中国复合材料

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玻璃钢/复合材料

	2025年 54卷 6期
	刊出日期 2025-06-15

	专题综述采矿工程矿物工程机电与自动化安全与环保矿物材料矿山爆破

专题综述

	1	郝雪弟, 杨建, 鲁自横, 葛世荣, 唐硕, 郭鹏飞
		大规模地下金属矿装备智能调度数字孪生关键技术
		针对矿山调度过度依赖人工完成、设备协同性差、生产效率低、智能化调度技术难以适应大规模生产调度需求等问题,全面分析了地下金属矿的开采工艺和方法,总结出地下金属矿开采方法和工艺谱系,提出了多进路、多采场、多盘区的平行作业模式是实现大规模地下金属矿高效开采的生产模式。针对传统调度求解方法存在的问题,划分了生产计划编制、开采设备接续和工序设备协同 3 个关键调度问题,提出了动态调度和多目标求解算法是求解大规模地下金属矿智能调度问题的有效方法。通过分析数字孪生技术为大规模平行作业模式以及动态多目标调度提供了智能化服务载体,提出了包含物理装备层、虚拟孪生层、孪生数据层、传输数据层和孪生服务层的地下金属矿装备智能调度数字孪生系统架构,从而为大规模采场装备集群智能调度提供了技术支撑,是智能矿山建设的必由之路。研究成果以期为进一步研发地下金属矿装备智能调度系统提供理论与技术支撑。
		2025 Vol. 54 (6): 1-10 [摘要] ( 20 ) [HTML 1KB] [ PDF 2629KB] ( 26 )

采矿工程

	11	董亚宁, 金爱兵, 靳群, 刘康, 邱英明, 陈帅军
		基于改进收敛—约束法的大断面硐室永久支护时机研究
		合理的支护时机对维护巷道围岩稳定、保障矿山生产安全具有重要作用。以钟九铁矿卸载硐室作为工程背景,考虑临时支护作用,基于收敛—约束法对永久支护时机(临时支护而无永久支护区域长度 ΔL)的范围进行了初步选择,突破了传统收敛—约束法仅能应用于无临时支护巷道的支护时机确定;进一步通过 FLAC 3D 数值模拟分析了围岩应力、位移与塑性区变化趋势,得到了最佳的永久支护时机;并根据现场监测结果评价围岩支护效果,验证了永久支护时机选取的合理性。结果表明:临时支护结构对围岩特征曲线和围岩纵剖面变形曲线求解结果有一定的影响,考虑临时支护后的巷道围岩最大变形量为 666. 86 mm;永久支护时机不同时,围岩—支护结构所产生的压力和变形也不同,随着 ΔL 增大,围岩—支护结构的压力和位移分别呈减小和增大趋势;通过计算永久支护结构所能承受的最大围岩压力得到 ΔL>1. 07 m,通过地应力释放率得到 ΔL = 8. 50 m,结合数值模拟确定永久支护时机为 6 m;实际监测数据显示卸载硐室顶底板和帮部位移量分别达 84. 73 mm 和 190. 82 mm,硐室围岩表面位移在可控范围内,支护效果较好。研究可为相关巷道永久支护时机的确定提供理论和实践借鉴。
		2025 Vol. 54 (6): 11-19 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [ PDF 2527KB] ( 9 )

	20	张骥, 刘明宇, 李国平, 刘纤纤, 张正楠, 刘祥鑫
		金属矿山溜井卸矿与放矿过程颗粒流数值试验分析
		生产溜井作为金属矿山十分重要的巷道,其安全、稳定对矿山稳产影响显著。针对溜井存在的破坏、磨损、堵、喷等问题,采用 PFC 数值模拟手段,以矿石流动性和井底载荷波动情况作为评价指标,系统地研究了 Y 型溜井在不同料位高度条件下的卸矿与放矿过程。结果表明,卸矿时矿石首次撞击井壁的冲击力最大,对井壁破坏显著;料位高度与矿石流动性及溜井井底载荷波动情况紧密相关,料位高度过小时,贮矿段及底部矿石密实、流动性差;料位高度过大时,矿石则处于不稳定动态载荷状态,井底支护结构所受冲击作用波动较大,溜井易发生破坏;合理料位高度下的矿岩散体流动性好、井底受力状态较为稳定。研究结果对于溜井落矿破坏机理的分析具有重要意义,为降低溜井堵、喷和破坏风险提供研究基础。
		2025 Vol. 54 (6): 20-26 [摘要] ( 11 ) [HTML 1KB] [ PDF 2066KB] ( 11 )

	27	张亚宾, 李宜杨, 卢宏建, 赵春洁, 白晋凯
		层状岩体冲击—冻融耦合损伤规律研究
		针对矿山生产中开采作业造成的具有一定冲击损伤但不完全破碎的层状岩体,开展了含冲击裂纹的层状岩体的冻融损伤研究。通过入射幅值为 60、70、80 和 90 mV 的层状岩体冲击试验,将冲击后未完全破碎的试件进行冻融循环损伤及 NMR 测试,分析冻融损伤规律。结果表明:当以 60 mV 和 70 mV 的入射幅值循环冲击 1 ~ 3 次时,岩石试件表面均出现裂纹,80 mV 及以上的岩石试件破碎。层状岩体试件随冲击次数增加,应力峰值下降,最大应变与应变率增大,造成了损伤程度加深,抵抗破坏的能力减弱。冲击后初始孔隙度的分布以小孔隙为主,中孔隙其次,大孔隙最少。随着冻融次数增加,中大孔隙发育拓展导致小孔孔隙度分量减少。通过冲击后的最终损伤变量与 30、60 和 90 次冻融循环损伤变量拟合,呈现出指数分布,冲击损伤促进了冻融损伤的发育。研究成果可为含有层状岩体的寒区矿山预防地质灾害提供理论支持。
		2025 Vol. 54 (6): 27-35 [摘要] ( 11 ) [HTML 1KB] [ PDF 2716KB] ( 10 )

	36	章来烨　郑小龙　郭远树　邹庆松　饶运章,
		基于组合赋权的采场结构参数优化方法
		合理的采场结构参数是矿山安全生产的重要保证。基于博弈论理论,创新性地提出了一套同时考虑层次分析法(AHP)和 CRITIC 法的优化地下矿山采场结构参数的组合赋权法(A&C)。通过 FLAC 3D 模拟计算某钨矿山 8 组采场结构参数方案并赋权值,建立了组合隶属度矩阵,在综合分析各方案采场的应力、位移、塑性区、回采率等指标的基础上综合优越度排序得到最佳采场结构参数优化方案。研究表明该方法能够合理优化地下矿山采场结构参数,对同类矿山具有一定的指导意义。
		2025 Vol. 54 (6): 36-40 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [ PDF 1436KB] ( 9 )

	41	孙英翔, 温骁东, 王长涛, 杨天鸿, 张鹏海, 赵　永, 赵乾百
		不同裂隙数量下花岗岩单轴压缩力学特性及破坏模式的数值模拟研究
		在复杂地应力和开采扰动的条件下,岩体常被裂隙结构面分割成非连续体,造成了岩体物理力学性质的各向异性,进而改变了岩体的力学响应与破坏模式。为深入研究裂隙几何特征对岩石单轴压缩力学特性及破坏模式的影响,结合单轴压缩试验和结构面数字摄影测量结果,建立了多裂隙条件下非均质岩石的单轴压缩离散元模型, 开展结构面岩石的破坏机制和力学特征研究。研究结果表明,裂隙岩石的单轴压缩数值模拟可划分为 3 个阶段:无损伤阶段、裂纹萌生阶段和裂纹扩展—萌生阶段。随着裂隙数量的增加,岩石的弹性模量持续下降,峰值强度呈现下降后趋于平稳的演化规律。在应力应变曲线的峰后阶段,破坏模式由脆性破坏转变为塑性破坏。裂隙网络的相互作用形成了受力构架体系,抑制了局部破坏,并为应力传递和微裂纹扩展提供了较为稳定的路径。裂隙岩石的破坏模式主要表现为拉伸破坏,裂隙尖端的损伤较为剧烈,且随着裂隙数量的增加,微裂纹倾角的倾向性减弱。微裂纹扩展虽然引起裂隙尖端应力集中区的部分应力释放,但在岩石失稳破坏时,裂隙尖端仍然是应力集中区域。研究成果可为揭示岩石与裂隙结构面之间的力学响应机制提供参考。
		2025 Vol. 54 (6): 41-51 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [ PDF 8154KB] ( 6 )

	52	韦耀祥, 柴陆军, 程爱平, 李东立, 邬　坤, 张冬旺
		渗流—应力耦合作用下尾砂结石体渗透特性演化试验研究
		尾砂结石体作为一种绿色环保的注浆材料,在矿山注浆堵水技术中已得到了广泛应用,其渗透特性对矿山的安全开采至关重要。基于此,本研究制作了不同水泥含量的尾砂结石体试样,采用岩石渗透试验系统,开展了不同渗透压和围压下的尾砂结石体渗流—应力耦合渗透试验,阐明了尾砂结石体在渗流—应力耦合作用下的渗透特性演化规律;并结合低场核磁共振系统,揭示了尾砂结石体渗透特性演化机理。研究结果表明:① 尾砂结石体的孔隙率、流速及渗透率演化规律高度吻合,且呈现出显著的阶段性特征,具体可分为迅速饱和阶段、体缩抑流阶段和稳定渗流阶段;② 尾砂结石体孔隙率、流速和渗透率演化规律与水泥含量和围压的变化呈负相关关系,与渗透压变化呈正相关关系;③ 孔隙结构的变化是主导尾砂结石体渗透特性演化的关键因素,随着渗透压的提高,中孔隙以及大孔隙占比升高,渗透率进而增高;随着围压的提高,微孔隙的占比升高,渗透率从而降低。研究结果可为注浆工程提供理论指导。
		2025 Vol. 54 (6): 52-62 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [ PDF 3759KB] ( 6 )

	63	王　洋, 荣传新, 王镇森, 李延喆, 安刚建
		变质砂岩分数阶蠕变损伤模型研究
		为了解决高地应力条件下隧道开挖围岩蠕变的非线性特性问题,以变质砂岩为研究对象,针对加轴压分级卸围压和加轴压恒围压 2 种不同加载方式进行三轴蠕变试验,研究变质砂岩的蠕变性质。结果表明,变质砂岩的蠕变行为表现出明显的非线性特征,传统的线性模型难以准确描述其变形规律,尤其是在加速蠕变阶段。为此,假设黏性系数随时间的变化符合幂函数规律,提出了一种改进的分数阶非线性黏性模型;基于 Kachanvo 损伤变量理论,引入损伤因子,提出了改进的非线性损伤黏弹塑性体,建立了非线性损伤蠕变模型。该模型是由改进的 Maxwell 模型以及改进的非线性损伤黏弹塑性体依次串联而成,在稳定蠕变阶段有 4 个参数,在不稳定蠕变阶段有 7 个参数。经过与试验数据对比,所建立的非线性蠕变损伤模型与试验曲线的拟合度普遍较高,特别是在加速蠕变阶段,模型的预测效果显著优于传统模型。研究成果为高地应力条件下隧道围岩的稳定性分析和工程设计提供了理论依据,具有广泛的应用前景。
		2025 Vol. 54 (6): 63-71 [摘要] ( 6 ) [HTML 1KB] [ PDF 1697KB] ( 6 )

	72	任逸轩, 易富强, 常　勇, 杨　蕴, 吴吉春
		地浸采铀“水平井注—直井抽”井网溶浸液流量平面分布特征研究
		采用地下水数值模拟和粒子追踪方法分析了地浸采铀中“水平井注—直井抽”井网的溶浸液流量平面分布特征,并调查了水平井暂堵技术在优化溶浸效率上的可行性。研究结果表明,“水平井注—直井抽”井网中溶浸液流量的平面分布呈现出明显不均匀性,溶浸液高流量贡献区主要分布于水平井与直井间水平距离最短的区域附近,而在相邻直井间的中间区域流量贡献率较低。溶浸液流量的不均匀性随着抽液直井与水平井距离的增加而减小,随着抽液直井之间距离的增加而增大,甚至是会出现零贡献率区域,产生溶浸死角;但改变抽注液量对其分布的影响较小。为改善井网溶浸液流量分布不均的问题,地浸采铀后期可采用水平井封堵技术,通过封堵高流量区域的注液孔,引导更多的溶浸液进入低流量区,从而有效提高铀矿床的整体溶浸效率。
		2025 Vol. 54 (6): 72-79 [摘要] ( 4 ) [HTML 1KB] [ PDF 2492KB] ( 5 )

矿物工程

	80	蔺月萌　韩百岁　宋宝旭　徐文涛　谢昊宇
		西藏某氧化铜矿石的工艺矿物学研究
		为给西藏某氧化铜矿的开发利用提供基础依据,综合运用化学分析、扫描电镜( SEM)和矿物自动定量分析系统(MLA)等手段,就矿物组成及含量、结构构造、主要矿物嵌布特征以及嵌布粒度等进行了系统的研究。结果表明:① 矿石铜含量为 1. 01%,铜主要赋存于孔雀石、蓝铜矿、硅孔雀石、黄铜矿、辉铜矿和褐铁矿等矿物中,其中褐铁矿含铜高,多为褐铁矿与孔雀石的混合体,其中常含有数量不等的辉铜矿残晶。 ② 矿石的结构主要有交代结构、交代残余结构、包含结构、填隙结构和粒状结构等类型,主要呈块状、浸染状、脉状、环带状和皮壳状等构造。 ③ 矿石中的铜主要以氧化铜矿物的形式存在,其中游离态与结合态占总铜量的 96%以上,主要以孔雀石和蓝铜矿形式存在。 ④ 矿石中氧化铜矿物的嵌布粒度主要在 0. 64 ~ 0. 02 mm,硫化铜矿物主要在 0. 32 ~ 0. 02 mm。 ⑤ 在磨矿细度为 -0. 074 mm 占 61%时,硫化铜矿物和氧化铜矿物解离度均达到 93%以上,因此认为矿石适宜的磨矿细度为-0. 074 mm 占 61%。
		2025 Vol. 54 (6): 80-86 [摘要] ( 11 ) [HTML 1KB] [ PDF 3508KB] ( 12 )

	87	马英强, 郭思雨, 程贵彬, 黄　鑫, 印万忠
		2-十二酮对菱镁矿与石英浮选分离的影响研究
		为提高菱镁矿与石英的浮选分离效果,在以十二胺为捕收剂的浮选体系下,通过纯矿物与人工混合矿浮选试验,探究了有机调整剂 2-十二酮对菱镁矿与石英浮选分离的影响。结合接触角测试、Zeta 电位分析、红外光谱和 X 射线光电子能谱分析等手段对 2-十二酮的浮选作用机理进行了探讨。研究结果表明,2-十二酮主要以静电作用吸附在菱镁矿表面,并伴有一定程度的化学吸附,增强了菱镁矿表面的亲水性,扩大了与石英之间疏水性的差异,并且使菱镁矿表面正电性增强,进一步阻碍了捕收剂十二胺的吸附,对菱镁矿产生抑制作用。而 2-十二酮在石英表面无明显吸附,对十二胺的吸附未产生影响,从而能够实现菱镁矿与石英的高效浮选分离。
		2025 Vol. 54 (6): 87-93 [摘要] ( 7 ) [HTML 1KB] [ PDF 1864KB] ( 6 )

	94	都世杰, 乔恒芳, 李克尧, 刘　诚, 杨思原
		湘西某光伏玻璃用石英砂提纯试验研究
		湘西某石英砂矿石的 SiO2 含量高达 99. 01%,主要杂质 Fe2O3 、Al 2O3 、TiO2 含量分别为 0. 082%、0. 64% 和 0. 03%,超过光伏玻璃用硅质原料二级品含量要求。为确定该矿石的开发利用工艺,在工艺矿物学研究基础上进行了碎磨—强磁选—酸浸工艺技术研究。结果表明:① 矿样呈碎屑状,颗粒大小多在 2. 0 ~ 0. 5 mm;岩屑由次角状次圆状石英砂屑和少量斜长石碎屑组成;石英砂屑间存在微量的褐铁矿、黄铁矿、金红石等矿物,泥质物以绢云母为主,Al 主要来源于斜长石、绢云母,Ti 主要来源于金红石,Fe 主要来源于各类铁矿物。 ② 碎至 2~ 0 mm 矿样中的 0. 71 ~0. 074 mm 粒级(产率为 73. 40%)与产率为 17. 68%的 2~ 0. 71 mm 粒级的磨矿合格粒级合并,采用高梯度强磁选机 (背景磁感应强度 1. 7 T)除铁,再在硫酸与氢氟酸的质量比为 2 ∶1、液固质量比为 1 ∶1、浸出时间为 5. 0 h、浸出温度为 65 ℃的情况下酸浸,最终获得 SiO2 含量为 99. 83%、Fe2O3 含量为 0. 007 7%、Al 2O3 含量为 0. 049%、TiO2 含量为 0. 002 0%的石英精矿,满足产品质量要求。
		2025 Vol. 54 (6): 94-99 [摘要] ( 3 ) [HTML 1KB] [ PDF 1568KB] ( 5 )

	100	刘景景
		含钒钢渣空白焙烧—硫酸浸出提钒试验研究
		针对现有含钒钢渣提钒工艺成本高、污染大、效率低的问题,以四川攀枝花某 V2O5 含量为 0. 94%的含钒钢渣为对象开展了提钒试验研究。研究表明: ① 含钒钢渣的主要物相为 SiO2 、 Ca2 SiO4 、 MgFe2O4 、 Ca2Fe1. 2Mg0. 4 Si 0. 4O5 、FeO、Ca3. 18Fe15. 48Al 1. 34O28 和 Ca2Fe2O5 等;空白焙烧处理后新生成了 Fe3O4 和 Ca12Al 14O33 相, Ca2 SiO4 和 Ca2Fe1. 2Mg0. 4 Si 0. 4O5 的衍射峰强度增强,证实高温焙烧使部分元素由低价态氧化为高价态;900 ℃ 焙烧样的硫酸浸渣以 CaSO4·2H2O 相为主,残余少量 SiO2 、MgFe2O4 和 Fe3O4 ,表明硫酸有效溶解了部分矿物,为钒的溶出创造了条件。 ② 在空白焙烧温度 900 ℃ 、硫酸浓度 14%、浸出液固比 8 ∶1 mL/ g、浸出温度 40 ℃ 、浸出时间 25 min 情况下,钒浸出率达 90. 18%。 ③ 该工艺与传统工艺相比的显著优势在于焙烧无须添加剂、浸出温度低且时间短,减排废气 60%、降低能耗 40%、减少酸耗 35%,为含钒钢渣的资源化利用提供了清洁高效的解决方案。
		2025 Vol. 54 (6): 100-106 [摘要] ( 4 ) [HTML 1KB] [ PDF 2943KB] ( 5 )

	107	古明远, 杨志强, 青格勒, 郑志辉, 尹尤豪, 郭俊祥
		某含锌铁冶金粉尘提铁除杂工艺研究
		钢铁生产过程中产生的含锌粉尘因铁品位较低、杂质含量较高而难以直接返回主生产工序。为实现某含锌粉尘的高值化利用,进行了造球直接还原—磨矿—磁选流程研究,探究了 Fe、Zn 和 S 元素的分离与富集行为。结果表明:在还原温度 1 200 ℃ 、还原时间 30 min、碳氧摩尔比 1. 5 的条件下,铁金属化率和锌挥发率分别达 90. 44%和 99. 26%,金属化球团的全铁含量达 66. 23%,锌、硫含量分别为 0. 13%和 0. 57%、碳含量为 6. 22%;金属化球团在磨矿细度-0. 074 mm 占 59%、磁场强度 95. 49 kA/ m 的条件下,可以获得 TFe 品位 82. 37%、回收率 92. 17%的磁选精矿, 锌、硫含量分别降低至 0. 09%和 0. 29%。 XRD、SEM-EDS 分析表明,金属化球团中铁氧化物的衍射峰或消失或强度十分弱小,几乎完全还原为金属铁;金属铁相与脉石相未充分单体解离是造成磁选精矿铁含量有待提高的根本原因。研究结果对类似资源的高值化开发利用具有参考价值。
		2025 Vol. 54 (6): 107-113 [摘要] ( 6 ) [HTML 1KB] [ PDF 2572KB] ( 3 )

	114	张建国, 陈宏基, 张福旺, 刘广山, 王　凯, 杨海昌
		基于深度解离与超细粒浮选技术的炼焦中煤再选研究
		炼焦煤在分选加工过程中会产生 30%以上的炼焦中煤,炼焦中煤的细粒分散嵌布导致其分选回收困难。为解决该问题,课题组提出了基于深度解离与超细粒浮选的炼焦中煤再选工艺,即借助节能陶瓷搅拌磨磨矿,用自制的旋流静态微泡浮选机分选,并采用响应曲面法“Box-Behnken”模型进行浮选试验参数优化研究。结果表明,河南某选煤厂的高灰炼焦中煤矿样采用 JM-1L 型搅拌磨机磨至 D90 = 12. 87 μm 即可有效释放出炼焦中煤中的精煤;基于单因子条件试验和“Box-Behnken”模型优化,得到精煤产率与浮选完善指标的拟合模型,认为在柴油用量 4 601. 62 g / t、仲辛醇用量 3 955. 56 g / t、叶轮转速 1 487. 4 r/ min 情况下浮选指标最好,这得到了实际浮选试验的印证,研究结果可作为现场高灰炼焦中煤开发利用的依据。
		2025 Vol. 54 (6): 114-121 [摘要] ( 4 ) [HTML 1KB] [ PDF 2573KB] ( 5 )

矿山爆破

	122	陈小国, 陶铁军, 田兴朝, 谢财进, 刘　霞, 张明伟
		考虑层理倾角影响的板岩掏槽角度最优设计研究
		掏槽角度是层理板岩隧道爆破的重要设计参数,未考虑层理倾角作用的掏槽角度设计易影响掏槽爆破效果,甚至导致掏槽爆破失败。为探究不同层理倾角影响下板岩隧道爆破的最优掏槽设计角度,以巴岳山隧道为依托,首先开展不同层理倾角板岩的静动力学试验,确定不同层理倾角板岩的 Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型参数;然后基于 ANSYS / LS-DYNA 软件构建 9 种不同层理倾角及掏槽角度下的板岩隧道掏槽爆破数值分析模型,探究层理角度与掏槽角度变化时的围岩有效应力及损伤演化特征,确定最优掏槽设计角度;最后在巴岳山隧道研究段开展 5 次现场爆破试验,验证最优掏槽角度设计的正确性。结果表明:板岩隧道层理倾角为 0°、60°、90°条件下,最优掏槽角度分别设计为 80°、70°、60°时,有效峰值应力及爆破损伤区域最大,掏槽爆破效果最好;对 90°层理倾角基于最优掏槽角度设计开展现场爆破试验后,平均循环进尺增加 11. 15%,炮孔平均利用率提升 10. 98%,平均最远抛渣距离减少了 7. 8 m,同时有效避免了“鼓肚”现象的产生。研究成果为层理板岩掏槽爆破参数设计提供了参考。
		2025 Vol. 54 (6): 122-130 [摘要] ( 7 ) [HTML 1KB] [ PDF 5388KB] ( 5 )

	131	闫　鹏, 张云鹏, 申宇宙, 王　晗
		爆破振动作用下建筑物动力响应研究综述
		建筑物在爆破振动作用下的动力响应分析,是研究爆破有害效应的核心内容。总结了建筑物对爆破振动动力响应的研究成果,可以归纳为 4 个主要方面:不同类型建筑物中爆破地震波传播规律差异性较大,建筑物不同方向峰值振速同时具有衰减和放大效应;建筑物固有频率具有多阶性,建筑物动力响应是多谐波地震波与多阶固有频率的建筑物相互耦合作用的复杂过程;爆破振动作用下建筑物损伤分为结构性破坏和非结构性破坏、初始损伤和累积损伤等不同破坏模式;峰值振速和主振频率能够基本反映爆破振动对建筑物影响的全貌,但由于建筑物的多样性和振动响应的复杂性,安全判据精准性还不能满足实际需要。提出了爆破振动作用下建筑物动力响应的重点研究方向:① 应关注建筑物不同构件对爆破地震波的传播规律、局部放大和衰减效应,以及建筑物整体结构和不同构件的爆破振动响应特征;② 在建筑物多阶固有频率与整体结构和局部构件的相关性、多阶固有频率和爆破地震波多谐波分量对建筑结构和构件发生共振的影响机制等方面开展研究,建立爆破地震波多谐波分量与建筑物整体结构和局部构件动力特性相对应的响应关系模型;③ 建立基于 AI 的建筑物爆破振动与结构损伤实时监测平台,集数据采集、预处理、分析和预警于一体;④ 制定建筑物主体结构的损伤和附着物的非结构性损伤的爆破振动安全判据。
		2025 Vol. 54 (6): 131-143 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [ PDF 2888KB] ( 5 )

机电与自动化

	144	段文权　陈　冲　马俊生　赵辉军　郭其林　国仕磊　王　斌
		电动矿用卡车的技术进展与应用现状
		在全球能源转型和矿业追求低碳发展的背景下,探究电动矿用卡车的发展态势,为其在矿业领域的绿色可持续发展提供策略。通过梳理电动矿卡的全球及区域市场现状,分析不同地区的市场差异与政策驱动;探究电池、充电、自动驾驶等核心技术,分析现有技术的进展、局限及新型技术的发展潜力,同时探讨充电基础设施面临的挑战与发展趋势;通过列举紫金山铜金矿、Boliden 矿山等多个露天和地下矿山的应用实例,总结其技术特点与运营效益。结果表明:电动矿卡相较于传统柴油矿卡,运营成本可降低 50% ~ 60%,碳排放减少 25%以上,且有效改善了作业环境,是矿业绿色转型的关键技术路径;对于矿山企业,应优先在短途重载、往返频率高的场景部署电动矿卡,并积极探索“车电分离”等创新作业模式。尽管当前在电池续航、充电设施、初始投资等方面存在挑战,但随着技术进步、产业生态完善和政策支持,这些问题将逐步解决。未来,电动矿卡有望在全球广泛应用,推动矿业向智能化、无人化、绿色化转型升级,为全球矿业可持续发展贡献关键力量。
		2025 Vol. 54 (6): 144-152 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [ PDF 1606KB] ( 10 )

	153	李　剑, 江　程, 刁友鹏, 李敏齐, 姜海锐, 姜建国
		基于岩性识别的煤层气开采智能钻机控制系统设计
		文章导读:
		钻机智能化是工业发展的大趋势,能够有效降低劳动成本、提高生产效率和准确度。以提高岩性判别的实时性及准确度为目的,提出一种基于岩性识别的煤层气开采智能钻机控制系统。以钻压、转速、扭矩等实时随钻数据采集为基础,基于 K-means++算法构建了针对煤岩性智能实时识别模型,并利用煤层气开发钻井 28 组实测数据对模型进行检测。结果表明,该模型误判率为零,模型可靠度高。在此基础上,基于模糊 PID 构建了智能钻机控制系统仿真模型。 Matlab 环境下模拟结果显示,模型系统上升时间仅 2. 5 s,为传统 PID 的 1 / 2,超调量为传统 PID 的 1 / 8, 在响应速度和稳定性方面均有较大的提升。本智能钻机控制系统能够实现煤岩性的实时智能识别和钻机的快速、稳定响应,满足了煤层气开发钻机智能钻进实时调控的要求,为煤层气开采向智能化转型提供了理论基础。
		2025 Vol. 54 (6): 153-160 [摘要] ( 5 ) [HTML 1KB] [ PDF 2119KB] ( 6 )

	161	陈宏昌, 梁业生, 黄孝平
		结合 5G 技术和 Chan-Taylor 算法的井下人员定位研究
		矿井环境复杂多变,存在非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)误差传播等诸多干扰因素,传统定位方法难以满足高精度定位需求,严重影响了井下安全生产与管理。将 5G 技术与 Chan-Taylor 算法相结合,提出了一种矿井人员定位新方法。首先,对于无 NLOS 误差的数据,通过改进 Chan-Taylor 定位算法,结合残差加权策略,提高定位的准确性和稳定性;其次,针对 NLOS 误差的影响,提出了融合 Chan 算法与粒子滤波的定位算法,有效处理非线性定位问题,进一步提升定位精度;最后,以某矿井为例,对所提方法进行了试验。结果表明:改进 Chan-Taylor 定位算法在单目标和双目标仿真定位中,相较于传统算法具有更高的定位准确性和稳定性。融合 Chan 算法与粒子滤波的定位算法在不同轨迹及 NLOS 误差条件下,平均误差小于对比算法,定位精度更高。结合 5G 的井下人员定位模型精度较高,误差为 0. 2 ~ 0. 9 m,能有效满足矿井智能化建设对井下人员定位精确度与稳定性的需求。
		2025 Vol. 54 (6): 161-167 [摘要] ( 6 ) [HTML 1KB] [ PDF 1765KB] ( 5 )

	168	孙　朋 , 刘超然, 马建民
		基于卷积神经网络和 LSTM 网络的矿用变压器故障诊断
		矿用变压器作为矿山电力系统的核心设备,其运行状态直接影响矿山生产的安全性与效率。然而,由于矿山环境的复杂性和设备长期运行的特殊性,变压器故障诊断面临着高噪声、数据不平衡以及故障类型多样等挑战。为此,提出了一种基于卷积神经网络( Convolutional Neural Network,CNN) 和长短期记忆网络( Long Short-Term Memory,LSTM)的混合模型(CNN-LSTM),用于矿用变压器的故障诊断。首先利用 CNN 对变压器运行数据进行特征提取,有效捕捉数据中的空间特征;然后采用 LSTM 对提取的特征进行时序建模,识别数据中的动态变化模式。试验结果表明:CNN-LSTM 模型对于多个故障类型的平均诊断准确率达到了 92. 82%以上,显著优于传统诊断方法和单一神经网络模型,反映出该模型在提高诊断精度和鲁棒性方面具有显著优势,具有一定的应用前景。
		2025 Vol. 54 (6): 168-173 [摘要] ( 5 ) [HTML 1KB] [ PDF 1793KB] ( 4 )

	174	任太印　黄运芹　杨雪锋　程凌云　徐沛保,
		基于机器学习的混凝土中活性化学粉末配合比优化研究
		活性化学粉末在修复混凝土内部微裂纹、提高力学强度、提升耐久性、延长使用寿命、减少维护成本等方面具有重要应用价值。为了获得优异性能的自愈混凝土,研究利用络合剂 SMS、助剂(硅酸铝+硫酸钠,质量比为 1 ∶ 1)、甲酸钙、葡萄糖酸钠为混凝土外加剂进行正交试验。通过抗压强度、劈裂抗拉强度等关键参数对混凝土自愈性能进行评价,研究活性化学粉末对混凝土自愈性能的影响。试验研究表明,不同配比的活性化学粉末和不同程度的损伤度对混凝土强度具有重要的影响。对于多因素复杂的试验结果,研究利用机器学习的方法构建自愈混凝土强度恢复性能预测模型,以起始强度、损伤修复强度为优化目标,结合优劣解距离法提出活性化学成分配合比优化方法,获得自愈混凝土强度恢复性能最优的活性粉末配合比,并进行了试验验证和机理解释。该研究有助于深刻了解活性化学粉末对混凝土自修复性能的影响并指导施工配合比设计。
		2025 Vol. 54 (6): 174-181 [摘要] ( 3 ) [HTML 1KB] [ PDF 1947KB] ( 4 )

	182	李　培, 张　萌, 王　晓, 余永健, 薛玉君
		基于流固耦合的湿式球磨机磨矿效果离散元分析
		湿式球磨机是工业生产中广泛应用的粉磨设备,其运行成本约占选矿厂总成本的 50%,提高磨矿效率对选矿厂节能增效具有显著积极意义。为了更好地理解磨矿工艺参数对磨矿效率的影响,以便更好地指导工业生产,开展了基于流固耦合的湿式球磨机磨矿效果离散元分析。研究以 ϕ2. 7 m×4 m 的湿式球磨机为研究对象,采用 DEM-VOF 方法建立了磨机内气-液-固三相流耦合模型,分析了不同矿浆浓度下物料的运动状态及碰撞能量利用率。结果表明:磨矿效果与矿浆浓度密切相关,当矿浆浓度较低时,“死区”颗粒占比较高,导致磨矿效率降低;随着矿浆浓度的提高,物料流动状态显著改善并趋于稳定,磨矿效率随之提升;当矿浆浓度为 90%时,磨机内部总碰撞能量达到峰值,但其能量利用率并非最高;相比之下,矿浆浓度为 80%时,能量利用率最高,该浓度下的总碰撞能量接近矿浆浓度 90%时,且显著高于其他 3 种磨矿浓度条件下,综合磨矿效率及衬板和磨矿介质的磨损情况,认为矿浆浓度宜为 80%。磨机内部磨矿介质与矿石的碰撞以低能级为主,因此,矿石破碎主要依赖冲击能量的多次累积效应;同时,切向碰撞能量高于法向碰撞能量,表明球磨机内的矿石破碎以磨剥作用为主导。
		2025 Vol. 54 (6): 182-187 [摘要] ( 6 ) [HTML 1KB] [ PDF 2105KB] ( 4 )

	188	姜志宏, 刘秋萍
		基于神经网络的碎磨流程数学建模方法研究
		在选矿工艺中,碎磨流程是关键的物料准备阶段。针对传统碎磨流程数学模型建模方法中未考虑设备本征参数问题,在破碎阶段采用技术成熟的矩阵模型,同时利用神经网络的多特征融合能力,对磨矿流程中的设备结构特征和给料粒级分布进行处理,建立神经网络-矩阵混合模型(Back Propagation-Matrix Model ,BP-MM)。以碎磨制样短流程为例,基于破碎实验数据构建颚式破碎机、对辊破碎机的矩阵模型,利用神经网络方法构建融合磨盘间隙参数的盘式碎磨机 BP 神经网络模型,搭建碎磨制样短流程的 BP-MM 混合模型。以平均绝对误差、均方根误差和决定系数为评价指标,将 BP-MM 混合模型的预测结果与 JKSimmet 仿真结果进行对比。结果表明,BP-MM 混合模型预测误差控制在 3%以内,当磨盘间隙为 0. 1 mm 时,碎磨制样短流程磨矿产品粒度≤0. 15 mm。 BP-MM 混合模型建模方法可处理多特征与多参数融合的输入数据,有效提高建模精度和预测性能,为碎磨流程控制优化提供新思路。
		2025 Vol. 54 (6): 188-194 [摘要] ( 5 ) [HTML 1KB] [ PDF 1418KB] ( 5 )

安全与环保

	195	贾敏涛, 李晓健, 任甲泽, 李静波
		地下金属矿山回风井污风治理技术研究与实践
		矿井通风系统是地下矿山传统八大系统之一,承担着排尘、毒、湿和为井下供氧换热的重要作用。回风井外排污风包含的粉尘、有毒有害气体及雾气等对地表环境产生一定影响。针对以上问题,相关学者对回风井污染因子治理技术开展了探索研究,并建成了相关工程示范,但对其研究与应用现状缺少深入总结。基于此,检测了典型矿山回风井外排污染因子成分并分析了其成因,并对近年来矿山回风井污染因子治理典型技术和案例进行了梳理。研究结果表明:已知的各污染因子受井下作业工艺影响,其浓度呈现时段化分布特征,存在未知的刺激性污染气体; 惯性法、高压静电法、湿式共振栅法和吸附法可以有效降低污染因子浓度。在上述分析的基础上,针对污染因子治理技术研究现状,分析了目前存在的不足,并提出了未来的主要研究方向,即探究回风井除雾降尘机理、完善回风井余热回收与除雾协同技术、发展低浓度有害气体快速吸附技术,以及构建粉尘—冷凝雾—有害气体协调治理体系。
		2025 Vol. 54 (6): 195-203 [摘要] ( 6 ) [HTML 1KB] [ PDF 2021KB] ( 14 )

	204	时　松, 吴　华, 周　健, 邸　成, 　侯　俊, 　姜　潇, 王小岐, 　郄建慧, 江明锋, 王剑宏, 　刘长武
		大断面深埋隧道揭露高瓦斯煤层的安全岩柱预留厚度及影响因素研究
		隧道及相关地下工程的建设越来越多地面临深埋、高地应力、复杂地质条件等情况,其中煤与瓦斯突出是隧道在煤系地层中掘进会遇到的难题。预留合适厚度的安全煤柱以便于综合消突对于隧道设计和施工是至关重要的。以昭通隧道作为工程背景,针对深埋、高地应力和超大断面的特点,基于尖点突变理论和止浆岩盘改进法分析了预留安全岩柱的影响因素;并运用数值模拟方法,分析了隧道等效高度、弹性模量、垂直地应力和瓦斯压力对临界岩柱厚度的影响。结果表明:瓦斯压力、隧道开挖等效高度和垂直地应力越大,所需预留安全岩柱厚度越大;弹性模量对安全岩柱厚度的影响较小,且呈现波动现象;在准确计算安全岩柱厚度方面,止浆岩盘改进法表现更好,与数值模拟结果更接近。根据研究结果,结合现场地质及施工情况,最终选择 10 m 作为昭通隧道预留安全岩柱厚度,顺利完成瓦斯抽采工作,并成功穿越突出煤层。
		2025 Vol. 54 (6): 204-211 [摘要] ( 6 ) [HTML 1KB] [ PDF 3011KB] ( 4 )

	212	徐　亮, 　李　亮, 　李春立, 　文嘉辉, 　王　超
		基于解耦 Newmark 法与代表性滑动面的扩容尾矿坝动力稳定可靠度分析
		结合解耦 Newmark 法和代表性滑动面进行分析,提出了一种高效评价尾矿坝动力安全性能的方法。该方法通过精确选取代表性滑动面并计算其屈服加速度,结合响应面分析,构建了尾矿坝位移预测和动力失效概率的分析方法。将该方法应用于云南某扩容尾矿坝工程案例中,准确识别了不同扩容阶段的最易破坏区域,并分别计算其在地震作用下的永久位移及动力失效概率。计算结果表明,新库区扩容至初期坝顶,旧尾矿坝易深层破坏;扩容至原尾矿坝 1 / 2 高,新旧坝均易浅层失稳;至原坝顶,新建坝易浅层破坏;扩容坝服役期安全,满足使用要求。案例计算结果验证了该方法在工程实践中的准确性和可靠性。
		2025 Vol. 54 (6): 212-220 [摘要] ( 5 ) [HTML 1KB] [ PDF 2328KB] ( 6 )

	221	赵　博, 俞　奎
		基于 K-Means 和 IE 模型的采空区地表安全性评价指标研究
		随着智能算法在灾害评价领域的深入应用,构建合理的评价指标体系对于实现复杂采空区地表安全性的高效评价至关重要。然而,传统指标选取方法存在主观性强、干扰因素多、效率低及数字化程度不足等诸多瓶颈。为此,构建了一种基于 K-Means 聚类算法和 IE 理论的高效精确评价指标模型。该模型首先从采空区地表灾害作用机理出发,广泛筛选潜在评价指标;进而利用 K-Means 算法对这些指标进行聚类筛选,以降低指标信息表达的冗余性和复杂度;通过 IE 理论计算提炼出对安全性影响显著的关键指标,构建出一套采空区复杂场地安全性评价的指标体系。为验证指标体系的合理性,结合 PCA 和熵权法进行检验评估;将模型应用于某采空区地区,并与常用方法的评价结果进行对比。结果表明:该模型成功将 38 个初选指标精简至 8 个关键指标,所构建的评价指标体系仅用 21. 1%的指标特征便能表征 87. 9%的原始指标信息,显著降低了计算工作量,提升了评价效率。该研究成果不仅为采空区地表稳定性评价提供了一种新颖方法,而且为相关领域的研究提供了理论支撑,具有较高的理论价值和实践意义。
		2025 Vol. 54 (6): 221-229 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [ PDF 1543KB] ( 11 )

	230	周　航, 　冉正熙, 　温　蓬, 　蒲传金, 　肖定军, 　林谋金, 　杨　鑫
		重叠上穿隧道底板孔爆破对下方隧道损伤影响研究
		为研究新建重叠上穿隧道爆破开挖对下方既有隧道围岩造成的损伤与破坏,采用物理试验和数值模拟方法分析了新建隧道底板孔爆破位置和两隧道间距对既有隧道的破坏规律。试验与模拟结果均表明既有隧道损伤主要出现在隧道顶部及其两底角处。隧道顶部损伤主要以层裂裂纹和径向裂纹为主。对既有隧道两底角裂纹扩展结果分析发现:① 新建隧道中心底板孔和左侧底板孔起爆后,既有隧道两底角分别呈现出对称、非对称“八”字形裂纹扩展形貌;② 中心底板孔起爆时下方隧道两底角裂纹长度随隧道间距增加而整体上都呈现下降趋势,左底角炮孔起爆时下方隧道左底角裂纹长度则多数大于右底角裂纹长度;③ 数值分析进一步表明,两隧道间距离大小对既有隧道底角受力和裂纹起裂有显著影响,随着间距增大,既有隧道底角受力和裂纹起裂应力呈非线性变化,适当的间距可优化重叠隧道施工结构以提高安全性。数值模拟与试验在现象和规律上的吻合在一定程度上验证了结果可靠性,研究结果对既有隧道合理支护和新建隧道安全爆破施工具有一定的借鉴意义。
		2025 Vol. 54 (6): 230-240 [摘要] ( 3 ) [HTML 1KB] [ PDF 4228KB] ( 9 )

	241	丁国安, 张登化, 武　阳, 郑刘根, 朱晓峻
		基于 GIS 的镇域尺度下地质灾害精细化风险评价方法
		地质灾害精细化风险评价是提高镇域尺度下地质灾害防治效率、降低灾害风险的关键方法,基于精细化调查数据的镇域尺度风险评价技术研究已成为该领域的研究重点。衢州市全旺镇地质灾害具有类型多样、分布受地形和人类活动影响、季节性明显且潜在危害大的特点。但由于评估方法不够精细、数据不够精准全面以及技术手段存在局限等因素,所开展的灾害评估工作难以精确地量化地质灾害风险。顾及镇域尺度下地质环境背景和人类工程活动等因素,基于地理信息系统(Geographic Information System,GIS)空间分析技术和综合指数法,融合多源精细化地质灾害数据,构建了镇域尺度下地质灾害易损性和危险性精细化评价指标体系和评价方法。以全旺镇为研究区域,精细化评价了其地质灾害斜坡单元易发性,并通过增加大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨 4 种不同的降雨工况指标,以 24 小时内降雨量作为触发因素,分析了不同工况下斜坡单元发生灾害的失稳概率和空间强度,评价了 4 种不同降雨工况下全旺镇地质灾害的危险程度,得出了全旺镇的精细化风险性评价结果,划定了地质灾害风险区等级。所得结果与全旺镇滑坡地质灾害现状吻合,对镇域尺度下精细化地质灾害风险调查与评价具有一定的参考价值。
		2025 Vol. 54 (6): 241-249 [摘要] ( 4 ) [HTML 1KB] [ PDF 3814KB] ( 11 )

	250	万　一, 肖　让, 黎　明, 佘佐明
		基于 GRNDVI 的某矿区近 10 a 植被修复状况监测与评价
		在对矿山进行生态修复的同时,为了快速且准确地获取修复植被生长状况,进而掌握生态修复的变化规律,为后续矿区资源开采和生态环境保护提供参考依据,对生态修复状况进行监测与评价至关重要。归一化植被指数(Normalized Differential Vegetation Index,NDVI)是遥感监测中使用最广泛的植被指数,但 NDVI 具有土壤背景和饱和问题等内在固有缺陷,会导致在低(高)植被覆盖度情况下 NDVI 被放大(缩小)现象。基于此,以山西省某矿区为例,基于 2014—2023 年的 Landsat 和 GF 系列遥感数据,使用准确率更高的生长根归一化差分植被指数(Growth Root Normalized Differential Vegetation Index,GRNDVI)对研究区采矿前及采矿中的植被修复状况进行了监测与评价。结果表明:2014—2023 年,研究区内裸地面积不断增加,研究区处于边开采、边修复的状态,在植被修复作用下,研究区内的植被由低等植被占主导地位转变为中等植被占主导地位。线性回归分析得到年度生长根归一化差分植被指数的变化斜率为 0. 022,说明这 10 a 中研究区植被长势整体呈缓慢变好趋势,区内修复植被的综合恢复效果介于较低修复效果和中等修复效果之间,但仍有 8. 434 km 2 的植被呈负增长趋势。该研究结果对于了解矿山植被修复情况并因地制宜制定开采方案、平衡开采与环境可持续发展具有重要意义。
		2025 Vol. 54 (6): 250-257 [摘要] ( 6 ) [HTML 1KB] [ PDF 1576KB] ( 6 )

	258	韩福礼, 李识博, 代俊芳, 纪雅姝, 安靖怡, 周立志, 耿济世
		酸性环境对铅锌矿渣的理化性质与重金属溶出特征研究
		文章导读:李识博(1987—),女,副教授,博士,硕士研究生导师。
		铅锌矿渣在酸性环境中易发生重金属迁移,对矿山及周边地质环境构成潜在生态风险。研究以陕西秦岭西段某铅锌矿区废弃矿渣为对象,开展了不同初始酸性环境的静态浸泡试验,并进行了机理分析。结果表明:① 浸泡液 pH 值随浸泡时间的延长先缓慢增大后趋于稳定。随浸泡时间的延长,浸泡液的电导率(EC)在初始 pH = 1、2 情况下先下降后趋于稳定,在初始 pH= 3 情况下先明显下降后明显上升,在初始 pH = 4、5、6、7 情况下上升后趋于稳定。 ② Zn、Pb、Cu、Cd、Cr 这 5 种重金属元素的释放速率均随着初始 pH 值的增大和浸泡时间的延长整体均呈下降趋势;在其他因素相同的情况下,5 种重金属元素的释放速率差异可能与各重金属元素溶解、置换速率不同有关。在初始 pH= 1、2 的环境下,5 种重金属元素的释放量较大,呈现先缓慢增加后减小的特征;在相同初始 pH 环境下,重金属元素 Pb、 Zn 的释放量显著较大,这与矿渣的重金属元素含量以及相关矿物的活性有关。 ③ 随着浸泡的不断进行,孔径 D 的分布在初始 pH 较低的环境下增加更显著,孔径的大小及连通性显著高于较高 pH 环境下。 ④ 矿样中白云石等碳酸盐矿物的酸溶过程是影响电导率、浸泡液 pH、孔隙结构等的根本原因;重金属矿物的酸溶是造成重金属离子释放的根本原因;酸溶过程中生成的弱溶解物在浸渣颗粒及其孔隙与裂隙表面的附着,是阻碍孔隙与裂隙发育及重金属离子溶出的重要原因。因此,控制矿堆向环境中释放重金属离子重点应关注堆积环境与堆积时长因素。
		2025 Vol. 54 (6): 258-264 [摘要] ( 1 ) [HTML 1KB] [ PDF 2376KB] ( 14 )

	265	钱　磊, 邓思维, 冯雯娟, 田　雨, 徐　威, 吴　怡
		西南某矿区尾矿库周边土壤重金属污染风险评价与源解析
		我国西南某钒钛磁铁矿区受长期开采的影响,以尾矿库为中心存在程度不同的重金属污染问题,为了给后续的生态修复工作提供依据,对尾矿库及其周边区域布设了 63 个监测点,在对重金属元素 Cr、Cd、Hg、As、Pb、Ni、 Cu 含量进行测定基础上,采用地累积指数法、内梅罗指数法与潜在生态风险指数法进行了风险评价,并综合运用相关性、PCA/ APCS 分析以及反距离权重插值法,研究了土壤重金属的分布特征及污染来源。研究显示:① 矿区周边土壤总体属轻微生态风险,其中尾矿库东部土壤生态风险较其他区域偏高。 ② Cu、Ni、Cr、Cd 具有显著的同源性,主要来源于成土母质等地质过程,贡献率超过 98%;Hg 与 As 可能存在共同的工业污染源,贡献率超过 80%;Pb 可能受到人类活动和成土母质等因素的叠加影响。
		2025 Vol. 54 (6): 265-272 [摘要] ( 3 ) [HTML 1KB] [ PDF 1794KB] ( 4 )

	273	任兵兵, 蒋平安, 方　勇, 李宝玉, 孙芳芳, 武红旗, 史名杰, 陈新雨
		新疆典型大煤矿生态环境质量时空变化特征研究
		“疆电外送”政策下新疆煤炭资源的加速开发对生态环境造成了破坏。为了更好地落实国家的环境保护措施,基于遥感生态指数(RSEI)系统分析了 2003—2023 年新疆典型煤矿———伊北煤矿与西黑山煤矿的生态环境变化。研究结果表明:① 伊北煤矿的生态环境呈现出“先退化后改善”的趋势,且改善幅度显著;西黑山煤矿表现为 “先改善后退化再改善”局面,但整体改善幅度有限。 ② RSEI 驱动力分析表明,伊北煤矿和西黑山煤矿的生态变化均受自然与人为因素的共同影响。在伊北煤矿,气温和降水等自然因素在生态初期和恢复期发挥了重要的调节作用, 而土地利用类型则是生态退化的主要人为驱动力。类似地,西黑山煤矿的生态变化也受到降水等自然因素的显著影响,特别是在生态初期和恢复阶段。与此同时,土地利用类型依然是导致生态退化的主要人为因素。 ③ 不同的气候区对矿产开发后的生态修复策略有所不同,研究结果可为半湿润区与半干旱区煤矿的生态治理和恢复策略提供参考依据。
		2025 Vol. 54 (6): 273-283 [摘要] ( 4 ) [HTML 1KB] [ PDF 3053KB] ( 4 )

	284	杨　玮, 郭嫚雨, 龙　涛, 邓　莎, 王茜茜
		中国采矿业隐含碳流动时空演变格局及减排路径
		追踪贸易隐含碳排放对于实现国家“双碳”目标至关重要。然而,跨区域与部门间隐含碳流动特征及路径的识别面临诸多挑战,阻碍了减排进程。采矿业作为高碳排放密集型行业,其在跨省贸易中的隐含碳流动趋势及关键减排路径仍待进一步研究。为了解决上述问题,研究基于时空视角,利用中国 2012、2015 及 2017 年的多区域投入产出表(MRIO),构建了中国采矿业隐含碳转移网络分析框架,系统考察了采矿业隐含碳流动的演变趋势、空间分布特征及其减排路径。结果表明:①中国采矿业因能源消费产生的二氧化碳排放量总体呈下降趋势,其中原煤燃烧贡献的排放量最高;②采矿业的直接与隐含碳排放虽呈现收敛态势,但行业整体处于隐含碳净流出状态,其主要上游部门依次为 S8(石油、炼焦产品和核燃料加工品)、S11(金属冶炼和压延加工品)、S20(电力、热力的生产和供应)及 S24(交通运输、仓储和邮政业);③江苏、广东、河南、陕西、山东、河北、山西等省份具有较高的网络中心性,是采矿业减排的关键区域。隐含碳流动量最大的路径为陕西至浙江,达 357. 06 万 t;本研究旨在为采矿业乃至整个经济体系的绿色低碳转型提供科学依据与实践参考,助力构建人与自然和谐共生的现代化矿业发展模式。
		2025 Vol. 54 (6): 284-292 [摘要] ( 3 ) [HTML 1KB] [ PDF 2495KB] ( 6 )

矿物材料

	293	望兆博, 覃阳洁, 江山竹, 池汝安, 黄胜超, 马会娟, 李中军
		磷石膏合成羟基磷灰石的环境领域应用研究进展
		我国磷石膏(PG)生产量和堆存量极为庞大,严重破坏生态环境,对人类健康构成潜在威胁。为实现 “以废治废”的综合治理模式,将废弃磷石膏化学转化合成为羟基磷灰石(PGHAP),并应用于环境领域,是一条新颖的资源化途径,在磷化工、环境材料、水处理等领域具有重大意义。通过文献分析,综述了 PGHAP 的合成方法及机理,介绍了 PGHAP 独特的物理化学特性及环境功能,并总结了近年来 PGHAP 及其复合材料在环境领域的应用研究。指出 PGHAP 可作为一种成本低廉、性能优良的环境功能材料,对重金属离子和氟离子等离子型污染物具有优异的吸附性能,其主要吸附机理包括静电相互作用、表面络合作用、溶解-沉淀以及重金属与晶格之间的离子交换作用;PGHAP 在去除水中酚类、染料、抗生素等方面具有潜力和前景,元素掺杂改性及复合材料是 PGHAP 材料的发展趋势与方向,然而现有研究报道较少,未来需在研究和应用方面进一步拓展与探索。
		2025 Vol. 54 (6): 293-301 [摘要] ( 2 ) [HTML 1KB] [ PDF 2688KB] ( 4 )

	302	普少昌, 李　伟, 任　鹏, 王东宇, 刘玉凤
		超细矿渣对水泥浆体流变及强度影响机理研究
		为提高固废利用率并减少水泥用量,研究选取普通矿渣与超细矿渣开展流变特性试验,揭示粒径、掺量及水泥水化对早期流变的影响机理,结合硬化浆体显微形貌与胶砂抗压强度分析矿渣的微观-宏观作用机制。结果表明:普通矿渣在低掺量下可提升浆体的流动性,而超细矿渣显著降低浆体的流动性,且在低水胶比时需增加减水剂用量;超细矿渣能加速水泥水化并增强絮凝结构的稳定性,较普通矿渣浆体触变环面积与剪切应力值增加,普通矿渣浆体剪切应力在 30 min 时最大;超细矿渣使浆体的屈服应力与塑性粘度随掺量显著增加;而普通矿渣体系塑性粘度和屈服应力随掺量变化不大;普通矿渣掺量小于 20%可提升胶砂后期强度及微观致密性,但对早期强度不利;而超细矿渣则同步增强早期和后期强度并形成低孔隙结构,在 20%掺量时后期强度最大;超细矿渣在大掺量下保持优异强度,却严重劣化流变性。
		2025 Vol. 54 (6): 302-309 [摘要] ( 6 ) [HTML 1KB] [ PDF 2678KB] ( 11 )

	310	胡建林, 孟志鹏, 周永祥, 　高通通, 　王　恺, 李智林, 　于志刚
		硅铝型铁尾矿基地聚物注浆材料配比优化及机理研究
		为促进铁尾矿等大宗固废的高值化利用,以冀北地区硅铝型铁尾矿为原料、水玻璃为碱激发剂制备了铁尾矿基地聚物注浆材料。以铁尾矿掺量、碱当量、水玻璃模数为影响因素,通过单因素试验和响应面法探究了各因素对浆材工作及力学性能影响,并对配比进行多目标优化。结果表明:铁尾矿掺量的增加降低了浆体的流动度和抗压强度,但有助于浆体后期强度的发展;适宜的碱性环境对浆体强度的增长具有正向协同作用;铁尾矿掺量和碱当量的交互作用对浆材的流动度和抗压强度有显著影响;当铁尾矿掺量为 40%,碱当量为 5. 68%,水玻璃模数为 1. 56 时, 注浆材料综合性能最佳;铁尾矿、矿渣和粉煤灰在激发剂作用下发生地聚合反应,生成了 C-S-H 凝胶和 AFt 晶体,同时部分铁尾矿颗粒充填于孔隙之间,使得整体结构更为致密。
		2025 Vol. 54 (6): 310-318 [摘要] ( 4 ) [HTML 1KB] [ PDF 3262KB] ( 5 )