为解决传统 DeepLabv3+模型在巷道围岩裂隙检测中存在的计算冗余、小目标丢失及 背景干扰敏感问题，提出基于多尺度特征增强的轻量化协同语义分割方法及模型。以寨湾磷矿 9 处开采区域为研究对象，构建含 540 张样本的高分辨率裂隙数据集（裂隙像素占比 2.7%~4.1%）。 模型优化核心：以 MobileNetV2作为主干网络，实现 83% 参数量压缩；重构尺度特征提取模块，ASPP 模块膨胀率为［2，3，7］（无公因数设计），增强小目标感受野；在 ASPP 后嵌入 CBAM 双维度注意力 机制强化特征定位；引入 Dice Loss-Focal Loss 组合损失函数（λ=0.4），解决极端样本不均衡问题。 设计 6 组对比实验，验证模型有效性，结果表明：最优模型（M5）mIoU 达 74.2%，较基线提升 4.73 个 百分点，参数量仅 3.4 M（约为 Xception 的 14.8%）。工程验证表明，模型提取的裂隙倾角、间距等参 数与现场人工调查结果偏差小于 8%，可精准支撑寨湾磷矿岩体质量分级，满足透明地质模型构建 相关裂隙参数需求。该模型实现了裂隙分割精度与轻量化的协同优化，可部署于嵌入式巡检设 备，为矿山工程地质调查、地质灾害预警提供可靠技术支撑，其设计思路可为同类极端样本分割任 务提供参考。

钟九铁矿为新建矿山，为提升生产效率、优化人力结构并响应智慧矿山建设要求，针对 传统选矿流程依赖人工操作所导致的效率瓶颈、生产波动及安全风险等问题，基于工业互联网平台 构建了全流程自动化控制系统，并配套建设智慧指挥中心。系统通过冗余 PLC控制、高精度智能仪 表监测及智能控制策略，实现了破碎筛分、磨矿分级、磁选脱水等全流程的集中监控与远程操作。预 计该方案可使钟九铁矿处理能力提升8%～12%，精矿年产量增加6.2万t，人工成本降低60%，精矿品 位合格率提高至 98%，事故率下降 70%，从而有效提升生产效率，降低运营成本，为实现少人化乃至 无人化生产奠定技术基础，也为同类新建矿山提供了可复用的技术范本。

受矿井地质条件、采场布局及掘采工艺等因素制约，部分矿井采用跳采接替模式形 成双侧临空的孤岛工作面，此类工作面在回采期间普遍面临强矿压威胁，严重危及生产安全。以 王坡煤矿 3210 大采高孤岛工作面为研究对象，综合运用理论分析、数值模拟与现场实测方法，系 统探究孤岛工作面矿压显现规律、超前支承压力分布特征及顺槽围岩变形破坏机制。研究结果表 明，3210 工作面回采阶段应力集中程度显著增高，矿压显现剧烈，围岩损伤破坏问题突出；现场矿 压监测明确了工作面周期来压步距及运输顺槽变形破坏规律。基于“技术引领、理念革新、理论与 实践结合”的治理思路，构建包含创新支护理念、高效围岩控制技术、全周期矿压治理评价的大采 高孤岛工作面矿压治理体系。工程应用显示，3210 回风巷成型 2 个月后，围岩位移趋于稳定，顶板 下沉量控制在 10 mm 以内，两帮收缩量不超过 190 mm，巷道围岩变形得到有效管控，实现工作面 安全高效回采。研究成果可为同类地质条件下孤岛工作面矿压治理提供技术参考。

针对某隧道原爆破设计单循环进尺偏于保守的问题，结合首阶段施工验证及现场勘 查结果，发现隧道围岩实际稳定性优于地质勘查报告结论，具备加大单次循环爆破开挖进尺的安 全实施条件。基于此，对隧道掘进爆破方案进行优化设计，并配套采取针对性安全防护措施。研 究结果表明：优化方案可有效降低爆破振动、飞石及冲击波等灾害对隧道结构与周边设施的损伤； 隧道掘进断面岩性完整区域炮孔有效进尺率达 86%~96%，全断面炮孔有效进尺率达 81%~92%，顶 板成型质量优良；同时显著降低了隧道掘进及支护施工成本，大幅缩短工程建设工期。该优化方 案及实施经验可为同类围岩条件隧道工程的爆破施工提供重要技术参考。

随着矿山核心生产区域逐步向深部推进，通风系统与矿井深部送风需求的动态匹配 已成为迫切需要解决的问题。以广西佛子矿古益工区为背景，借助矿井通风系统三维仿真软件 Ventsim，开展矿井深部送风效率优化研究，旨在提升矿井深部长距离送风效率。研究表明：针对古 益工区矿井深部通风效果提升，短期优先实施方案一，通过密闭 138 m 中段西翼回风井，设置猴车 井局扇引流及电梯竖井风门，构建浅部抑制与深部强化协同机制，总回风量提升 7.99%，等积孔增 幅 13.8%，快速缓解深部回风阻力大的问题。中期结合方案二，封闭 300 m 中段无序漏风点，动态 平衡 260 m 中段斜井风阻，总进风量提升 2.17%，漏风率降至 3%。远期以方案三为核心，在 138 m 中段 9 线主巷道增设风机，与 401 m 主扇形成接力增压，总进风量提升 8.99%，等积孔增幅 25.86%， 网络效率提升 1.39%，深部通风效能优化效果显著。通过分阶段技术路径，从浅部调控、漏风治理 到接力送风逐级递进，为矿山深部通风系统升级提供了一套可量化、可复用的工程实践方案。

深地矿山长距离井巷掘进过程中，复杂地质环境导致的围岩失稳问题严重威胁矿山 安全。基于此，以贵州豫能糯东煤矿为研究对象，采用理论分析、数值模拟与现场监测相结合的 研究方法，建立考虑掘进扰动的围岩动力方程，利用 FLAC3D软件，构建三维数值模型并完成精细 化网格划分。通过在井巷关键部位布设多点位移计，实时监测围岩竖向和水平位移。最后结合 地质雷达扫描，分析井巷掘进围岩稳定性特征，为深地矿山井巷掘进工程提供安全控制依据，降 低了矿山井巷坍塌、片帮等事故风险。研究结果表明：深地矿山井巷掘进时，对于围岩竖向位移， 沿轴长度 0~10 m 各监测点波动小；沿轴长度 10~50 m 时，监测点 A 扰动大、变形显著；沿轴长度 40~50 m 时达峰值 23 mm，监测点 B、C 位移增长相对小。对于围岩水平位移，沿轴长度 0~15 m 时， 各点增长慢；沿轴长度 15~40 m 时，监测点 B 受影响大，峰值约 13 mm，监测点 C 次之，监测点 A 受 影响较小。深地矿山井巷掘进过程围岩整体形变量始终低于 5.88 mm，表明围岩结构稳定性符合 施工要求。

为研究某金属矿山地下回采对采空区群稳定性影响，运用三维岩体结构扫描仪 Siro‐ vision 进行现场调查，并构建矿山地表、矿体及空区三维精细化模型，采用 FLAC3D数值模拟软件进 行回采模拟分析，研究采空区群自身稳定性及各回采阶段对采空区群稳定性的影响。结果表明： 采用三维岩体结构扫描仪 Sirovision收集现场数据并分析，最终可获得数值分析用的岩体基本力学 参数，提升后续数值模拟工作的准确性。通过数值模拟分析可知，回采阶段前采空区群整体位移 较小，最大位移在 12~30 mm，且围岩应力分布较为均匀，仅在底板拐角处出现小范围应力集中现 象；部分采空区之间存在相互影响，使得采空区之间围岩内布满塑性区，但采空区群整体稳定状态 良好。在回采阶段，回采中段与采空区群之间的距离较大时，回采活动未对采空区群产生较大影 响，空区群围岩位移、应力均匀稳定；当回采中段到采空区群越近时，回采活动对采空区群的影响 越大，采空区群位移量增加，并存在显著的应力集中现象，塑性区范围急剧扩大。依据对采空区群 的位移监测分析，为保证矿山空区群稳定，回采过程中需提前将采空区划分为 2批次处理。

为保证工作面安全高效回撤，以潞安矿区李村煤矿 2307 预设回撤通道的布置方式为 研究背景。通过理论力学分析得出，随着巷道宽度的增大，不同破坏形式下的回撤通道顶板下沉 量呈增大趋势。通过理论分析与数值模拟相结合的方法，研究了 3 种不同宽度回撤通道的围岩塑 性区、应力场和位移场，当巷道宽度 5.5 m 时，巷道顶板下沉量最小，围岩应力及塑性破坏区范围最 小，围岩最为稳定。通过现场试验可知，随着工作面的回采，预设回撤通道遭受扰动后，变形量相 对较小。研究表明，在潞安矿区李村煤矿复杂地质条件下，2307 工作面预设回撤通道的最优宽度 为 5.5 m。该设计方案可有效控制顶板下沉量和围岩塑性破坏范围，显著提升回撤通道的稳定性， 实现了工作面搬家倒面周期缩短、原煤损失减少和作业人员安全风险降低的综合效益，为深部矿 井安全高效回撤提供了重要技术参考。

随着金属矿山开采深度的增大和机械化程度的提高，深部热害问题日益突出，传统 通风降温方式难以满足深部采场降温需求，因此需开展局部制冷降温技术改善采场热环境。以嵩 县山金矿区为工程背景，针对深部工作面高达 38 ℃的高温环境，结合载冷和输冷方式等，构建了局 部制冷降温系统。通过 MATLAB 遗传算法对制冷系统关键参数进行了多目标优化求解，确定系统 最佳制冷量为 1 262.55 kW，送风干球温度 25 ℃，风量 8.5 m³/s。采用 Fluent 数值仿真技术，建立了 深部采场热力学模型，系统分析了作业人员、凿岩台车和铲运机多热源耦合作用下的温湿度场演 化规律，验证了该制冷系统的可靠性。结果表明：进风巷集中供风制冷方案可将工作面湿球温度 有效控制在 27 ℃以下，系统结构简单，投资与运行成本低，具有较好的经济性和适用性，为金属矿 山深部安全高效开采提供了热害治理方案，具有显著的工程应用价值。

为实现矿床开采效益最大化，针对三贵口深部复杂工程地质条件，提出 3 种矿体回采 顺序规划方案，从经济、技术、安全性多方面分析，采用层次分析和模糊数学理论进行综合评判，从 而得出最佳开采方案。利用层次分析模型进行各因素对比，构造判断矩阵，进而计算各因素的权 重指标。结合模糊数学法，综合评价法构造评价等级矩阵，依次计算各个方案的综合评价值，最终 优选与三贵口矿区深部工程条件相适应的开采方案，先采 494 m 及 514~533 m 分段内的一步骤矿 体，充填后回采二步骤矿体，考虑 566 m 分段后续作为整体回采。该方案避免留设水平矿柱，提高 矿石回采率，助力矿山深部开采达产和稳产。

磁化焙烧工艺是处理复杂难选铁矿石最有效的手段之一。为高效开发国内复杂难 选铁矿资源，以酒钢难选铁矿为研究对象，在工艺矿物学分析基础上，系统开展了悬浮磁化焙烧— 磁选分离试验研究。原矿中主要有用矿物为赤铁矿和菱铁矿，通过系统考察焙烧温度、CO 浓度、 焙烧时间、磨矿细度及磁场强度等关键参数对分选指标的影响，确定了最佳工艺条件。悬浮磁化 焙烧—磁选试验结果表明，在焙烧温度 475 ℃、焙烧时间 8 min、CO 浓度 20%、磨矿细度-0.1 mm、磁 场强度 144 kA/m 的条件下，获得了铁品位 55.97%、铁回收率 93.52% 的磁选精矿。XRD 与化学成分 分析表明，磁选精矿中磁铁矿含量增加，杂质成分如SiO2、Ba、S、K等显著降低，验证了该工艺在提升 铁品位和降低有害元素方面的有效性。物相分析及SEM分析表明，焙烧后赤铁矿和菱铁矿基本转化 为磁铁矿，磁选精矿中铁主要以磁性铁形式存在，分布率达93.23%。研究结果说明磁化焙烧—磁选 工艺对铁矿物具有良好的富集效果。

哈密某钒钛磁铁矿 TFe、mFe 和 TiO2含量分别为 12.07%、5.99% 和 2.06%，属于超贫钒 钛磁铁矿。ZKGC 型粉矿磁选机采用高性能复合稀土永磁材料和聚磁磁系设计，筒体表面磁感应 强度为 560 mT，筒体转速最高可达 6.2 m/s。采用新型粉矿干选机对高压辊磨超细碎后的超贫钒钛 磁铁矿进行预选抛尾试验。结果表明，在给料粒度为 P80=1.97 mm、干选机磁偏角为 11°、筒体转速 为 4.6 m/s 时，单台粉矿干选机处理能力为 279.82 t/h，抛尾产率可达 39.03%，预选精矿 TFe、mFe 和 TiO2的回收率分别可达 71.35%、94.36% 和 71.02%。研究结果能够大幅降低超贫钒钛磁铁矿的选矿 成本，为同类资源的高效利用提供新的技术路径。

钒钛磁铁矿是中国攀西地区重要的战略矿产资源，但其铁精矿普遍存在铁品位偏低、 硫磷含量高等问题，影响后续冶炼效率与环保成本。为提高钒钛铁精矿品质并降低硫含量，以攀西 地区某选矿厂的钒钛铁精矿为研究对象，进行了化学多元素、矿物组成及含量、粒度组成及铁分布、 矿物的嵌布特征与粒度等矿石工艺矿物学性质研究，在此基础上，拟定采用塔磨机超细磨—1粗1精 弱磁选—磁选柱精选—1粗1精浮选脱硫的联合工艺流程开展提质降杂试验研究。结果表明，在塔磨 磨矿细度为-0.043 mm占90%、弱磁选粗选磁感应强度为200 mT、精选磁感应强度为120 mT、磁选柱 上升水量为 330 mL/s，浮选脱硫采用硫酸为活化剂、液体黄药为捕收剂的条件下，可获得产率为 81.64%、铁品位为60.47%、铁回收率为89.66%、硫含量为0.27%的高品质钒钛铁精矿。该工艺显著提 升了铁精矿的品质，为类似钒钛铁精矿提质降杂提供了技术参考依据。

以酒钢选矿厂悬浮焙烧—磁选工艺获得的三段焙烧磁选精矿为研究对象，综合运 用化学分析、光学显微观察、矿物自动分析、X 射线衍射（XRD）及红外光谱（FTIR）等表征手段，系 统分析了其工艺矿物学特性。结果表明：焙烧磁选精矿的铁品位为 53.62%，铁元素主要赋存于 磁铁矿及焙烧后菱铁矿中。磁/赤铁矿的单体解离率为 39.14%，整体呈现出细粒级分布广、嵌布 关系复杂的特点。石英作为主要脉石矿物，多以粒状集合体形式产出，并与铁矿物紧密共生。 在+0.038 mm 粒级中，铁矿物与石英形成复杂共生结构，阻碍了选矿药剂在矿物表面的有效吸附， 导致表面改性困难；而在-0.038 mm 粒级中，尽管铁矿物解离度较高，但超细颗粒因表面能增大而 易被浮选泡沫夹带，造成金属流失，影响分选指标。

为高效开发安徽某磁铁矿资源，通过系统的实验室小型试验与工业试验，开展了选 矿工艺优化研究。实验室阶段采用弱磁粗选（0.22 T）—磨矿（-0.074 mm 占 86.10%）—二段磁选 （0.14 T）—三段磁选（0.14 T）流程，获得的铁精矿品位 66.19%，回收率 89.19%。工业试验采用阶段 磨矿—弱磁选别—细筛—浓缩磁选工艺流程，通过优化调整磨机给矿量、旋流器压力与筛网孔径 等参数，最终获得的铁精矿品位 65.83%、回收率 87.60%。精矿中 S、P 等有害杂质含量极低，分别为 0.025%、0.029%，满足工业冶炼要求；尾矿粒度与铁物相分析表明，铁损失主要为赤褐铁矿等非磁 性矿物。研究结果为该铁矿的工业化生产提供了可靠的工艺参数，并为尾矿资源化利用提供了数 据支持。

内蒙古某低品位铜铅锌多金属矿含铜 0.08%，含铅 2.20%，含锌 2.40%。针对铜铅混 合精矿铜铅比低、粒度微细、全回水生产残留药剂干扰大、单一浮选指标不稳定等技术难题，研发 了新型微细粒重选机。通过新型微细粒重选机预选，可实现铜铅矿物的高效分离，预先获得含铅 68.21%、含铜 0.28% 的合格铅精矿，并提升了后续浮选给矿铜铅比。与矿泥摇床、螺旋溜槽相比，新 型重选机分选精度高，铜在铅精矿中损失率仅 10.62%。高梯度磁选—浮选联合流程、重选—浮选 联合流程与单一浮选流程相比，重选—浮选联合流程获得的铜精矿铜回收率显著提高。新型微细 粒重选—浮选联合流程工业应用结果表明，新工艺使铜精矿品位由原工艺的 18.27% 提升至 25.45%，铅在铜精矿中损失率降低了 1.62 个百分点，药剂成本降低 54%，实现了铜铅深度分离与生 产指标的稳定提升，为干旱缺水地区同类矿石的选矿提供了有效技术方案。

国外某铁矿石 TFe 品位为 37.21%，磁性铁分布率达 95.21%，属于以磁铁矿为主的酸 性矿石，有害元素 S、P 含量低，主要杂质 SiO₂含量为 44.72%。为给该矿石开发利用提供参考，进行 了湿式预选—阶段磨矿—弱磁选—磁选柱分选联合工艺流程试验。结果表明：在湿式预选磁感 应强度 280 mT 条件下，获得 TFe 品位 46.53%、回收率 97.39% 的预选精矿；预选精矿在一段磨矿细 度-0.076 mm 占 60%、磁感应强度 250 mT 时，一段磁选精矿 TFe 品位 56.85%、回收率 96.21%；二段 磨矿细度-0.043 mm 占 85% 时，经 1粗 1精弱磁选可获得 TFe品位 70.42%、回收率 98.31% 的铁精矿。 进一步研究表明，采用磁选柱分选可在较粗磨矿细度（-0.043 mm 占 68%）、上升水量 250 mL/s 条件 下，获得 TFe 品位 70.19%、回收率 97.53% 的优质精矿，在指标相近的同时显著降低了磨矿能耗。全 流程闭路试验最终获得的精矿 TFe 品位 70.19%，SiO₂含量降至 1.91%，TFe 回收率达 90.32%。研究 结果为该类铁矿的高效、节能分选提供了可行的工艺方案。

针对云南某氧化锡选厂细粒锡石浮选过程中存在的锡品位低、微细泥含量高、回收率低 等问题，开展了以苯甲羟肟酸类Bq捕收剂为核心，搭配起泡剂2^# 油、调整剂碳酸钠的新药剂组合浮选 试验。闭路试验结果表明，新药剂组合可获得锡精矿品位5.89%、回收率80.90%的指标，较现场原药 剂回收率提高了3.83个百分点。工业试验进一步验证了新药剂的适用性，在给矿品位相近条件下，尾 矿锡含量由 0.134% 降至 0.080%，作业回收率提高 12.23个百分点，粗选 1精矿品位由 0.770% 提升至 10.37%，可直接产出富中矿，减轻后续精选负荷。尽管新药剂制度增加成本9.54 元/t，但净增效益达 72 元/t，年创经济效益约 863 万元。研究结果为高泥、细粒锡石的高效浮选提供了可行的技术路线 与实践依据。

新疆若羌县某萤石矿 CaF₂品位 26.15%，CaCO3含量高达 47.58%，属典型的超高碳酸钙 型萤石矿石。根据矿石性质，开展了系统的选矿工艺研究。在原矿磨矿细度-0.074 mm占66.56%条 件下，以纯碱为调整剂，SSB及FT-1为抑制剂，CYP-02为捕收剂，采用1次粗选8次精选2次扫选工艺 流程，全流程闭路试验可以获得产率22.89%、CaF₂品位97.46%、回收率85.41%的萤石精矿，实现了高 碳酸钙型萤石资源的高效回收利用，为同类矿石的选矿提供了可行途径。

江西某低品位萤石矿原矿 CaF₂品位为 23.13%，Au品位为 0.057 g/t，As品位为 65.7 g/t。 砷矿物在浮选过程中易随硫化物上浮，严重影响萤石精矿品质，同时伴生金资源具备综合回收价 值。为实现萤石提纯、降砷达标及伴生金综合利用，开展了磨矿细度条件探索、药剂制度优化及全 流程闭路浮选试验。结果表明，在磨矿细度为-0.075 mm 占 50% 的条件下，采用 1 粗 4 精 1 扫预先 除砷浮选流程，获得的浮砷精矿 Au 品位达 5.05 g/t，CaF₂回收率损失仅 0.01%；对预先除砷尾矿进行 1 粗 6 精 1 扫萤石浮选闭路试验，最终获得 CaF₂品位 97.35%、回收率 90.54% 的萤石精矿，As 含量降 至 2.56 g/t，满足萤石精矿工业应用标准。研究成果为同类型低品位萤石矿的工业化生产提供了技 术参考。

采用化学分析、显微镜和MLA等分析方法对某含硫复杂难选磁铁矿石进行了完整系统 的工艺矿物学性质研究。结果表明，矿石主要有价元素铁含量为32.55%，铁主要赋存在磁铁矿中，分 布率为80.88%，主要有害元素S含量为3.01%，S主要赋存在黄铁矿中，分布率高达98.02%；矿石中主 要回收的目的矿物磁铁矿含量为 36.67%，磁铁矿主要与脉石矿物共生，另外，黄铁矿含量为 5.44%， 也有一定回收价值，黄铁矿主要与磁铁矿及脉石矿物连生，矿石中的脉石矿物主要为钾长石、绿泥 石、钠长石和石英等，磁铁矿与脉石嵌布粒度不一，宜采用阶磨阶选、粗粒抛尾工艺；矿石以块状构造 为主，兼有浸染状构造，矿石结构主要包括粒状结构、脉状结构、交代结构以及浸染状结构等；矿石细 磨至-0.074 mm占95%时磁铁矿单体解离很好。工艺矿物学研究结果为矿石后续选矿试验流程确定 提供了参考。

针对国外某铁矿矿石硬度大、原矿品位低的特点，开展了高压辊磨—预选抛尾联合 工艺试验。通过系统的开路与闭路试验，重点探讨了高压辊磨工作压力、转速、给料含水率对破碎 效果及能耗的影响，并对闭路筛下-3 mm 产品进行了湿式与干式预选抛尾对比试验。结果表明：在 工作压力 9.0 MPa、转速 20 r/min、给料含水率小于 8% 的条件下，高压辊磨机运行稳定，产品粒度适 宜；闭路筛分作业循环负荷为 73.70%，筛下产品中-0.075 mm 含量达 17.79%。-3 mm 辊磨闭路筛分 产品在磁感应强度 0.2 T、线速度 0.78 m/ s 时湿式磁选预选，精矿 TFe 品位达 46.01%，回收率 80.85%，抛尾效果优于干式磁选。研究结果为同类矿山采用高压辊磨—预选抛尾联合工艺提供了 理论依据与技术参考，有助于提升选矿效率和经济效益。

河南某高岭土型萤石矿为了满足酸级萤石粉的生产需求，针对该矿石中高岭土、滑 石等易泥化脉石及方解石等含钙脉石导致的矿泥罩盖严重，矿物可浮性相近，难以实现萤石与脉 石矿物高效分离的问题，进行了系统的选矿工艺试验。通过详细的条件试验，确定了以捕收剂油 酸钠（500 g/t）、高效抑制剂 SY-20（1 000 g/t）、有机高分子调整剂 TZ-01（500 g/t）为核心的浮选药剂 制度，采用 1 粗 2 扫 7 精闭路工艺流程，最终得到的萤石精矿 CaF₂品位达 97.14%，回收率达 84.62%， 且产品指标完全满足酸级萤石粉质量要求，解决了高泥化、高脉石含量难选萤石矿的分离难题，并 提供了可靠的技术路径。

对于露天煤矿排土场，在日益增加的排放量与用地面积约束矛盾的背景下，以内蒙 古宝日希勒露天煤矿排土场为对象，基于 Geostudio 软件平台，结合极限平衡法与数值模拟方法，系 统研究了边坡的角度、高度以及岩土力学特性对稳定性的影响规律。通过构建二维均质化模型， 采用 Morgenstern-Price 法对比分析了不同坡度（15°~35°）和坡高（25~50 m）工况下的安全系数，并 探讨了粉砂岩、泥岩、细砂岩及中粗砂岩 4 种岩土的力学参数敏感性。结果表明：安全系数随坡度 与坡高增加呈线性递减趋势，坡高由 25 m 增至 50 m 时，安全系数降幅达 30.6%；坡度由 15°增至 35° 时，降幅达 32.8%。黏聚力是影响稳定性的最敏感参数，而内摩擦角需以黏聚力为基础协同作用。 研究进一步提出，通过优化岩土配比，即优先选用泥岩、粉砂岩等高黏聚力材料，可在有限用地条 件下，实现堆载容量与安全性的平衡，为露天煤矿排土场设计与边坡稳定提供理论依据。

为保证方庵金矿主立井冻结法施工的安全高效性，根据金矿主立井所处位置的工 程、水文地质条件，结合周边矿井冻结法井壁施工经验参数，对方庵金矿井筒第四系及风化层区域 采用冻结法施工。采用复合夹层井壁支护形式，确定冻结深度、内外层井壁支护厚度及配筋参数、 壁座高度等井筒施工技术参数。外壁与冻结壁之间铺设 50 mm 厚的聚苯乙烯泡沫塑料板，内外壁 之间铺设 1 层 1.5 mm 厚的聚乙烯塑料薄板，使内壁在凝固过程中可以自由伸缩，减少混凝土在干 缩过程中，因内外壁因温差变化而产生缝隙。壁座施工后，在内壁滑模套壁，冻土解冻前，对井筒 采取壁后注浆堵水措施，对壁座以上内、外井壁之间采取壁间注浆措施，充填井壁裂缝，封堵涌水。 施工过程中，对井筒冻结段外壁混凝土支护进行监测，保证混凝土厚度不小于设计厚度，振捣密 实，混凝土配合比采用电脑自动计量，外观平整光滑，自上而下检查无裂纹，混凝土接茬严密。通 过理论计算，验证冻结段井壁结构参数的合理性，保证井筒的冻结与施工安全，为两淮地区冻结法 凿井设计提供参考。

为探究围压约束下，岩石爆破爆生裂纹扩展行为及分形特征，研究不同围压加载条 件下，爆生裂纹扩展规律。采用 LS-DYNA 数值计算软件建立仿真分析模型，并基于计盒维数的计 算原理，编写 MATLAB 程序，计算了爆生裂纹的分形维数。结果表明：在 x 方向单向荷载下，裂纹 扩展受到促进作用，而 y 方向裂纹扩展受到抑制作用，且 y 方向受到抑制作用大于 x 方向受到的促 进作用。随着围压的增加，y 方向裂纹扩展受到抑制作用减弱。在 x、y 双向不等压条件下，最大和 最小主应力方向裂纹扩展同时受到抑制作用，最小主应力方向的抑制作用要大于最大主应力的抑 制作用；随着单向地应力增加，岩石在 y方向裂纹扩展受到的抑制作用增强。

为解决某铜矿采空区采用饱水废石充填后，引发地表沉降与围岩失稳问题，评估浸 水环境下充填技术的安全性与适用性，为矿山灾害防控提供依据。针对某铜矿实际工况，综合运 用力学试验、数值模拟与理论分析方法，系统探究充填体力学特性及其对围岩稳定性的影响机制。 首先，通过单轴压缩与劈裂试验，测定矿体、围岩及饱水废石充填体的基本力学参数，结合 Hoek�Brown 准则，对岩体强度进行工程折减，构建反映地质条件的三维数值模型。其次，基于采场实际 开挖时序，设计四阶段数值模拟方案，动态再现采空区形成、充填及浸水作用全过程，定量分析地 表沉降、水平位移演化规律及围岩应力场分布特征。研究结果表明：充填作业显著抑制了地表变 形，最大沉降量为 265.84 mm，水平位移量在 0~30 cm，整体变形符合Ⅰ~Ⅱ级地表保护标准。然而，充 填体长期饱水导致强度劣化，诱发次生灾害风险，矿柱与顶板区域出现显著应力集中现象，最大主 应力达 53.48 MPa，局部围岩塑性区扩展深度增大，形成潜在剪切滑移面。通过多手段耦合分析方 法，可准确评估复杂水文地质条件下的充填采场稳定性，研究成果为类似矿山合理选用充填工艺、 制定灾害预警阈值提供了理论支撑与技术参考，对实现矿山绿色安全开采具有一定的实践价值。

为揭示外部堆载对露天矿边坡稳定性的影响机制，定量分析不同厚度的保安矿柱对 矿山边坡稳定性的调控效应，为矿山选取安全高效、经济合理的方案提供理论依据。以某固废渣 场和拟新建露天矿山边坡为研究对象，在充分调查矿山及固废渣场工程和水文地质的基础上，采 用极限平衡法中的 Morgenstern-Price 法和简化 Bishop 法，对厚度 10~40 m 保安矿柱条件下的露天 矿山边坡稳定性进行计算。结果表明：固废渣场的存在改变了矿山边坡外部地形地貌，降雨入渗 及钛石膏渣的强吸水性，导致矿区南侧边坡受地下水影响，随着保安矿柱厚度增大，固废渣场地下 水对矿山边坡影响越来越小。采取保安矿柱的方式可有效增加矿山边坡稳定性。随着保安矿柱 厚度不断增大，矿山边坡安全系数变化速率呈现先快后慢的趋势。从安全及经济角度出发，在新 建矿山与固废渣场之间设置 30 m 厚的保安矿柱是最优选择，既满足边坡稳定性的规范要求，保障 矿山安全生产，又能兼顾经济性，避免因设置过厚的保安矿柱造成资源浪费。

为解决矿山边坡局部失稳问题，以某露天矿边坡为研究对象，采用玄武岩纤维锚杆 支护技术，提升边坡的稳定性。首先，采用 Midas-GTS 软件建立边坡的有限元模型，并对边坡进行 稳定性分析。其次，基于边坡安全系数的变化规律，开展玄武岩纤维锚杆支护边坡的优化，得到最 优支护参数。最后，对采用最优支护参数支护后的边坡进行稳定性分析。结果表明：原始边坡处于 欠稳状态，最大合成位移为 4.69×10^-3 m，最大剪切应变为 1.87×10^-3 ，安全系数为 1.10，不满足规范要 求。通过优化确定的玄武岩纤维锚杆最佳支护参数为间距 2.5 m，排距 3 m，倾角 25°，长度 6 m，直径 24 mm；采用最佳支护参数支护后的边坡稳定性显著提升，最大合成位移降为4.65×10^-5 m，最大剪切 应变降为 9.43×10^-6 ，安全系数提升至 1.45，满足规范要求。研究成果不仅验证了玄武岩纤维锚杆在 边坡工程中的适用性，同时也为同类型矿山边坡工程的稳定性分析、支护设计及施工提供了科学 依据和技术支持。

以唐山市迁安市某矿河西排土场为研究对象，旨在通过综合数值模拟方法，识别其潜 在滑坡风险区域并精确预测滑坡影响范围，为矿山安全管理和灾害应急预案制定提供科学依据。 以有限差分强度折减法与颗粒流模型相结合的方式，圈定排土场预设的薄弱滑坡区域，并进一步基 于颗粒流模型模拟滑坡演进过程。结果表明：排土场西北侧因边坡高度大、形态凸出且无侧向约 束，综合成为最小安全系数和最大剪应变增量分布区域，被圈定为薄弱滑坡风险区；通过颗粒流模 拟显示，15 s时，滑坡体最大速度为 46.9 m/s，20 s内覆盖坡脚村庄南部，50 s后逐渐淤积，70 s后运动 停止，最终影响范围的最大水平距离为 534.93 m，下游影响面积 415 689 m²，村庄区域最大淤积厚 度 37.5 m，对高台子村等人口密集区构成严重威胁，需提前采取应急措施。研究实现了从风险识别 到灾害预测的一体化分析，为滑坡防治提供了重要技术支撑。

为了在皖南地区寻找构造破碎带蚀变岩型金矿，在歙县宝坞尖地区开展了金多金属 矿预查。系统收集区内以往地质、矿产等研究资料，在综合分析的基础上，在该区实施了 1∶1 万和 1∶2.5 万专项地质测量、1∶1 万地质剖面测量和土壤化探测量、1∶5 千地质物化探剖面测量、激电测 深、槽探、钻探和激电测井等，对该区进行 1∶5 万化探金异常查证后，择优进行钻探验证，为下一步 普查工作提供依据。研究对区内金矿（化）体、金矿石特征、围岩蚀变和控矿要素等进行了研究，初 步查明了区内控矿地层、构造形态、岩浆岩及矿化特征，获得了新的磁、电异常资料，揭示了深部构 造样式和引起物探异常的原因，圈定了多个化探异常，发现了多个金高值点和深部金矿化体。综 合地质、物化探、钻探成果，并与区域典型矿床进行对比后，初步确立了区内金矿的成矿类型，确定 了找矿标志，阐明该区具有良好的找矿前景，圈定了找矿靶区。

小假足铁矿位于川滇南北构造体系南段与北西西构造带的交汇部位，区域断裂、褶 皱、构造发育，具有良好的成矿地质条件。依托矿区以往地质资料，在充分分析成矿地质背景、矿 区地质特征的基础上，着重讨论了矿床控矿因素及成因。研究表明：矿区断裂构造发育，黑山头组 富良棚段与大龙口组接触的断层破碎带和断裂交汇部位是主要的赋矿部位，矿（化）体主要呈脉 状、透镜状产出。矿床金属矿物主要以褐铁矿和磁铁矿为主，次为镜铁矿、软锰矿和黄铁矿等，脉 石矿物主要为石英、重晶石，矿石结构以隐晶质或针状结构、片状结构、溶蚀结构为主。矿床严格 受地层岩性和断裂构造控制，以构造控制作用最为显著，断裂为含矿热液提供了运移通道和容矿 空间。矿床成因类型属于热液交代型，构造交汇部位及典型围岩蚀变可作为重要的找矿标志。

单晶河铁矿位于华北地台的大青沟新台凹内，地表为新近系玄武岩及湖积层建造， 下伏太古界华力西期侵入体。为进一步查明矿床与地层岩性的空间关系，并厘清关键成矿作用和 制约机理，在野外地质勘查的基础上，对矿床地质特征、成矿条件、矿床成因等进行了系统研究。 研究表明：单晶河铁矿（化）体主要受岩浆岩与大理岩构造接触带控制，多呈似层状产出。矿床属 于典型的接触交代矽卡岩型矿床，主要的矽卡岩矿物为透辉石、方解石、透闪石，红旗营子群太平 庄组下部的多层大理岩是与岩浆岩交代的母岩。蔡家营断裂带岩浆活动剧烈、频繁，区域性断裂 构造带和次一级断裂构造为岩浆侵入提供了运移通道，并在运移上升过程中交代形成钠化-透辉石 化矽卡岩带和铁矿体。矿床具有严格的成矿专属性，含云母二长花岗岩与大理岩接触带地层及矽 卡岩化是重要的围岩找矿标志。

绿春县牛孔—黄草岭断裂作为哀牢山金成矿带南段的核心控矿构造，主导着区域 金-多金属矿床的空间分布规律。通过野外观测、显微构造分析及矿物学-地球化学综合研究，系 统解析了断裂带的构造控矿机制。研究表明：区内控矿构造呈“三级构造控矿”模式。一级构造由 北西向牛孔—黄草岭断裂与牛巩—大头断裂构成，控制研究区矿床整体空间分布。在北西—南东 向走滑应力场驱动下，夹持区发育二级张性次级断裂，为成矿流体优势运移通道与储集空间。三 级共轭节理系统则通过调节局部应力场，控制矿体形态。地球化学分析结果表明，二级构造破碎 带具金矿化异常，且黄铁矿化-硅化蚀变与金矿化异常关联性较强，可作为找矿标志。通过系统厘 定构造序次，明确导矿、配矿、储矿构造的三维空间配置关系，可有效提高矿体定位预测精度。

白石咀萤石矿位于华北陆块南缘小秦岭—伏牛山萤石成矿亚带内，成矿条件较好。研 究该矿床的地质特征及成矿规律，可为今后方城萤石矿集区类似矿床的勘查指明找矿方向、提供详 实的地质资料。该区萤石矿体隐伏于第四系黄土浅覆盖区，通过收集区域地质资料和综合研究，开 展相邻刘营矿区地表地质调查，总结萤石矿体赋矿层位、矿体与围岩的关系，分析矿体及围岩的物性 参数，运用物探时间域电法的工作方法，在该区圈定成矿靶区并经地质钻探验证。结果表明，运用 “地质+物探+钻探验证”的综合方法，在该区取得了较好找矿效果，基本理清了白石咀萤石矿的控矿 区域构造格架及含矿体赋存位置。经过分析总结该区地质特征、成矿规律并分析矿床成因，认为矿 体呈断续脉状、透镜状，产于燕山期牛心山岩体外围接触带，成矿物质来源与牛心山黑云二长花岗 岩、栾川群南泥湖组大理岩关系密切，控矿层位为炭质片岩与大理岩之间的层间裂隙，构造控矿作用 明显，炭质片岩、大理岩是该区的找矿标志，萤石矿成因为中低温热液充填型矿床。

Lujiba 铜钴矿床隶属于刚果（金）—赞比亚成矿域的加丹加铜-钴成矿带，该区经历了 多期次的构造-推覆运动，形成了复杂的构造格局，并伴随着大量层状、似层状矿床的产出。矿床 主要赋存于加丹加超群下部的罗安群碎屑岩-碳酸盐岩建造中，具有显著的层控特征。为查明矿 床成矿规律及阶段，对区域成矿特征、矿床地质特征进行详细分析，系统厘定了矿石矿物特征及找 矿标志。结果表明：矿（化）体主要产于罗安群矿山组 R2 硅质白云岩、砂质白云岩中，呈层状、似层 状产出；矿区构造继承了区域构造特征，褶皱构造及同期的走向断裂控制着含矿层位的空间分布， 后期形成的次级构造为含矿热液提供运移通道及容矿空间，矿（化）层严格受层位及构造控制；矿 床中矿石矿物主要为孔雀石、辉铜矿，含少量自然铜、斑铜矿、赤铜矿等，矿床成矿期可划分为初始 成矿期、主成矿期、热液改造期及表生富集期 4 个阶段；Lujiba 铜钴矿床是经过多次构造、热液叠加 改造及变质改造作用的层控型矿床，地层岩性、构造、典型矿物等标志特征都是同类矿床的找矿标 志。

为了提升铁尾矿综合利用附加值和拓宽资源化利用途径，将不同类型铁尾矿进行复 配，作为制备吸附型陶粒材料的主要原料。通过正交试验设计与性能测试分析发现，多数铁尾矿 陶粒的力学性能满足《水处理用人工陶粒滤料》（CJ/T 299—2008）要求（破碎率与磨损率之和≤ 6%），且对 Cd²⁺与 Pb²⁺的去除率均高于 80%，去除效果稳定。结果表明：复配原料中高钙镁型铁尾 矿掺量较高时，陶粒表现出更优异的力学性能；而当含硫的高铝型铁尾矿掺量较高时，陶粒对 Cd²⁺ 和 Pb²⁺的去除效果进一步提升，去除率可达 90% 以上。研究结果为铁尾矿的高掺量资源化利用及 其在重金属污染水体治理中的“以废治污”应用提供了实验依据。

针对黄金冶炼氰化贫液成分复杂、毒性强、传统处理方法易导致硫酸根累积等行业 共性问题，以某企业高、低浓度 2种氰化贫液为对象，系统研究了硫化法（硫化—酸化—回收—再循 环工艺）的净化效能与资源回收潜力。通过考察沉锌与沉铜阶段的关键控制参数（pH 值、硫氢化钠 投加量等），确定了最优工艺条件：低浓度贫液锌区 pH=7.0~7.3，铜区 pH=4.1~4.3；高浓度贫液锌区 pH=6.0~6.8，铜区 pH=3.8~4.1；硫氢化钠投加量均为目标金属离子物质的量的 105%。结果表明，该 工艺可实现铜、锌的高效选择性回收，低浓度氰化贫液中锌、铜回收率分别达 92.5% 和 98.2%；高浓 度氰化贫液中锌、铜回收率分别为 72.7% 和 97.8%。所得锌泥锌品位>40%、铜泥铜品位>45%，可直 接外售创造经济效益。工艺的核心创新在于通过反应路径设计，使酸化阶段引入的硫酸根在中和 阶段以石膏形式有效沉淀，从而将系统硫酸根净增量从酸化工艺的 40 g/L 降至 5 g/L，从根本上抑 制了硫酸根富集趋势。该研究为复杂氰化贫液的处理提供了同时实现资源回收与系统盐度平衡 的创新解决方案，具有重要的工程应用价值。

为防止新桥硫铁矿东翼井下开采过程中出现岩溶水害事故，以及降落漏斗范围内产 生的地表塌陷地质灾害，在露天转地下开采期间，对新桥矿东翼露天边坡外侧实施垂直封底帷幕 注浆工程，为后续东翼井下安全开采提供保障。基于地面岩溶水文地质调查结果，揭示了矿区地 下岩溶发育分布特征，从各次序钻孔单位注浆量、压水试验、帷幕外侧观测孔地下水位变化等多个 方面，对帷幕的注浆止水效果进行了综合评价。结果表明：帷幕外侧观测孔地下水位普遍上升，阻 水效果明显，帷幕内涌水量明显减小，表明帷幕对岩溶通道进行了有效封堵，止水效果显著。帷幕 建成后，不仅有效保障了矿山开采的安全，节省了巨额的排水费用，还防范了矿区岩溶塌陷地质灾 害现象。研究成果可为类似矿山帷幕防治水工程效果评价提供技术参考。

煤矿常采用 KJ251 型应急救援人员定位系统，为解决系统信号覆盖面积小、定位信号 弱、实时性差及无视频监测功能等难题，从定位信号覆盖、定位精度、系统功能等方面，分析人员定 位系统存在的问题。根据井下实际需求，设计了基于无线局域网数据传输技术的救援人员定位及 视频监控系统，利用工业以太网进行数据传输、井下视频系统采集、多基站数据采集、地面集控站 控制等，从而实现井下人员定位、三维画面显示等功能。系统还具有人员定位轨迹查询、实时定 位、报表储存查询、多向通信、人机交换以及三维动画成像等优点。通过在小峪煤矿的实际应用效 果可知，人员定位误差控制在 0.5~1.5 m，定位时间缩短至 2.4 s，系统故障率降低至 5.2%，系统全年 维护费用减少至 1.7 万元，单基站人员定位覆盖半径扩大至 320 m，大大提高了煤矿应急救援效率， 取得了显著应用成效。

下伏采空区会在上覆岩层中形成显著的应力集中区，对上方巷道稳定性构成不利影 响。以安徽某矿底抽巷为工程背景，采用 FLAC^3D数值模拟方法，开展下伏采空区对底抽巷层位产 生的应力集中规律研究，针对巷道穿过应力集中区顶底板的应力分布情况，提出了二次锚杆（索） 补强支护方案，并对巷道围岩破碎及表面变形情况进行监测验证。结果表明：随着下伏工作面回 采范围增大，上方应力集中区范围和幅值不断增大，工作面完全回采后，在上覆巷道层位产生应力 集中系数约为 3.5 的应力集中区。巷道底板承受下方采空区所产生的集中应力，顶板围岩则出现 应力降低区，复杂的应力分布极易使巷道产生局部破坏。现场监测结果表明，采用二次锚杆（索） 补强支护后，巷道围岩裂隙分布密度较低，顶底板和两帮最终移近量分别为 31，23 mm，未出现漏 顶、冒顶等事故。研究提出的二次锚杆（索）补强支护方式为巷道穿越应力集中区提供了设计依据 与应用参考。

为了矿区生态环境安全和可持续发展，针对传统矿山道路抑尘技术在大吨位矿卡高 频次通行工况下易失效的问题，进行了矿山运输道路高效防尘技术研究。通过修建抑尘道路+日 常养护的技术路径，采用自主研发的 EXPL-1 抑尘剂作为黏结剂与养护剂，通过特定的路基处理、 材料拌合、摊铺碾压、路面养护工艺构建抑尘路面，系统验证了其抑尘性能与路面工程的特性。研 究结果表明：该路面可使过路粉尘浓度较传统洒水路段降低 74.4%，每日 2 次喷洒低浓度抑尘剂， 可实现 24 h 持续有效抑尘，路面压实度达 95.2%，摩擦系数为 0.47，渗水系数为 0 mL/min，具备良好 的路用性能；单位（运距×运量）水耗降低 93.2%，节水效果显著，该技术为矿山运输道路，尤其是干 旱缺水、强风沙矿区，提供了一种高效、长效且节水的粉尘治理解决方案。

为了提升大颗粒圆筒筛在处理高黏度、低流动性矿浆时的筛分效率与运行稳定性， 针对物料团聚、筛孔堵塞及排渣不畅导致的圆筒筛性能下降等问题，开展了增大有效筛面、滚轮- 齿轮无轴驱动、直通排渣及定压冲洗四维协同优化研究。通过结构参数优化、驱动系统受力校核 及筛分动力学分析，实现了筛面利用率提升、传动负载均化与排渣流场自调节。工业试验结果表 明：在圆筒转速 3 r/min、筛孔 4 mm、冲洗水压≥0.10 MPa 的条件下，设备平均处理量达 120 t/h，筛分 效率提高至 88.6%，可连续稳定运行超 1 000 h 无堵塞，单位处理能耗降低约 12%；该优化方案能有 效提升圆筒筛在复杂矿浆条件下的分级与脱泥性能，为大颗粒、高黏度矿浆的高效筛分装备设计 提供了可推广的理论依据与工程参考。

河南某钼浮选尾矿铁品位为 12.55%，铁主要赋存于磁性铁中，分布率为 66.85%，具有 回收价值。为提高资源综合利用率、减少尾矿堆存与环境风险，开展了从该尾矿中回收铁的选矿 试验与工业实践。在工艺矿物学研究及条件试验的基础上，确定采用湿式磁选预富集—塔磨—1 粗 1 精磁选的工艺流程，在预富集磁感应强度 500 mT、塔磨细度-45 μm 占 90%、粗选磁感应强度 280 mT、精选磁感应强度 150 mT 的条件下，获得了铁精矿品位 66.75%、回收率 58.11% 的试验指标。 现场生产获得的铁精矿品位为 65.56%，回收率为 59.35%，SiO₂含量为 4.87%，实现了低品位钼尾矿 中铁的高效回收，为同类矿山尾矿资源化利用提供了技术参考。

磨矿作为矿物加工的关键环节，其运行稳定性直接影响后续浮选作业的回收率与精 矿品位。针对某矿山 4 000 t/d 磨矿分级生产线存在的给矿波动大、设备效率低、能耗高等问题，开 展了磨矿过程智能优化控制技术的应用研究。通过构建“感知－决策－执行”三层闭环智能控制 系统，集成给料智能控制、磨机智能调控、分级智能管理与监控统计四大功能模块，并结合块度分 析、振动监测、浓度与粒度在线检测等硬件系统，实现了磨矿全流程的实时监测与自适应调控。系 统投运后，关键工艺参数稳定性显著提升：给矿量波动控制在±10 t/h 以内，半自磨浓度稳定在 62%±1%，浮选给矿粒度合格率提升至 90% 以上，半自磨比功耗由 5.45 kW·h/t 降至 5.33 kW·h/t，年 节电量约 15.84 万 kW·h。研究表明，该智能优化控制系统有效提升了磨矿流程的稳定性、设备利 用率和能源效率，为类似矿山磨矿流程的安全高效运行与智能化升级提供了可行的技术路径。

针对某选厂铜硫混合精矿再磨段使用钢锻存在的磨矿能耗高、介质单耗大、过磨严重 等问题，开展了陶瓷球替代钢锻的可行性试验研究。通过系统分析铜硫混合精矿旋流器分级沉砂 的化学组成、解离特性及粒度分布，对比了陶瓷球与钢锻在不同充填率、配比及磨矿时间下的磨矿 效果，并进行了浮选对比试验。结果表明：在陶瓷球配比为 m（ϕ30 mm）∶m（ϕ20 mm）∶m（ϕ15 mm）= 30%∶40%∶30%，混合球径 ϕ22 mm，充填率 40% 条件下，陶瓷球磨矿能力优于钢锻，达到相同磨矿 细度（-75 μm 占 72%）时，磨矿时间缩短 15.38%，介质总质量降低 39.49%，能耗仅为钢锻的 51.20%， 且过磨程度减轻 0.89%。浮选试验中，陶瓷球磨矿产品铜精矿铜回收率较钢锻磨矿提高 21.48 个百 分点，硫精矿硫品位和回收率分别提升 2.28 和 11.82 个百分点，中矿量显著减少，有利于工业生产 提高分选效率和流程稳定性。研究表明，陶瓷球替代钢锻在技术经济上具有显著优势，研究结果 可为工业应用提供参考。