- 吕祎航;张扬;崔宁哲;包阿儒汉;
随着矿山开采不断向深部化、智能化方向推进，如何解决传统通风系统存在的网络结构复杂、调控滞后及动态适应性差等问题是目前研究的热点方向之一。数字孪生凭借其虚拟仿真推演、实时数据交互等优势，为金属矿山通风系统的智能化升级提供新的技术路径。系统分析了金属矿山当前通风系统的运行现状与痛点，以及其与数字孪生技术的高度适配性；从矿山不同作业地点通风需求、设备智能控制、关键技术融合3个角度，结合工程实践，梳理了数字孪生在金属矿山通风系统中的应用现状；从一体化平台建设、AI驱动决策、多维度可视化、绿色节能协同4个方向展望了数字孪生技术在矿山通风领域的未来发展趋势。研究成果可为金属矿山通风系统的数字化、智能化转型升级提供理论参考与实践指导。
2025年12期 v.46;No.512 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1137K] - 柳智晖;张鑫;聂兴信;龚本芳;杨敏;
在地下金属矿山开采中，由于作业地点的特殊性，高浓度粉尘的扩散会严重威胁作业人员的健康与安全生产，因此高效除尘技术是目前研究与关注的重点之一。系统分析了金属矿山爆破粉尘特性及扩散、迁移规律，综述了追踪除尘系统的研究进展，即粉尘动态感知方法和智能追踪控制系统。提出基于光散射原理检测或与静电感知技术结合的感知方法，运用多技术融合的追踪方式对粉尘进行实时监控与动态预测。通过对比分析国内外金属矿山除尘标准，结合绿色矿山建设的发展趋势，提出了适用于金属矿山粉尘智能化追踪治理的实施方案，即构建“动态感知—智能决策—动态监督执行”的智能闭环系统。研究可为地下金属矿山粉尘的高效治理提供技术参考。
2025年12期 v.46;No.512 6-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1164K] - 温瑞恒;梁新民;张爱民;
随着矿产资源的日益枯竭,地下开采已经成为矿山开发的主要选择。然而，井下开采面临的首要问题是井下作业环境需要地表新鲜空气的供给，同时井下爆破、铲装、设备运行等生产活动也会不间断产出粉尘、一氧化碳、二氧化氮等有毒有害气体。针对地下开采矿山，矿山通风系统排出井下有毒有害气体、向井下作业区域供给新鲜空气，同时调节井下环境，改善工作人员作业环境，其是否高效、稳定运行，直接影响井下作业人员的安全及井下生产活动是否可继续推进。矿山通风是地下矿山安全生产至关重要的基础，然而矿山传统通风系统具有能耗高、效率低、通风不均、维护困难、安全隐患高等问题，亟待实施矿山按需通风智能管控系统对矿山通风系统进行智能化升级，实现按需高效通风。基于此背景，对矿山按需通风智能管控系统实施方案进行研究，探讨矿山按需通风系统在设备层、控制层、算法层、平台层、应用层实现智能管控的架构及方法。通过建立算法模型、机理模型，应用工业控制、信息网络、数字孪生等先进技术，建立矿山按需通风智能管控系统，可有效解决矿山通风系统效率低、通风不均匀等问题，在能耗管理、安全隐患管控、系统预维护等方面实现数据算法赋能，为建立智能化安全低碳矿山提供支持及保障。
2025年12期 v.46;No.512 13-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1512K] - 龚本芳;张鑫;吴赛赛;柳智晖;
系统分析了金属矿山作业环境下防护口罩重复使用性能，结合金属矿山作业环境的特殊性及防护需求，对常用矿山防护口罩材料与结构展开剖析，重点探讨了重复使用的可行性、挑战及综合评价指标体系。结果表明，可重复使用口罩在经济性和环境效益上显著优于一次性口罩，但需定期更换滤芯或滤棉，并加强面罩主体的清洁与维护，确保过滤效率和密封性。评价体系以防护性能为核心，其次为使用性能，再次为卫生安全性能。未来研究聚焦于长效低阻过滤材料开发、口罩智能维护提醒技术，以及基于实际工况的动态评价模型构建等方面。研究为矿山作业人员选择与维护可重复使用口罩提供了科学依据，有助于降低尘肺病风险，推动矿山防护装备向高效、经济、可持续方向发展。
2025年12期 v.46;No.512 19-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1168K] - 时培哲;张鑫;聂兴信;柳智晖;
矿山浮选工艺中的矿石加工及浮选加药等过程会产生大量的粉尘，与一般矿尘相比，浮选粉尘不仅粒径细、扩散性强，而且因吸附了浮选药剂具有更高的毒理活性，严重危害作业环境与人员健康。对比分析了国内外浮选厂粉尘治理现状，系统分析了破碎、筛分、输送等关键环节的粉尘生成机制及其扩散特性现状。对现有选矿环境的控尘措施进行深入探讨，着重对封闭罩结构、负压抽风、湿法喷雾等多维度的控尘技术方案进行总结，探讨并归纳脉冲袋式除尘器与湿式除尘装置的适用条件。通过对3家典型浮选厂的除尘系统改造案例进行分析发现，多点协同除尘系统可将主要产尘点粉尘浓度降低90%以上，显著改善作业环境。研究提出了构建“源头控制—过程调节—末端收集”一体化除尘系统是提升浮选厂环境治理水平的重要路径，可为矿山营造良好环境提供参考。
2025年12期 v.46;No.512 26-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1245K] - 杨志;杜佳辉;刘章龙;
金属矿床地下开采矿山在中国占有较大比例，且越来越多，采深也越来越深，开采环境变得越来越差。尤其井下通风问题，解决难度也越来越大，特别是处于高海拔、高寒和大采深的矿井，通风问题一直是开采的瓶颈。针对云南某复杂超深矿井通风系统不完善，新鲜进风量不足等问题，提出了复杂超深矿井通风系统优化方案与研究思路，一是针对深部基建区域污风归流线路进行改造，降低其对采矿活动环境影响；二是强化生产各区域通风系统管理，解决现场空气质量问题；三是构建深部通风系统可视化三维模型，形成数值模型与现场实际相互参考局面，实现通风系统精准管控。研究结果表明，通风系统优化方案应用后，矿山超深部新鲜风流按设计线路进入井下作业面，通过洗刷作业面将污风归流至设计回风通道，最终归流至主要回风井，爆破后的通风时间从3.2 h缩减至1 h，作业效率显著提高，污风滞留、系统风流短路等问题得到显著解决。本研究有助于为超深矿井复杂通风系统优化提供通风技术指导，为保障千米深井资源开采提供关键技术支持。
2025年12期 v.46;No.512 33-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1185K]
- 邱剑辉;周科平;袁梅芳;蔚登峰;寇云鹏;陈秋松;
焦家金矿采用分级尾砂自流充填方式进行充填，其存在深部开采适用性弱，充填料浆分层、离析、泌水严重等问题。为此，提出膏体充填解决方案。开展了膏体充填料浆流变特性试验与半工业环管试验，系统评估膏体充填料浆的流变参数与管道输送阻力特性。结果表明：全尾砂充填料浆在料浆浓度74%时可达到膏体状态，流动性与稳定性较优，灰砂比1∶4至1∶15的料浆满足泵送要求；在连续泵送过程中，管道沿程阻力损失与灰砂比、料浆浓度和泵送流速均呈正相关，随着泵送排量的提高，流速增大，管道沿程阻力损失相应增加；在带料停泵1～2 h，重启泵后管道内料浆堵管风险较低。研究结果不仅为焦家金矿充填系统的设计和尾砂资源化利用提供了理论支持和工程参考，同时对促进矿山行业的绿色发展、减少尾砂外排及环境污染具有重要意义。
2025年12期 v.46;No.512 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1470K] - 蒋权;
地下转露天开采形成的复合矿山边坡受历史井巷工程扰动及复杂地质构造影响，岩体结构呈现显著非均质性，传统稳定性分析方法难以精确表征其失效概率。针对复杂可靠度函数求解困难的问题，创新性地提出一种基于Logistic迭代方程的可靠度指标β计算方法。该方法通过动态优化迭代步长与收敛阈值，显著提升梯度下降算法的计算效率与稳定性，有效解决了高维非线性极限状态方程的可靠度求解难题。以典型地下转露天矿山柿竹园矿为研究对象，根据其工程地质条件，进行了地下转露天边坡地质分区，构建了最终境界边坡简化Bishop法和Janbu分析法极限状态超平面模型，精确地计算了边坡的可靠度。研究结果表明，柿竹园矿地下转露天开采各边坡的可靠度均大于2.42，满足公路边坡国家标准，获得最终境界边坡稳定的研究结论。
2025年12期 v.46;No.512 47-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1378K] - 卢海波;李强;李俊;刘帅;李佳建;
矿块中采场布置方式关系到采场的出矿效率，同时也决定了矿山的生产能力。出矿巷道的稳定性与出矿设备和出矿工人的安全问题直接相关。针对小东沟金矿厚大矿体上向水平进路开采过程中存在的出矿效率低，出矿巷顶板稳定性差，支护结构损伤大等实际问题，提出了厚大矿体进路布置优化方案，出矿巷沿矿体走向布置于矿体边界，将出矿巷两侧布置进路改为单侧布置，进路由沿矿体走向布置改为垂直矿体走向布置。结果表明，采场布置方式优化后，采场出矿效率提高。数值模拟结果表明，与两侧均布置进路相比，单侧布置进路对1~#进路稳定性影响更小。两侧进路同时掘进3 m,1~#进路顶板位移增加64%，单侧进路掘进3 m,1~#进路顶板位移增加22.58%。研究结果为厚大矿体上向水平进路开采采场布置方式提供理论参考。
2025年12期 v.46;No.512 52-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1724K] - 李闯;
针对某矿山无底柱分段崩落采矿法开采中存在的矿岩破碎严重、切割井施工风险高等技术瓶颈，提出了基于炮孔长度差异化的拉槽爆破优化方案。通过补偿空间计算分析发现，当炮孔长度小于20 m时，采用双孔“一字形”布孔方案可满足补偿空间需求；而炮孔长度超过20 m时，则需采用三孔“三角形”布孔配置以形成有效补偿空间。采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟对2种布孔方案进行动态爆破仿真，模拟显示新型布孔方案可形成均匀应力场，实现目标岩体有效破碎且无残留体，破碎边界精准可控。将优化后的采场拉槽布孔方式进行现场工业试验，采场爆破块度均匀，未出现爆破超挖，后续拉槽回采爆破自由面充足，整体爆破效果良好。
2025年12期 v.46;No.512 57-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1455K] - 袁伟良;杨业国;黄宝兴;肖日鹏;陈碧琰;亢选雄;余建文;
四川某硫氧混合铜矿铜品位为1.95%，其中硫化铜和氧化铜分别占铜矿物总量的71.54%和28.46%。针对矿石中硫化铜矿物可浮性较好，而氧化铜矿物可浮性较差的问题，开展了浮选—浸出选冶联合工艺研究。通过浮选条件试验，确定磨矿细度-0.074 mm占比75%、pH调整剂Na_2CO_3用量为1 000 g/t、活化剂HD_2用量为1 360 g/t、捕收剂丁基黄药用量为750 g/t和起泡剂2号油用量为50 g/t的最佳工艺参数。在最佳条件下，浮选闭路试验获得铜品位25.25%、铜回收率65.08%的浮选精矿。通过浮选尾矿硫酸浸出试验，在液固比11∶5、硫酸用量150 kg/t、浸出时间60 min的条件下，浮选尾矿铜浸出率达到78.22%，铜综合回收率达到92.39%。研究成果为硫氧混合铜矿资源高效开发提供了技术支撑。
2025年12期 v.46;No.512 63-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1348K] - 王建军;邵京明;郭建东;薛希刚;李少梅;张玉超;
智利某矿山选矿厂产出的含砷铜金精矿采用单一直接氰化法处理，金、银浸出率分别为83.86%、76.19%，且铜不能有效回收；采用焙烧—酸浸—氰化浸出，金、银浸出率分别为94.20%、81.98%，铜浸出率为83.38%，金、银、铜回收效果还有待提高。经系统试验，最终确定采用强化氰化浸出金、银—氰化尾渣浮选回收铜—浮选尾矿两段焙烧—焙烧渣酸浸回收铜—酸浸渣氰化浸出金、银工艺流程，金、银、铜综合回收率分别达到98.95%、97.90%、92.41%，实现了难处理含砷铜金精矿中有价元素的高效综合回收，可为该类型金精矿资源的分选回收提供借鉴。
2025年12期 v.46;No.512 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1170K] - 何涛;吴升;张海惠;张景河;
新疆金川公司采用堆浸滴淋浸金、炭吸附、解吸、电解的提金工艺流程。在堆浸浸金过程中，添加石灰保持堆浸工艺所需的碱性环境，避免矿石中的硫氧化后使矿堆内部酸化。但石灰中的钙离子和堆浸过程中已产生的贱金属离子会随着浸出液的循环使用不断累积，并在碱性条件下或暴露在空气中形成沉淀物，其中钙离子的沉淀物（CaCO_3、CaSO_4）含量最高，这些沉淀物会堵塞滴淋管、包裹载金炭，影响整体吸附、冶炼指标。针对此情况，新疆金川公司进行了大量的研究和试验，最终选用FLOSPERSE系列M90型阻垢剂，该阻垢剂能够破坏结垢物的晶格或与钙、镁离子形成螯合物增加结垢溶解度，并且在添加量为3×10~(-6)时，能明显稳定浸出液中钙、镁离子及其他杂质离子，延长滴淋管使用时间50 d以上，滴淋管滴头堵塞率由约30%降低至不足10%，脱金炭酸洗消耗量降低了31 kg/t，应用效果显著。
2025年12期 v.46;No.512 73-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1165K] - 陆兆锋;张新;杜等虎;敖迎春;黄钰涵;
系统研究了重选在含金黄铁矿矿石选矿中的应用及工艺优化。基于矿石工艺矿物学研究，采用化学成分分析、物相分析等手段查明矿石中金品位达3.40 g/t，主要载体矿物为黄铁矿，金以自然金为主，细粒金和中粒金含量较高，金矿物赋存状态分为裂隙金、粒间金和包裹金3种形式，嵌布特征以脉石矿物裂隙金和脉石矿物粒间金为主。针对原“重选+浮选”流程存在的尼尔森选矿机负荷不足、重选回收率低等问题，提出将一段磨矿溢流引入尼尔森选矿机，构建闭路重选流程的改造方案。工业试验结果表明，改造后重选回收率由原来的16.08%提升至28.46%，尾矿品位由改造前0.31 g/t下降至0.24 g/t，选矿回收率较改造前提升了0.55百分点。
2025年12期 v.46;No.512 78-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1169K] - 贺宗兴;邢玉志;张少良;赵士锋;李彦;靳建平;
针对近年来山东金创金银冶炼有限公司氰化贵液中银含量逐渐升高，导致后续置换工艺中锌粉用量大幅增加，使得成本随之增加的问题，对高TDS高银氰化贵液开展精准沉银试验。通过确定硫化钠用量、加药方式及贵液体系沉淀的终点电位，提高贵液中银沉淀率，确定适合后续工艺的金、银质量比。试验结果表明：在贵液中加入0.22 mL饱和硫化钠溶液，沉淀终点电位为-217 mV时，银沉淀率为80.20%，金、银质量比在1∶10以上，此时贵液中含银87 mg/L，银泥质量较优。该技术大幅降低了贵液中银含量，为后续锌粉置换工艺回收金、银提供了前提条件。
2025年12期 v.46;No.512 82-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1183K]