针对当前矿山井筒及巷道受酸性地下水频繁腐蚀的现状，以安徽某硫金矿山混合井为 工程背景，采用现场调查、理论分析、数值模拟等方法，调查了混合井受酸性水腐蚀现状，揭示了酸腐 蚀条件下混凝土强度弱化机理，研究了酸腐蚀条件下井筒的稳定性，并提出了防治对策。研究结果 表明：井筒酸性涌水来源于周边硫化矿山的老空区积水，空区中残留的硫化矿物与氧气、水相互作 用，生成酸性水，并通过岩层裂隙等水源通过侧向补给至井筒；井筒-168~-270 m、-495~-575 m内岩 移、应力及塑性区分布存在变化异常现象，稳定性差，存在较大安全隐患；提出减少酸性涌水、增大围 岩综合强度以及加强检查维修的综合防治措施，以增强井筒的稳定性，确保井筒的生产安全。

山西某矿 2501运输顺槽上部为 2303回采工作面，上部采面垮落产生的动压导致下部 巷道变形严重，围岩失稳，给工作面煤炭安全回采带来显著影响。为解决上述问题，结合运输巷现 场条件，采用数值模拟研究巷道围岩应变演化规律，并针对性给出动压巷道围岩支护技术方案。数 值模拟分析 10，20，30，40 d 时围岩应变分布情况，40 d 后 2501 运输顺槽掘围岩及上覆岩体整体破 碎，原锚杆+锚索支护措施无法满足动压巷道支护强度要求。根据数值模拟研究结果，提出采用管 棚+U 型钢组合方式强化巷道支护，提高护表强度及围岩抗变形能力。现场应用后，2501 运输顺槽 围岩变形控制效果较好，可满足后续使用需要。研究成果和研究方法对于其他动压巷道支护有一 定指导意义。

大南湖七号煤矿11603工作面过大断层期间，破岩量大，回采速度慢，设备故障率高，且 尾端头超前应力区围岩破碎严重。通过对原回采工艺存在问题进行分析，并对回采工艺进行优化， 实行“小巷法”回采工艺，同时对断层区围岩实行“注浆+密集工钢棚+墩柱支护”等联合支护。实际应 用效果表明：回采工艺优化后，减少了破岩量达 3 244 m³ ，设备故障率减低至 6%，维修费用减少了 24.9万元，回采速度提高至4.8 m/d；对断层区围岩支护优化后，超前应力区围岩两帮变形量大于顶底 板移进量，两帮最大移近量为 0.16 m，顶板最大下沉量为 0.1 m，最大底鼓量为 0.13 m，围岩整体稳定 性好，未发生两帮垮落、底板冒漏等事故。

王家岭煤矿 18107 工作面回采期间，受邻近 18105 工作面采空区、断层以及向斜构造 等影响，在回采到 900~950 m 段时，位于尾端头的工作面顶板出现破碎、冒落现象。根据工作面回 采现状，从煤体内部应力、地质构造、端头支护等几方面分析了顶板破碎冒落原因，对冒落区采取 “人工假顶”支护，对破碎区提出了“柔性注浆+让压锚索+自锁式锚杆”联合支护。通过现场实际应 用效果来看，采取联合支护后，控制冒漏区范围扩大，支架工作阻力提高至 95%，端头煤柱垮落长 度减小至 1.2 m，垮落深度减小至 0.7 m，顶板下沉量减小至 0.11 m，底鼓量减小至 0.22 m，取得了显 著应用成效。

为优化中关铁矿分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法的采场宽度，实现对破碎难采矿体 的安全高效开采，在基于Methew法对采场允许暴露的极限参数优化结果的基础上，按采场高度30 m， 宽度分别为10，12，14，16，18 m进行数值模拟，对比分析不同宽度方案下，采场顶板竖向应力、侧帮水 平位移及塑性区变化规律，进一步确定合理的采场结构参数。结果表明，当采场宽度不大12 m时，采 场可保持稳定；当采场宽度增加至12 m时，需对顶板中部加强支护，方可保持稳定；当采场宽度增加 至14~18 m时，采场稳定性较差。以矿房高30 m，宽12 m和长度不大于50 m，进行分段凿岩阶段出矿 嗣后充填采矿法工程实践，在矿房顶部中间-200 m水平施工护顶巷道，采用预应力长锚索+锚网喷的 联合支护技术进行预控顶。工程实践表明，采场生产能力可达到 3 170 t/d，回采率 88.35 %，贫化率 10.17 %，矿房稳定性较好，可实现安全、高效、经济开采。

随着绿色矿山建设的推进，阶段矿房嗣后充填采矿法广泛运用于大型矿山中，该采 矿方法采用尾砂胶结充填采空区，可有效降低冲击地压等灾害发生，但由于分一二步骤回采，从而 使得矿房围岩稳定性受多种复杂因素影响，导致矿房四周围岩在开采过程中面临变形、破坏甚至 坍塌的风险，对大型矿山的安全生产造成很大影响。为提高嗣后充填法矿房围岩稳定，保障矿房 回采过程中的生产安全，采用故障树分析法（FTA），从矿房围岩不稳定可能导致的事故类型出发， 反向推导事故发生的根本原因；以地质、采矿工艺、管理因素等维度划分评价单元，进行潜在风险 源辨识，再通过 LEC 半定量评价方法评估风险等级，制定并落实针对性管控措施，防止风险演变为 隐患或事故；最后对风险管控措施的落实情况进行动态检查，及时发现管控失效形成的隐患，并闭 环整改，防止隐患诱发事故。实践表明：通过故障树分析法（FTA）从源头上辨识阶段矿房嗣后充填 法矿房稳定性管控风险，从过程治理消除隐患，最终实现了矿房生产安全事故从事后处理转向事 前预防风险管控。

为掌握火成岩侵入特殊地质条件时的综放工作面矿压显现特征，确保巷道支护的合理 性，通过围岩物理力学参数测试确定了火成岩侵入影响下的煤体弱化特征，在此基础上，计算了不同 工况回采期间，超前支承压力峰值大小与影响范围，进一步采用控制变量法调整煤体参数，构建火成 岩侵入前后的三维数值模型，厘清工作面上方不同深度垂直应力变化规律，并结合现场实测结果验 证了研究结果的准确性。结果表明，火成岩侵入灼蚀煤体，驱动其结构由致密向松软多孔转变，物理 力学性质大幅削弱，工作面上方煤体在动压影响下极易破碎，纵向塑性破坏深度较大，导致煤体载荷 共同叠加，覆岩10 m深度内，应力均处于较高水平；相较常规区域，应力集中系数及影响范围显著增 加，煤体强度低、水平应力大、裂隙水软化、大范围超前支承压力等多种因素的叠加，诱发巷道在回采 期间大面积失稳破坏。研究成果可为类似地质条件工作面超前支护合理布设范围提供参考依据。

为解决金川二矿区深部采场资源回采效率不高的问题，采用数值模拟的方式，开展深 部采场回采进路参数优化研究。首先，建立了 6 m×4 m大断面进路采场模型和 5 m×4 m常规断面进 路采场模型；其次，使用 FLAC3D软件模拟下向分层水平进路胶结充填采矿法开采，对大断面和常规 断面进路在回采过程中所受应力值大小及变形规律进行分析研究。结果表明：在回采过程中，常规 断面和扩大断面进路顶板最大下沉量分别为 12.55和 17.2 mm，两帮最大收敛位移值分别为 12.28和 21.56 mm，相比而言，扩大断面后进路顶板和两帮的位移值均有所增大，但增幅不大，说明以上2种断 面尺寸的进路开采所引起周边区域的岩石位移极为接近。常规断面和扩大断面进路顶板在竖直方 向上所受最大压应力分别为0.389 1和0.457 8 MPa，在水平面内垂直于进路推进方向所受最大拉应力 分别为0.254 2和0.297 8 MPa，均小于充填体顶板极限拉应力0.53 MPa。由此可知，下向进路扩大断 面后，顶板充填体承受的最大拉应力增大了17.2%，说明进路宽度对其假顶充填体所受最大拉应力值 有显著的影响，盘区进路断面宽度扩大至6 m是合理可行的。

在煤与瓦斯突出隧道揭煤施工中，如何科学确定保护岩柱厚度是防控动力灾害的核心 技术难题。针对传统经验法缺乏定量计算依据的局限性，建立基于弹性力学薄板理论的分析模型， 综合考虑瓦斯压力、围岩约束效应及掌子面空间几何特征（开挖宽度、高度等），推导薄板弯曲微分方 程，并基于最大拉应力准则获得岩柱厚度的解析公式。理论分析表明：岩柱厚度与瓦斯压力呈线性 正相关，与隧道开挖宽度、高度呈非线性正相关，与围岩抗压强度呈负相关，揭示了其多因素耦合作 用机制。通过宝鼎 2# 隧道现场验证，理论计算值 3.44 m较实测值 3.15 m偏大了 9.2%，误差控制在工 程容许范围内（≤10%）。理论值的保守性特征实质形成1.12的安全系数，满足《防治煤与瓦斯突出细 则》要求。研究实现了岩柱厚度从经验估算向理论计算的跨越，为复杂地质条件下隧道安全揭煤提 供量化设计依据，具有一定的实际指导意义。

针对部分矿山的采矿方法及采场结构参数不合理而导致的生产能力低、作业安全性差 等问题，以安徽南部某典型方解石矿为例，基于现场工程调查、理论分析、数值模拟等方法的协同分 析，对矿山原采用的采矿方法及采场结构参数进行了优化，对比了不同采矿方法的技术经济指标，构 建了三维数值模型进行采场结构参数敏感性分析。研究表明：相较于传统的浅孔留矿法，采用中深 孔落矿小分段空场法在机械化程度、生产能力以及回采安全性等方面具有显著优势；基于矿山围岩 分级及岩石力学理论，当矿房宽度优化至10 m，矿柱宽度优化为8 m时，矿柱安全系数达到2.27，整体 安全性更好；由采场结构参数敏感性分析可知，相较其他优化方案，采用方案二（矿房宽度10 m、矿柱 宽度8 m）在采场围岩控制、开采效率等方面更加合理，在提高产能的同时，确保了回采的安全性，研 究可为类似矿体的开采提供借鉴。

在深部强扰动高应力作用下，巷道底板变形控制难度极大，为解决深部软岩巷道底鼓 变形速度快、变形量大的问题，以张集矿1137(1)轨顺外段诱发的严重底鼓变形为工程背景，提出了锚 注网喷反底拱治理技术方案。采用理论分析、数值模拟与工程实践相结合的研究方法，构建了底板 力学分析模型，获得了底板破坏深度。研究表明：在强扰动作用下，巷道围岩过度破碎，强度下降，围 岩破碎区不断增大并挤出是诱发底鼓的主要原因。提出了底帮联合补偿的支护优化对策，形成底帮 联合的支护承载结构，采用喷浆封闭，注浆补强，底角补打锚杆索的技术方案。依据工程地质条件， 通过模拟确定了拱高1.0 m，钢筋网直径12 mm，喷射混凝土强度C20的最优反底拱支护参数。联合 锚注支护与反底拱形成封闭的支护结构，整体发挥恢复应力、增强围岩、转移应力、控制承载圈的作 用，取得了良好的应用效果，为底鼓治理提供了工程借鉴与指导。

浮选是处理微细粒赤铁矿的主要方法，尤其是反浮选工艺在工业生产中应用广泛。系 统梳理了近年来微细赤铁矿浮选药剂与强化浮选技术的研究进展。在浮选药剂方面，详细阐述了捕 收剂（阳离子/阴离子反浮选捕收剂，新型复配、组合与微生物捕收剂）、抑制剂（淀粉类、纤维素类及其 改性产品）和活化剂的性能特点与作用机理。在强化浮选技术方面，重点分析了纳米气泡浮选提升 浮选速率与选择性、超声浮选改善矿物表面性质与药剂效能、载体浮选与絮凝浮选在强化微细粒回 收等方面的技术优势与作用机制。指出了当前研究在药剂成本、环境友好性、技术工业化应用等方 面存在的不足，并对未来微细赤铁矿浮选技术的发展方向进行了展望，为中国赤铁矿资源的高效、绿 色开发利用提供参考。

承德地区某含钛铁精矿铁品位为 64.20%，TiO2含量为 1.99%，针对含钛铁精矿中钛的 物相组成及其降钛技术进行了详细研究。通过物相分析发现，钛主要以钛铁矿、榍石和金红石形 式存在，并以集合体的形式与磁铁矿紧密共生。磨矿细度为-38 µm 占 90% 时，通过 2 段弱磁选，可 以使含钛铁精矿 TiO₂含量降低至 0.94%，弱磁选精矿产率、回收率和品位分别为 90.68%、97.96% 和 69.30%。在淘洗磁选方面，考察了 1 段淘洗磁选、脱泥—淘洗磁选、2 段淘洗磁选对降钛效果的影 响。结果表明，经过 2 段淘洗磁选处理后，精矿产品中的 TiO2 含量降至 0.91%，铁品位提高至 68.93%，精矿产率为 81.02%，铁回收率为 86.18%。研究结果为含钛铁精矿提铁降钛的工艺提供了 理论基础和试验依据。

湖北某低品位铅锌矿铅品位为0.76%，锌品位为1.37%。铅元素主要赋存于方铅矿、索 硫锑铅矿和白铅矿中；锌元素则主要赋存于闪锌矿中。脉石矿物主要为白云石、石英。采用磨矿条件 试验和正交试验确定的试验条件，在磨矿细度为-0.074 mm占75%条件下，采用1粗2精1扫选铅，选铅 尾矿 1 粗 2 精 1 扫选锌闭路流程试验，得到铅品位为 45.72%、回收率为 80.25% 的铅精矿，锌品位为 45.44%、回收率为91.02%的锌精矿，实现了铅、锌的高效分离，获得了合格的铅精矿和锌精矿产品。

针对内蒙古某选矿厂三段球磨系统存在的过磨严重、能耗高、铁精矿品质提升有限等 问题，开展纳米复合陶瓷球替代钢锻的磨矿试验研究。通过系统对比陶瓷球与钢球在不同装球制 度、充填率、磨矿浓度和时间条件下的磨矿技术效率、产品粒度组成，得出钢球和陶瓷球磨矿合格粒 级-0.075+0.018 mm 产率分别为 62.74% 和 63.02%，钢球和陶瓷球磨矿技术效率分别为 69.28% 和 70.46%，陶瓷球合格粒级产率及磨矿技术效率均高于钢球。对不同介质磨矿产品磁选效果及磨矿过 程球耗与能耗对比表明，陶瓷球磁选精矿铁品位略高于钢球磨矿，陶瓷球磨矿磁选精矿有害杂质含 量更低，同等条件下陶瓷球磨矿能够获得质量更好的铁精矿。陶瓷球磨矿能耗和电耗均低于钢球磨 矿，节能降耗效果显著。纳米复合陶瓷球在铁矿细磨中具有较好的适用性，可为同类矿石的高效节 能磨矿提供技术参考。

为了高效利用鞍山地区某贫磁铁矿资源，针对原选别工艺中矿返回量较大，选别效率 低、运行成本偏高的问题，提出采用一段磨矿一段磁选、一段磁选精矿螺旋溜槽重选获得合格精矿、 螺旋溜槽重选尾矿二次分级二段磨矿—磁选、二段磁选精矿细筛分级、筛下为合格精矿、筛上磁选柱 精选，一段磁选尾矿、二段磁选尾矿、磁选柱尾矿合并为总尾矿的磁重联合选矿工艺分选，获得了最 终精矿铁品位为 66.35%、回收率为 79.88%、尾矿品位为 10.41%的指标。实验室试验结果表明：磁重 选别工艺可在粗磨的条件下提前得到部分合格重选精矿，并抛出部分合格尾矿，减轻二段磨机负荷， 使选矿设备处理能力得到提升，简化了工艺流程，降低了选矿成本，提高了经济效益，可为同类贫磁 铁矿的高效分选提供技术参考。

某大型铁矿山采出矿石铁含量为19.41%，含铁矿物主要有赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿；脉 石矿物主要有石英、正长石、阳起石等。在工艺矿物学和性质分析的基础上，采用一段磨矿—弱磁— 强磁、一段混合精矿二段磨矿—弱磁—强磁、二段混合精矿阴离子反浮选工艺进行分选试验，在一段 磨矿细度为-0.074 mm占60%，一段弱磁选磁场强度200 kA/m，一段强磁选磁感应强度0.9 T，一段磁 选混合精矿二段磨矿细度为-0.074 mm占90.81%，二段弱磁选磁场强度184 kA/m，二段强磁选磁感应 强度 1.0 T，二段磁选混合精矿以 NaOH 为 pH 调整剂，KDF 为抑制剂，CaO 为活化剂，TDK-Ⅱ为捕收 剂，经 1 粗 1 精 3 扫反浮选，获得的精矿铁品位为 66.45%，金属回收率为 53.92%，尾矿铁品位为 10.62%。试验流程简单合理，为同类矿石的高效利用提供了技术依据。

针对某铜硫矿山因井下充填料混入原矿导致浮选指标恶化的问题，开展了充填料对铜 硫分选影响的系统试验研究。对原矿与充填料化学多元素分析，发现充填料中CaO、MgO含量较高， 会显著提高矿浆 pH 值，恶化浮选环境。通过条件试验确定了浮选的最佳矿浆 pH 值、捕收剂种类及 用量、抑制剂种类及用量。闭路试验结果表明，充填料混入量达5%时，铜回收率下降了3.477个百分 点，铜精矿品位与硫回收率也均有下降。充填料对铜硫浮选具有明显的负面影响，控制其混入比例 在3%以内可有效缓解指标波动。研究结果为现场生产调整提供了参考依据。

超纯铁精矿要求全铁含量在71.50%以上，SiO2等杂质含量低于0.3%，极高的质量标准 使得其工业生产面临显著技术瓶颈。基于文献调研，对超纯铁精矿制备技术进行了综合分析，得出 以下结论：①铁矿石、普通铁精矿的工艺矿物学特性是决定能否制备超纯铁精矿的关键因素，基于矿 物学基因特性的评价体系可高效筛选适合生产超纯铁精矿的原料。②在制备技术方面，若矿石嵌布 粒度较粗，矿物组成和结构相对简单，可将其磨细至-0.043 mm含量大于95%，实现充分单体解离，再 采用阶段磨矿—单一磁选工艺制备出全铁含量71.50%以上的超纯铁精矿；对于嵌布粒度细、矿物组 成复杂的磁铁矿，则需进一步采用浮选或磁选—浮选联合工艺，以高效生产出全铁含量高于71.5%、 SiO2等杂质含量低于0.3%的超纯铁精矿；当精矿中富连生体含量较高时，虽可采用硫酸、氢氧化钠等 化学浸出法进一步降低SiO2等杂质含量，但由于环保和处理成本等因素，该工艺并非工业化生产的优 选方案。③随着包钢集团开发的磁悬浮精选—反浮选联合工艺、鞍钢集团推出的极难选贫赤铁矿石 短流程选矿技术等技术突破，绿色低碳、短流程优化的超纯铁精矿生产工艺逐步推动其大型工业化 发展。为进一步实现超纯铁精矿绿色、高效、规模化生产，未来应继续聚焦于高压脉冲破碎—选择性 解离、光电选矿—生物脱硅及资源综合利用等绿色工艺的研发方向。

针对黑龙江某铜矿选矿厂浮选指标不理想的问题，开展了浮选动力学性能测试与分 析。以I系列粗选作业的JJF-320与KYF-320型浮选机为研究对象，系统测试了充气量、空气分散度、 气含率、矿浆悬浮能力及气泡负载率等关键动力学参数。结果表明：浮选机内空气分散效果良好，与 JJF-320相比，KYF-320的充气量略大，可结合实际生产需求小幅下调；2台浮选机内气含率均在合理 区间范围内且分布均匀；2台浮选机内的矿粒获得充分悬浮；2台浮选机内的气泡带矿能力较强，且 在上升过程中无明显脱附现象，矿化效果优异。研究结果为浮选设备运行参数优化提供了理论依 据，有助于提升分选效率与工艺适应性。

为了更准确地了解泥质粉砂岩在冻结状态下的蠕变特性，为冻结法施工建设提供坚实 可靠的理论基础，对泥质粉砂岩展开 3种温度下的无侧限抗压强度试验及 2种加载等级下的蠕变试 验。通过将分数阶微分理论引入Abel黏壶，继而建立了分数阶Burgers模型，并与整数阶模型进行对 比。结果表明：在无侧限抗压强度试验中，随着温度的降低，岩石的峰值应力逐渐增大，其强度显著 提升，低温下的试样在破坏时呈现出更加明显的脆性特征。在蠕变试验中，泥质粉砂岩的试验曲线 可分为快速与稳定蠕变2个阶段，快速蠕变阶段应变迅速增长，占总应变的90%左右，初始应力的快 速响应使得应变曲线在加载初期陡升；随着时间的推移，曲线逐渐变得平缓并进入稳定蠕变阶段，应 变在该阶段几乎保持不变，稳定应变随着冻结温度的降低或加载等级的提高而提高。通过构建基于 R-L分数阶积分的Abel黏壶并引入Burgers模型，建立了能描述不同加载等级和不同冻结温度下的整 数阶与分数阶Burgers模型。对模型参数进行反演可得，整数阶模型的拟合优度仅有0.918，分数阶模 型的拟合优度达到0.998，拟合结果与试验曲线几乎完全重合，且模型参数意义清晰，方便实际工程中 的直接应用。研究为岩石工程长期稳定性提供理论基础。

为了研究不同加载模式下，煤层老顶岩石声发射参数的演变及破裂破坏过程的差异， 对新上海一号煤矿15^# 煤层老顶样本岩石分别进行单轴压缩、直接和间接拉伸试验，并记录其声发射 信号特征。研究发现：老顶岩石单轴抗压强度为79.15 MPa，直接抗拉强度为5.2 MPa，间接抗拉强度 为1.3 MPa。单轴压缩试验中，老顶岩石的声发射损伤加速度点在应力水平为20%时出现，直接拉伸 试验中，声发射损伤加速度点在应力水平为70%时出现，间接拉伸试验中，老顶岩石的声发射损伤加 速度点在应力水平为 90%时出现；不同加载模式下，单轴压缩破坏全过程中，微小裂隙发育占主导， 拉伸试验时，裂隙发育尺度大于压缩试验的尺度；压缩试验中，在加载应力作用下，岩样破坏由小裂 隙逐步发展至大裂隙，大裂隙发育导致失稳破坏，间接拉伸试验与此相似。

砾石颗粒形状是影响砾岩力学行为的关键因素，现有形状参数体系存在数量繁多、分 类细则相互关联和重叠等问题，限制了分类方法的适用性。为解决此问题，研究提出了融合多参数 降维与机器学习的砾石颗粒形状分类方法。首先，基于CT扫描技术获取砾石的三维重构数据，通过 Python程序分别计算砾石颗粒的形状、圆度和球度等形状参数；其次，利用皮尔逊相关系数热力图量 化参数间相关性，结合层次聚类与主成分分析，筛选出代表性形状参数；最后，采用K-Means聚类方 法，通过肘部法则、轮廓系数确定最佳聚类数，并将砾石颗粒形状分成了 3 或者 4 类，简化了分类方 法。研究所提出的砾石颗粒形状分类方法可为砾岩力学性能分析和资源高效开发提供参考。

为了确保矿山的安全生产，进行精确的岩体质量评估以及揭示岩石的基本力学特性， 具有极其重要的意义。以内蒙古花敖包特银铅金属矿区500，660，855 m中段巷道岩体为研究对象， 进行单轴压缩、劈裂、剪切等岩石力学试验，获得相关岩石力学参数；在500 m中段不同采场开展节理 裂隙调查分析；在此基础上，结合 RMR 方法和 Q 系统岩体质量评价结果对岩体质量进行综合评价。 结果表明：500，660，855 m中段岩石抗压强度分别为63.22，33.69，59.56 MPa，弹性模量分别为30.10， 21.89，36.68 GPa，抗拉强度分别为7.23，3.85，4.66 MPa，黏聚力分别为11.72，9.49，15.70 MPa；500 m中 段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ采区围岩总体上结构面裂隙较发育，有微风化现象，节理面光滑至一般；500 m 中段Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ采区 RMR评分为 52、52、59，Q系统评分为 6.7、7.3、4.1，且均为一般岩体等级；通过岩体质量综 合评价确定500 m中段围岩质量为一般的岩体，属II~III级岩体。研究结果可为银铅金属矿区岩石力 学及岩体质量评价方面的研究提供一定的参考依据。

为查明闽西煤矿区地质构造的基本情况，通过分析其所处的区域构造背景，并结合生 产实际揭露的工程资料，采用构造分析法对闽西煤矿区褶皱、（缓）断裂、准同生构造等地质构造基本 特征进行了统计和初步总结。在此基础上，对其构造应力场以及形成演化模式进行了初步研究。结 果显示：矿区内近EW向构造叠加以及早期EW向构造改造使区域构造更趋于复杂化；区内典型构造 总体上属于下滑上推式、上滑下推式或又滑又推式叠加型构造。褶皱构造主要为近NE和NWW向， 与区域主要大地构造的展布方向基本吻合；断层构造以走向断层和高角度断层为主，与区域构造应 力场的主应力方向基本一致，且经历了印支晚期、燕山早—晚期、喜山晚期等多期次主要构造变动， 并对应于滑覆构造、逆冲推覆型或推滑型边界断裂、控煤构造的形成演化。而且，燕山期岩浆活动对 逆冲推覆构造等矿区总体构造轮廓的产生具有决定性意义。该研究可为今后在类似构造特征发育 地区寻找隐伏煤炭资源以及煤矿顶板安全管理等提供一定的理论参考与借鉴。

金属矿山矿井轴流式通风机现场运行环境复杂，井下高潮湿、高粉尘、高风温的环境叠 加无轨设备运行产生的油烟尾气，风机叶轮在高速、长期运转过程中，易造成叶轮叶片腐蚀，进而引 发风机性能衰减，使用寿命缩短，影响矿山井下通风安全与效率。为解决上述问题，对该类型通风机 开展针对性改造，提出三项核心技术结构改进方案：一是采用新型钢铝复合叶片，在延长叶片使用寿 命的同时实现叶片角度可调，优化风机运行性能；二是在电机尾端增设电动刹车装置，有效解决矿井 轴流通风机需短时间内停机的技术难题；三是配置叶轮拆装装置，实现风机叶轮及叶片的安全、快捷 安装与维修作业。实践表明，3项改进方案可有效解决通风机实际运行中的叶片腐蚀、停机效率低、 运维不便等问题，对保障风机稳定运行，延长设备服役周期，提升矿山井下通风系统运维效率具有重 要意义，可为同类金属矿山通风机优化升级提供参考。

煤矿提升机液压站在长期运行过程中常因密封件老化、管路损坏等出现渗油、漏油等 现象，既浪费资源又存在安全隐患。为解决传统的人工巡检方式效率低、漏检率高的问题，基于YO‐ LO目标检测模型，设计了一种基于视频AI的渗漏油监测系统。该系统首先采集液压站正常和渗漏 油情况下的图像数据；再通过数据预处理方法构建图像数据集，提取预处理后的图像特征和机器学 习模型，构建异常检测识别模型；最后根据液压站的实际环境，实现对异常状态的风险预警和响应。 在实际应用中，该系统对于渗漏油检测准确度达到92.1%，平均响应时间为0.2 s，表现出良好的鲁棒 性和实时性，显著优于传统检测方法。系统能够在煤矿复杂的实际应用环境中显著提高检测效率和 准确性，有效减少因漏检引发的安全隐患，确保液压站的正常运行，且降低了对人工巡检的依赖，节 约了人力资源，减少了经济损失。

为推进尾矿资源高值化利用并开发低成本环保型仿石建材，以承德地区典型钒钛磁 铁矿尾矿、钼矿尾矿和萤石矿尾矿为主要原料，辅以废玻璃粉、Na₂CO₃、K₂CO₃等添加剂，系统研究了 颗粒级配与废玻璃粉掺量对低温（850 ℃）烧成仿石陶瓷材料结构与性能的影响。结果表明，当钒钛 磁铁矿尾矿中大颗粒（3~2 mm）、中颗粒（2~1 mm）、小颗粒（1~0.075 mm）与细泥（-0.075 mm）质量比 为 25∶10∶5∶20 时，试样内部颗粒堆积紧密，致密性最佳；废玻璃粉掺量为 10% 时，试样体积密度为 2.24 g/cm³，显气孔率为18.21%，吸水率为8.14%，抗折强度与抗压强度分别达13.29 MPa与29.80 MPa。 添加废玻璃粉，可以在烧结过程中形成较多玻璃相，有效促进传质与孔隙填充，显著提升材料性能。 研究结果为承德地区尾矿资源在仿石陶瓷材料中的规模化应用提供了可行的工艺路径与理论依据。

为了提高酸性矿山废水中和处理时的熟石灰利用率，减少药剂消耗，降低运营成本， 针对马鞍山市某高锰酸性矿山废水处理过程中加药量大、污泥产生量大的问题，基于传统中和处理 法，进行了分级中和处理的试验研究，确定了分级中和处理的目标 pH控制值。结果表明：采用熟石 灰进行分级中和处理高锰酸性矿山废水，当一级中和控制废水的 pH 值为 5~6，二级中和控制废水 的 pH 值为 9.8 时，分级中和处理的熟石灰总添加量为 2.23 g/L，相对于传统中和法石灰使用量可减 少 40% 以上；分级中和处理产生的污泥量为 3.37 g/L，相对于传统中和法污泥的产生量可降低 65% 以上；二级中和处理时产生的污泥锰含量为 38.66%。采用分级中和处理可有效降低熟石灰使用 量，减少污泥产生量。

为高效去除水溶液中重金属铅离子，对天然黏土矿物滑石进行机械力活化，探究活化 滑石沉淀除铅效果，并对其机理进行分析。研究表明，机械力活化引发滑石晶格畸变，降低其结晶 度，直至完全非晶化。滑石表面活性羟基暴露并溶出，在大气CO₂的共同作用下，与铅离子反应，生成 碱式碳酸铅沉淀。相较于反应活性较低的天然滑石，机械力活化显著提升了矿物理化性质。当球磨 机转速为400 r/min时，滑石用量为0.4 g/L时，机械力活化滑石在500 mg/L硝酸铅溶液中对铅离子的 处理量达到了1 069 mg/g以上。研究结果为黏土矿物资源化利用提供了新途径，并兼具环境修复与 固废再利用双重效益，对推进重金属废水治理的绿色可持续发展具有重要意义。

某铜矿工业水工段先采用芬顿氧化处理废水，后加入石灰浆来中和反应后的水体至 近中性，再加入聚丙烯酰胺（PAM）混凝含有未溶解石灰的底渣微粒，所得上清液达标排放，底渣输 送至尾矿库。此工艺中使用的石灰浆浓度为 10%，而 Ca（OH）2在 20 ℃时溶解度为 0.165 g/100 g H2O，因此推断，现场应用石灰浆进行中和的反应效率不高。为了验证此推断，采用40% NaOH溶液、 现场石灰浆2种碱性物质对芬顿氧化后的酸性水体进行中和，通过对比试验来检验石灰浆在中和反 应中的效率。除此之外，还采用了粒径分析、扫描电镜（SEM）和能谱（EDS）等仪器分析手段，对石灰 中和池溢流底浆中的石灰含量进行了分析研究，以此对试验数据进行交叉检验。结果表明，现场所 用10%石灰浆的中和反应效率在40%~60%，随着水体的pH的升高，石灰浆的中和效率显著降低，未 反应的Ca（OH）2与中和产物CaSO4等共同沉淀形成底浆，不仅造成石灰浆的大量浪费，还会严重堵塞 输送管道。因此，如将现场芬顿尾水先用适量石灰浆调整至水体 pH约为 4，之后再添加少量液碱中 和水体pH至6~9，将大大提高现场石灰浆的反应效率并显著减少结垢现象。

为降低矿山边坡事故风险，收集和研究南芬露天铁矿采场已有地质资料，结合采场采 掘计划图及现场地质调查，对南芬露天矿采场的边坡高度、坡度、地质条件、稳定性划分安全监测等 级，对边坡监测预警系统进行整体设计，并实施补充雷达、GNSS、爆破震动、内部位移等监测技术。通 过监测数据整编和分析，为边坡稳定性安全评价提供可靠依据，实现 150 m 以上高陡边坡监测全覆 盖，满足国家监测要求标准，推动了事故防范向事前预警防范转型。对比补充完善监测系统前，年避 免因边坡造成的设备损失约370万元，有效避免人员伤害，降低人工监测作业风险，有效减少了高陡 边帮人工巡检的次数，节省人工成本费用约 20万/a。通过对边坡风险的预测和研判，生产调度系统 合理调整优化阶段开采顺序组织，矿石优化产出量提高至 1 459万 t，同比增加矿石采出总量 42万 t， 新增经济效益4 944.66万元。

为解决深部高应力巷道支护难度大，传统支护方式已难以满足煤矿现场需求的问 题，详细分析了某巷道在原支护条件下出现的破坏现象，总结出深部高应力巷道具有变形量大、初 期变形速率大等破坏特征，并梳理了现有支护技术条件下的支护思路。针对原支护强度不足的状 况，创新性地采用钢管混凝土支架进行优化支护，依据巷道实际断面，设计出直墙半圆拱加反底拱 形支架的支护方式，充分发挥钢管混凝土支架的高承载力和良好的适应性等优势，并对优化后的 支护方式进行荷载计算。结果表明，优化的支护方式所提供的承载力大于巷道所需承载力，能够 有效满足深部高应力巷道的支护要求，对提高巷道的稳定性和安全性具有重要意义，同时也为类 似工程的支护设计和施工，提供了有益的参考和借鉴。

冰块因其经济性和易获取性等优点经常被用作辅助降温手段。为改善矿山高温掘进 工作面热害治理效果，降低热害治理成本，以某段高温掘进工作面为对象，在通风降温的基础上进行 冰块辅助降温，分析冰块辅助降温效果并确定设计参数。基于凝固融化理论，结合 SST k-w 湍流模 型，运用 fluent 软件模拟通风和冰块降温下，高温掘进工作面温度场的变化规律。通过控制冰块数 量、布置方式等，对比分析不同工况下掘进工作面的温度场变化，得出降温效果最佳的冰块降温方 案。试验证明：与单独的通风方案相比，冰块 3 m 范围的温度下降明显，比未布置冰块时下降了 7~ 8 ℃；当双侧各布置1 m³冰块时，工作面5 m范围内最低温度23.6 ℃，比未布置时下降了10 ℃左右；当 冰块量选择相同的1 m³，距掘进工作面10 m时，温度分布均匀，大部分在24~25 ℃，制冷效果更好；在 冰块用量相同条件下，1 h后，巷道内空气温度变化与冰块形态及布置方式无明显关系。

随着地下金属矿山开采水平增加，井巷工程网络日益复杂，通风问题愈加突出。安徽 省某地下金属矿山采用分段空场嗣后充填采矿法，拥有多中段和多水平开采特点。基于三维仿真软 件 Ventsim，建立了矿井通风数值模型，并结合现场调研与模型分析发现，-190 m上部采区通风阻力 大、进风污染，-240 m中段采区中部漏风导致西部采区风量不足，-290 m中段西部采区回风不畅。针 对上述问题，提出了分区调控与漏风治理的优化方案：在-190 m上部采区安装辅扇以降低通风阻力， 在-240 m和-290 m中段封堵漏风通道，并在-290 m中段安装辅扇以辅助回风。经风网解算验证，优 化后各分层风量均衡，风速符合安全规程，有效解决了风流调控问题。该研究可为同类型矿井通风 系统优化调控提供借鉴。

数字化矿山建设背景下，传统露天矿山道路洒水模式存在作业效率低、水资源浪费严 重等短板，难以适配现代矿山高效运维与绿色发展需求；而自动控制技术向智能化、网络化、集中管 控方向演进，为洒水作业升级提供关键支撑。依托该技术，提出适配露天矿山道路的智能洒水算法， 构建“监测站-管理平台-车载终端-APP”一体化系统。在矿区道路布设环境检测站点，实时采集路 况与环境信息并汇总至中央控制平台，通过算法完成洒水点位精准计算与最优路线规划，实现固定 喷淋与移动洒水联动、昼夜智能调度、洒水车路径动态优化及固定喷淋系统自动化控制。经实际矿 山工程验证，该系统功能可行，可有效提升洒水作业效率与水资源利用率，为同类露天矿山道路运维 智能化升级及资源高效利用提供实践参考。

对于历史充填不完善的复杂老矿山，因安全因素，人员难以进入作业面开展三维激光 扫描、地质勘探或钻探作业，进而无法获得准确的采空区体积，为普查其赋存状态以及大小，采用地 表微动和激电测深相结合的地面物探方法，查明采空区在平面上和垂直方向上的分布情况。结果表 明，实施高密度（物探点距 20 m）地表微动探测和激电测深相结合的情况下，查明空区体积约 136万 m³，与资料统计的144万m³偏差率仅为5.6%。地表微动探测和激电测深相结合能有效查明空区形态 及分布，结果切实可信。通过总结物探技术在某矿山老空区探测中的应用，地表高密度微动探测和 激电测深相结合的方法能为采空区隐蔽致灾因素普查提供技术依据与支撑，查明老采空区的三维分 布形态，是一种切实可行的空区探测方法。

随着富矿资源的日益枯竭，难选细粒嵌布铁矿的高效开发成为矿业可持续发展的关 键。传统球磨机在细磨过程中存在能耗高、粒度分布不均、过粉碎严重等问题。以安徽某铁矿二段 磨矿技术改造为背景，系统研究了塔磨机在铁矿细磨中的应用效能与节能机理。通过对比分析塔磨 机与球磨机的磨矿效果，发现塔磨机在能耗、介质消耗、单位容积效率及分选指标方面均显著优于球 磨机。工业试验表明，原球磨机更换为塔磨机后吨矿电耗由7.57 kW·h/t降至4.30 kW·h/t，介质消耗 由 0.55 kg/t 降至 0.20 kg/t，单位容积效率从 0.43 t/（m³·h）大幅提高至 1.02 t/（m³·h），精矿铁回收率从 75.49% 显著提升至 80.35%。塔磨机技术的优势不仅在于直接的节能降耗，更在于其通过改善产品 粒度特性、优化矿物解离度，从而系统性提升后续分选指标所带来的巨大价值增值。

近年来，煤炭开采引发的地表塌陷与生态环境问题日益突出，煤矿充填开采技术成为 实现安全、绿色开采的重要途径。传统充填材料存在固结性能差、成本高等问题，而大掺量粉煤灰作 为充填骨料，不仅可改善料浆离析泌水现象，还能实现固废资源化利用。基于某煤矿充填工程实践， 系统研究了大掺量粉煤灰充填材料的工作性能、力学性能与环境安全性。结果表明，无论是大掺量 粉煤灰作为充填骨料，还是采用粉煤灰+煤矸石作为充填骨料，浆体和易性、试样强度和特征重金属 浸出浓度均满足矿山充填要求，且试样后期强度持续增长。大掺量粉煤灰作为充填材料，具备良好 的工程应用前景。

德兴铜矿大山选矿厂矿石性质波动频繁，人工操作无法有效识别工况变化，导致磨 矿过程波动大，生产控制难度大。针对现场磨矿过程中关键参数难以直接测量、传统仿真系统缺 乏动态实时数据支撑等问题，通过建模仿真和数字孪生技术，开发了一套球磨机数字孪生监测系 统。系统可以进行球磨机运动轨迹机理模型研究分析，开展动态轨迹研究，结合磨矿过程生产实 际，选择自组织映射神经网络（SOM）的筒体内部混合充填率分类方法，实现混合充填率这一动态 参数分类识别，进而实现钢球运动轨迹动态计算，最后，设计开发球磨机数字孪生监控系统，实现 球磨机三维模型建模及驱动，工艺流程仿真以及过程数据监控。工业应用结果表明，系统能够有 效识别混合充填率状态，提升磨矿产品粒度预测精度，为球磨机的智能化运行与优化控制提供了 可靠的技术支撑。

随着南京市城市建设的快速推进，梅山矿业逐渐被新建居民区环绕，环境问题日益 凸显。矿山长期使用的黄药虽具有成本低、指标稳定等优点，但黄药异味在夏季尤为明显，已成为 制约当地绿色发展的关键因素。为此，梅山矿业在排查异味来源的基础上，采用矿物靶向识别、量 子化学计算与表面谱学分析等手段，开发出低挥发、低毒性的环保型新型浮选药剂。结果表明，新 药剂在保持原有浮选指标的同时，VOCs 排放量较传统黄药大幅下降，浮选精矿硫回收率显著提 升。进一步工业试验证明，新药剂具有稳定的脱硫性能，并显著改善了周边空气质量。梅山矿业 引入的环境监测云平台能够识别污染趋势、预测污染源扩散路径，实现对空气质量等指标的动态 评估与超标预警，为污染防控提供前瞻性决策支持。研究结果为传统硫化矿浮选药剂的绿色替代 提供了可行路径，对实现矿山企业的清洁生产和区域可持续发展具有重要意义。

丹东凤城地区某难选金矿石高碳、高硫及易泥化，导致选矿回收率偏低。通过系统分 析矿石性质，重点围绕磨矿分级、浮选流程及药剂制度等方面开展技术改造实践。结果表明：通过优 化水力旋流器结构参数、调整球磨机钢球充填率与配比，一段磨机处理能力和产品细度均得到显著 提升。引入优先除碳工艺与“丁基黄药+SK-9011”组合捕收剂，并实施中矿再磨再选流程，有效提高 了金的单体解离度与浮选选择性。改造后，金回收率由82.47%提升至88.15%，实现了难选金矿石高 效分选与技术指标显著提升。

铁尾矿富含SiO₂和Al₂O₃，具备潜在的火山灰活性，但常温下活性较低，需通过机械活化或 化学激发可以提升其反应能力。以铁尾矿、水泥熟料、石膏、矿渣微粉等为试验原料制备新型铁尾矿基 胶凝材料。通过正交试验优化配比，确定最优组合为铁尾矿掺量15%、水泥熟料35%、石膏10%、矿渣微 粉为余量（40%），水胶比0.50，验证试验显示试件3，7，28 d抗压强度分别达3.12，7.70，13.94 MPa。进一 步开展冻融循环与水化耐久性试验，结果表明，胶凝材料在标准养护条件下抗冻性良好，但在低温环 境中强度损失显著；长期水浸条件下试块强度略有提升，饱和吸水率介于2.17%~3.11%，表现出良好 的水化稳定性。研究结果为铁尾矿资源化利用与绿色充填材料开发提供了技术支撑。

为减少二步采过程中爆破作用对相邻充填体的扰动影响，提高回采作业过程中充填 体稳定性与安全性，以张庄铁矿 90 m 高中段采场为研究对象，采用 LS-DYNA 数值模拟与现场工 业试验相结合的方法开展研究。构建含炸药、矿体、充填体的三维模型，采用流固耦合算法设置 2.0，2.3，2.5，2.8，3.0 m 5 种护壁矿厚度，分析爆破应力波影响范围、充填体应力及位移变化规律；现 场以 406 采场为对象，通过空区扫描验证模拟结果。数值模拟显示：随护壁矿厚度增加，应力波最 大影响范围从 2.74 m 降至 1.63 m，有效应力峰值从 2.125 MPa 降至 1.817 MPa，有效位移峰值从 0.414 mm 降至 0.149 mm，且厚度大于 2.5 m 时，充填体仅受较小损伤未破坏。工业试验表明，2.0~ 2.5 m 护壁矿下充填体破坏明显，3.0 m 时基本无变化，与模拟结果一致。研究明确张庄铁矿 90 m 高中段护壁矿最优厚度应不小于 2.5 m，为矿山爆破参数优化及安全回采提供科学依据。