳定。研究成果可为矿山后续井筒提升、维护及安全生产提供技术支撑。
摘要:充填采矿法安全、经济、高效生产的关键在于选取合理的充填体配比和采场结构参数。以某阶段空场嗣后充填采矿法开采矿山为工程背景,基于国内外充填体配比和采场结构参数优化方面的研究,通过损伤理论及充填体和岩体能量匹配分析计算,得出灰砂比 1:4,1:6 ,料浆浓度为68%.70% 的4种充填体符合充填要求,考虑成本因素,灰砂比1:6,料浆浓度 68% 为该矿山充填体的最优配比。在此基础上,采用Flac3D软件对所选采场结构参数进行数值模拟,分析最大主应力、最小主应力、位移和塑性区等因素,得出符合要求的采场结构参数为长 44m 、宽 16m ,长 44m 、宽18m ,长 50m 、宽 16m ,长 50m 宽 18m4 种方案,选择产能最大的方案,即采场长度为 50m 、宽度为18m 为该矿山最优采场结构参数。研究成果将为矿山后续生产提供有效参考,帮助矿山安全、高效、经济地回收矿石资源。同时研究方法和成果对类似矿山也有较大的指导意义。
摘要:铜冶炼技术虽已被人类掌握数千载,但铜冶炼废弃物处理仍是当前亟待解决的问题,铜渣富含氧化铁、二氧化硅、氧化钙和氧化铝,从铜渣中回收金属对缓解金属资源短缺和降低环境污染具有重要意义。介绍了物理与化学方法回收铜与其他重金属技术,如浮选、火法冶金和湿法冶金,并对当前所用技术研究与应用进行了总结,对技术优缺点及使用范围进行了比较。阐述了铜渣主要的利用途径,包括作为建筑材料与路基材料,旨在促进环境可持续发展。分析了铜渣性质在该应用领域的优势及在新领域中的应用前景。铜渣废料的回收与再利用具有循环经济价值,如增加关键金属供应,降低混凝土成本,减少环境危害等。该研究为铜渣固废处理提供了一条路线图。
摘要:当前国内金属矿山环境问题突出,矿山普遍使用的防护口罩仅重点针对颗粒物的过滤性能进行了研究,而对于复杂的地下金属矿山环境,防护口罩难以提供高效可靠的防护性能保障,加大了作业人员患职业病的概率。基于地下金属矿山复杂环境现状,从粉尘、有害气体、微生物等3方面进行分析,对比了常用矿用口罩的优缺点,重点阐述了现有过滤材料及其制备方法。在大力提倡矿井环境危害治理及预防呼吸系统职业病的背景下,展望了适用于地下金属矿山防护口罩过滤材料的未来发展趋势及研究方向。研究为地下金属矿山防尘装备的发展提供参考。
摘要:在强震区上游法粗尾砂筑坝采取有效抗震措施对保证尾矿库坝体安全十分重要。某尾矿库设计地震烈度为X度,已安全运行多年,受地形条件限制,后期采用上游法加高扩容以满足矿山生产需求。根据尾矿库工程地质条件和加高库容设计方案,建立典型剖面有限元模型,采用尾砂和培土的动三轴试验结果参数,分析现状尾矿库和最终设计尾矿库在强震作用下的动力特征,研究设计抗震措施的有效性和坝体的安全稳定性。结果表明,设计采用的抗震方式有效、合理。研究成果可为尾矿库运行过程中的抗震措施提供科学依据,也可为类似工程提供一定参考。
摘要:砷黄铁矿是金矿中常见的载金矿物,金颗粒通常作为“隐形金”包含在砷黄铁矿中而难以高效回收。针对铜(Ⅱ)-氨-硫代硫酸盐浸金液,通过循环伏安曲线、培菲尔曲线、电化学阻抗等电化学方法和XPS表征分析方法,研究加入Fe对砷黄铁矿氧化行为的影响。电化学结果显示:砷黄铁矿在加入 Fe3+ 后,其氧化峰左移且峰强度增大,氧化反应电位由 0.5~0.6V 降低至 0.25V 附近。XPS表征结果显示:加入氧化剂 Fe2(SO4)3 后,砷黄铁矿电极表面出现 S0 ,Fe(II)-AsS含量变低,As(III)、As(V)含量增加,进一步验证电化学测试结果。该研究证实,在铜(Ⅱ)-氨-硫代硫酸盐浸金液中添加氧化剂 Fe3+ ,可有效提高含金砷黄铁矿的金浸出率。
摘要:有色金属硫化矿矿石性质复杂,且含有多种有价元素,使用单一捕收剂难以获得理想指标。而组合捕收剂能够发挥协同作用,有利于实现复杂多金属硫化矿资源的高效分离与综合回收。针对某低品位金矿石开展了详细的工艺矿物学分析,并进行提金试验研究。研究结果表明,该矿石中金矿物粒度细且分散分布于载金矿物中。采用机柱联合浮选工艺处理该低品位难选矿石,添加组合捕收剂XTB和组合起泡剂XTQ可显著提高金的浮选指标。在闭路试验中,磨矿细度为 -0.074mm 条件下,获得精矿金品位为 38.00g/t, 金回收率为 76.41% 。该工艺实现了矿石中有价元素的高效回收和矿产资源的综合利用。
摘要:含氰尾矿作为充填骨料进行井下充填可有效解决其尾矿库堆存导致的环保问题,提高固体废物资源利用率,降低充填成本,具有良好的经济效益和环境效益。采用过氧化氢氧化法和过碳酸钠氧化法对某黄金矿山含氰尾矿浆进行无害化处理,并对药剂和试验条件进行了优化。结果表明:过氧化氢氧化法、过碳酸钠氧化法处理后的含氰尾矿浆毒性浸出液中的易释放氰化物及主要重金属含量均低于HJ943—2018《黄金行业氰渣污染控制技术规范》中氰渣回填要求。综合考虑药剂成本、储存、运输、使用条件等,推荐使用过碳酸钠氧化法。研究可为黄金行业含氰尾矿作为充填骨料的无害化处理提供参考。
摘要:二道坎银铅锌矿床是近年来在多宝山矿集区新发现的一个大型独立银矿床,其是黑龙江省发现的首个独立银矿床,也为探讨区域成矿规律提供了重要的研究案例。针对二道坎银铅锌矿床缺乏系统研究且深部勘查程度较低的现状,通过系统收集并整理矿区地质、钻探、地球化学等多源数据资料,利用Micromine软件建立了矿区三维地质模型,在“三位一体”找矿预测理论的指导下,结合立方体预测与找矿信息量法开展了深部成矿预测,最终圈定了4处找矿靶区。研究结果表明,二道坎银铅锌矿区构造角砾岩,北东向和北西向断裂交会部位, Ag,Pb,Zn 异常等可作为直接找矿标志,在矿床深部仍具有较大找矿潜力。
摘要:针对东昆仑造山带隐伏矿体勘查的局限性,以卡而却卡铜多金属矿床为例,通过区域地质调查、地球化学异常识别及综合找矿技术方法的应用,系统分析了矿床地质特征、成矿机制,建立了综合找矿模型。研究结果表明,该矿床的形成与晚三叠世—早侏罗世中酸性岩浆侵入活动密切相关,岩体与围岩接触带是主要控矿构造;综合找矿技术的应用显著提高了勘查成功率,取得了找矿突破,验证了综合找矿模型在东昆仑造山带寻找斑岩型铜矿的适用性,并揭示了区域岩浆活动、构造演化与成矿作用的内在联系。该研究不仅为东昆仑造山带矿产勘查提供了科学依据和实践指导,还丰富了区域成矿理论,对隐伏矿体勘查具有重要的学术价值和实际应用潜力。
摘要:瓦恰一带地处中国西部重要成矿带,矿产资源丰富,具备良好的成矿地质条件。基于1:5万水系沉积物测量,系统分析了瓦恰一带 Cu,Pb,Zn 等9种元素的化探异常特征,圈定单元素异常115处、综合异常9处。结合地质背景对化探异常进行综合评价,通过异常查证,发现欠孜拉夫铅锌铜矿床。通过系统的化探异常评价与找矿效果分析,建立适用的成矿模式。研究结果表明,欠孜拉夫铅锌铜矿床的发现不仅验证了1:5万化探异常评价方法的有效性,也为类似地质环境下的化探异常评价提供了新的思路和方法。通过对控矿地质因素及成矿地质特征研究,成功建立了瓦恰岛弧层控-热液叠加型铅锌铜成矿模式,对区域后续矿产勘查具有重要指导意义。
摘要:上宫金矿田处于华北板块南缘、熊耳山金多金属矿集区西部,具备良好的金成矿地质条件。干树金矿床为上宫金矿田内重要的中低温热液型金矿床。对干树金矿区F断裂深部开展了地质、物探、化探等综合勘查,以期获得找矿突破。采用音频大地电磁法测深(CSAMT)和钻孔原生晕地球化学分析相结合的方法,推断了 F1 断裂、矿化体产状及埋藏深度。通过钻孔验证,证实了深部存在3层隐伏矿体,实现了该矿段深部找矿突破。勘查结果表明,综合找矿方法可以快速确定深部隐伏矿体,对同类型金矿的找矿勘查具有重要借鉴意义。
摘要:对铅试金法中铅扣质量的影响因素进行了深入探讨,通过实验分析了有效硫、固定碳含量,面粉种类及用量,硝酸钾加入量等对铅扣质量的具体影响。实验结果表明:铅扣质量主要取决于样品中有效硫和固定碳的含量,在称样量为 15g 条件下,样品含有效硫每增加 1% ,铅扣质量增加约 3.2g ;固定碳每增加 1% ,铅扣质量增加约 4.6g ;使用面粉和硝酸钾控制铅扣质量时,每增加1g 面粉,铅扣质量增加约 11.6g ;每增加 1g 硝酸钾,铅扣质量减少约 3.6g 。基于实验结果,推导出还原力计算公式,并优化了铅扣配料组成。验证实验显示,优化后的配料方案可使铅扣质量均控制在 20~40g ,一次试金成功率提升至 90% 以上。在日常检测中应用此优化方案,铅扣质量合格率从 76.7% 提高至 95.3% ,显著提升了检测效率和准确性。