当期目录

2026年 第55卷 第6期    刊出日期：2026-07-15

上一期   

《金属矿山》创刊60周年成果专栏

ESG引领的金属矿山协同安全新模式及其展望

吴　超

2026, 55(6):  1-9. 

摘要 ( 21 )   PDF (1541KB) ( 13 )  

相关文章 | 计量指标

针对金属矿山的安全问题多年来被窄化在安全技术与安全管理两个维度,未将企业经营安全与环保及 社会责任纳入安全范畴这一普遍现象,以及矿山安全治理各个维度之间存在职责分离、信息孤岛、目标割裂等深层难 题,引入大安全理念并提出以“环境—社会—治理”(Environmental,Social,and Governance,ESG)框架为引领抓手,构建 金属矿山协同安全新模式。系统分析了金属矿山安全的4个维度的职能特征与交互作用,阐述了ESG框架能够适应 4个安全维度的协同。在此基础上,以系统安全科学和韧性理论为方法论支撑,构建了覆盖战略决策层、协同信息层 和执行层的金属矿山协同安全新模式,模式通过信息融通、风险传导感知、协同决策优化和应急协同指挥等机制运 行。同时,展望了基于多智能体与数字孪生等集群技术建设金属矿山大安全全景协同平台,以实现矿山多源异构数 据的深度融通与安全治理的智能化协同。最后,从制度设计、组织重构、能力建设等方面提出综合策略与建议。研究 结果为金属矿山走向系统化大安全协同发展提供了整合性的理论框架与实施路径,对未来金属矿山安全治理体系的 变革具有引领意义。

露天矿块段式开采多层级空间设计决策模型

孙国权, 丁北斗, 浦家琪, 马占国, 龚　鹏

2026, 55(6):  10-17. 

摘要 ( 13 )   PDF (2180KB) ( 2 )  

相关文章 | 计量指标

通过三维地质建模与动态规划算法协同优化开采序列,构建了露天矿块段式开采多层级空间设计决策 模型。基于矿体空间异质性特征,创新性提出“区域—块段—条带”三级分区架构:在区域层面依据地质构造划分开 采单元,块段层面按矿化连续性细分作业单元,条带层面优化推进方向与尺寸。模型以净现值最大化为目标函数,采 用启发式算法求解全局最优解。通过3DMine平台对内蒙古某露天矿的实例研究表明:相较于传统整体开采,分区时 序优化方案显著提升净现值7.0%,废石剥离量减少22.5%。其核心机制在于空间分区隔离矿体变异影响,时序优化 实现高品位稀土富集区优先开采与深部高成本区开发延迟的协同增益。“区域—块段—条带”三级分区架构净现值 最大化优化模型为露天矿绿色智能开采提供了“空间—经济—时间”三维协同优化范式。

基于DEMATEL-ISM-MICMAC法的镍供应链韧性影响因素研究

彭　频, 陈迎帆

2026, 55(6):  18-28. 

摘要 ( 18 )   PDF (1565KB) ( 2 )  

相关文章 | 计量指标

全球经济一体化背景下镍供应链受多重风险制约呈现韧性不足问题,严重掣肘产业及下游关联领域的 稳定发展。以镍供应链韧性为研究对象,采用DEMATEL-ISM-MICMAC集成方法,构建涵盖供应链的抵御、恢复、再组 织、更新4个维度共10个影响因素的指标体系,系统解析各因素的作用规律、层级结构与属性特征。研究表明,宏观 经济与政策环境是镍供应链韧性提升的核心驱动力量,可通过层级传导撬动产业各环节韧性建设;产业协同与循环 发展是重要关联因素,与多维度影响因素形成强联动效应。镍供应链韧性影响因素呈现鲜明的层级递阶特征,且可 依据驱动—依赖属性分为主导、承接、辅助三类,各类因素在韧性体系中各司其职、协同发力。基于此,从政企协同视 角提出提升策略:政府设立专项基金、制定靶向政策并建立市场风险防控机制,强化宏观层面的驱动与引导;企业夯 实工业基础、加大创新研发投入并深化产业链上下游协同,落地微观层面的韧性提升举措;政企共建供应链韧性提升 试点工程,形成全链条联动的提升机制。本研究完善了战略性矿产供应链韧性研究的理论与方法,为保障镍产业链 供应链安全稳定、推动产业可持续发展提供了科学的决策依据。

采矿工程

真三轴单面临空下高储能花岗岩切缝协同注浆效应试验研究#br#

李兵磊, 郑晓焜, 龙　翼

2026, 55(6):  29-39. 

摘要 ( 20 )   PDF (9454KB) ( 3 )  

相关文章 | 计量指标

本研究通过开展切缝花岗岩的真三轴单面临空岩爆试验,利用声发射系统监测岩爆过程,创造性地采 用了声学—光学—力学多物理场表征方法,探究了注浆条件下切缝岩石的破坏模式、强度变形和声发射演化特性,分 析了切缝卸压及注浆对岩爆过程及其防治效果的影响。结果表明,高储能花岗岩切缝后峰值应力仅为完整岩样的 65%左右;注浆能够提升切缝岩石的抗压强度。切缝卸压可以减少岩爆灾害的发生和破坏的严重程度,通过切缝使应 力集中从洞壁转移到围岩深处,诱发宏观裂纹扩展,但可能引发局域向内失稳,从而对安全构成威胁。因此采用充填 技术协同切缝卸压法防治岩爆。注浆材料的强度和黏结性对岩体岩爆破坏模式有显著影响,注浆能够缓解缝隙尖端 产生的应力集中问题,在一定程度上减弱岩爆强度及破坏程度。本研究构建了更贴近深部隧道受力特征的真三轴— 单面临空试验体系,提出切缝与注浆协同控爆的试验方法,系统揭示了切缝诱导应力迁移、注浆抑制裂尖应力集中及 二者对防治岩爆的耦合作用机理,为地下工程灾害防控与治理提供了新的实验依据与方法参考。

基于CNN-LSTM-AM的煤岩识别方法研究

马冠超, 李　波, 韩　猛, 胡成军, 张　强, 潘格格, 刘　洋

2026, 55(6):  40-49. 

摘要 ( 17 )   PDF (4882KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

针对煤岩截割过程中声音信号受强噪声干扰、非平稳性显著及传统方法在特征提取与识别精度方面存 在不足的问题,提出一种融合变分模态分解(VMD)与注意力机制卷积长短期记忆网络(CNN-LSTM-AM)的煤岩识别 方法。首先,采用VMD结合香农熵模态筛选准则对原始声音信号进行自适应分解与重构,有效抑制机械噪声、电气 噪声及外部干扰,保留关键声学特征,实现复杂工况下的去噪与特征增强;其次,构建CNN-LSTM-AM识别模型,利用 卷积层与LSTM层进行深度空间特征提取与时序特征建模,并引入注意力机制强化全局与局部信息的关联学习,从而 提升模型对煤岩混合介质的识别能力;最后,基于搭建的煤岩截割声音试验平台,采集6类典型截割工况下的样本数 据进行验证。试验结果表明,所提方法在6类标签下的识别准确率和精准率均达98.33%,召回率98.37%,F1分数 98.33%,显著优于CNN、LSTM与CNN-LSTM对比模型,验证了其在复杂井下环境中的高效性、鲁棒性与工程应用价值。

基于多约束线性规划与采动应力场时空优化的深部矿山协同开采研究

曹泽伟, 任高峰, 梁　万, 李吉民, 肖　波, 康普林, 邱　浪, 李　梅, 张聪瑞

2026, 55(6):  50-57. 

摘要 ( 22 )   PDF (3981KB) ( 1 )  

相关文章 | 计量指标

针对深部高应力环境下多矿体并发开采引发的采动应力叠加干扰及品位波动难题,提出一套多约束线 性规划与采动应力场时空优化互馈的深部矿山协同开采调控方法。首先构建集成供矿区段、中段及采场三层级约束 的动态优化模型,阐明非线性目标线性转化、双向约束分解与工况动态校准的模型构建原理与求解策略;随后以某铁 矿-570 m中段无底柱分段崩落法采场为工程背景,明确模型的工程应用步骤与熵权—TOPSIS多准则决策分析方法, 完成开采方案的定量优选;最终通过数值模拟,揭示不同回采时序下的地压演化规律与应力场重构机理,对模型优选 方案的安全调控效果进行论证。研究结果表明:该模型将全矿综合品位控制误差缩小至±0.02%,同时优选出的均衡 推进与错峰回采策略抑制了采动应力集中,使采场围岩最大变形量由0.258 1 m降至0.200 3 m,引导顶板变形能量 平缓释放。研究成果形成了数学规划优选与力学模拟验证互馈的调控体系,为深部复杂多矿体的高效安全开采提供 了理论支撑与决策依据。

深埋隧洞超前导洞开挖围岩力学特性分析

陈　瑞, 姜　玥

2026, 55(6):  58-67. 

摘要 ( 16 )   PDF (4447KB) ( 2 )  

相关文章 | 计量指标

超前导洞布设作为围岩应力控制的关键技术手段,对保障工程稳定性具有重要意义。为深入揭示其作 用机制,采用有限差分法与颗粒流数值模拟软件,系统研究深埋隧洞超前导洞开挖过程中岩石的宏观力学响应与微 观破坏机制。研究结果表明,深埋隧洞超前导洞开挖过程中,围岩应力状态由三向受压转变为双向受压。随着导洞倾 角增大,岩石强度先减小后增大,采用45°倾角导洞布置可实现最优卸压效果。双轴压缩下含孔洞岩石以拉伸裂纹为 主,且加—卸载路径下拉伸裂纹占比高于纯加载路径。纯加载路径下中间主应力对岩石力学特性的影响程度显著高 于加—卸载路径,且八面体剪应力与平均应力之间呈现更强的正相关关系。研究成果可为深部隧洞工程的围岩稳定 性控制提供理论依据和技术支撑。

基于Mohr-Coulomb准则考虑围岩剪胀与损伤的圆形洞室弹塑性分析

潘　登, 刘英杰, 宋志超, 高　星, 张迪迪

2026, 55(6):  68-76. 

摘要 ( 19 )   PDF (2320KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

在圆形洞室开挖后的围岩稳定性分析中,如何同时考虑围岩峰后剪胀效应与损伤演化及其耦合影响的 力学机制尚不清晰。基于Mohr-Coulomb准则,构建了耦合剪胀与损伤的弹塑性分析模型,通过塑性势函数建立了剪 胀角与塑性应变的关系,进而推导出以塑性体积应变为表征的损伤演化方程,从而将围岩的峰后应变软化特性与剪 胀引起的体积膨胀及损伤发展有机联系起来。针对塑性区控制方程的非线性难题,采用了有限差分法进行分层求 解,提出了一个半数值半解析的应力—应变—损伤迭代计算流程,进而可求解得到围岩的应力、应变及损伤变量的分 布。研究结果表明:所建立的耦合模型通过了案例验证,相较于传统的强度参数线性软化方法,本模型基于物理机制 (体积膨胀导致损伤)描述峰后软化行为,更具一般性与合理性;损伤参数β和剪胀角ψ的增大会加剧洞壁损伤,并导 致塑性区与松动圈范围显著扩大,但两者均不影响围岩最大周向应力值;损伤参数β对围岩径向应力恢复至原岩应力 水平的速率具有显著影响,且β越大,恢复越慢,而剪胀角ψ对此恢复速率的影响可忽略不计。上述定量与定性结论 可为地下工程围岩稳定性评估与控制提供重要参考。

针对不同岩性底板的分类支护在穿层巷道 控制技术中的应用

赵国亮, 高　金, 王　磊, 李万黔, 龙福强, 李国臣, 赵洪宝

2026, 55(6):  77-84. 

摘要 ( 11 )   PDF (2840KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

在复杂地质构造与强工程扰动影响下,巷道围岩表现出显著的非线性大变形特征,底鼓严重和支护体 系失效等问题日益突出。以乐纪重晶石矿五采区轨道下山巷道为研究对象,通过底鼓力学模型,分析在复杂应力环 境下底板应力分布特点及底板破坏深度;建立数值模型计算底板应力及应变状态,理论分析和数值计算结果的底板 破坏深度具有高度一致性;对于穿层巷道差异性岩层结构,依据底板不同岩性,制定针对性的控制措施,并应用于工 程现场。实践证明:基于分类支护策略能够有效限制围岩变形,监测结果显示底鼓最大破坏量为35.6 mm,处于合理 范围内。底鼓的有效控制表明提出的分类支护方案合理,为指导现场安全高效开采提供科学保障。

实时高温下砂岩力学特性与损伤本构模型研究

李　皓, 吉东亮, 贾康杰, 袁　维, 冯怀平, 李晓斌, 龙沁雨, 王玉湘

2026, 55(6):  85-96. 

摘要 ( 16 )   PDF (3161KB) ( 1 )  

相关文章 | 计量指标

为研究高温作用下岩石的力学特性和损伤机制,通过颗粒流软件PFC3D开展了实时高温下砂岩的单轴 压缩模拟。明晰不同温度下砂岩应力—应变特性与裂纹发展过程,阐明砂岩峰值应力、峰值应变与裂纹发展随温度 的变化规律。基于力学特性厘清了砂岩热损伤机制,并建立了高温作用下砂岩的损伤统计本构模型。研究结果表明: 0~25 ℃温度范围内,砂岩的峰值应力和峰值应变随着温度升高而降低。25~150 ℃温度范围,峰值应力和峰值应变 具有相同的变化趋势,表现为先增大后减小。此外,通过引入韧性指数反映砂岩的抗破坏能力,其变化规律与峰值应 力演化趋势相同;随着温度升高热应力会促使原生裂纹扩展并产生新裂纹,内部颗粒膨胀会进一步加速裂纹发育最 终形成整体破坏。最后,构建了高温作用下砂岩的损伤统计本构模型,并结合模拟结果验证了模型的合理性。该研究 可为高温环境下砂岩力学特性的分析提供理论支持。

矿物工程

磨矿介质形状与级配对含碳酸盐铁矿石磨矿性能的协同优化

王仔怡, 李丽匣, 刘飞飞, 陈家宽, 褚　洋, 杨淑贤, 冯越睿, 孙　芮, 侯百丰

2026, 55(6):  97-109. 

摘要 ( 13 )   PDF (2075KB) ( 4 )  

相关文章 | 计量指标

针对含碳酸盐铁矿石在磨矿过程中易发生过磨、合格粒级产率低的问题,以鞍山地区某高硅、高碳酸盐 型铁矿石为研究对象,开展了磨矿介质形状对磨矿特性的影响研究。采用球形、短柱形、短截头锥形三种介质,分别进 行窄粒级与全粒级磨矿试验,通过粒度分布、R-R粒度特性方程、磨矿动力学模型、过磨指数(-0.01 mm含量)及合格 粒级(0.1~0.01 mm)含量等指标,系统评价了介质形状对磨矿效果的影响。在此基础上,基于线性叠加原理进行了 介质级配优化。结果表明:球形介质磨矿效率最高,但过磨指数大、产品均匀性较差;短柱形介质产品均匀性好、过磨 指数最低,但磨矿效率较低;短截头锥形介质综合性能居中。优化后的“球形(ϕ40 mm)+短柱形(ϕ25×30 mm)+短柱 形(ϕ15×10 mm)”级配方案(质量比2∶1∶1),可在保持高磨矿效率的同时,显著降低过磨指数,提高合格粒级含量,实 现了磨矿效率与产品质量的协同优化,为含碳酸盐铁矿石的高效分选提供了粒度更合理的给料条件。

基于矿物相变的黄铁矿湿法氧化的研究现状与进展

牛会群, 袁佳民, 康　华, 牛艳萍, 杨晓峰

2026, 55(6):  110-122. 

摘要 ( 14 )   PDF (1953KB) ( 2 )  

相关文章 | 计量指标

黄铁矿作为难处理金矿中主要的载金矿物,其氧化效率及晶格破坏程度直接制约金的浸出率。为明确 不同湿法氧化体系中黄铁矿的相变规律与结构重构机制,本文系统梳理了加压氧化、生物氧化及化学氧化三大体系 的相关研究进展。在加压氧化体系中,酸性条件下黄铁矿主要转化为硫酸铁并进一步水解为赤铁矿,碱性条件下则 生成铁氧化物中间相并最终转化为赤铁矿;生物氧化体系通过微生物的直接、间接或协同作用,将黄铁矿氧化为可溶 性硫酸盐;化学氧化体系在酸性条件下借助强氧化剂将黄铁矿分解为硫酸铁,在碱性环境中则以氢氧化铁和针铁矿 为主要产物,硫元素经多步氧化最终转化为硫酸盐。通过对各体系氧化机理与相变路径的系统总结,明确了关键工 艺参数对黄铁矿定向转化的调控作用,揭示了钝化层的形成机制及其抑制策略,为黄铁矿型难处理金矿的湿法氧化 处理提供了理论参考。

内蒙古某高硫铁精矿的免磨浮选深度脱硫与硫资源同步回收

王　阳, 董英择

2026, 55(6):  123-128. 

摘要 ( 15 )   PDF (1402KB) ( 3 )  

相关文章 | 计量指标

针对内蒙古某高硫磁选铁精矿中强磁性磁黄铁矿(占总硫57.14%)难以通过磁重法有效脱除、影响铁 精矿质量的问题,本研究提出了无需再磨的直接浮选深度脱硫与硫资源同步回收工艺。在工艺矿物学研究基础上, 采用“1粗4精2扫、中矿集中返回”的闭路浮选流程,在给矿TFe品位64.82%、S含量1.30%的条件下,可获得TFe 品位65.27%、S含量0.16%、TFe回收率97.85%的优质铁精矿,并同步产出S品位40.44%、S回收率87.36%的硫精 矿。该工艺无需磨矿,实现了铁精矿的深度脱硫与硫资源的高效回收,为同类高硫铁精矿的高效清洁利用提供了新 的技术路径。

某铁矿伴生钴的赋存机制与回收可行性研究

王祥洪, 刘　军, 杨昌龙

2026, 55(6):  129-139. 

摘要 ( 6 )   PDF (4492KB) ( 3 )  

相关文章 | 计量指标

为实现某沉积-热液改造型铁矿中伴生钴资源的综合利用,本研究以选矿流程中的硫铜混合精矿为对 象,综合运用化学分析、X射线荧光光谱(XRF)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)及光学显微镜等多种技术手段, 开展了系统的工艺矿物学研究。结果表明:钴主要以类质同象形式赋存于黄铁矿(含钴0.149%)与黄铜矿(含钴 0.045%)中,分布率合计达87.07%;独立钴矿物辉钴矿含量极低(0.06%)。浮选探索试验证实,钴在硫铜分离时富集 于硫精矿中,品位为0.14%~0.16%;有害元素砷亦同步富集于硫精矿(砷含量0.59%),难以有效脱除,严重影响其质 量。从硫精矿中进一步富集钴的尝试表明,钴虽可在尾矿中富集至0.30%,但砷含量也同步升高至2.20%。本研究 最终得出结论:由于钴分散赋存且砷难以分离,从该物料中单独回收钴不具备可行性,建议将钴作为硫精矿的伴生组 分进行综合回收。

低品位含钒钢渣空白焙烧—碳酸氢铵选择性浸出提钒

刘景景, 周清瑞

2026, 55(6):  140-147. 

摘要 ( 15 )   PDF (3412KB) ( 1 )  

相关文章 | 计量指标

针对现有含钒钢渣提钒工艺存在添加剂成本高、杂质溶出多、环境污染大及能耗高等问题,本研究提出 基于空白焙烧—碳酸氢铵浸出的清洁提钒工艺。以V2 O5 含量为0.95%的含钒钢渣为对象,系统研究了焙烧与浸出 关键参数对钒浸出率的影响,并借助XRD、SEM-EDS等手段阐明了物相演变与选择性浸出机理。结果表明,在空白焙 烧温度950 ℃、焙烧时间3 h,碳酸氢铵浓度140 g/L、浸出温度80 ℃、浸出时间2 h、液固比10∶1 mL/g的条件下,钒浸 出率为43.96%,浸出液经浓缩后钒浓度达9.21 g/L,而Ca、Fe、Mg、Al、Mn等杂质含量均不超过0.01 g/L,表明该体系 对钒具有优异的选择性浸出能力。机理研究表明,钒主要赋存于硅酸盐基体与钙铝铁复合氧化物相;浸出过程中新 生成了CaCO3 ,并伴随硅酸盐相转化,而Ca2 Fe2 O5 、MgFe2 O4 、Ca12 Al14 O33 等尖晶石相与铝酸盐结构稳定,从物相层面 揭示了杂质高效抑制与钒选择性释放的机制。该工艺无需添加焙烧助剂、条件温和,且浸出液杂质含量低,可作为后 续沉钒的优质原料。本研究为低品位含钒钢渣的绿色资源化提供了具有潜力的技术路径。

某含磁黄铁矿的复杂硫化铜锌矿的优先浮选-磁选联合工艺研究

王亚运, 康金星, 王　鑫, 姜志学, 刘志国

2026, 55(6):  148-155. 

摘要 ( 16 )   PDF (1833KB) ( 3 )  

相关文章 | 计量指标

在常规黄药类捕收剂体系下,含磁黄铁矿的硫化铜锌矿中,磁黄铁矿的可浮性与活化后的闪锌矿相当, 易成为锌精矿中的主要杂质,导致锌分选效率低、精矿品位不达标、资源回收率偏低等问题。针对这一难题,本研究以 某含磁黄铁矿的硫化铜锌矿为对象,在系统开展工艺矿物学研究的基础上,进行了选矿工艺流程探索,确定了“优先 选铜—磁选脱除磁黄铁矿—再浮选选锌”的最优工艺流程。在此基础上,依次开展了铜浮选、磁选、锌浮选条件试验, 优化了各作业关键参数,最后进行了全流程闭路试验。试验结果表明,全流程闭路试验可获得铜品位25.080%、铜回 收率76.56%的铜精矿,以及锌品位50.82%、锌回收率93.23%的锌精矿。该工艺有效解决了磁黄铁矿对铜锌分选的 干扰,实现了铜、锌资源的高效分离与回收,可为同类复杂难选硫化铜锌矿的工业化选矿提供可靠的技术参考。

磷酸基改性淀粉抑制剂对铜铅分离的高选择性机理

李国尧

2026, 55(6):  156-162. 

摘要 ( 11 )   PDF (2487KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

为解决铜铅硫化矿分离难度大以及传统重铬酸盐抑制剂毒性高、污染重的问题,本研究通过分子设计, 研制了一种新型环保方铅矿有机抑制剂(ZJ201)。通过纯矿物浮选、人工混合矿分离及实际矿石闭路试验,系统评价 了ZJ201的分离性能,并采用接触角测量、Zeta电位分析、红外光谱(FTIR)和扫描电镜-能谱(SEM-EDS)等技术揭示 了其作用机理。结果表明:在pH=4~7,ZJ201能选择性强烈抑制方铅矿,而对黄铜矿的可浮性影响甚微。当pH=6、 ZJ201用量2 mg/L时,方铅矿回收率可降至2.5%左右,同时黄铜矿回收率保持在90%以上。实际矿石闭路试验获得 了铜品位32.34%、铅含量1.66%、铜回收率98.56%的铜精矿以及铅品位67.14%、铜含量0.049%、铅回收率99.74% 的铅精矿,分离效果优异。机理研究表明,ZJ201能通过其磷酸基与羟基官能团,优先且化学吸附于方铅矿表面,显著 增强其亲水性,从而实现对黄铜矿和方铅矿的高效、选择性分离。

铜离子活化对黄铜矿与黄铁矿浮选分离选择性影响机制的多尺度研究

伍红强, 杜宏鹏, 李泽涛, 肖国圣, 严华山

2026, 55(6):  163-170. 

摘要 ( 15 )   PDF (2412KB) ( 2 )  

相关文章 | 计量指标

黄铜矿与黄铁矿的高效浮选分离是硫化铜资源利用的关键,然而矿浆中难免铜离子对黄铁矿的活化作 用严重制约了分离效率。为揭示其微观机理并指导捕收剂选择,本研究综合运用密度泛函理论(DFT)计算、分子动力 学(MD)模拟与浮选试验,系统探究了铜离子活化对不同捕收剂在2种矿物表面吸附行为及选择性的影响机制。结 果表明,Cu2+最稳定地吸附于黄铁矿(100)面的硫顶位(吸附能-102.89 kJ/mol),并通过电荷转移显著提升其表面反 应活性。理论计算表明,捕收剂在黄铜矿表面的吸附能力与其对铜硫分离的选择性呈负相关趋势。浮选试验验证,在 研究的捕收剂中,对黄铜矿的捕收能力从强到弱的顺序为异丁基黄药、丁铵黑药、乙硫氮;而对铜硫分离的选择性从 强到弱的顺序则为丁铵黑药、乙硫氮、异丁基黄药。MD模拟进一步阐明,铜离子活化会非选择性地增强捕收剂在黄 铁矿表面的吸附,导致其与黄铜矿的吸附作用差异显著缩小,从而恶化浮选选择性。综上,在含难免铜离子的矿浆体 系中,应优先选用如丁铵黑药等对黄铜矿具有固有高选择性的捕收剂,以缓解活化效应,保障分离效果。

某高碳型铅锌矿脱碳预处理与浮选工艺优化研究

余　力, 伏帛川, 邓　攀, 高冲军, 杨　洋, 邹　敏, 刘长林, 张　浩

2026, 55(6):  171-176. 

摘要 ( 16 )   PDF (1413KB) ( 2 )  

相关文章 | 计量指标

四川甘洛某高碳型铅锌矿含铅2.45%、含锌4.65%,氧化率为10%~30%,属于混合型铅锌矿。原矿中 有机碳含量较高,易对浮选药剂产生非选择性吸附,导致现场浮选工艺药剂用量大、精矿铅锌互含严重。为优化选别 效果,本研究在铅浮选作业前增加脱碳作业,采用煤油与柴油(质量比1∶1)作为脱碳捕收剂,并通过条件试验优化铅 锌浮选药剂制度。采用与现场流程一致的1粗4精4扫、中矿顺序返回流程选铅,1粗4精5扫、中矿顺序返回流程选 锌基础上,引入脱碳作业后,获得了铅品位51.22%、铅回收率88.85%的铅精矿,锌品位51.17%、锌回收率71.22%的 锌精矿。与未脱碳工艺相比,精矿中铅锌互含现象显著降低,选别指标改善明显。

内蒙古某高硫高碳铅锌矿新型抑制剂及捕收剂选矿试验研究

谢兰馨, 胡团柳, 张慧婷, 赖春华, 王泰存, 李荣康

2026, 55(6):  177-184. 

摘要 ( 14 )   PDF (1466KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

针对高硫、高碳、微细粒嵌布的铅锌矿在高碱抑硫浮铅工艺中因石灰应用带来的管道结垢、贵金属回收 率低、回水处理成本高等问题,本研究以内蒙古某高硫高碳铅锌矿为对象,在工艺矿物学研究基础上,开发了适用于 低碱条件下磁黄铁矿的高效抑制剂XKY-02及对方铅矿具有高选择性的捕收剂XK-201。通过实验室小型闭路试验, 采用“铅优先浮选”工艺流程(一次粗选、两次扫选、粗精矿再磨后四次精选),在低碱药剂制度下获得了铅品位 56.44%、银品位260.55 g/t、铅回收率76.58%、银回收率45.29%的铅精矿。与常规高碱工艺相比,铅回收率提高 5.39个百分点,银回收率提高7.61个百分点,矿浆环境明显改善,且明显提高了锌精矿指标、减少了石灰及铅捕收剂 用量,经济与环境价值非常显著。该低碱工艺为高硫高碳难选铅锌矿的高效利用提供了新的技术途径。

白云鄂博稀土尾矿盐酸水热浸出行为及表面位点界面反应机理

李光辉, 杨国兴, 郝川凯, 李华青, 白春华

2026, 55(6):  185-193. 

摘要 ( 14 )   PDF (2791KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

白云鄂博稀土尾矿富含钍、稀土等多种战略资源,盐酸水热浸出是实现其资源化回收与环境友好型处 置的重要技术路径。为系统探究该尾矿在盐酸水热体系中的浸出效果及内在机制,明确不同浸出时间对有价元素 (尤其是钍)浸出行为的影响,本文采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱 (FT-IR)、扫描电子显微镜-能谱分析(SEM-EDS)、热重-差示扫描量热(TG-DSC)及Zeta电位分析等多种表征手段, 系统考察了盐酸水热浸出过程中尾矿的物相变化、元素浸出规律及表面性质演变。试验结果表明,在液固比6∶1 mL/g、温度90 ℃、浸出时间4 h的条件下,Th、Ca、Fe、Pb、Mg、Mn、Al及PO3 4 的浸出率分别达到20.08%、39.63%、 36.81%、52.75%、69.25%、59.94%、58.69%和73.64%,其中Y、Pr、Nd等具有重要工业价值的大宗稀土元素浸出率均 超过30%;浸出后尾矿总失重从初始的9.14%显著下降至1.98%,表面Zeta电位从-4.93±0.70 mV变化至-9.70± 0.68 mV,亲水性显著增强,热稳定性与化学稳定性得到明显提升。研究证实,盐酸通过界面腐蚀、酸解反应、离子交 换及缺陷优先溶解等协同作用,选择性浸出尾矿表层易溶矿物相,促使二氧化硅、萤石、独居石等高稳定性组分在固 相富集。本研究不仅为白云鄂博稀土尾矿中有价元素(尤其是钍与稀土)的高效回收提供了理论依据与技术参考,也 为该类尾矿的环境友好型贮存提供了可行路径,对推动稀土尾矿资源化利用与绿色矿山建设具有重要意义。

炸药—干冰复合作用下岩体的破裂特征研究

毕京九, 余德运, 尹作明, 谢　烽, 高　扬, 王浩南, 王建龙, 李　军, 王明虎, 周　岳, 谷恭天

2026, 55(6):  194-201. 

摘要 ( 17 )   PDF (4758KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

为探索环保高效破岩新技术,将炸药放热的快速性与干冰相变相结合,形成复合爆破方法。通过模型 爆破试验,系统研究炸药—干冰复合爆破的破岩能力,重点分析块度分布与裂隙场演化规律。试验结果表明,干冰在 炸药爆轰后迅速升华,与炸药协同作用,岩体破碎程度提升显著。随着干冰用量的增加,岩体破碎分形维数呈上升趋 势,表明炸药—干冰复合爆破可有效增强岩体破碎的均匀性。干冰的掺入增加了爆生气体的生成量,驱动裂隙发育, 有效破碎区范围显著扩大。炸药—干冰复合爆破通过爆炸的化学能释放与物理相变膨胀的协同作用,实现了能量的 梯级释放与有效利用,具有高效破岩与环境友好的技术优势。本研究为矿山爆破领域的新发展提供实践参考。

直角型切缝药包在矩形岩巷掘进中的研究与应用

段宝福, 龙珂炎, 李志宏, 步恋凯, 初安妮

2026, 55(6):  202-214. 

摘要 ( 17 )   PDF (5092KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

切缝爆破通过定向调控爆破能量的释放路径,提高巷道掘进成型质量与围岩稳定性。针对矩形岩巷掘 进中截面拐角区域常规爆破易出现应力分散与围岩损伤的问题,基于现有对称型切缝药包结构,提出一种适用于拐 角区域爆破控制的直角型切缝药包结构。依托LS-DYNA数值模拟方法,系统分析了该结构在单孔及连孔爆破条件下 的能量传播特征、围岩损伤演化规律及裂缝扩展形式,并通过与不同装药结构模拟结果对比,评估其能量定向释放与 损伤控制效果,同时结合工程实际进行现场应用验证。研究表明,直角型切缝药包可实现爆破能量在垂直正交双向 方向的聚集与协同释放,其能量调控机理表现为切缝方向应力集中效应增强、非切缝区围岩应力响应显著减弱,从而 引导裂缝沿预设路径稳定扩展,同时抑制非切缝区的压碎破坏。研究提出的裂缝扩展影响指数Ks 与压碎区损伤影响 指数Kc 能够有效反映切缝结构对爆破能量的空间分配及围岩损伤形态的调控能力,为不同切缝装药结构的定量评价 提供了统一指标。工程实践结果进一步表明,直角型切缝药包的能量定向释放规律在实际矩形及复杂截面岩巷掘进 中具有良好的适用性,可显著改善断面成型质量、降低超挖与围岩松动程度。研究成果为切缝药包爆破的结构优化 设计及复杂截面巷道的损伤控制提供了理论依据与技术参考。

·机电信息工程·

融合伽马变换与LIME算法的矿井监控图像去噪

孙国杰, 吕宗岩, 辛　璐, 胡晓宾, 张钢强

2026, 55(6):  215-220. 

摘要 ( 14 )   PDF (2837KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

矿井监控图像因低光照、非均匀人工光源及尘雾干扰呈现低信噪比、高动态范围噪声等退化特征,制约 了安全监测结果的准确性。为提升矿井监控图像清晰度,提出了一种融合伽马变换与LIME (Local Interpretable Mod el-agnostic Explanation)的图像去噪算法。首先采用LIME算法对原始矿井监控图像进行光照增强,结合图像均值自适 应调整伽马参数实现逐像素亮度调整,以提升整体亮度并均衡光照分布,初步恢复暗区细节;然后,基于大气散射模 型的图像分解技术将图像分解为场景辐射、透射率与全局大气光分量,重点针对透射率分量构建基于相机响应模型 的曝光率矩阵,实现空间自适应曝光调节,通过线性加权融合透射率完成尘雾噪声去除;最后通过Koschmieder模型 重构去噪清晰化图像。分别采用所提算法与改进Enlighten-GAN算法、多权重融合Retinex算法、三流三通道色彩平衡 去雾法以及Z-DCE-DNet算法进行试验对比。结果表明:该方法的梯度幅值相似性偏差(Gradient Magnitude Similarity Deviation, GMSD)值降至0.359,信息熵加权结构相似性指数(Structural Similarity Index, SSIM)为0.947,多尺度结构 相似度为0.971,性能优势显著。该算法为提升矿井监控图像处理效率与质量提供了一种有效解决方案,对于推动图 像处理技术在矿井智能化监控领域的应用具有一定的参考意义。

A-star算法与遗传算法耦合的矿山巡检机器人 路径规划#br#

刘雪燕, 寇志伟, 米宏军

2026, 55(6):  221-228. 

摘要 ( 16 )   PDF (1568KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

近年来,矿山巡检机器人逐步代替人类在危险恶劣的矿山环境下执行巡视任务,但现有的巡检机器人 在路径规划与巡检任务分配上存在效率低、路径长等问题,有必要开发更加高效的路径规划与任务分配方法。将遗 传算法(Genetic Algorithm,GA)与A-star算法相结合,提出了一种新型矿山巡检机器人路径规划方法。通过在A-star 算法中融入四邻域与八邻域的搜索策略;再在估价函数中引入了权重,以优化搜索过程;最后改进了遗传算法的交叉 与变异过程,引入了启发式交叉与克隆变异方法,以减少机器人执行任务过程中的耗时与移动距离。试验结果表明: ① 采用改进A-star算法的路径规划方案路径拐点较少,不会与障碍物发生碰撞,且路径长度较短,其路径规划时间与 长度分别仅为7.2 s、29.8 m;② 改进的遗传算法在巡检任务为18个时的平均移动距离仅为109.4 m。研究反映出所 提路径规划与任务分配方法有效优化了矿山巡检机器人在复杂矿山环境中的路径规划质量与任务执行效率,具有一 定的实际应用价值。

基于多分支注意力卷积神经网络的井下安全监控图像增强算法

郑高洁, 王　飞, 王莹辉

2026, 55(6):  229-235. 

摘要 ( 15 )   PDF (1844KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

井下环境恶劣,光线昏暗,粉尘、水汽多,导致井下安全监控图像质量不佳。为提高井下安全监控图像的 清晰度,提出了一种基于多分支注意力卷积神经网络的图像增强算法。该算法由注意力子网络、噪声子网络、增强子 网络和强化子网络组成。通过剪枝与量化实现模型压缩,借助亮度与噪声监测模块自适应调整算法参数,并运用多 模态融合技术,以优化算法性能。结果表明:所提算法的平均运行时间为0.056 s,峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio,PSNR)平均值达到32.56 dB,结构相似性指数(Structural Similarity Index,SSIM)平均值为0.91,平均绝对误差 (Mean Absolute Error,MAE)平均值为0.043。在疑似瓦斯泄漏区域、设备故障区域和人员面部区域的图像增强中,所 提算法的fPSNR 、fSSIM 和fMAE 值均显著优于多尺度Retinex颜色恢复(Multi Scale Retinex with Color Restoration,MSRCR) 算法和卷积神经网络图像增强(Convolutional Neural Network Image Enhancement,CNN-IE)算法。实际应用中,所提算 法在不同场景下的fPSNR 值均大于33 dB,fSSIM 为0.92~0.96,fMAE 小于0.025。研究反映出,该算法能够有效提升图像 质量,满足实时性要求,为矿井安全监控提供了有效的技术支持,有助于提升矿井安全生产水平。

一种新的液压伺服点荷载装置研发及其验证

朱家辉, 张　芳, 彭　俊, 乔　磊, 伍法权

2026, 55(6):  236-243. 

摘要 ( 24 )   PDF (3648KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

岩石点荷载试验是一种快速获取岩石力学性质的试验方法,但已有点荷载设备存在携带不便、加载速 率难以恒定等问题。为此,通过以下思路研发一种新的点荷载试验仪:使用减速电机改良加载泵油路,实现了可控重 量和体积下稳定加载、速率可调的能力;集成嵌入式数据采集单元,同步记录点荷载值、位移,消除人工记录误差。为 验证改进效果,选取青砂岩开展室内试验,并与传统点荷载设备测试结果进行对比分析。结果表明:新液压伺服点荷 载试验仪测得岩石点荷载强度指数的离散系数降低35%,且试样破坏形态更稳定。将测得的点荷载强度与单轴抗压 强度进行线性拟合分析,得出两者关系高度正相关,验证了新的液压伺服点荷载试验仪性能的可靠性与优越性。

安全与环保

不同供风量下倾斜煤层采空区煤自燃危险区域分布研究

唐明云, 方　领, 骆　鑫, 高世强, 吴祖玉

2026, 55(6):  244-251. 

摘要 ( 21 )   PDF (2625KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

倾斜煤层采空区遗煤多且漏风严重,为煤自燃灾害发生提供了有利环境。为探究倾斜煤层采空区煤自 燃危险区域分布规律,以袁店二井煤矿72 76工作面为例,构建了倾斜煤层采空区物理模型。通过现场实测、试验研究 与数值模拟相结合,结合采空区漏风流场进行定性定量分析,讨论了不同供风量下煤自燃危险区域及高温点的分布 特征。结果表明:工作面漏风量与现场实测结果基本吻合,主要漏风区域集中于进风隅角沿工作面倾向0~30 m范 围;随着供风量增加,煤自燃危险区域宽度逐渐增大,进风侧煤自燃危险区向采空区深部迁移,氧化带宽度最大增加 了1.3 m,但回风侧煤自燃危险区域逐渐向工作面靠近,最大宽度增加了4.1 m;高温点随供风量增加向进风侧深部偏 移。分析结果为倾斜煤层采空区煤自燃防治提供了理论依据。

矿山箕斗井回风风流截流隔断装置研究与应用

郭玉豹, 李　明, 周　伟, 贾敏涛, 吴冷峻, 李　刚, 苏卫宏, 赵　旭, 张　昊

2026, 55(6):  252-258. 

摘要 ( 27 )   PDF (1361KB) ( 1 )  

相关文章 | 计量指标

矿山箕斗井兼作回风井时,回风携带湿气与污染物易腐蚀井口钢结构、降低作业能见度,严重威胁安全 生产。针对箕斗井回风外溢、设备腐蚀、环境恶化的核心问题,提出射流气幕全断面隔断与压差智能调控新方案;研发 金属矿山箕斗井回风截流隔断装置,并完成现场工业试验。装置以空气幕射流动力学为原理,采用扁平交叉射流形 成全断面气幕屏障,结合压力实时监测与PLC远程变频调控,实现风流截流精准控制与风压动态匹配,具备结构简 洁、调控灵活、适配性强等特点。实测表明,该装置可显著改善井口作业环境,风流隔断率超90%,有效消除回风对提 升设备的腐蚀隐患,提升作业安全性。研究成果为矿山安全生产及通风系统优化提供可靠技术方案,填补相关领域 技术空白,具备重要工程应用价值与推广前景。

数字图像测量技术下冻融尾细砂强度及剪切带演化研究

田雯菁, 郑学鑫, 岑　建, 李云飞, 张　鹏, 郑　伟, 宋会彬, 左雨田

2026, 55(6):  259-270. 

摘要 ( 23 )   PDF (5108KB) ( 3 )  

相关文章 | 计量指标

为探究冻融循环作用对西藏地区铜尾细砂力学特性及剪切带演化机制的影响,开展了不同冻融循环次 数与围压条件下的三轴剪切试验,并采用数字图像测量技术进行了全表面的应变测量。研究揭示了饱和尾细砂的应 力—应变特性、强度特征、弹性模量及抗剪强度指标的变化规律,通过Logistic模型描述了黏聚力、内摩擦角的衰变规 律,定量表征了冻融作用对剪切带萌生时间与萌生应变的影响,并分析了演化路径。结果表明:围压与冻融循环作用 对尾细砂的力学行为呈现显著对抗效应,围压通过增强侧向约束提升破坏强度、促进塑性变形并抑制弹性模量衰减; 冻融循环通过反复冻胀和融沉作用导致强度与弹性模量降低,加剧脆性破坏倾向。随着冻融循环次数的增加,黏聚 力与内摩擦角因胶结结构破坏及颗粒棱角研磨作用而显著衰减,衰减程度为尾矿库工程的抗冻融设计提供了预测工 具。微观机理分析表明,冻融作用诱发的微裂纹与薄弱面会优先发育,导致剪切带萌生时间提前、临界应变降低,其形 态也由初始的集中分布逐渐发展为弥散状多带系统,呈现了尾细砂在冻融过程中内部损伤的累积演化路径。

有机改性膨润土同步钝化锌铅镉复合污染土壤的双重机制

陶逸倩, 韩雨岐, 周籽言, 佟洪金, 侯　江, 孙永亮, 龙　泉, 黄　祥

2026, 55(6):  271-280. 

摘要 ( 20 )   PDF (3767KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

为高效修复矿区高浓度重金属复合污染土壤,本研究以多种有机物为改性剂,探究有机改性膨润土对 Cd、Pb、Zn复合污染土壤的同步钝化效果。通过初筛试验,筛选出十二烷基硫酸钠(SDS)和四乙烯五胺(TEPA)作为 优选改性剂。在最佳改性条件下,SDS改性膨润土使土壤中Cd、Pb、Zn有效态削减率从未改性膨润土的10.23%、 11.50%、12.80%分别提升至31.53%、41.64%、37.72%;TEPA改性膨润土则分别提升至21.62%、32.56%、37.35%。 结合FTIR、XRD、SEM-EDS等表征手段发现,有机物成功负载于膨润土上,TEPA通过氨基的络合作用、SDS通过磺酸 基团的静电吸引与离子交换增强了对重金属的固定。同时,有机物插层重构了膨润土的孔隙网络,形成了插层-剥离 共存结构,增大了平均孔径,优化了传质路径。有机改性膨润土通过“孔隙结构优化-官能团结合”双重机制,显著提 升了重金属复合污染土壤的修复效能。

地质与测量

基于节点关联度的掘进巷道点云配准算法#br#

孟凡强, 许志华, 高月清, 邢晓刚, 戴远志

2026, 55(6):  281-288. 

摘要 ( 16 )   PDF (4930KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

数字摄影测量和激光雷达技术的快速发展,使得井下三维数据采集更加便捷、高效。获取完备的巷道 实景三维地图的基础是时序点云的高精度配准,其核心是求解点云之间的空间变换参数,实现多站点云的空间坐标 统一。然而,井下掘进环境粉尘噪声大、巷道结构退化,导致现有的点云配准方法难以构建稳定的同名特征,致使点云 配准精度低、三维成巷建模质量差。为提高掘进巷道点云配准的鲁棒性和精度,提出了一种基于节点关联度的掘进 巷道点云配准算法(Robust-Fast Global Registration,R-FGR)。该算法首先通过快速点云特征直方图(Fast Point Feature Histograms,FPFH)描述符提取点云特征,继而结合k最近邻点(k-Nearest Neighbors,k-NN)匹配策略获取多站点云之间 的初始匹配点;进而计算匹配点之间的关联度,并依据关联度提取可靠的候选内点;最后结合渐进非凸优化策略构建 鲁棒的损失函数,并通过迭代减小目标函数参数,从而确定多站点云间全局最优配准结果。选取黑龙江东山煤矿掘 进巷道为研究区,选取多种配准算法进行了对比试验。结果表明:所提方法具有最高的鲁棒性和配准精度,可实现多 时序点云自动配准,有效支撑了掘进巷道三维建图与动态更新任务。

矿物材料

模拟海水拌合增强超硫酸盐水泥性能及其作用机理

刘志刚, 李帅康, 王春梅, 李　冠, 杨立荣,

2026, 55(6):  290-295. 

摘要 ( 6 )   PDF (2783KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

为开发适用于海洋工程的低碳胶凝材料,研究了模拟海水拌合对超硫酸盐水泥(SSC)性能及水化过程 的影响。通过测试凝结时间、抗压强度,并结合X射线衍射、压汞法、综合热分析、水化热等方法,系统分析了模拟海 水拌合下SSC的微观结构演变与水化硬化机理。结果表明:模拟海水使SSC的初凝和终凝时间分别缩短20 min和25 min,其1 d、3 d和28 d抗压强度分别提升15.8%、4.5%和4.0%。性能提升主要归因于模拟海水(尤其是其中的 NaCl)促进了矿渣的溶解与水化,改变了水化产物的组成与分布。早期生成的Friedel′s盐与C-(A)-S-H凝胶共同填 充于钙矾石(AFt)晶体间隙,细化了硬化浆体的孔径,并显著降低了大于20 nm的有害毛细孔孔隙率。本研究为海水 拌合SSC在海洋工程中的应用提供了理论依据。

铝硅比与熔剂氧化物协同调控高炉渣发泡陶瓷物相演变及性能研究

霍红英, 杨绍利

2026, 55(6):  296-301. 

摘要 ( 5 )   PDF (1723KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

为解决高炉渣堆存引发的环境问题,以攀钢高炉渣为主要原料,系统研究了Al2 O3 与SiO2 之比、Na2 O 及CaO含量对高炉渣基发泡陶瓷物相组成、微观结构及性能的影响规律。采用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜 (SEM)等表征手段,结合力学性能、气孔率及导热系数测试,分析了各组分对陶瓷性能的调控机制。研究结果表明: 提高Al2 O3 与SiO2 之比可驱动物相由石英、榍石向氧化铝、钙钛矿转变,显著提升材料的密度、强度与导热性能;当 Na2 O含量为1.75%时,陶瓷形成均匀的气孔结构,过量Na2 O则生成钠长石(NaAlSi3 O8 )相;CaO 虽能促进烧结,但含 量过高会抑制钙长石结晶,导致性能下降。在优化配方(高炉渣与硼酸质量比50∶10;Al2 O3 与SiO2 质量比为0.5; Na2 O含量为1.75%)下,制备的发泡保温陶瓷抗折强度为4 MPa,导热系数为0.079 5 W/(m·K),体积密度为2.22 g/cm3,吸水率为3.7%,各项性能均满足《建筑用发泡陶瓷保温板》(JG/T 511—2017)的要求。

快硬早强型碱激发固废基高掺量铁尾矿砂砂浆性能试验研究

阴　悦, 魏晓斌, 栗东平, 刘高杰, 赵瑶瑶,

2026, 55(6):  302-311. 

摘要 ( 5 )   PDF (2992KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

为解决应急抢修工程对早期强度高、凝结硬化快的特种建筑材料的需求,同时探索大宗工业固废在建 筑材料中的高值化利用途径,提出利用碱激发技术制备一种高掺量铁尾矿砂砂浆。研究以粉煤灰(FA)和矿渣(GG BFS)为前驱体,铁尾矿砂全部替代天然砂作为细骨料,通过正交试验设计,系统考察了粉煤灰与矿渣质量比、NaOH溶 液浓度、水胶比及胶砂比4个关键因素对新拌砂浆工作性能及硬化砂浆力学性能的影响规律。结果表明:各因素对砂 浆24 h抗压强度的主次影响顺序为FA与GGBFS质量比、NaOH溶液浓度、水胶比、胶砂比;矿渣掺量是主导早期强度 的决定性因素,主要原因在于矿渣能为体系提供丰富的钙源,促进生成大量致密的C-(A)-S-H凝胶。在最佳配合比 下,砂浆24 h抗压强度达到33.69 MPa,表现出优异的快硬早强特性,同时铁尾矿砂掺量达66.7%,实现了固废的高效 资源化利用。本研究为开发兼具优异力学性能和环保效益的应急抢修材料提供了科学依据与技术支持。

电石渣—赤泥协同激发全固废注浆材料的性能与水化机制

崔　航, 张　征, 屠越栋, 臧学轲, 张晓磊

2026, 55(6):  312-320. 

摘要 ( 5 )   PDF (3992KB) ( 0 )  

相关文章 | 计量指标

针对深部矿山注浆工程中对绿色低碳、高性能材料的需求,研发了一种以电石渣(CS)和赤泥(RM)为协 同激发剂,高炉矿渣(GGBS)与粉煤灰(FA)为前驱体的全固废注浆材料体系。通过系统开展流动度、凝结时间、抗压 强度等性能测试,并结合X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、压汞法(MIP)、扫描电镜—能谱分析 (SEM-EDS)等手段,揭示了材料的水化产物类型、孔隙结构特征与微观形貌演化规律。结果表明:在CS-RM协同激发 条件下,所构建的全固废注浆材料体系在常温养护条件下兼具良好的施工和易性与力学性能,28 d抗压强度可达 13.90 MPa。微观分析显示,该体系内部形成以C-(A)-S-H凝胶为主的胶结结构,孔径分布集中,微观结构致密。机 制分析表明,电石渣快速释放的碱性组分可与赤泥中的活性成分形成协同激发效应,促进前驱体中活性Si、Al的溶出 与重组,进而生成连续分布的胶凝产物,从而构建致密稳定的结构体系。研究揭示了多源固废协同激发制备高性能 注浆材料的内在机制,可为深部矿山工程绿色注浆与固废资源化利用提供理论依据与技术参考。