爆破振动信号分析对提升爆破作业精度与安全性至关重要，其核心矛盾在于信号的 非平稳特性与传统平稳信号分析方法的局限性。通过对该领域分析方法发展脉络的系统梳理发 现，早期基于平稳假设的傅里叶变换及短时傅里叶变换，因时频分辨率固定而应用受限。小波变 换等方法实现了对非平稳信号特征的有效捕捉；Hilbert-Huang 变换则凭借其自适应时频解析机 制，在处理复杂瞬变信号时展现出独特优势，但需结合 EEMD、EWT 等改进算法，以规避端点效应 与模态混叠。智能化信息处理与多源数据融合，是突破现有分析瓶颈、实现振动效应精准评估与 实时控制的关键。未来，基于深度学习的信号解析、多模态数据协同与动态反馈系统，将共同推动 爆破振动分析向智能化、精准化与实时化方向发展。

地下矿山巷道爆破掘进过程中，为分析危险块体的失稳机理，选取攀西某地下矿 1 240 m 水平运输巷道为研究对象，采用三维激光扫描技术识别岩体优势结构面特征，并开展现场 爆破振动监测。基于 Sadovsky 经验公式及动力折减系数，计算了爆破作用下岩石块体所承受的等 效静力载荷。最后，利用 3DEC 离散元软件，建立数值模型，系统分析爆破扰动条件下，巷道围岩中 危险块体的失稳演化过程。结果表明，研究区域发育的 3 组优势结构面通过复合交切形成关键几 何构型，是导致块体失稳的主要诱因；计算得出，研究区域块体所受爆破等效静力载荷约为 1.17g。 通过离散块体分析，识别出 2 处主要危险块体，均位于巷道顶板区域，其最大跨度分别为 1.12 m 和 2.03 m，体积分别为 0.48 m³和 1.02 m³，且分别由 2 组不同的优势结构面控制而发生滑动失稳。研究 成果可为巷道稳定性分析、支护结构优化及顶板安全管理提供理论依据与实践参考。

矿山所采用的各项爆破参数对爆破过程起到了决定性的调控作用，如何高效准确地 设置合理的爆破参数是矿企在实际作业中非常关注的问题。以面临爆破单耗高、爆破器材消耗量 大、大块率高等问题的巴鲁巴东矿山为对象，在+1 240 m 生产台阶分别针对南侧、北侧的一般岩性 和难爆岩性，调控了开采爆破孔网、装药结构和起爆网路，对比分析了不同方案的试验现场爆破效 果，在巴鲁巴东采场+1 240 m 台阶开展了不同方案的现场爆破优化试验，取得了较好的爆破破岩 效果。根据提出的爆破参数，南侧台阶的炸药单耗从 0.521 kg/m3 降低至 0.352 kg/m3 ，降幅达到 32.44%，北侧台阶采用袋装铵油炸药和混装乳化炸药时，炸药单耗分别可以降低 23.04% 和 24.00%，解决了矿山爆破单耗高、爆破器材消耗量大、大块率高等问题，对类似矿山开采具有一定 的指导借鉴作用。

为改善新疆乌东煤矿北采区急倾斜特厚煤层坚硬顶煤冒落不充分及资源回收率偏 低的问题，开展注水-爆破耦合致裂顶煤预裂技术研究。依据煤层赋存与工作面空间条件，采用理 论计算、参数设计、现场试验和多源监测相结合的方法，确定注水压力、注水量、封孔长度、炮孔角 度及装药参数，形成扇形分组错距布孔和孔内正向连续装药方案；利用 KJ21矿压监测系统、锚杆受 力传感器、钻孔应力传感器及瞬变电磁探测，对措施实施前后顶煤应力、电性特征和放煤效果进行 对比评价。结果表明：注水压力为 10 MPa 及单孔注水量为 39.09 t时，煤体浸润软化效果较好；采用 直径 113 mm 炮孔、4 m 孔间距和 2 m 错距布孔后，可在顶煤 20 m 纵深范围内形成相互搭接的连续 损伤带。耦合预裂后，锚杆平均受力由 11.5 kN 降至 6.6 kN，降幅为 42.6%；钻孔平均围岩应力由 5.73 MPa 降至 4.89 MPa，降幅为 14.7%。预裂区最小视电阻率为 5~15 Ω·m，较未爆破区降低 62.5%~87.5%，低阻异常范围与炮孔作用区具有良好对应关系。研究表明，注水软化与爆破致裂可 协同促进顶煤应力释放和裂隙贯通，为类似急倾斜特厚煤层坚硬顶煤高效预裂与安全回采提供技 术支撑。

为解决厄瓜多尔米拉多露天铜矿岩性复杂多变、爆破块度控制困难的问题，基于岩 体可爆性分级，开展了 4种典型岩体的延期时间优化现场试验研究，确定了不同岩性区域的合理延 期时间参数。研究结果表明：基于 RMR 分级系统，花岗闪长岩可爆性等级为Ⅱ级，花岗闪长斑岩 和石英砂岩为Ⅲ级，角砾岩为Ⅳ级；花岗闪长岩对延时调整响应微弱，花岗闪长斑岩缩短孔间延 时后破碎效果降低，2 类岩体均宜维持 42 ms+65 ms 常规方案。石英砂岩采用“双孔同响”方案后， 大块形状由“饼状”转变为规整方形，破碎均匀性显著改善。角砾岩采用 25 ms+42 ms 方案并配合 600 ms 孔内雷管后，500 mm 以上大块完全消除，块度主要集中于 150~500 mm。使用试验确定的延 期参数，能有效改善不同岩性区域的爆破破碎效果，为复杂岩性矿山精细化爆破设计提供了理论 依据与工程指导。

针对大宝山露天台阶爆破中堵塞段偏长，导致顶部能量释放不足与大块率高的问 题，对顶部分层装药开展现场研究。在扩采 661 平台进行单孔机制识别，在东帮 637 平台开展 75 个 孔成组对比，设计分层装药并对顶部堵塞长度（5.5，4.0，3.5 m）进行对照，在保持总药量基本不变与 逐孔微差起爆条件下，以块度统计评估效果。结果表明：单孔试验中，D50由 616 mm 降至 485 mm， D80由 947 mm 降至 834 mm，Dmax由 2 074 mm 降至 1 443 mm，大于 1 m 的大块率由 15.2% 降至 6.1%。 成组对比中，分层装药+顶部堵塞 3.5 m 的方案获得最优且稳定的破碎效果，大块率相对连续装药 结构下降了 72%，而顶部堵塞 4.0 m 的方案爆破效果改善不显著。由试验可知，在不增加药量的前 提下，顶部分层装药可实现能量时空再分配，显著改善表层破碎与堆形。堵塞长度为关键控制量， 在所述岩性与孔网条件下以 3.5 m 为优选，过长易致顶部能量释放不足，导致顶部破碎不完全。

针对金属矿山数字化建设中存在的系统碎片化、数据利用浅层化及方案同质化等问 题，构建了分类型、分阶段的差异化数字研发体系。以国内安徽开发矿业公司和海外拉斯邦巴斯 铜矿为实证案例，提出 3 条差异化落地路径：国内在运营矿山遵循“先通后智”原则，通过统一数据 标准与构建数据中台盘活存量资产，实现全价值链协同；海外在运营矿山采用“成熟系统复用+本 地化适配”策略，解决高海拔等特殊工况下的技术落地难题；新建矿山则坚持“底座先行、前瞻预 留”，避免重复试错。研究表明，该体系有效消除了信息孤岛，提升了设备运维效率与安全监测能 力，降低了新建矿山数字化试错成本，为矿山智能化升级提供了可复制的场景适配方案。

为落实国家关于非煤矿山重大灾害风险防控的部署要求，解决金属地下矿山传统视 频监控系统仅具备事后回放、缺乏实时预警与智能识别能力等问题，以淮北市东鑫矿业为工程背 景，设计并建设了一套基于深度学习的 AI 视频智能辅助监管系统。系统覆盖井下与地表重点区 域，部署 20 个 AI 智能摄像头，集成 12 类识别算法，实现对人员行为、设备状态、环境风险的实时监 测与预警。研究分析了系统总体架构、功能模块、关键技术及工程部署要求，并结合安徽省技术指 导书对系统进行了全面测试。试运行结果表明，系统对违章行为的识别准确率达 95% 以上，告警 响应及时，运行稳定。该系统基于深度学习与边缘计算融合架构，实现了井下多场景视频智能识 别的闭环管控，为非煤矿山智能化监管提供了可复制的技术方案与工程范例。

针对煤矿无轨胶轮车在复杂巷道中碰撞事故频发、传统防撞系统误报率高及响应滞 后等问题，提出一种集成 UWB 定位、毫米波雷达与自动感应阻车装置的三级智能防撞系统。该系 统通过多技术融合实现对车辆间距、速度及环境的全方位实时感知，构建了从一级声光预警、二级 雷达自动制动到三级柔性拦截的闭环主动防护机制。在塔山煤矿 8 个月的现场应用表明，系统成 功化解 10 起失控险情，碰撞风险识别响应时间缩短至 150 ms 内，误报率低于 1.5%，月均维修费用 大幅降低。该系统显著提升了井下辅助运输的安全性与效率，具备高自动化与可靠性，为智能矿 山建设提供了有效技术支撑。

随着阶段嗣后充填采矿法在矿山中的广泛应用，对一步骤充填体在二步骤矿房开采 中的应力状态变化有了更深入的认识。在开采过程中，充填体的应力状态从三向压缩转变为双向 压缩，而开采扰动极易导致充填体在揭露面处发生垮落破坏。针对这一问题，深入分析了侧向揭 露面垮落的破坏机理，并加入调控层，对矿山原始充填方案进行优化调控。通过 FLAC3D数值模拟 技术，详细研究了在主体灰砂比为 1∶9 的条件下，含调控层的单面揭露胶结充填体在塑性区发展、 应力场、水平位移和揭露面位移方面的变化规律，同时进行了充填方案的安全性分析。研究结果 表明，在单侧揭露条件下，充填体内部在垂直应力作用下产生纵向裂纹，从而劣化了胶结充填体的 性能。调控层的引入能有效减少塑性区的形成，降幅达 19.2%，并且通过隔断大范围塑性区，有效 减少了充填体的变形破坏。此外，调控层的应用使得主体灰砂比为 1∶9 的充填体在整体强度上与 灰砂比为 1∶8 的不含调控层充填体相近。这一技术不仅成功控制了单侧临空面的破坏，而且增强 了充填体的稳定性，同时降低了经济成本。

为解决高突煤层综采工作面瓦斯涌出量精准预测难题，以天池煤矿 15^# 煤层为研究对 象，开展瓦斯涌出量时序模型构建研究与工程应用。首先结合地质条件与开采工况，建立瓦斯涌 出影响指标体系，明确了各影响因素间的关键关联规律。其次，采用基于随机森林（RF）的递归特 征消除交叉验证法（RFECV）筛选最优特征，确定采煤机平均速度、开机时间、平均推进距离、日产 量等核心预测特征。最后，依托双向长短期记忆网络（Bi-LSTM）的时序数据处理优势，构建了瓦 斯涌出量预测模型。模型验证结果显示，该 Bi-LSTM 时序模型预测值与现场真实值拟合度极高， 整体预测稳定性优异，在 61506工作面小样本验证中，模型 R²达 0.842 4，展现出强适应性与鲁棒性， 能有效捕捉高突煤层瓦斯涌出的动态时序特征。模型已在天池煤矿 15# 煤层成功应用，为瓦斯抽 采系统优化、生产工序调整等超前防控措施提供了精准数据支撑，也为同类高突煤层瓦斯涌出预 测提供了可借鉴的方法框架。

为研究山西大同某矿特厚煤层巷道围岩稳定性控制技术，保证巷道安全高效掘进， 以该煤矿巷道掘进工作面为工程背景，采用数值模拟与现场工程实践相结合的方法，系统研究了 在掘进扰动作用下，特厚煤层巷道的围岩应力及变形演化规律。基于支护结构对围岩稳定性的影 响机理，优化了掘进工作面围岩支护参数，进而提出了以高强锚杆锚索协同支护为核心的特厚煤 层掘进工作面围岩稳定性综合控制技术。结果表明：随着特厚煤层巷道掘进长度的增大，支护段 与空顶段连接处断面的围岩应力及变形不断增大，当掘进长度增加至 6 m 时趋于稳定。提高锚杆 预应力可显著增大应力连续带幅值，并维持其分布范围。特厚煤层掘进工作面巷道围岩稳定性控 制技术现场实施后，巷道变形量得到有效控制，验证了该技术的可靠性及适用性。研究结果对类 似条件的巷道安全掘进提供了重要的参考价值。

模袋体在细粒尾矿库治理与加固工程中有广阔应用前景。为探究细粒尾矿充填模 袋体在固结过程中的剪切特性，开展了场地固结试验研究。选取 2 种尾矿和 4 种不同规格编织型 土工织物制备模袋体，并通过直剪试验分析了不同固结时间条件下尾矿干密度、尾矿及模袋体的 抗剪强度演化规律，揭示尾矿性质、土工织物参数及固结时间对模袋体力学性能的影响机制。结 果表明：随着固结时间延长，尾矿干密度呈二次函数增长并逐渐趋于稳定，固结 40 d 后干密度提升 30% 以上。土工织物的渗透性能和力学性能对固结效果及抗剪强度具有重要影响，渗透系数越 大，尾矿固结程度越高；土工织物抗拉强度越大，模袋体强度提升越显著。相比纯尾矿，模袋体的 黏聚力提高 4～7倍，而摩擦角提升幅度较小。尾矿干密度与抗剪强度参数间存在显著的二次函数 关系，可基于易测的干密度参数预测强度指标。研究成果可为尾矿库工程中模袋体稳定性分析及 土工织物选型提供理论依据和工程参考。

地浸采铀是砂岩型铀矿开采的重要技术手段，酸法地浸采铀因成本较低、浸出效果 良好而被广泛应用，但浸出过程中的孔隙堵塞现象严重影响浸出效率，成为该技术发展的核心瓶 颈。依据堵塞成因，可将堵塞划分为化学堵塞与物理堵塞：化学堵塞主要由浸出剂与矿层矿物反 应生成硫酸钙等不溶性沉淀物导致；物理堵塞分为固相颗粒迁移沉积和气相积聚封堵 2 种类型。 在阐明各类堵塞的形成机制、影响规律及核心特征的基础上，将现有解堵技术归纳为化学解堵、物 理解堵和源头防堵 3类综合措施，并分析了各类措施的应用效果、适用场景及局限性。进一步提出 基于实时监测与人工智能算法的生产工艺参数智能调控解堵思路，探讨了机器学习代理模型、物 理信息神经网络与数字孪生技术在地浸中的应用前景，为砂岩型铀矿地浸开采过程中的堵塞防 控、解堵工艺优化及高效开采提供参考。

澳大利亚某铁矿石 TFe 品位为 36.36%，磁性铁分布率为 78.69%，主要脉石矿物为石 英、闪石和云母，SiO₂含量高达 41.64%，有害杂质 P、S 含量较低，矿石属酸性原生磁铁矿，磁铁矿嵌 布粒度呈均匀中细粒分布，需细磨才能较好解离。针对该矿石开展了粗粒湿式预选—阶段磨矿— 阶段弱磁选—浮选—扫磁选联合流程试验。结果表明，-4 mm 高压辊磨产品经粗粒湿式预选，可抛 出产率20.16%、磁性铁品位仅0.21%的尾矿，磁性铁损失率低至0.14%，实现了有效抛尾；预选精矿经 一段磨矿至-0.075 mm占87.70%，弱磁选后获得品位56.66%的粗精矿；再经二段磨矿至-0.038 mm 占 86.55%，二段磁选精矿经阳离子反浮选进一步提质，浮选尾矿经扫磁选—再磨再选。全流程试验 最终获得精矿 TFe 品位 67.15%、TFe 回收率 75.55%、磁性铁回收率 98.53% 的优良指标。该工艺有 效应对了矿石硬度增大和性质波动的影响，显著提高了精矿质量与回收率，为同类型磁铁矿资源 的高效开发利用提供了技术参考。

针对低品位硅质岩型钒矿传统全量焙烧工艺能耗高、处理量大的问题，提出高压辊 磨预富集—空白焙烧—酸浸联合工艺。通过高压辊磨—筛分预富集可抛除 47.80% 的尾矿量，大幅 减少后续焙烧入炉量。原矿与预富集精矿的对比试验表明，预富集并不提高钒浸出率，其核心价 值在于降低能耗与生产成本。最佳工艺条件为预富集获得 V₂O₅品位 1.22%、回收率 81.18% 的钒精 矿；钒精矿在 860 ℃空白焙烧 24 h，焙烧产品在常温（30 ℃）、液固比 2 mL/g、酸用量 6%、浸出时间 2 h 条件下浸出，钒浸出率达 88.99%。采用拟悬浮态分层薄层焙烧改善物料受热均匀性，可以为工业 放大提供技术参考。

为充分了解某贫杂铁矿石的矿石性质，便于确定合理的选别工艺流程，采用化学多 元素分析、MLA 等手段，系统研究了矿石的物质组成、矿物嵌布特征、粒度分布及主要矿物单体解 离度与连生关系。结果表明，矿石属低磷含硫的单一酸性中品位原生磁铁矿矿石，铁品位仅 32.80%，SiO₂含量高达 43.38%，为主要脉石组分。矿石呈浸染状或浸染条带状构造，铁矿物以磁铁 矿为主（占矿物总量的 35.92%），偶见赤铁矿、褐铁矿，金属硫化物含量较低，脉石矿物主要为石英、 闪石和云母。磁铁矿嵌布粒度一般为 0.005～0.3 mm，呈稠密至稀疏浸染状分布，主要沿闪石、云 母、绿泥石边缘及粒间嵌布，有利于解离，故磨矿细度可在-0.019 mm 基础上适当放粗。磨矿细度 分别为-0.074 mm 占 85%、-0.043 mm 占 75% 和-0.038 mm 占 90% 时，铁矿物单体与富连生体合计分 布率分别为 87.55%、91.38%、97.23%，主要连生矿物为石英、闪石、云母、绿泥石，次为长石、磁黄铁 矿和磷灰石。研究结果为该矿石选矿工艺的确定提供了系统的基础依据。

以云南某铅锌矿石为研究对象，利用化学多元素分析、物相分析、光学显微镜、MLA 等多种分析手段对矿石进行工艺矿物学研究。结果表明：矿石中有用元素为铅和锌，品位分别为 0.78% 和 4.41%，伴生贵金属银含量约为 15.31 g/t；矿石中金属矿物主要为方铅矿、白铅矿、闪锌矿、 菱锌矿、黄铁矿、白铁矿，脉石矿物主要为方解石、石英、钠长石、钾长石、蒙脱石等；矿石矿物粒径 分布不均匀，-0.16 mm 的方铅矿和闪锌矿占比分别为 70.30% 和 81.38%，属于中细粒级嵌布，黄铁 矿粒度较粗，+0.16 mm 占比 60.04%，大部分方铅矿沿闪锌矿缝隙充填交代，闪锌矿主要沿黄铁矿 （白铁矿）的裂隙和粒间充填交代，矿物间复杂的嵌布关系增加了铅锌及锌硫间的分离难度。

针对代县某鞍山式沉积变质岩型贫磁铁矿现有阶段磨矿—弱磁选—细筛分级—磁 重联合流程中存在的铁矿物过磨、分选过程夹杂及分选效率偏低等问题，结合该矿石磁铁矿嵌布 粒度粗细不均、脉石以石英为主且连生体含量高的特点，对现场精矿开展了磨矿—弱磁选—反浮 选—尾矿磁选再选工艺的提铁降硅试验。结果表明，当磨矿细度为-0.045 mm 占 95% 时，经弱磁 选—阴离子反浮选闭路流程，可获得浮选精矿铁品位 71.05%、铁回收率 92.00%、SiO₂含量仅 1.10% 的优异指标，精矿品质完全满足生产高品质球团矿的原料要求。针对浮选尾矿品位偏高，难以直 接抛尾的问题，在浮选尾矿再磨细度-0.030 8 mm 占 90.18% 条件下，采用 1 次粗选 1 次精选弱磁选， 可获得铁品位 64.29%、作业回收率 89.98%、流程回收率 5.56% 的再选精矿。研究结果为同类型磁 铁矿提铁降硅及选厂流程优化提供了技术借鉴，对推动钢铁行业低碳绿色发展具有积极意义。

针对程潮铁矿深部开采导致原矿铁品位下降、铝含量升高的实际问题，以Ⅵ号矿 体-535/-552 水平原矿及现场铁精矿为对象，开展了工艺矿物学分析、磨矿—磁选试验及淘洗降铝 试验。结果表明：原矿 TFe 品位为 24.42%，Al₂O₃含量为 7.43%，SiO₂含量为 31.64%；现场铁精矿 TFe 品位为 64.74%，Al₂O₃含量为 1.71%，SiO₂含量为 3.81%。工艺矿物学分析显示，铝主要赋存于磁铁 矿、绿泥石和云母中，分布率分别为 38.64%、23.39% 和 15.46%，磁铁矿与含铝脉石嵌布紧密是铝难 以脱除的根本原因。磨矿—磁选试验表明，原矿磨至 17 min 时，磁选精矿指标与生产实际一致；磨 至 21 min 时，精矿 TFe 品位提升至 66.54%，Al₂O₃含量降至 1.56%，SiO₂含量降至 2.85%，铁回收率为 76.29%。对现场铁精矿再磨 11 min 后磁选，精矿 TFe 品位达 67.35%，Al₂O₃含量降至 1.44%，SiO₂含 量降至 2.65%，铁回收率为 98.73%。淘洗试验降铝效果有限，仅能降低 Al₂O₃约 0.1 个百分点，且伴 随明显铁损失，不宜作为该矿降铝工艺。

为提升普通铁精矿品质以满足DR级铁精矿要求，基于工艺矿物学分析结果，提出了预 选抛尾（磁场强度 160 kA/m）—球磨细磨（-0.038 mm 占 90%）—1 次弱磁粗选（磁场强度 160 kA/m） —磁选柱精选的联合分选工艺流程，可以获得产率79.47%、Fe品位70.18%、Fe回收率84.86%的分选 指标，产品中有害元素硫、磷及主要脉石组分 SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO 含量均达到 DR 级铁精矿标准。 在保障铁资源有效回收的前提下，实现了产品品质的提升，可为国内普通铁精粉直接还原炼铁原料 的提质改性提供技术参考，也为同类铁矿资源的高值化利用提供了可行的工艺路径与试验依据。

金岭铁矿铁精矿 TFe 含量为 64.80%，有害元素 S 含量为 0.44%，对该铁精矿进行了脱 硫提质试验研究。以 MK-S 为活化剂，MK-207 为捕收剂，经过 1 粗 3 精脱硫浮选，S 品位从 0.44% 降 低至 0.10%；将脱硫精矿磨至-0.038 mm 占 90%，在粗选磁感应强度为 200 mT、精选磁感应强度为 160 mT 的条件下，经过 1 粗 1 精弱磁选，获得的精矿 TFe 品位为 69.55%，S 品位为 0.08%，全流程 TFe 回收率为 90.73%。研究结果可以为铁精矿脱硫提质提供参考。

滇黔桂“金三角”是中国重要的卡林型金矿成矿带，该类型金矿床属沉积岩容矿的微 细浸染型，金以“不可见”形式（<1 μm）被黄铁矿、砷黄铁矿等硫化物包裹，常规氰化工艺金浸出率 极低。针对此类难处理矿石特性，贵州某金矿开发了一套完整的“预处理—提取—环保”一体化湿 法冶金工艺。该工艺以高温高压氧压浸出为核心，通过分解含金硫化物，使包裹金充分暴露，为后 续炭浸提金创造有利条件，金回收率较常规工艺提高 30% 以上。同时，砷在高压氧化条件下以晶 态臭葱石（FeAsO₄·2H₂O）形式稳定沉淀，显著降低了砷的环境迁移风险，实现了资源高效回收与污 染物原位控制的双重目标。

针对露天矿岩质边坡稳定性受节理参数与台阶坡面角耦合影响的工程问题，采用数 值模拟手段，探究节理角度、节理密度与台阶坡面角对边坡稳定性的影响，获取不同方案下边坡 安全系数，分析节理参数对边坡失稳影响程度，并进行显著性检验。结果表明：节理密度与节理 角度是边坡破坏模式的决定因素，无论节理密度高低，顺倾节理边坡均以滑移破坏为主。低节理 密度工况下，逆倾节理边坡的破坏模式与节理无关；高节理密度工况下，逆倾节理边坡的破坏模 式会转变为倾倒破坏。多因素耦合作用下，节理密度越高，台阶坡面角增大造成边坡安全系数降 低越明显；节理密度升高会减小节理角度对安全系数的影响，台阶坡面角增大会使逆倾节理边坡 安全系数降低更明显。3 种因素对边坡稳定性的影响由大到小依次为节理密度、台阶坡面角、节 理角度。

小流域尾矿库调洪传统演算中，为解决方法单一、操作繁琐、效率低且精度易受人为 因素影响等问题，研发了一套集成多方法的小流域尾矿库调洪演算系统。该系统在洪水计算方 面，整合推理公式法与综合单位线法，可自动生成来洪过程线。在调洪演算环节，融入迭代法和半 图解法，实现来洪过程线与泄流过程线的耦合计算。在系统中，仅需输入尾矿库基础参数及当地 水文手册参数，便能完成计算，并输出过程线图、关键参数表和详细计算表等结果，且支持可视化 呈现。工程实例验证表明，系统内 2 种洪水计算方法及 2 种调洪演算方法的结果一致性良好，与手 工计算结果相对误差小。系统单次调洪演算耗时小于 10 s，极大提升了工作效率，可满足小流域尾 矿库汛前调洪演算与应急调度需求，为其防洪安全管理提供了实用工具。

针对露天矿山细粒废石产出量大，单独堆存易形成隔水软弱层，加剧排土场滑坡隐 患的工程问题，以云南某锌铟矿高台阶排土场为研究对象，通过现场粒度筛分、室内渗透与直剪试 验及 Geo-Slope 数值模拟，探究不同细粒掺量废石混合料水力力学响应规律及其对边坡稳定性的 影响机制。试验按照现场 5% 天然含水率制备非饱和试样开展测试，结果表明：随着细粒废石掺量 增加，颗粒填充孔隙导致渗流通道收缩，混合料渗透系数持续衰减，高细粒配比物料渗透系数较原 破碎废石降幅达 72.3%；细粒组分存在增黏减摩效应，黏聚力小幅升高，内摩擦角逐步降低。采用 简化 Bishop 法计算天然、降雨、地震 3 类工况边坡安全系数，发现细粒含量越高，边坡安全储备越 低，降雨工况劣化作用最为突出，高细粒混合料下游边坡安全系数降至 1.193，不满足规范 1.20的稳 定要求。厘清了细粒掺量变化引发“孔隙淤塞—强度衰减—边坡失稳”的致灾路径，据此制定分级 堆存管控标准，提出低、中细粒混合料全域堆排及高细粒物料仅限坡脚非临空区局部填筑的处置 方案，并配套分层压实、截排水及位移-孔隙水压力动态监测措施。研究成果可为同类矿山宽级配 废石混排及排土场地质灾害防控提供理论支撑与工程指导。

多中段同步联合开采易产生采动叠加扰动，诱发围岩应力重分布、变形及失稳灾害， 是地下矿山高效开采面临的突出难题。以某沉积变质型铁矿为工程背景，针对-400，-500 m 双中 段协同开采工况，通过现场工程地质调查、矿岩质量分级与 Hoek-Brown、M.Georgi准则力学参数折 减，构建尺寸 700 m×100 m×450 m 的三维数值模型，采用 FLAC 数值模拟系统探究多中段递进开采 全过程围岩位移、应力及塑性区演化规律。结果表明：多中段叠加扰动主要造成Ⅰ矿体顶板沉降， 最大下沉位移达 38.8 mm；开采后期Ⅰ矿体 409 分段出现显著拉应力集中，峰值 3.50 MPa，超出矿岩 抗拉强度 2.50 MPa，存在局部拉伸破坏风险，其余区域应力与变形均小于岩体极限强度，整体稳定 性可控。塑性区主要发育于矿体顶底板及分段接触位置，未出现大范围贯通破坏。基于围岩扰动 响应特征，确立中段错距开采、试验采场先行、随采随充的防控方案，有效规避地压灾害风险。研 究成果可为同类矿山多中段安全、高效协同开采提供理论依据与工程参考。

为探究岩石力学性质与红外辐射的内在联系，开展了砂岩单轴加载全过程红外监测 试验，引入应力变化率表征应力场瞬态不稳定性，将红外辐射计数作为红外辐射温度场演化的核 心量化指标，研究了砂岩脆性破裂过程中应力与红外辐射异常特征，以及 2 种物理量的量化关系。 结果表明：通过计算应力的变化率，可将应力变化分为 3 类，I 型为小幅突变，Ⅱ型为中幅突变，Ⅲ型 为大幅突变，其中Ⅱ型突变占比 82.0%。红外辐射计数与应力变化率同步突变的情况达 76.8%，红 外辐射计数对应力变化率 II 型突变的响应最为敏感。对峰值应力前的红外辐射累计计数和应力 进行拟合发现，应力与红外辐射累计计数呈高度线性正相关（相关系数 >0.98）。分析岩石脆性指 数和红外热像图温度异常区的关系发现，当脆性指数≤0.425 时，砂岩破坏时温度异常区以降温区 为主；当脆性指数 >0.425 时，温度异常区以升温区为主；峰后红外辐射计数最大值与脆性指数呈强 正相关，相关系数为 0.916，为脆性岩石的红外定量分析提供了依据。

狮子岭花岗岩型钨锡矿床是南岭稀有金属成矿带西段栗木矿田四大核心矿床之一， 为典型的隐伏花岗岩型钨锡矿床。为研究钨锡矿床地质特征，为找矿预测提供一定的帮助，通过 系统的钻探工程编录、岩矿显微鉴定、地球化学测试、原位微区分析及构造-蚀变-矿化空间耦合解 析，系统建立了狮子岭矿床垂向五级蚀变-矿化分带序列，厘清了从岩体深部到浅部的矿化类型与 元素分异规律，明确了矿体空间分布的主控因素。厘定了 F、Li喷气晕、锂云母-萤石细脉带为矿区 直接找矿标志，构建了“岩体顶凸构造+蚀变分带+地球化学异常”三位一体的综合找矿模型。圈定 的隐伏岩体顶部凸起部位及其边部、断裂构造交汇区为核心成矿有利靶区，为矿田深部及外围同 类型隐伏矿床的找矿突破提供了理论依据与勘查指导。

隐伏采空区易引发坍塌、涌水等地质灾害，严重制约矿山安全生产，精准探明隐伏采 空区空间位置、规模及赋存状态，对矿山工程设计与安全生产管理具有重要意义。常规瞬变电磁 法易受收发线圈互感干扰，存在探测边界模糊、异常体形态识别精度低、地层反演多解性等缺陷， 难以实现浅部采空区精细探测。以大冶大红山矿为工程依托，采用微动勘探与等值反磁通瞬变电 磁法开展浅部隐伏采空区联合探测。通过构建视横波速度与视电阻率三维反演模型，实现 2 类探 测成果相互印证及互补解释，有效规避单一物探方法的探测盲区与多解性问题。研究结果表明， 在地表至-80 m 勘探范围内共圈定采坑回填区及隐伏采空异常 19 处，其中浅部回填区 2 处，-60 m 以上采空区 4 处、-60~-70 m 采空区 3 处、-70 m 以深采空区 3 处。以 300 Ω·m 视电阻率为阈值圈定 的低阻异常区，与 300~1 000 m/s 的低波速异常区空间匹配度极高。该联合探测技术可实现地下结 构与物性参数全方位高精度无盲区探测，适配矿山复杂场地浅至中深部隐伏采空区精细勘探，具 备显著技术优势与工程推广价值。

湖南新化寒婆坳金鸡山锰矿床位于新化县，是具有代表性的氧化锰矿床。为更好地 开发金鸡山锰矿床，探讨了矿床的成因和成矿潜力，分析和总结了锰矿床地质特征，进行野外地质 调查，并在巷道内采集代表性样品，结合矿床地质特征分析，重点开展锰矿石微量元素及锰赋存状 态的研究。研究中，对 Mn 含量采用硫酸亚铁滴定法测定，Fe 含量采用重铬酸钾标准溶液进行滴 定，其他微量元素含量采用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）分析，同时利用了 X 射线粉 晶衍射（XRD）分析锰的物相。研究表明，锰矿石中 Fe/Mn 的比值为 0.06～0.98，比围岩具有更低的 Fe/Mn 值。锰矿石富集 K、Ca、Mg、Co、Ni等元素。寒婆坳锰矿的 Co/Zn 值为 0.06～0.98，表明锰矿可 能来源于热水沉积。Fe-Mn-（Co+Ni+Cu）×10 和 Co/Zn-Co+Ni+Cu 图解表明，锰矿的形成可能是热 水沉积和冷海水混合后化学沉淀的综合结果。XRD 分析结果表明，锰在锰矿石内以软锰矿形式赋 存。综合各测试结果可知，锰矿床先是由海底热水沉积和冷海水混合经过化学沉淀形成含锰灰 岩、含锰泥质硅质岩，后经风化、沉积及次生富集作用形成；矿体的形成与氧化作用密切相关，风化 程度越深，锰的品位往往越高；断层附近的含锰灰岩、含锰泥质硅质岩分布区为主要的找矿有利区 域。

为解决安徽省马鞍山市沿江片区工业遗留矸石、钢渣露天固废堆场造成的地表水与 地下水复合污染问题，针对区域固废污染机理不清、水环境管控缺乏依据的现状，开展了污染物迁 移扩散机制研究。以长江沿岸支流水系丰水期地表水、地下水为研究对象，采用多指标试验室定 量检测方法，结合区域地质条件，系统分析了地表水、浅层潜水及下伏隔水层的水质空间分布规律 与污染物迁移特征。研究结果表明：雨水地表冲刷与降水入渗径流是污染物主要迁移途径；核心 内源污染为固废 CaO 淋溶产生的高碱性废水，次要外源污染为域外农业面源输入的氨氮；污染物 浓度自固废堆中心向外逐渐降低，临近河道处骤降；地表水与地下水的径流过程共同决定了区域 pH 值的空间梯度分布；丰、枯水期的地表水与地下水双向水力交换，引发了水体稀释能力的季节性 差异；隔水层稀释性能较差，碱性污染滞留风险更高。该研究成果可为长江沿岸固废堆场水土协 同管控、提升区域水环境承载力提供实测数据与机理支撑。

为探究煤变质程度对煤自燃特性及最短自然发火期的影响规律，选取 5 种不同变质 程度煤样开展工业分析、元素分析、程序升温氧化与差示扫描量热(DSC)试验，采用水分校正 Kiss‐ inger 法计算氧化表观活化能，结合多元线性回归构建最短自然发火期预测模型。结果表明：随煤 变质程度降低，煤体水分、挥发分含量升高，DSC 吸热特征增强，热流零值点提前，氧化表观活化能 整体降低；固定碳与氧含量与表观活化能呈显著正相关，相关系数分别为 0.942，0.901。模型实测 验证相对误差不大于 4.4%，预测精度较高；留一交叉验证平均误差为 12.5%，表明该经验模型具备 现场快速估算能力，但泛化精度仍需扩充样本优化。研究证实，煤变质程度通过调控煤体化学组 分与氧化反应能垒，主导煤的自燃倾向性与发火时序，基于常规检测指标建立的预测公式可低成 本、快速估算煤层最短自然发火期，适用于矿井自燃风险初步预判。

为推进铁尾矿库闭库销号过程中的无土复垦，实现尾泥生态化大宗利用并降低生态 修复成本，以某铁尾矿库尾泥为研究对象，通过物质组成、毒性浸出、粒径分布、营养组分及重金属 含量等系统分析，并辅以同库尾砂、无机复合肥、有机肥和保水剂等物料，开展柠檬草种植试验，综 合评估其土壤化可行性。结果表明：尾泥主要化学组分为硅、钙、铁等，物相以方解石、石英和赤铁 矿为主，属常规矿物组成，毒性浸出液满足 GB 8978—1996 一级排放标准；中位粒径 d50=106.84 μm， 有利于形成良好的土壤结构与透气性；重金属含量满足《绿化种植土》及《建设用地土壤污染风险 筛选值》相关要求，可支持高掺量利用；全氮含量达标，但有机质、有效磷和速效钾偏低。种植试验 表明，补充营养组分后柠檬草长势良好，直接验证了该尾泥土壤化重构的可行性。研究结果为尾 矿库无土复垦提供了基础数据支撑与科学依据。

为系统阐明矿山酸性废水（AMD）的污染本质，推动治理模式向绿色低碳与资源循环 方向升级，首先梳理了 AMD 的成因机制，综合评估中和沉淀、混凝絮凝及吸附等传统工艺在药剂 消耗、污泥产量、选择性去除及二次污染等方面的局限性；继而重点归纳分级中和、生物协同处理 与人工湿地等组合工艺的技术优势，阐明其通过分段 pH 调控实现金属逐级沉淀、降低石灰用量与 污泥产率的作用机理。进一步阐释了硫酸盐还原菌（SRB）介导的生物还原过程在同步中和酸性、 促进重金属硫化物沉淀及减少固废方面的功能；同时评估有价金属（锰、锌等）回收及处理残渣制 备磷吸附材料等资源化路径的可行性；最后指出综合治理与生态修复一体化策略在源头阻断、过 程调控、末端净化与生态重建协同中的实践价值。单一技术难以兼顾高效性、经济性与可持续性， 而多技术耦合、精细化过程控制与资源回收深度融合的定制化解决方案，可显著提升治理效能与 环境兼容性。针对不同矿区的水文地质条件与污染谱系，构建适配性强、低碳长效的集成治理模 式，是实现 AMD 科学管控与矿区生态可持续修复的关键路径。

针对乌东煤矿北采区急倾斜厚煤层顶煤崩落性差、放顶困难及冲击地压频发等问 题，在分析地质赋存条件的基础上，系统研究了水-力耦合作用下顶煤的力学退化特征、应力场演 化规律及预裂效果。通过单轴压缩试验，获得自然含水状态下煤体的单轴抗压强度、弹性模量和 泊松比，分别为 13.59 MPa、1.324 GPa 和 0.328，饱水状态下对应值为 11.22 MPa、1.122 GPa 和 0.383； 水作用使煤体抗压强度和弹性模量分别降低 17.4% 和 15.3%，泊松比增大 16.8%。应力-应变曲线 表明，自然含水煤样以拉伸-剪切复合破坏为主，饱水煤样呈 X 形共轭剪切劈裂破坏，裂隙连通性 与破碎程度显著提高。基于 FLAC^3D建立 600 m×350 m×96 m 三维数值模型，结果表明，注水后 45^# 煤 层最大压应力由 8.47 MPa 降至 7.22 MPa，降幅约 14.8%，局部应力梯度减缓，高应力向邻近完整煤 体及深部区域迁移。依据有效应力原理、Mohr-Coulomb 强度准则、煤样水致弱化特征及现场施工 安全边界，建议注水压力控制在 10~15 MPa，以促进原生裂隙张开与剪切滑移，并为后续爆破裂隙 扩展提供低阻通道。研究结果可为急倾斜厚煤层顶煤预裂及安全高效综放开采提供理论依据。

针对某钼矿选钼精尾铜品位 3.42%，传统沉淀池工艺铜回收率仅 60%～70%、微细粒 金属流失严重的问题，开展了资源化回收工艺研究。实验室试验结果表明：丁黄药为最佳捕收剂， 浮选矿浆浓度为 30%，采用 1 粗 1 精 3 扫浮选流程，全程无需添加任何调整剂。基于静态沉降试验 数据，自主设计并应用了 ϕ6 m 无传动沉淀罐，配套进料 2 d、浮选 1 d 的间歇运行模式，成功将低浓 度矿浆高效浓缩至 30%。工业应用后，铜综合回收率提升至 95.56%，铜精矿品位达 18.66%，尾矿铜 品位降至 0.18%。该工艺药剂体系精简，设备无传动部件，技改投入低，为狭小场地条件下的中小 型钼矿山伴生铜资源回收提供了技术参考。

针对多金属矿浮选工序能耗偏高，传统异步电机搭配皮带轮传动存在传动链冗长、 传动效率低、运维成本高的问题，以 XCF-30 m³浮选机为研究对象，开展永磁同步电机节能改造试 验研究。采用理论分析与工业现场实测相结合的方式，对比异步电机与永磁电机的结构、运行效 率、功率因数及温升特性，设置永磁直替、永磁直驱 2种改造方案并进行工业试验。结果表明：相较 于传统异步皮带传动系统，永磁直替式驱动综合节电率为 24.66%，永磁直驱式驱动节电率可达 31.56%；永磁电机功率因数提升至 0.96，运行电流、设备温升显著降低，设备运行稳定性提升。直 驱式取消皮带传动，传动损耗更小、维护成本更低。研究证实永磁电机适配浮选复杂工况，可为矿 山浮选系统节能改造提供工程参考，助力选矿行业低碳降本发展。

某冶炼渣浮铜尾矿全铁品位为 47.61%，铁主要赋存于磁铁矿和硅酸铁中，其中磁铁 矿中铁分布率仅 34.60%，而磁铁矿连生体中，91.17% 与铁橄榄石和玻璃体连生。工艺矿物学分析 表明，磁铁矿嵌布粒度微细，-0.019 mm 粒级占比达 54.89%，单体解离难度大。基于矿石特性，制定 了阶段磨矿—阶段弱磁选原则工艺流程。粗磨条件下预先抛尾，粗精矿再磨再选逐步提高精矿品 位，避免了过磨泥化。在最终磨矿细度 P90=19.95 μm 条件下，全流程试验可获得精矿铁品位 62.12%、回收率 42.42% 的选矿指标，实现了该尾矿中磁性铁矿物的高效回收。

基于全流程考察方法，对思山岭磁铁矿选矿厂生产系统运行特征进行了系统研究。 在正常生产条件下，对破碎筛分、高压辊磨、磨矿分级、磁选及脱水等关键作业进行系统取样与检 测，并结合数质量平衡计算，全面分析了物料流向、金属分布及各作业技术指标。结果表明：原矿 TFe 品位为 27.47%，磁铁矿与赤铁矿呈细粒至微细粒嵌布，与石英紧密连生，解离难度较大，适宜 采用阶段磨矿—阶段磁选工艺。破碎筛分系统中，中细碎作业破碎比偏低、排矿粒度偏粗，设备利 用率未充分发挥；高压辊磨作业有效破碎比为 3.46，但细粒级转化效率较低。磨矿分级系统中，一 段磨矿运行稳定，二段磨矿存在过磨现象，导致分级效率及设备利用率下降。磁选系统整体运行 良好，精矿 TFe 品位达 65.46%，但尾矿中仍存在一定铁损失，主要以微细粒连生体形式存在。脱水 系统中精矿与尾矿水分均高于设计指标，细泥循环对系统稳定性产生不利影响。针对上述问题， 提出了优化破碎粒度控制、改善破碎流程与主流程匹配、优化水系统及提升脱水效率等措施。研 究结果可为类似磁铁矿选矿厂的流程优化与扩产改造提供参考。

为考察高压辊磨超细碎工艺对陕西黑山沟铁矿石可磨度的影响，以选矿厂细碎产品 （16～0 mm）为原料进行了高压辊磨开路、闭路及预选抛尾试验。开路辊压试验表明，增大辊面压 力可提升细粒级产率，辊面转速对粒度影响较小；闭路辊压试验在辊面压力 9 MPa、筛孔 3.0 mm 条 件下，获得循环负荷 61.50%、台时通过量 32.3 t/h、单位电耗 2.04 kW·h/t、筛下产品-0.075 mm 粒级 含量 28.86% 的良好指标。预选抛尾试验中，筛上产品干式磁选可抛出尾矿产率 17.45%，磁性铁品 位 0.92%，精矿磁性铁回收率 99.36%；筛下产品湿式磁选可抛出尾矿产率 38.49%，磁性铁品位 0.45%，精矿磁性铁回收率 99.23%，入选铁品位提高 12.28 个百分点。相对可磨度试验表明，辊压筛 下湿选精矿较原矿易磨，磨至-0.075 mm 占 60% 时，相对可磨度系数为 1.08。高压辊磨—预选工艺 能显著改善矿石可磨性并实现有效抛尾，可作为黑山沟铁矿选厂节能降耗、提质增效的改造依据。

微细粒含磷铁尾矿因具有粒度细、泥化程度高等特点，导致磷资源难以有效回收，长 期堆存还会造成资源浪费与环境负荷，是磷资源综合利用领域亟待解决的难题。本研究以某厂含 磷铁尾矿斜板浓密机溢流矿物为研究对象，采用旋流器二次脱泥—反浮选脱硫—正浮选选磷的联 合工艺开展磷资源回收研究。结果表明，采用海王 FX100、底流口径为 20 mm 的旋流器经浓缩脱泥 后可达到底流浓度为 27.03%、底流产率 67.36% 的底流产品；后经“一粗四精一扫”的浮选闭路流 程，最终获得品位 28.06%、回收率 43.95% 的磷精矿。该联合工艺运行稳定、药剂成本较低，所得磷 精矿品位达到销售指标要求，实现了微细粒含磷铁尾矿中磷资源的有效回收，可为同类微细粒含 磷二次资源的开发利用提供技术参考。

程潮矿选矿车间采用先磁后浮原则流程生产铜、铁、硫精矿，分别采用 ϕ75 m、ϕ65 m 和 ϕ30 m 浓密机处理不同矿浆。针对各浓密机频繁出现的溢流跑浑、底流浓度不达标等问题，对各 浓缩工艺流程进行了系统考察，重点分析了给矿化学组成、矿浆 pH 值、表观 Zeta 电位、给矿浓度细 度等原料性质，以及浓密机转速、处理量等运行参数。结果表明：给矿中含有大量硫酸钙（石膏）及 硅钙灰石、绿泥石等链状和层状硅酸盐矿物，易吸水泥化；给矿细度严重超标；ϕ65 m 和 ϕ75 m 浓密 机实际处理量超出设计能力，长期超负荷运行。上述因素共同导致浓缩效率下降、溢流跑浑。建 议加强磨矿前预分级、优化磨矿介质以控制过磨，引入絮凝沉降工艺强化细粒团聚，并将 ϕ75 m 和 ϕ65 m 周边传动浓密机升级为中心传动式，以提升浓缩效率。

以国内某金属矿山全尾砂为基料，选取灰砂比、料浆浓度和养护龄期为主要因素，制 备 16 组试件，每个因素 4 个水平，进行正交试验，测定其单轴抗压强度，揭示各因素对强度的影响 规律。结果表明：试验各因素对充填体抗压强度影响主次顺序为养护龄期 > 灰砂比 > 料浆浓度，其 中灰砂比对试件极限强度起决定性作用。在固定浓度和龄期下，灰砂比越大，强度提升越明显；延 长龄期或提高料浆浓度同样有助于强度增长。正交试验筛选出的最优配比为料浆浓度 74%、灰砂 比 1∶4、龄期 28 d，对应抗压强度 2.697 MPa，为所有组合中最大值。需注意的是，高灰砂比会增加 材料成本，浓度升高，一般流动性变差，输送能耗增加，充填系统建设时应进一步权衡经济性。