金属矿山

黄志鹏　金长宇　侯　俊　丁成功　赵福权

2025, 55(8): 1-8.

摘要 ( 6 )

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某断裂带下缓倾斜厚大破碎矿体在回采过程中受断裂带影响,极易发生上盘岩体冒落现象。为了提高该矿山回采过程中的上盘岩体稳定性,提出利用优化回采顺序控制采场围岩变形的方法。采用数值模拟和相似材料试验相结合的方法,对不同回采顺序方案下采场及断裂带的稳定性展开研究。结果表明:当采用上向分层充填法从上盘向下盘开采时,顶板及断裂带上盘应力集中程度较小并且位移波动平稳,采场整体稳定性良好,断裂带并未出现破坏。从下盘向上盘开采及充填过程中,顶板及上盘应力集中程度更高且位移波动较大,应力主要集中在顶板位置, 位移主要集中在断裂带与矿房交界位置;随着开采进行,断裂带处发生开裂破坏,采场稳定性较差。证明了采用上向分层充填法从上盘向下盘开采更有利于断裂带稳定,为最佳的回采顺序方案。该研究结论不仅为该矿回采顺序优化提供指导,也为同类矿山开采施工提供借鉴。

回采扰动巷道双深度分区锚注支护技术研究

王金星　韩　闯　杨小林　陈新明　焦华喆　张　超　陈峰宾　涂　坤

2025, 55(8): 9-18.

摘要 ( 11 )

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回采巷道原主动式超前支护方案的支护效果较差,不能满足巷道的稳定性要求。基于锚注支护技术与围岩的破坏范围,提出双深度分区锚注支护技术作为回采巷道的优化支护方案。根据巷道现场调研的钻孔窥视探测结果与理论计算确定了围岩的破坏范围,对围岩的注浆深度进行了区域划分。理论分析了围岩注浆后的加固性能, 通过巷道围岩注浆前后的煤体力学试验结果,定量分析了围岩的注浆加固效果。利用数值模拟与工程应用结合研究了巷道采用双深度分区锚注支护技术的支护效果。结果表明:巷道顶板围岩破坏范围为 2. 7 m 左右,两帮破坏范围为 5. 4 m 左右,顶板和两帮注浆划分为“深”“浅”2 种深度注浆加固区域。巷道注浆加固后在注浆锚杆(索)与凝固后的浆液协同支护作用下,增加了围岩的强度与黏聚力,提高了围岩抵抗变形的能力。巷道采用双深度分区锚注支护方案后,巷道变形、围岩塑性区深度与破坏范围明显减小,改善了巷道的稳定性。工程应用监测数据结果与数值模拟结果差异较小,验证了数值模拟的合理性。

基于 RC-FCN 模型的岩体节理识别系统的研究

毛新洋　金长宇　东龙宾　柳爱新

2025, 55(8): 19-26.

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针对传统人工节理编录方法效率低、主观性强等问题,提出基于深度学习的残差注意力全卷积网络 (RC-FCN)模型。通过融合全卷积网络的多尺度特征提取能力、残差模块的梯度优化特性以及通道—空间双维度注意力机制,构建了具有跨层特征复用和动态权重分配功能的协同优化架构。该模型在 VGG16 编码器基础上引入 ResNet 残差块增强深层特征表达能力,结合 CBAM 注意力模块实现节理边缘特征的精准聚焦,有效解决了井下复杂场景下小尺度节理分割模糊和背景干扰问题。试验结果表明,RC-FCN 模型在井下节理图像测试集上取得 92. 5%的综合识别准确率,较传统 U-Net 模型提升 7%。基于分割结果构建的产状参数解析算法,实现了“图像分割—特征提取—产状计算”的智能编录流程。通过倾角误差敏感性分析验证了模型对节理几何形态的鲁棒表征能力,为智慧矿山建设提供了高效的技术解决方案。

冷却方式对微波辐射玄武岩损伤效果的影响规律研究

施　伟　陈登红　方　曙　汪朝家　侯　猛

2025, 55(8): 27-37.

摘要 ( 6 )

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针对传统硬岩破碎效率低及微波辅助破岩中冷却路径影响机制不明的问题,以玄武岩为对象,系统探究了微波辐射后不同冷却方式对岩石损伤的影响规律。通过对比自然冷却、实时高温及水流冲击循环冷却路径下岩石的波速、抗拉强度、分形维数和应变场特征,发现水流冲击循环冷却通过快速降温显著加剧试件内外热应力差异, 从而最大化提升损伤效果。试验表明:短时辐射结合间歇水流冲击的冷却策略可高效驱动多尺度裂纹扩展,其中辐射 45 s 后水流冲击 30 s 的循环路径效果最优,导致波速降幅达 19%、抗拉强度降低近 50%,分形维数显著提升;微观分析进一步揭示了热应力梯度主导的裂纹扩展机制。研究证实,在相同能耗下,温度差越大损伤效果越好,短时辐射结合间歇水流冲击的循环冷却策略可显著提升微波辅助破岩效率。可为后续试验和工程实际中微波辅助破岩的应用提供借鉴。

单轴压缩下饱水黑云变粒岩损伤程度与裂纹扩展特性研究

田　欣　路燕泽　李志鹏　马德文, 　韩　强, 　杨天鸿　邓文学　刘　洋

2025, 55(8): 38-47.

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露天爆破采矿或边坡爆破成型均可能导致边坡岩体不同程度损伤,加之渗水作用将严重威胁边坡稳定性。为探究研山铁矿东帮边坡岩石损伤程度与边坡稳定性关系,开展了一系列不同初始损伤程度饱水黑云变粒岩的单轴压缩与声发射监测试验,研究了不同初始损伤程度饱水黑云变粒岩的裂纹扩展特性。试验结果表明:随初始损伤程度增加,饱水黑云变粒岩的微裂隙压密阶段的变形程度增加,弹性模量呈减小趋势。起裂应力、损伤应力及单轴抗压强度平均值与初始损伤程度呈二次函数关系,且三者均随初始损伤程度增加而减小。初始损伤程度由 0 mV,经 50 mV、60 mV 到 70 mV,饱水黑云变粒岩的微裂纹稳定扩展阶段的扩展角先由 0. 28°增加到 0. 9°后减小至 0. 34°,非稳定扩展阶段的扩展角先由 5. 98°增加到 7. 73°后减小至 7. 69°;微裂纹由充分扩展向不完全扩展方式发展,其破坏模式由单一剪切破坏过渡到剪切为主、劈裂为辅的破坏,岩样破坏更加剧烈。试验结果可为露天矿边坡岩体安全维护提供理论参考。

基于三维定位声发射的轴向加载下灰岩破裂特性研究

程　博　江东平, 　李龙福, 　王　春, 　谢理想　王帅彬

2025, 55(8): 48-56.

摘要 ( 3 )

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为了研究灰岩在轴向荷载作用下变形过程中内部裂隙的扩展,开展单轴加载试验,同时利用三维定位声发射技术和岩石声波参数测试技术实时监测灰岩的加载过程,结合实时波速与声发射信号的演变规律,揭示试样内部裂隙扩展的历程。研究结果表明:灰岩试样在轴向加载过程中的弹性变形阶段、塑性变形阶段的纵波波速较高, 且在塑性变形阶段波速起伏较大,说明在塑性变形阶段岩样内部的裂隙扩展速度最快;但临近破坏时纵波波速较低。加载过程中声发射信号幅值绝大部分低于 60 dB,高幅值信号会随着试样破坏的来临出现频率增加,且数值整体呈现升高的趋势。试样起裂于内部,裂隙主要围绕着起裂位置扩展至试样边缘。三维定位声发射信号能够反映出灰岩试样在轴向加载过程中其内部裂隙的扩展情况,并且其位置与最终展现的破坏裂纹明显对应。

基于矿物自动分析系统的红土镍矿酸浸渣的工艺矿物学研究

董再蒸, 　孙永升, 　齐赛男　李鎏灿　孙洪硕　温利刚,

2025, 55(8): 57-63.

摘要 ( 6 )

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为深入探究某红土镍矿高压硫酸酸浸渣的矿物组成、主要矿物的嵌布特征及元素的赋存形式,明确有价金属回收及有害杂质分离的方法,对样品开展了工艺矿物学研究,分别采用化学多元素分析、化学物相分析和 SEMEDS-BPMA 矿物自动定量分析等手段对样品的化学组成、粒度特性、元素分布和矿物嵌布特征进行了详细分析。研究结果表明,样品中富含铁、铝等具回收价值的元素,其矿物重构程度高,主要矿物包括铁氧化物、铝钾硫铁氧化物、磁/ 赤铁矿及铬铁尖晶石类矿物。样品粒度极细,-0. 010 μm 的含量高达 77. 56%,主要矿物的粒度绝大多数在 0. 038 μm 以下;铁氧化物单体含量高,与其他主要矿物的连生关系紧密。由于铁、硫、铝元素均主要赋存在铁氧化物中,因此铁与其他元素分离难度较大。研究为此冶金次生固废高效利用方案的制定提供了重要的矿物学依据。

磨矿介质对黄铜矿表面特性及可浮性的影响

孙庆镇　张小龙, 　高　鹏, 　孙　昊

2025, 55(8): 64-70.

摘要 ( 5 )

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我国生产的铜主要来源于黄铜矿,通常采用浮选工艺对其进行分离富集。磨矿是矿物浮选前的必备作业,而不同的磨矿介质会对矿物的浮选回收产生很大影响。为了明确磨矿介质对黄铜矿浮选回收的影响,选取黄铜矿纯矿物作为研究对象,以钢球、氧化铝陶瓷球、氧化锆陶瓷球和氮化硅陶瓷球作为搅拌磨机的磨矿介质,利用不同检测手段,研究四种介质对黄铜矿磨矿产品表面特性及浮选行为的影响。研究结果表明,磨矿介质密度越大,磨矿产品相对更细。在钢球介质磨矿体系下,磨矿产品颗粒表面更粗糙,会抑制捕收剂丁基钠黄药在矿物表面的吸附,而在陶瓷球介质磨矿体系下,磨矿产品颗粒表面相对光滑、平整,未见明显腐蚀,表现出了更好的可浮性。采用氧化锆陶瓷球介质磨矿时,磨矿产品中产生了更多伸长率较大的颗粒,产品表面等电点更低,产品疏水性更好,更有利于黄铜矿的浮选回收。

研山铁矿磁赤混合铁矿石选矿工艺优化研究

王海霞　来有邦　赵礼兵　邓玉芬　张　朔　赵留成

2025, 55(8): 71-76.

摘要 ( 7 )

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随着司家营研山铁矿开采深度的增加,磁铁矿含量逐渐增加,为解决氧化矿分选工艺流程中重选作业效果差、铁回收率低、生产成本高等问题,基于原矿性质研究,开展了阶段磨矿阶段弱磁选+强磁选、弱磁选精矿淘洗机精选、强磁选精矿阴离子反浮选工艺研究。结果表明:原矿铁品位为 24. 24%,铁矿物主要为磁铁矿和赤铁矿,铁分布率分别为 71. 00%和 20. 75%;在一段、二段磨矿细度-0. 074 mm 分别占 60%和 90%的条件下,经三段弱磁选得到了铁品位 67. 65%、铁回收率 70. 11% 的弱磁选精矿;强磁选精矿经 1 粗 1 精 1 扫反浮选流程处理,获得了铁品位 53. 30%、铁回收率 5. 71%的反浮选精矿,最终综合铁精矿铁品位为 66. 30%、铁回收率为 75. 82%,达到了磁赤混合贫铁矿石中铁的高效回收目标,研究结果可作为选矿厂工艺流程优化的依据。

羧甲基壳聚糖对萤石、方解石浮选行为的影响研究

付莹颖, 　李茂林, 　易　峦　刘　旭　徐寒冰　李佳颖, 　夏　坤, 　崔　瑞, 　姚　伟,

2025, 55(8): 77-83.

摘要 ( 6 )

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萤石与方解石因表面物理化学性质相似导致浮选分离困难,传统无机抑制剂存在选择性差、污染环境等问题。为了更好地实现萤石与方解石的浮选分离,以环境友好的羧甲基壳聚糖为有机抑制剂,通过纯矿物浮选试验研究了其对萤石、方解石浮选行为的影响,并采用 Zeta 电位、红外光谱、XPS 等分析了羧甲基壳聚糖在萤石、方解石表面的吸附机理。纯矿物浮选试验表明,在矿浆 pH = 7、油酸钠用量为 1. 5× 10 -4 mol / L、羧甲基壳聚糖用量为 2. 5 mg / L 时,萤石、方解石的回收率分别为 90. 59%、49. 79%,羧甲基壳聚糖对方解石的浮选有一定的选择性抑制作用。 Zeta 电位分析表明,与萤石相比,羧甲基壳聚糖能显著阻碍油酸钠在方解石表面的吸附。红外光谱(FTIR)分析表明, 羧甲基壳聚糖在萤石表面的吸附较微弱,而在方解石表面的吸附较强。 XPS 分析表明,羧甲基壳聚糖通过 COO -基团与萤石、方解石表面的活性位点 Ca 2+反应来发挥作用。

柠檬酸二氢胆碱对电解锰的电化学行为研究

叶昌美　李武斌　张　谊　黄　健　胡志同　吴占新

2025, 55(8): 84-88.

摘要 ( 6 )

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在电解法生产锰过程中,以 SeO2 为添加剂存在硒沉积在锰产品中,降低金属锰纯度;部分硒沉淀会堵塞隔膜布;硒残留在电解液、阳极泥和锰渣中,处理技术要求高;昂贵 SeO2 的使用推高了电解锰的生产成本。为寻找一种可替代 SeO2 的节能、环保、产品纯度高的电解锰添加剂,研究以柠檬酸二氢胆碱作为添加剂,采用循环伏安、线性伏安、电化学阻抗等电化学方法探讨了锰在 MnSO4 -(NH4 )2 SO4 -H2O 体系中的电沉积及电化学行为,并采用 XRD 对电沉积锰产品进行了表征。结果表明:在不锈钢阴极表面,氢气析出和锰沉积的起始电位分别为-0. 65 V、-1. 25 V;柠檬酸二氢胆碱对析氢反应具有明显的抑制作用,当柠檬酸二氢胆碱浓度为 0. 03 g / L 情况下,析氢反应的活化能为 40. 975 kJ/ mol;在温度为 313 K、Mn 2+浓度为 30 g / L、(NH4 )2 SO4 浓度为 100 g / L、pH= 7. 0、电解电流为 2. 0 A、柠檬酸二氢胆碱浓度为 0. 09 g / L 情况下,最大电流效率为 68. 78%,电沉积产品为 α-Mn。

高温还原法回收某铅锌鼓风炉渣中铅锌的试验研究

柳　林, 　刘红召, 　王　威, 　方　霖, 　曹耀华, 　王　科,

2025, 55(8): 89-93.

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某铅锌鼓风炉渣以方铁矿、磁铁矿、斜硅钙石等含铁氧化物和硅酸盐类矿物为主,ZnO 含量为 12. 30%, PbO 含量为 3. 31%,铅、锌、铜、铁具有较高回收价值。为了高效、环保开发利用该二次资源,以焦煤为还原剂,采用高温还原法开展了铅、锌回收工艺条件研究,考察了焙烧温度、焦煤用量、焙烧时间对铅、锌挥发率的影响,并结合试验现象推断过程中发生的化学反应。在试验确定的焙烧温度为 1 200 ℃ ,焦煤与矿样的质量比为 30%,焙烧时间为 1. 5 h 情况下,铅、锌挥发率分别达到 97. 12%和 97. 60%,且砷没有同步挥发,铅锌回收效果良好。焙烧渣中铁、铜的回收工艺条件确定将留待后续进行,拟采用磨矿—磁选工艺回收铁、浮选工艺回收铜,重金属含量大幅降低后的余渣将进行建材化利用,从而实现铅锌鼓风炉渣“无害化、减量化、资源化”处理的目标。

露天矿抛掷爆破振动速度峰值加权平均集成预测研究

龚　伟　范雪强　肖双双　林士桢　王红胜　董国伟

2025, 55(8): 94-106.

摘要 ( 5 )

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露天矿抛掷爆破振动速度峰值是评估爆破安全性和环境影响的关键指标之一。为了提高振动速度峰值预测的准确性,采用斯皮尔曼(Spearman)和肯德尔(Kendall)相关系数统计分析,并结合随机森林(RF)和极端梯度提升(XGBoost)算法,筛选出影响振动速度峰值的主要特征。根据分析结果,选择了爆心距离、高差、台阶高度、总药量和平均单耗作为预测模型的输入变量。采用加权平均法对 XGBoost 和改进粒子群算法优化混合核极限学习机( IPSO-HKELM)单一模型的预测结果进行集成,从而构建抛掷爆破振动速度峰值集成预测模型。测试表明:采用加权平均法对 XGBoost 和 IPSO-HKELM 的预测结果进行融合,并通过调整样本权重分配,显著提高了预测模型的性能。加权平均集成模型的评估指标决定系数(R 2 )、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)及平均绝对百分比误差(MAPE) 分别为 0. 977、0. 591、0. 921 和 17. 198%。与传统方法相比,该加权平均法集成模型在评估指标上表现出了明显的提升,尤其在 MAE 和 RMSE 上实现了较大幅度的优化,展现出其在实际应用中的优势。

基于分布式无线网络的智慧矿山实时数据传输算法

王彦斌　屈　波　孙延钊　刘银兵　谢巧军

2025, 55(8): 107-112.

摘要 ( 6 )

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随着智慧矿山建设的不断深入,实时数据传输在矿山安全和生产效率中的重要性愈发凸显。提出了一种基于分布式无线网络的智慧矿山实时数据传输算法,旨在解决矿山环境中信号传播受限、干扰严重和节点能耗高等问题,确保数据传输的稳定性和高效性。首先,设计了一种分布式无线网络架构,该架构利用多跳通信和自适应路由协议,实现了在复杂地形中的可靠数据传输;其次,提出了一种能量高效的节点调度算法,以延长传感器节点的工作寿命。通过模拟试验和实际部署,对算法模型的传输延迟、数据包丢失率和能耗进行了详细分析表明,数据包丢失率减少至 1. 2%,并且节点能耗降低了约 30%。此外,结合实际矿山场景,对算法模型的抗干扰能力和故障恢复机制进行了分析,验证了所提算法在数据传输速度、稳定性和能耗方面的优势。

信息模型数智管理技术在冶金矿山的实践分析与探讨

杜佳辉, 　柳小波　秦丽杰　李永兴　何书洪　王浩男　方旭刚　孙思赞

2025, 55(8): 113-121.

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针对冶金矿山领域信息模型(MIM)技术应用滞后于煤炭行业、存在模型完整性不足与协同效率低下的问题,研究提出一种融合建筑信息模型(BIM)二次开发技术的冶金矿山数智管理框架。通过构建矿岩“基因”数据库、参数化“族”库及 LOD 等级划分标准,建立多源异构数据集成架构,支持地质矿体属性赋值、巷道参数化建模及全生命周期动态仿真。在滇东北某典型冶金矿山实践中,依托移动物联网与智能装备(如凿岩支护一体化机械、无人运输系统),实现了采掘运输全流程机械化作业,并通过 LOD 分级权限管理,保障信息开放性与国家战略资源安全性。研究表明:基于 Revit / Bentley 平台的二次开发技术可生成 LOD100 ~ LOD500 等级模型,支持碰撞检测、施工模拟与工程量精准核算;构建的“ND”多维管理模式整合安全监测、设备运行等六大系统,降低通风能耗 23%,并提升生产效率。该体系为打破专业壁垒、优化资源配置提供了技术范式,推动矿业向数字化、智能化转型。

智能一体化维卡仪的多机位测试技术研究与应用

姚　囝　陶潜顺　罗斌玉　叶义成　李玉飞

2025, 55(8): 122-128.

摘要 ( 3 )

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针对现有维卡仪测试效率不高、智能化集成不够、测试误差较大等问题,开发一款多机位智能一体化维卡仪。设计多机位与双试针测试机械结构,采用高精度激光传感器优化试针的自动找平方案,同时避免因自由落体导致试针变形的问题;基于 STM32 单片机,自主设计并开发智能维卡仪测试与控制方案。试验表明,所开发的智能一体化维卡仪大幅减少操作流程,并实现多机位试模的初、终凝智能化测定;其中初凝检测的相对误差系数最大为 2. 35%,终凝检测的相对误差最大为 3. 83%;相对于普通维卡仪有较大提升,对浆体凝结时间提供良好测试效果。

采动变形适应的无人机空间域滤波算法研究

沈润生　刘　伟　王　峰　陈万里　张景焘　时大峰　王红波　程　贺　王一哲

2025, 55(8): 129-136.

摘要 ( 5 )

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无人机摄影测量技术在开采沉陷监测领域已得到广泛应用,然而现有方法在沉陷监测精度方面仍难以满足高标准要求。针对无人机矿区地表沉陷监测精度提升的迫切需求,提出了一种基于采动变形适应的无人机点云空间域滤波算法。该算法通过深度融合开采沉陷变形机理与影像处理技术,有效抑制了无人机摄影测量中 DEM 差值法的随机误差,构建了符合沉陷区采动变形特征的点云空间域滤波方法。研究通过模拟试验场测试和实际矿区工程应用 2 个层面验证了该算法的可行性与精度提升效果。试验结果表明:在模拟试验场环境下,采用本算法后无人机沉陷监测的中误差较传统 DEM 差值法降低了 50%以上;在实际工程应用中,测量精度较常规方法提升了 38%以上, 工程案例中的沉陷监测中误差控制在 12 mm 以内。该方法显著提高了无人机沉陷监测的精度水平,为矿区无人机变形监测的工程应用提供了可靠的技术支持。

基于 VMA-UNet 网络的露天矿多类型道路识别模型

李若谦　梁　鹏, 　刘　言　王羽冉　郑来耀　王金松　王聚贤

2025, 55(8): 137-149.

摘要 ( 4 )

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露天矿区道路的精确识别对于矿区数字化与无人智能化建设至关重要,但现有机器视觉方法难以精准识别阴影遮挡及碎石堆积道路。提出一种以 VGG16 替代原有 U-Net 骨干网络,结合偏振多尺度特征自注意力 (PMFS)和通道空间并行注意力(CSPA)机制,用于矿区无人机图像道路识别的 VMA-UNet 网络。使用无人机采集矿区道路影像,并将其划分为非结构化、阴影遮挡、碎石堆积道路 3 种类型,经 CLAHE 处理后用 Labelme 标注,制成多类型道路数据集并采用迁移学习预训练模型。对比试验表明,CLAHE 操作能够显著突出矿区不同类型道路所具有的特征,迁移学习使网络收敛速度更快,更好地适应不同场景下的矿区道路数据。 VMA-UNet 在各类矿区道路数据集中表现优异,在总数据集上的准确率、召回率和平均交并比分别达 94. 8%、91. 29%和 80. 58%,均优于 D-LinkNet、DeepLabV3+和 U-Net 网络模型,可精准识别阴影遮挡及碎石堆积道路的边缘,有效提升矿区多类型道路的识别精度。

基于 MSC-ECA-Transformer 的矿用皮带输送电机剩余寿命预测研究

丁　榕　邱成鹏　王　帅

2025, 55(8): 150-157.

摘要 ( 5 )

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矿用皮带输送电机剩余寿命预测是保障矿山安全生产的关键技术之一。针对现有预测模型在特征提取、时序依赖性建模及计算复杂度方面的不足,利用变频一体机上的多源传感器系统采集矿用皮带输送电机运行数据,并基于 MSC-ECA-Transformer 模型进行剩余寿命预测。该模型在 Transformer 主干网络中嵌入了多尺度因果膨胀卷积(MSC)和高效通道注意力(ECA)模块,通过 MSC 构建多级时序特征提取,解决传统自注意力机制对设备渐进式退化模式多尺度特征捕捉不足的问题。同时引入 ECA 模块实现特征通道的动态权重分配,增强故障敏感特征的显著性表达。试验表明,MSC-ECA-Transformer 模型在预测精度和稳定性上表现优异,改进后模型的平均绝对误差(MAE) 以及均方根误差(RMSE)分别为 0. 085 1 以及 0. 091 8,与 Transformer 模型相比,分别降低 34. 0%及 36. 2%,为矿用电机剩余寿命预测提供了技术支撑。

基于 SoftEdge 软边缘检测模型与改进分水岭的浮选泡沫图像分割方法研究

卢才武, 　曹　越, 　刘　迪, 　江　松, 　李冠东, 　张泽家, 　赵旭阳

2025, 55(8): 158-164.

摘要 ( 5 )

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针对浮选泡沫图像分割中传统分水岭算法的分割误差问题,研究结合 SoftEdge 模型与改进的分水岭算法,首先对泡沫图像进行高斯低通滤波降噪,再利用 SoftEdge 模型提取软边缘,从而削弱光噪声对边缘检测的干扰,进而采用基于前置背景标记技术优化的分水岭算法,通过精确提取前景与背景标记,指导分水岭算法在限定区域内执行分割,显著减少了分割误差现象。研究结果表明,该方法规避了对先验知识和复杂参数的依赖,并大幅提升了分割精度。

溜井卸矿冲击气流与诱导粉尘控制研究现状及展望

常德强　孙照宾　赫伟东　林秀丽　王俊杰　柳静献

2025, 55(8): 165-174.

摘要 ( 4 )

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溜井卸矿过程中高速冲击气流诱导的粉尘扩散是金属矿山井下作业环境污染与职业健康的主要威胁之一。系统梳理了溜井卸矿冲击气流的形成机制及其与粉尘的协同运动规律,总结了密闭控尘、泄压井分压、喷雾降尘、通风除尘、泡沫降尘与除尘器除尘 6 类主流控尘技术的原理及适用性。研究表明,现有技术虽能有效缓解粉尘污染,但由于溜井结构限制,部分降尘手段应用困难,存在风流控制措施有限、喷嘴可靠性低、除尘器能耗高、设备维护频繁及风流与粉尘协同控制不足等瓶颈问题;尤其缺乏对气流—粉尘耦合作用机制的系统研究。针对当前瓶颈问题, 提出了深化多因素耦合的理论与试验研究,优化溜井断面尺寸与支岔溜井角度、长度,开发高效气流控制技术,研发符合溜井卸矿产尘特征的降尘技术与装备,以及构建“气流卸放—封闭隔离—粉尘净化”多元协同控制体系等未来研究方向。通过上述研究与实践,有望进一步提升溜井粉尘控制水平,为矿山作业人员创造更健康、更安全的工作环境。

基于时间反演法和深度学习的 GFRP 锚杆杆体缺陷评估

白逸轩　刘　洋, 　陈文超　胡南燕　吕亚菲

2025, 55(8): 175-183.

摘要 ( 5 )

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针对玻璃纤维增强塑料(GFRP)锚杆杆体易发生剪切破坏且难以检测的问题,提出了一种基于时间反演法和深度学习的 GFRP 锚杆杆体缺陷评估方法,旨在实现缺陷的精准识别与定量评估。基于 COMSOL 数值模拟和实验室相似试验,采用时间反演法对含有不同缺陷的 GFRP 锚杆锚固结构进行检测,获取聚焦信号。结果表明,聚焦信号波形随杆体缺陷变化较小,信号波形重合度较高;聚焦信号幅值随杆体缺陷程度增大而减小。将试验得到的聚焦信号通过小波变换生成时频图,作为卷积神经网络(CNN)—支持向量机( SVM)模型的输入,以 GFRP 锚杆杆体缺陷程度作为输出,构建缺陷评估模型。模型训练结果表明,GFRP 锚杆杆体缺陷的评估准确率达到 100%。研究提出的方法能够实现对 GFRP 锚杆杆体缺陷程度的快速、准确评估,为 GFRP 锚杆的缺陷检测提供了重要的理论依据和技术支持。

采动围岩能量系统协同演化与韧性调控减冲评估体系构建研究

张　帅, 　来兴平, 　曹建涛, 　辛　畅　张　文

2025, 55(8): 184-192.

摘要 ( 6 )

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目前以能量转换为理论基础的冲击地压形成机理被众多学者所广泛接受。通过研究不同改性调控措施能量演化全过程响应规律,可为针对性研究调控减冲机理,进而提出适配调控方法提供有效途径。首先构建室内试验与现场围岩跨尺度关联全过程能量演化理论基础。其次,结合现场常用的注水软化与钻孔卸压防治方法,遵循工程简化逻辑并过渡到实验室层面,揭示调控联动响应机制。最后,考虑煤岩自身能量演化规律与能量调控系统的协同性,引入韧性理念建立能量调控减冲新方法,并结合案例分析。研究结果表明:① 承载试样应力应变曲线与能量演化曲线具有显著共性特征,均经历了初始压实、弹性变形、塑性变形、屈服破坏和破坏后期 5 个阶段;且注水卸压和钻孔卸压均能显著影响试样力学参数,自然状态和饱水状态试样相较于完全干燥状态试样,注水平均峰值强度分别降低 28. 7%和 34. 4%,平均峰值应变分别降低了 21. 5%和 19. 0%;小孔径和大孔径试样相较于自然完整状态试样,钻孔平均峰值强度分别降低 13. 1%和 24. 8%,平均峰值应变分别减小了 5. 0%和增大了 226. 1%。 ② 采动围岩能量系统可视为以荷载(应力)与结构(应变)为协同变量的整体系统,其在采动过程中的演化遵循能量守恒规律,深部煤岩体失稳灾变实质上是系统能量演化失衡的结果。 ③ 明确了冲击地压灾变过程的阶段性特征,并针对不同调控措施的能量响应差异,提出了自适应能量调控策略。构建的“四因素”能量调控评估模型和韧性调控体系,可有效实现围岩能量的可控转化,为韧性型冲击地压防治工程提供理论依据与技术支撑。

废弃矿井压气储能地下空间利用可行性分析

刘士奇, 　王环玲　周　勇　程志超　池明波

2025, 55(8): 193-200.

摘要 ( 4 )

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废弃矿井的综合开发利用是实现“双碳”目标的重要组成部分,而地下空间优化改造压气储能地下储气库是实现这一目的的重要技术途径。以某废弃石膏矿井为工程依托,通过理论分析、数值模拟等技术手段,验证地下储气库建设的可行性。结果表明:“钢衬+围岩”联合支护作用形式可以使得围岩充分发挥自身承压作用,提高支护性能;钢衬厚度 30 mm、储气压力 6. 5 MPa 时,在钢衬作用下围岩变形由 1. 47 cm 降低至 1. 18 cm;与高储气压力(8. 0 MPa)相比,较小的储气压力(6. 5 MPa)使得钢衬 Mises 应力均处于许用应力范围内,超过许用应力的巷道长度仅占 12. 25%;设计理想储气库优化方案,提出了“衬砌+钢衬+围岩”联合承载设计理念,改良原有硐室硐型,通过圆台理论和有限元方法验证了优化后的储气效果。该技术方案的提出与验证,可极大降低储气库对围岩稳定性、矿区地质构造的选址要求,有效改善了围岩应力环境,为废弃矿井压气储能技术发展提供新思路,具有大规模推广应用的潜力。

污染土壤与飞灰共烧结对重金属稳定化的影响研究

曾　武, 　董淑玉　杨如柱　宋树祥　赵之理　李耀晃　陈积源　柯国鹏　刘敬勇

2025, 55(8): 201-208.

摘要 ( 4 )

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采用重金属污染土壤与飞灰共烧结制备陶粒,可实现两类固废的协同处置和资源化利用。研究探讨了不同污染土壤与飞灰配比、焙烧工艺参数,重点分析了重金属的固定效果。结果表明,污染土壤中镍(Ni)、锰(Mn)、锌(Zn)、铬(Cr)和铜(Cu)含量较高,而飞灰中锌(Zn)、铅(Pb)和镉(Cd)含量较高。最优配比方案为污染土、焚烧飞灰、硅酸钠、硼砂的质量比为 75 ∶10 ∶5 ∶10(D1 方案)和 80 ∶5 ∶5 ∶10(D2 方案)。其中,采用预热温度 400 ℃ 、烧结温度 1 100 ℃的 D2 方案对重金属的固定效果最佳。在不同烧结温度下,两种方案对易挥发重金属 Cd 和 Pb 的固定率均低于 15%,对 Cu 和 Zn 的固定率为 30% ~ 60%;而对难挥发重金属 Cr、Ni 和 Mn 的固定率则超过 80%。尤其在 D2 方案中,Cr、Ni 和 Mn 的固定率均超过 85%,同时两种方案烧结产品陶粒的重金属浸出浓度均满足《固体废物再生利用污染防治技术导则》(HJ 1091—2020)要求。

糖蜜基泡沫抑尘剂的绿色合成及抑尘机理研究

马洪涛　管彦太　刘建峰　智荣臻　孙凤荣　郭　坤　王　杰　自　卫　姚传平　赵新义　赵梦柔,

2025, 55(8): 209-217.

摘要 ( 2 )

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为预防和控制煤尘造成的尘肺病和大气污染等问题,遵循“以废治尘”原则,利用制糖业副产物糖蜜制备了糖蜜基泡沫抑尘剂。通过在粘结剂糖蜜溶液(TM)中加入保水剂羧甲基壳聚糖(CMCS)、润湿剂鼠李糖脂(RL)、起泡剂椰油酰胺丙基甜菜碱(CAPB),机械搅拌发泡得到糖蜜基泡沫抑尘剂(TM-CMCS / RC)。利用正交试验优化配比,通过接触角、固化层硬度和抑尘效率等试验测试性能,借助 FT-IR、SEM 和热重等表征手段分析结构,并利用 Materials Studio 软件进行分子动力学模拟。试验结果表明:经抑尘剂处理,煤样表面羟基含量增加,亲水性增强;煤尘间空隙和裂缝被填补,形成了致密的固化层;该抑尘剂热稳定性良好,在露天煤矿的极端环境下内部结构稳定;抑尘剂的接触角为 35. 28°,润湿性能良好;固化层抗压强度达 53. 56 kPa,能有效抵御风蚀,在风速 12 m/ s 时固尘率仍超 90%, 抑尘效果显著优于其他对比样品,能满足露天煤矿煤尘治理的实际需求。分子动力学模拟结果表明,与水/ 煤系统相比,抑尘剂/ 煤系统中煤-水界面吸附层厚度增加了 4×10 -10 m,水的扩散系数 D 减小,说明抑尘剂增强了对煤分子的润湿和吸附能力。该抑尘剂环保可降解,制备方便,对煤尘治理和煤矿可持续发展具有重要意义。

面向多相污染物协同高效捕获的聚合物膜材料研究

李明利　汪少振　李　湘　张一帆　尹　媛　刘　今　王存民　张明明　徐　欢

2025, 55(8): 218-226.

摘要 ( 4 )

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煤矿主导的能源结构与密集采矿作业不可避免地导致有害颗粒物(PM)和温室气体(CO2 )的同根同源排放,对气候环境及矿工生命安全构成严重威胁。传统多孔吸附剂因操作简便、吸附热低且易于再生等优势,在协同捕获有害颗粒物与气体领域备受关注。然而,吸附能力与传质阻力间的固有“权衡”效应,以及粉末加工成型后的低气体渗透性,严重制约其工业应用范围与前景。研究采用“自下而上”策略,将芴基功能砌块与 1,3,5-三乙炔苯结构砌块通过交叉偶联反应实现碳-碳共价键高效结合,一锅法制备具有均匀孔结构、柔性可加工与环境耐受性的整体式块状共轭微孔聚合物吸附剂(D-CMPs)。具有刚性芳香 π 共轭骨架的 D-CMPs 在长时间高湿条件下表现出优异的结构和功能稳定性,对 PM0. 3 的捕获效率超过 99. 79%,对 PM2. 5 的捕获效率超过 99. 98%。在此基础上,由 D-CMPs 开放的三维分层多孔结构引起的“滑移效应”显著增强了气流分散,提高了气体吞吐量(最小渗透阻力仅 17 Pa)。得益于连续均匀的分级孔隙性质和芴基功能位点的充分暴露,D-CMPs 表现出良好的 CO2 吸附与封存性能。在压力为 1. 0× 10 5 Pa、温度为 273. 15 K 下,CO2 的吸附容量高达 2. 59 mmol / g。在低碳和清洁能源技术广泛采用之前,具有优异结构稳定性、孔隙可调性、环境耐受性和高吸附能力的多孔固体材料将成为矿井作业环境净化的优异候选对象。

江苏溧水爱景山锶矿隐伏断裂构造控矿作用及找矿预测

刘新光　陆振云　刘雯雨　范飞鹏　杨献忠　骆光新　吴正兵

2025, 55(8): 227-235.

摘要 ( 3 )

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溧水爱景山锶矿床是长江中下游成矿带溧水火山岩盆地内目前唯一井下开采的锶矿床,其中 Sr Ⅱ脉状矿体是该矿床的主矿体。实际探矿及采矿过程发现,Sr Ⅱ矿体的展布特征有时与勘查资料并不一致,制约了探矿工程布置和采矿进展。以该矿-230 m 中段为例,结合隐伏断裂构造分布相关调查成果,分析了构造特征、属性及形成的先后关系、构造对矿体的控制作用。研究表明:矿区早期 NW 向 F2 和 F7 断裂构造既是导矿构造,又是控矿构造,并分别控制了矿体的下盘和上盘边界。受区域构造活动影响,区域 NW 向断裂构造派生形成的近 EW 向逆冲断裂、压性或平移断裂,是矿体膨大缩小、分支复合、尖灭再现的主要构造,是破矿构造,而派生的 NE 张性断裂构造,规模较小,对矿体破坏甚微。结合围岩、矿体地质特征变化以及上述隐伏构造控矿规律,开展了找矿实践并取得了显著进展,反映出强化隐伏断裂构造控矿规律分析,对于提升找矿预测效率具有重要作用。

基于 PS-InSAR 技术的南水北调中线某膨胀土渠段地表形变规律研究

冯　党, 　刘先林　康静伟　刘文锴　胡青峰　邹根中　王　鹏

2025, 55(8): 236-243.

摘要 ( 3 )

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为揭示南水北调中线某膨胀土渠段地表形变规律,基于 PS-InSAR 技术,利用 2020 年 6 月—2021 年 2 月期间覆盖研究区的 22 景升降轨 TerraSAR-X 影像数据,采用多轨道时序 InSAR 方法开展地表变形规律研究。该方法不仅能够对研究区进行面域全方位监测,而且能够揭示监测区域形变的时序特征,有效弥补了传统水准或 GNSS 监测方法仅能够实现单点监测的不足。获得了 2020 年 6 月—2021 年 2 月研究区渠段的二维地表形变演化特征,并对地表形变时空分布特征进行了分析和提取。结果表明:在监测时间段内研究区渠段年平均沉降形变速率为- 25 ~ 20 mm/ a;其中深挖方渠段呈现抬升趋势,年平均形变速率达 20 mm/ a,高填方渠段呈现沉降趋势,年平均形变速率达-25 mm/ a。结合研究区工程地质条件分析,可知研究区深挖方渠段呈现抬升的主要原因是膨胀土遇水膨胀;高填方渠段呈现沉降的主要原因是该渠段范围内边坡较陡峭,在膨胀土遇水膨胀和边坡滑移共同作用下,渠道边坡向下滑移起到了主要作用,从而呈现不同的形变趋势。

基于机载 LiDAR 的山区沉陷监测与预计一体化方法

徐大永, 　王　磊, 　魏　涛, 　池深深, 　陈元非,

2025, 55(8): 244-252.

摘要 ( 4 )

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准确监测和预计山区煤炭开采引起的地表移动变形,是预防山区建(构)筑物损害、山体滑坡、塌方等灾害的重要手段。针对现有山区开采沉陷难以实现监测与预计一体化处理,导致监测效率低、监测结果难以实现高效率预计的问题,结合机载 LiDAR 回波特性,将格网法、C2C 算法与移动窗口遍历法进行有机集成,提出了基于机载 LiDAR 的山区沉陷监测与预计一体化方法。该方法包括监测和预计 2 个部分,实现了集数据采集、点云提取、参数计算于一体的流程化操作。以典型山区地形的山西某矿区为例探讨了所提方法的可行性,研究结果表明:该方法能够实现地表高精度监测;与水准实测数据对比,累计中误差不超过 40 mm,总体误差优于 5%;同时针对山区开采沉陷预计模型所需的大量地表特性参数可实现快速计算,对山区沉陷监测与预计具有较好的参考意义。

融合三维激光点云与 BIM 的复杂山区地形建模方法

甄　博　樊旭宏　葛文慧

2025, 55(8): 253-259.

摘要 ( 5 )

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复杂的地形特征和多变的环境条件使得传统地形测绘方法在精度和效率上面临诸多挑战。提出了一种融合三维激光点云与 BIM 的复杂山区地形建模方法,旨在提升地形建模精度、完整性及处理效率。首先对三维激光点云数据进行预处理,确保数据质量和处理效率。然后基于 BIM 模型的几何和语义信息,将其与点云数据进行空间对齐与信息融合,形成完整的地形与建筑物集成模型。在地形重建阶段,采用 Delaunay 三角剖分算法生成初步地形网格,并结合 BIM 模型中的建筑物边界信息进行网格优化,确保地形模型与建筑物的空间一致性和细节准确性。最后,通过拉普拉斯平滑算法对地形表面进行优化,提升模型的细节表现力。试验结果表明:所提方法在精度方面显著优于传统三维点云方法,平均误差降低了 47%,均方根误差(RMSE)降低了 44%,最大误差降低了 50%。同时,建模时间缩短了 75%,大幅提升了建模效率,并且在复杂地形和建筑物交界处表现出更高的细节准确性。

BIF 型铁尾矿高值化利用研究现状与机理分析

刘伯雷　黄　菲　孙雪妍　高文元　莫枭扬　闻昕宇　常卓雅　李　昱

2025, 55(8): 260-271.

摘要 ( 6 )

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BIF 型铁尾矿为我国典型的铁尾矿类型,具有高硅、贫铁、量大、综合利用价值大等特征,目前在建筑材料领域的应用较多,但远不能满足巨量堆积尾矿资源化利用的需求。为了推动该类型铁尾矿的高值化利用,论文首先简介了 BIF 型铁尾矿的特性和利用趋势,然后着重从制备矿物材料、多孔材料、3D 打印材料等 3 个方面介绍了铁尾矿高值化利用的情况,并将该类型铁尾矿的高值化利用归纳为常温类、活化类、烧结类,按此 3 类进行了高值化利用机理分析,最后总结了影响应用的重要因素,为 BIF 型铁尾矿高值化利用提供了参考。

铁尾矿沥青混合料研究进展与性能评价

严　澔　郜梓克　晁先磊　赵　魏　王朝辉

2025, 55(8): 272-280.

摘要 ( 3 )

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为使设计的铁尾矿沥青混合料组成更合理,提高铁尾矿在沥青混合料中的应用水平,对比了铁尾矿砂相关技术规范,厘定了铁尾矿沥青混合料的材料组成研究现状,探明了沥青种类、铁尾矿掺量及粒径、外加剂等因素对沥青混合料性能的影响。结果表明:铁尾矿砂掺配粒径为 0 ~ 0. 075 mm 时,推荐掺量为 40% ~ 60%;掺配粒径为 0. 075~ 4. 75 mm 时,推荐掺量为 26% ~ 50%;铁尾矿砂的掺配粒径范围越大,其对沥青混合料路用性能影响越明显;铁尾矿掺入粒径越小、掺量越大,铁尾矿沥青混合料自愈合性能越好;铁尾矿石沥青混合料的高低温特性均较普通沥青混合料有所提高,且铁尾矿石经适当改性,其水稳定性不足的问题可得到改善。虽然当前关于铁尾矿沥青混合料的研究成果不少,但面向复杂服役场景的铁尾矿沥青混合料的组成研究还有待加强。

新型固废基胶结超细尾砂充填体的强度机理研究

任碧琦　万小军　向俊宸　李文润　孙晓刚　邱景平

2025, 55(8): 281-288.

摘要 ( 4 )

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为提高超细尾砂充填体的力学性能并降低采空区充填成本,研发一种新型固废基胶结材料,以代替水泥制备低成本尾砂充填体。通过宏观试验和微观结构表征分析,对比研究了新型胶结材料与水泥对充填料浆流动性能和充填体强度性能的影响规律,分析了新型固废基胶结材料的强度形成机理。研究表明:新型胶结材料充填料浆较水泥充填料浆泌水程度更轻,流动性能更好,同配比下坍落度提高了 7. 27% ~ 12. 21%,2 种料浆流动性能均随灰砂比的增大而减小;新型胶结材料充填体抗压强度明显高于水泥充填体,提升了 24. 497% ~ 138. 931%,两种充填体强度均与灰砂比和养护龄期正相关;新型胶结材料生成的水化产物(C-S-H 和 AFt)更多,孔隙量较少且基体更致密,对比水泥有效提高了充填体的强度。研究结果为新型固废基胶结材料强化超细尾砂充填体的应用提供了重要理论价值和指导意义。

钢渣 / 煤矸石粉对沥青混合料路用性能的影响

赵　涛　袁化强　王欣宇　李博文　惠迎新,

2025, 55(8): 289-297.

摘要 ( 6 )

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为了给钢渣粉和煤矸石粉在沥青混合料中的推广应用提供科学依据,通过高温车辙、浸水马歇尔、冻融劈裂、低温弯曲等试验分别研究了不同掺量(0%、25%、50%、75%、100%)的钢渣粉和煤矸石粉对 SMA-13 沥青混合料路用性能的影响,并结合 SEM 和 XRD 揭示了强度形成机制。结果表明,沥青混合料的物理力学指标(空隙率、稳定度、流值)均随着钢渣粉和煤矸石粉掺量的增加呈上升趋势;钢渣粉与煤矸石粉掺量的增加,SMA-13 沥青混合料高温稳定性先提升后略有下降,当掺量为 75%时,高温稳定性最佳,动稳定度提高 25. 7 个百分点;提高混合料中煤矸石粉或钢渣粉掺量,SMA-13 沥青混合料的水稳定性能逐步提高,但低温抗裂性略有下降,100%掺量沥青混合料的残留稳定度和残留强度比分别提高约 4. 5 个百分点和 5. 5 个百分点,而最大破坏应变由 2 861 με 降低为 2 721 με,但仍能满足现行规范中破坏应变≥2 000 με 的要求。微观表征证实,钢渣/ 煤矸石粉对混合料性能的改善作用源于其独特的微观形貌、活性化学成分及优化的矿物组成,这些因素共同促进了沥青-集料界面的粘结性能与整体力学强度的提升。

矿渣-电石渣复合改良滨海盐渍土强度特性及微观机制研究

唐雨孜　张　鹏　刘　鸣　张青云　孙　健　赵　旭

2025, 55(8): 298-305.

摘要 ( 6 )

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我国沿海地区盐渍土分布广泛且盐渍化程度高,难以直接用于路基填料等工程建设。选用电石渣-矿渣作为复合地质聚合物固化剂(CSG),在 NaOH、水玻璃碱激发作用下,研究滨海盐渍土改良后的强度特性与增强固化机理。以无侧限抗压强度为测试指标,在冻、盐环境下对比研究改良盐渍土与水泥土的固化效果。研究结果表明, 固化盐渍土 28 d 无侧限抗压强度为 3. 47 MPa,比同掺量的水泥固化土强度提高了 8. 8%;10 次冻融循环的水泥土强度仅为 CSG 土强度的 66. 7%,CSG 固化土具有更好的抗冻性能;盐溶液侵蚀后固化土强度最低能达到 2. 21 MPa,强度下降幅度小于水泥土,CSG 固盐效果较好。 X 射线衍射(XRD)与扫描电镜( SEM)发现,CSG 固化盐渍土在水化过程中生成了 C-(A)-S-H 凝胶、钙矾石(AFt)、Friedel 盐(3CaO·Al 2O3·CaCl 2·10H2O)等,大量的胶凝物质充填在土壤颗粒表面或间隙中,水化产物相互交织粘结提高了固化土强度。研究为滨海盐渍土地区工程建设与固废资源化利用提供了思路。

粉煤灰改良铁尾矿砂用于路基填料力学性能试验研究

张　昊　邸国庆　汤劲松, 　冯万达　娄国充,

2025, 55(8): 306-314.

摘要 ( 3 )

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为优化铁尾矿砂力学性能,使其强度与刚度得以提升,采用外掺粉煤灰并加以养护的方法对其进行改良。通过常规三轴压缩试验,研究不同粉煤灰掺量以及养护龄期对试样的偏应力与变形模量的宏观提升效果,通过扫描电镜试验观察不同掺量的粉煤灰改良铁尾矿砂试样的细观结构,通过 X 射线衍射试验观察养护前后试样的成分组成,进而分析这些现象对力学性质影响的细观内在机理。研究结果表明:随着粉煤灰掺量增加,试样破坏时的偏差应力与变形模量呈现先增大后减小的趋势,当粉煤灰掺量为 25%时效果最优;随着粉煤灰掺量增加,试样的黏聚力显著增加,而内摩擦角逐步减少;通过细观试验可知,粉煤灰可有效填充铁尾矿砂颗粒之间的孔隙,使试样更加密实,而且试样内部的粉煤灰遇水反应后可生成无定形凝胶、水化硅酸钙凝胶和碳酸钙等物质;并且在试样经过养护后,可使得试样的力学性能得到提升。综合考虑粉煤灰改良铁尾矿砂的性能提升效果,采用掺入 25%粉煤灰改良并进行养护效果最佳。

煅烧白云石—污泥对混合梁桥水泥基材料强度和变形的影响

尚雪仁　王文科　唐　亮　翟晓亮

2025, 55(8): 315-320.

摘要 ( 4 )

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为有效抑制混合梁桥用混凝土的收缩,研发混合梁桥水泥基材料的新型掺合料。将白云石与污泥分别按质量比为 1 ∶2、1 ∶1 和 2 ∶1 混合后,经过 800 ℃煅烧 0. 5 h 制备得到煅烧白云石—污泥。分析煅烧白云石—污泥对复合水泥的水化反应、力学性能和体积稳定性的影响规律,并通过分析复合水泥浆体的产物组成阐明其影响机理。结果表明,煅烧白云石—污泥会延缓复合水泥的水化放热反应,降低早期强度,但提高后期强度。而且,当煅烧白云石— 污泥中白云石和污泥比例为 1 ∶2 时,复合水泥砂浆 60 d 强度最高。煅烧白云石—污泥成分中的偏高岭土具有火山灰活性,而且矿物组成中的 CaCO3 和白云石还会与水泥中的铝酸三钙反应成碳铝酸盐,从而提高强度;煅烧白云石—污泥中氧化镁的水化还会引起复合水泥的膨胀。

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