金属矿山

金属矿山绿智化提质升级的思考与展望

王　勇, 毕　成, 王贻明, 梁新民, 王建栋, 吴爱祥

2026, 55(7): 1.

摘要 ( 34 )

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面对保障国家资源安全的战略需求与日益严峻的安全环保压力,我国传统金属矿山亟待突破产能效率低下、资源损失严重、智能化水平不足及安全环保问题突出等多重困局,迈向绿色化、智能化的提质升级新阶段。立足于国家资源安全保障与矿业高质量发展的战略高度,论述了我国传统金属矿山绿智化升级的必然路径与科学模式。系统分析了金属矿山绿色开采的转型困境,定义了矿山绿智化升级的核心内涵,梳理了金属矿山绿智化升级的转型路径。面对长期存在的开采低效、资源损耗高、智能化滞后、安全环保问题突出等行业共性困局,金属矿山绿智化升级应以“绿色、低碳、可持续”为根本目标,深度融合新一代信息化技术和智能化装备,形成覆盖矿山全生命周期的新型开发模式。通过系统性技术创新实现根本性突破,确立以“三位一体”无尾绿色开采新模式、与膏体充填智能化工艺相匹配的装备体系和贯穿矿山全生命周期的数字化管控体系为核心的技术框架,形成覆盖“技术—装备—管理”的完整解决方案。该方案通过建立无尾绿色开采新模式、统筹管控的智能平台与矿山全流程数据驱动闭环,实现了资源趋近零浪费、生产全流程优化与安全效能显著提升的转型目标。实践证明:绿智化升级不仅有效破解了传统矿山的关键瓶颈问题,更为构建安全、高效、生态、智能的现代化矿产资源供给体系提供了战略支撑,对于推进矿业领域现代化建设和保障国家资源安全具有重大意义。“十五五”乃至更长一段时期,我国金属矿山绿智化升级应围绕强化顶层设计与规范引导、深化系统认知与模型构建、聚焦关键短板与集成创新、构建开放共赢的产业新格局等方面开展攻关,系统性地应对“后开采时代”面临的挑战,推动我国建成安全、高效、智能、生态的现代化矿产资源保障体系。

金属矿高效细粒筛分技术进展与挑战

赵跃民, 段晨龙, 潘　淼, 张　博, 江海深, 周恩会,

2026, 55(7): 16.

摘要 ( 22 )

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金属矿产资源是国民经济、国防建设及战略性新兴产业发展的重要原料。筛分作为矿物分选的关键环节,其技术创新对提升资源开发利用效率具有重要意义。本文综述了金属矿选矿过程中的典型筛分工艺,包括选前分级与脱泥、选后产品脱介与脱水等。分析了矿物难筛分的典型特征,即细粒含量高、外水含量高、泥化严重及临近孔径颗粒多,阐释了筛分过程中矿石松散困难、筛面易损、堵孔严重等关键技术难题与科学问题。系统梳理了刚柔耦合筛分技术、大振动强度弛张筛分技术及矿用筛分装备设计方法的研究进展。刚柔耦合筛面兼具高强度、高弹性、耐腐蚀与耐冲击特性,振动强度超过10 g;新型弛张筛面振动强度可达20 g以上,已广泛应用于铜矿、金矿、铁矿的细粒筛分环节,为粘湿难筛分矿物高效筛分提供了有效解决途径。

金属矿山智能充填技术的系统演进与未来图景

王洪江, 李博涵, 刘春康, 杜双成, 王科学,

2026, 55(7): 25.

摘要 ( 22 )

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在国家积极推进智慧矿山建设和实施“十五五”规划,以实现矿业高质量发展与“双碳”目标的大背景下,膏体充填技术因其环境友好性,成为现代矿业的优选方案。然而,膏体充填作为一个复杂非线性系统,对工艺稳定性和运行效率要求极高。针对膏体充填系统复杂非线性特征,系统梳理了金属矿山智能充填在尾砂浓密、均质搅拌与管道输送三大核心环节的发展历程及关键技术突破。研究表明:智能充填技术正由基础机械化、单环节自动化向 AI驱动的“感知—决策—执行”闭环系统演进,即浓密环节实现了基于深锥压缩与“前馈—反馈”的协同控制,搅拌环节通过流变参数实时监测实现了自适应转速控制,管输环节构建了高精度监测与自适应调控体系。在集成层面,充填自控系统正由DCS集成向融合AI算法的“一键充填”与数字孪生自主优化阶段迈进。“十五五”乃至更长一段时期,以数字孪生为平台的系统全流程协同运行将成为最高形态,为矿业绿色安全转型提供关键支撑。

露天矿精细化智能配矿研究进展与展望

顾清华, 骆家乐, 冯治东, 张瀚元, 王洛锋, 井欣欣, 王　钢

2026, 55(7): 39.

摘要 ( 15 )

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针对露天矿生产中低品位资源综合利用难度大、矿石品位波动大等问题,聚焦精细化配矿的关键难点, 结合团队研究积累,系统梳理了配矿优化模型从生产效益、品位偏差、矿石量单一目标向多目标协同优化的演进历程与特征,总结了经典数学规划、智能优化算法、模糊数学3类主流配矿模型求解方法的适用场景与优劣差异,探讨了 Minesched、DIMINE、3DMine等国内外主流矿业软件的应用实践,以及智能配矿系统在技术架构与全流程功能模块上的发展成果。结果表明:配矿优化已从单一目标优化转向多目标协同优化,智能优化算法成为应对复杂约束场景的核心工具,矿业软件与智能配矿系统推动了配矿优化从理论研究走向精细化、工程化应用,提升了配矿决策效率。在此基础上,剖析了当前研究的不足,并展望了“十五五”乃至更长一段时期的发展方向。认为现阶段存在的不足在于: 爆破工序引发的品位重构机制尚不明确、配矿计划编制的精细化考量仍显不足、配矿系统的动态修正能力依然缺乏。具体包括:① 地质估算不确定性与爆破作业不确定性的耦合难以精确量化;② 爆堆均质化表征与采掘局部作业的尺度难以有效匹配;③ 开采单元时序依赖性的智能识别问题仍待解决;④ 现场工艺准则的数学量化及其与配矿优化模型的融合有待深入;⑤ 配矿计划的动态应急修正机制有待健全;⑥ 特殊工况下配矿系统的稳健性难以有效保障。未来研究应聚焦于三大核心方向:爆破品位重构建模与配矿单元精细划分、配矿单元依赖关系识别与配矿计划精细化建模、配矿动态自适应决策与极端工况多模态感知。具体涵盖6个方面:① 基于爆破位移监测数据与地质统计学耦合的品位重构建模;② 基于地质与采掘约束的配矿单元精细化划分;③ 配矿单元开采依赖关系自动识别;④ 内嵌空间拓扑约束与开采安全约束的配矿计划优化建模;⑤ 基于人工智能等技术的动态智能配矿决策;⑥ 面向极端工况的传感和定位多模态融合配矿硬件系统研发。通过上述技术攻关,可为配矿优化理论体系的完善及工程实践的高效落地提供系统性支撑与实践参考。

低温等离子体在矿物加工中的应用研究进展

印万忠, 孙文举

2026, 55(7): 58.

摘要 ( 23 )

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低品位、细粒嵌布和复杂共伴生矿产资源比例不断增加,使传统依赖药剂制度调控的浮选过程面临选择性不足、药剂消耗高和废水回用难等问题。低温等离子体作为一种绿色预处理技术,因具有反应活性高、体系温度低和调控方式灵活等特点,近年来在矿物加工领域受到广泛关注。现有研究表明,低温等离子体的作用并非单一过程,而是由活性组分共同诱导的多过程耦合作用。该过程不仅能够放大矿物间的界面性质差异;同时,等离子体对捕收剂、抑制剂和复合药剂的改性已表现出药剂减量、吸附强化和选择性改善的潜力,在浮选废水中有机药剂降解方面也展现出较好的应用前景。总体来看,低温等离子体在矿物加工中的应用仍处于探索和积累阶段。后续研究应进一步明确不同放电条件下矿物表面组成、价态和润湿性的变化规律,重点加强真实矿浆体系、连续化处理装置以及能耗和经济性评价方面的研究,从而为该技术由实验室试验走向工业应用提供更可靠的依据。

露天矿坑底地下开采境界顶柱合理厚度研究

田振海, 时　松, 陈泽辉, 吴秀仪, 郑彦涛, 刘长武,

2026, 55(7): 72.

摘要 ( 24 )

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露天矿山转入地下开采后,受开采扰动影响,不合理顶柱厚度易诱发采空区塌陷及边坡失稳等现象,严重影响了矿山安全生产。以我国西南地区某露天转地下开采矿山为背景,采用理论计算与数值模拟相结合的分析方法系统开展了境界顶柱力学稳定性及合理厚度研究。在理论分析方面,采用简支梁力学模型与尖点突变理论,推导出顶柱厚度的计算表达式,并明确了其合理取值范围;在数值模拟方面,利用FLAC3D软件建立三维数值模型,模拟了顶柱厚度从初始40 m开始、以5 m为步长逐级减薄至10 m的7种工况下矿房开挖—充填过程的力学响应特征,并重点分析了塑性区扩展、应力分布规律及竖向位移变化等关键力学指标。结果表明:当顶柱厚度为10 m时,塑性区贯通至地表,导致采空区整体失稳;而在15 m厚度下,塑性区未与顶柱上缘贯通,顶柱结构保持稳定。顶柱上缘拉应力随厚度增加呈现“先减小—后增大—再减小”的变化趋势,其中15 m时拉应力最小;竖向位移随顶柱厚度增加而减小, 当厚度超过15 m后变化趋于平稳。根据研究结果并结合现场实际,最终确定最优境界顶柱厚度为15 m。研究结果可为同类矿山合理确定预留顶柱厚度提供借鉴。

循环载荷及不同次数干湿循环作用下白云岩力学性能及能量演化规律

鲁　俊, 王运敏, 李小双, 侯国庆, 张　锋,

2026, 55(7): 82.

摘要 ( 25 )

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在夏季强降雨和暴晒的外部环境中,露天边坡岩体处于开采扰动与干湿交替循环的共同作用下,因此岩体的力学性质对边坡岩体稳定性至关重要。基于此,对白云岩试样进行了不同次数的干湿循环处理,并通过室内不同应力下限的三轴分级循环加卸载试验,分析了白云岩的峰值强度、弹性模量、残余应变及能量耗散规律。结果表明:不同的干湿循环次数及应力下限对白云岩的力学特性有显著影响。在较低的应力下限下,白云岩表现出弹性模量和峰值强度强化,经循环荷载作用后强度强化约10.2%;在高应力下限和多次干湿循环共同作用下,岩石弹性模量降低,残余应变和累积耗散能显著增加,表明在循环荷载作用下岩石内部微裂纹扩展加速,结构损伤显著。研究成果可为露天矿山环境下岩体劣化机制研究和矿山长期稳定运行提供一定的理论指导。

变角剪切作用下磷块岩力学响应机制及力学参数确定

凡奥奇, 王万禄, 李树建, 张　斌, 吴　浩,

2026, 55(7): 93.

摘要 ( 20 )

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剪切破坏是磷矿山岩体最常见的破坏类型之一,剪切角度对其破坏特征具有显著影响。选取昆阳磷矿二矿磷矿层的岩体制备系列标准岩样并进行了单轴压缩、巴西劈裂及变角剪切试验,研究了磷块岩的剪切角度对岩石力学特性和破坏模式的影响机制。根据室内试验得到的岩石基本力学参数,选取岩样的全应力—应变曲线峰值应力下降速率及岩样破坏时所释放的能量与峰前储存总能量的比值进行了岩石脆性评价,并确定了磷块岩体的基本力学参数。研究结果表明:① 随着剪切角度增加,法向应力、剪应力、岩石强度和峰值载荷逐渐递减,曲线各阶段区间呈现缩短趋势。破坏形态方面,剪切角度较小时,岩石发生拉剪混合破坏,岩块整体表现为破碎;剪切角度较大时,岩石只发生剪切破坏,破坏面较平整。② 磷块岩压剪破坏的剪应力—位移曲线可分为压实阶段、弹性阶段和塑性变形3 个阶段,与其单轴压缩的全应力—应变曲线变化过程类似且在同一剪应力水平时,试样因剪切角度不同所属的剪切变形阶段也不完全相同。③ 基于修正的RMR法确定GSI值并对H-B准则中经验参数确定方法进行了改进,据此对磷矿层的力学参数进行了估算。与传统的力学参数取值方法相比,该方法得到的力学参数更为准确且符合工程实际,为工程设计和施工提供了重要参考。

基于PFC^2D的含单个球状缺陷试件的轴向压缩力学特性及破坏特征

江东平, 李　梦, 冀雪龙, 王　春,

2026, 55(7): 103.

摘要 ( 20 )

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球形缺陷是岩体中的主要缺陷之一,其尺寸和空间分布对岩体的稳定性有重要影响。为研究球形缺陷对岩石力学特性、破裂演化过程及破坏特征的影响,采用PFC2D软件构建了含单个不同大小及不同位置球形缺陷的标准试件模型,并对其开展了单轴压缩模拟试验。对不含孔洞模型轴向压缩结果及不同条件下单孔洞模型轴压结果进行了对比分析。结果表明:孔洞位置对含单孔洞试件的峰值强度、破坏应变及裂纹扩展路径具有明显影响。当孔径为3 mm时,同一水平位置下,孔洞位于纵轴线附近的试件峰值应力高于偏离轴线位置的试件;当孔洞位于试件中心位置时,试件峰值应力最大。随着孔径由1 mm增大至5 mm,试件峰值强度总体降低。孔洞周边及受力端是裂纹萌生和扩展的主要区域,不同孔洞位置下试件表现出剪切破坏、拉伸破坏或剪拉复合破坏等形态;孔洞位于轴线附近时,裂纹萌生相对较晚,最终裂纹数量较多,破坏程度更明显。

基于双系数强度折减的边坡稳定性评估方法及应用

田益琳, 李　华, 巩瑞杰, 李万涛

2026, 55(7): 111.

摘要 ( 24 )

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边坡稳定性是露天矿山安全生产的重要保障,其有效维护对于防止滑坡、坍塌等灾害具有至关重要的意义。针对传统方法中利用单一参数进行评估难以全面反映其真实稳定性状态的不足,提出了一种双系数协同衰减的强度折减方法。首先,通过理论分析与数值模拟,识别出影响边坡稳定性的关键力学参数为黏聚力(c)与内摩擦角 (φ),弹性模量、泊松比及土体容重等参数的影响相对较弱。进一步分析表明,边坡安全系数与c和φ之间存在显著的非线性耦合关系。因此,在边坡稳定性评估中将边坡安全系数与黏聚力和内摩擦角相关联。在非均质坡中,采用有限元极限平衡法与传统强度折减法进行了对比计算。结果表明:双参数强度折减方法在边坡稳定性评估中具有较高的准确性。相比之下,极限平衡法和传统折减法在复杂边坡中的安全系数存在高估现象。最后,以司家营矿边坡为案例,建立了边坡安全系数与边坡位移之间的数学关系,进一步分析表明所提方法在提高评估精度方面具有显著优势。该方法可为露天矿山边坡稳定性分析提供更加可靠的技术支撑。

铁矿分选过程中的磁团聚机理与精选设备研究进展

袁致涛, 孙　芮, 孟庆有, 杜雨生, 刘新宇

2026, 55(7): 119.

摘要 ( 28 )

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磁选是分离磁性矿物与非磁性矿物的主要工艺,但磁选过程中普遍存在的磁团聚现象严重制约铁精矿质量的提升。为更好地呈现磁团聚的形成、解聚机理及相应精选设备的研究进展,本文综述了从双颗粒间到颗粒群间磁相互作用模型构建的历程,分析了通过优化磁场与施加外部竞争力实现磁团聚解聚的调控方法,并介绍了在此基础上研发的多磁极磁选机、磁聚机、磁选柱等典型精选设备。结果表明:双颗粒间磁相互作用模型基于磁荷假说、磁偶极子理论等,揭示了颗粒间作用力与粒度、磁场等因素的关系;颗粒群间磁相互作用模型进一步揭示了成链时间、团聚结构与演化规律;通过调控磁场方向与强度、引入复合力场可有效破坏磁团聚结构。工业实践证实,优化了磁系结构和构建了复合力场的精选设备能够显著提升铁精矿品位、降低杂质含量。未来应突破现有简化模型局限,建立基于真实矿浆特征和多力场复杂体系的数学模型,并探索风力场、振动力场等多物理场协同及智能化控制技术,研发适应性强、能耗低、分选指标稳定的精选设备,以实现复杂铁矿资源的高效分选。

典型氧化矿浮选体系中方解石抑制剂作用机理与研究进展

田言言, 卢　松, 孙　青, 陈　伟,

2026, 55(7): 130.

摘要 ( 24 )

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随着高品位易选矿资源日趋枯竭,低品位复杂氧化矿已成为钨、锡、氟等战略金属的重要来源。在典型氧化矿浮选体系中,方解石作为最常见的含钙脉石矿物,与白钨矿、锡石及萤石等目标矿物在晶体结构和表面Ca2+活性位点方面高度相似,导致浮选过程中捕收剂无选择性吸附严重、分离效率低下,高效、高选择性方解石抑制剂的开发成为提升氧化矿资源利用水平的关键。本文系统综述了典型氧化矿-方解石浮选体系的组元矿物界面特征与分离机理,重点分析了矿物表面结构趋同导致的选择性吸附难题。在此基础上,按化学组成与作用机制将方解石抑制剂分为无机抑制剂与有机抑制剂两大类,并进一步归纳其作用规律:无机抑制剂主要通过表面吸附成膜、离子络合及原位沉积等途径实现抑制,但普遍存在选择性欠缺与矿浆适应性不足的问题;有机抑制剂则依靠多齿配位、氢键及弱相互作用实现对Ca2+位点的定向识别,在选择性控制方面表现出更大优势,但受限于成本与结构可设计性不足。进一步地,本文从分子设计角度总结了抑制剂由经验筛选向结构调控驱动设计的发展趋势,指出官能团类型、空间排布及分子骨架拓扑结构是决定高选择性抑制剂设计的关键。最后,展望了未来研究可围绕分子结构精准设计、复杂体系选择性调控及绿色高效抑制剂开发等方向的研究前景,以期为氧化矿浮选药剂由经验型开发向机理驱动的理性设计转型提供参考。

攀西地区钒钛磁铁精矿的工艺矿物学研究

米宏成, 李丽匣, 胡厚勤, 张　春, 陈家宽, 王嘉琦, 褚　洋, 杨淑贤, 李思佑,

2026, 55(7): 140.

摘要 ( 24 )

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为揭示攀西地区钒钛磁铁精矿的工艺矿物学关键特征,指导选矿提质降杂与工艺优化,采用化学分析、 X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜-能量色散谱(SEM-EDS)及工艺矿物学参数自动测试系统(BPMA),系统研究该原料的化学成分、矿物组成、嵌布粒度、解离连生特征及Fe、Ti赋存规律。结果表明:试样TFe品位53.62%,TiO2 品位 12.49%,S含量1.10%;钛磁铁矿为绝对主导矿物,含量达86.35%,Fe、Ti在其中的分布率分别高达92.36%和 86.49%,是铁钛综合回收的核心载体。钛磁铁矿以细粒、微细粒嵌布为主,单体与富连生体合计占86.35%,整体解离条件良好;钛铁矿、榍石、磁黄铁矿等矿物含量低、粒度微细、解离度差,多与钛磁铁矿及钛闪石、绿泥石紧密连生。钛磁铁矿内部广泛发育钛铁矿固溶体分离结构,是铁精矿中TiO2 难以高效脱除的关键矿物学因素。研究明确了该矿石 “铁钛高度富集、微细粒嵌布、固溶体共生、复杂连生”的核心特性,为攀西同类钒钛磁铁精矿的提质降杂、精准分选及工艺流程优化提供了直接工艺矿物学依据。

祁东庙冲铁矿石工艺矿物学研究

曾庆隆, 覃世腾, 刘家才, 周力强, 唐志东, 高　鹏,

2026, 55(7): 148.

摘要 ( 30 )

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祁东庙冲铁矿是我国湖南省重要的铁矿资源,其铁矿物嵌布粒度微细、共生关系复杂,属于典型的高硅、低硫、中低磷的难选贫铁矿石,采用常规选别工艺难以获得较高的回收率。为寻求合理的分选技术路线,本文采用化学成分分析、物相分析、XRD、MLA及光学显微镜等分析方法,系统研究了矿石的化学组成、矿物组成、粒度分布、嵌布特征及铁元素赋存状态等工艺矿物学特性。结果表明:矿石TFe品位为27.02%,主要铁矿物为磁铁矿和赤铁矿, 含量分别为19.55%和13.14%,脉石矿物以石英、钾长石和钠长石为主。铁矿物嵌布粒度微细,磁铁矿与赤铁矿在-0.03 mm粒级中的分布率高达58.77%、72.11%,单体解离度低,仅为7.12%、3.68%,且与石英连生关系密切,连生程度高达45.86%、52.05%。此外,磁铁矿中普遍包裹微细粒石英与磷灰石,赤铁矿多呈片状、微细粒嵌布,进一步增加了解离难度。基于工艺矿物学研究成果,推荐采用磁选与磁化焙烧相结合的工艺流程,可为祁东庙冲铁矿石的高效利用提供参考。

西南某含锡高硫磁铁矿石的磁浮重联合工艺试验研究

张江龙, 孙贵爱, 叶献华, 陈　洲,

2026, 55(7): 155.

摘要 ( 26 )

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西南地区某矿区高硫磁铁矿中铁、硫品位分别为38.18%、3.34%,为查明该矿区矿石特性、确定合理的选矿工艺流程以解决铁精矿硫含量高的问题,在对该矿石展开工艺矿物学研究的基础上,进行了选矿工艺流程试验研究。结果表明:矿石中磁铁矿为主要铁矿物,其铁的分布率为75.25%,其次为赤/褐铁矿,铁分布率为14.85%,金属硫化矿物主要为磁黄铁矿,其中铁的分布率为5.45%;锡矿物含量约0.10%且呈微细粒嵌布,回收难度大;主要目的矿物磁铁矿在-0.074 mm粒级分布率约60%,主要脉石矿物云母、长石等则主要分布在+0.074 mm粒级,嵌布粒度差有利于通过预处理实现抛尾,但磁铁矿与脉石矿物嵌布关系紧密,增加了磨选时的解离难度;选矿试验最终确立了 “粗粒湿式磁选抛尾—分段磨矿、磁选铁—浮选脱硫”的合理工艺流程,获得铁精矿产率37.37%、铁品位68.24%、硫品位0.13%、铁回收率66.74%,铁精矿硫含量低于0.40%,实现了有效脱硫及铁资源的高效回收。此外,对矿石中的锡进行了回收探索试验,得到了锡品位16.85%的锡精矿产品,兼顾了伴生锡资源的综合回收潜力。

新疆某复杂金矿重选—浮选联合工艺试验研究

唐玲彪, 王　祯, 赵前飞, 苏万众, 王亚坤, 刘　杰, 常天骄,

2026, 55(7): 163.

摘要 ( 20 )

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针对易处理金矿资源锐减的现状,研发低品位、含砷含硫复杂金矿的高效分选技术尤为关键。本文以新疆某复杂金矿为研究对象,对其工艺矿物学特性进行了系统研究,在此基础上,开展了尼尔森重选与浮选相结合的联合工艺试验研究。研究表明:原矿金品位为2.31 g/t,其中包裹金分布率达63.16%,主要赋存于毒砂、黄铁矿和石英矿物中;通过系统的条件试验优化,得出最佳重选操作参数:磨矿细度-0.074 mm粒级占60%、重力加速度90 G、冲洗水量5 L/min,可使重选精矿的金品位和回收率分别达到18.60 g/t与56.78%;在采用1次粗选、2次精选及3次扫选的闭路浮选工艺流程处理重选尾矿后,所得精矿的金品位为17.20 g/t,回收率为41.61%。该联合工艺为同类复杂金矿资源的高效开发提供了可行的技术方案。

强磁选—浮选梯度分离铜钼工艺研究

卜显忠, 孟　勐, 薛　浩, 朱纪朋, 平晓朵, 张荥斐, 薛季玮, 张崇辉,

2026, 55(7): 170.

摘要 ( 14 )

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针对黄铜矿与辉钼矿可浮性相近导致传统“抑铜浮钼”工艺分离效率低、药剂成本高且环境污染严重的问题,本文基于二者显著的磁性差异,以河南栾川某选厂铜品位0.39%、钼品位6.94%的铜钼混合精矿为研究对象, 提出了“高梯度磁选预富集—浮选分离”联合工艺。通过工艺矿物学分析、磁选单因素条件试验及磁选—浮选联合流程试验,确定了最优工艺参数,并进行了全流程闭路试验。结果表明:在给矿浓度20%、背景磁感应强度1.6 T、脉动冲次100 r/min、水流速度2.0 L/min的最优条件下,1次磁选可获得铜品位1.03%、回收率78.65%的磁性产品及钼品位7.53%、回收率79.62%的非磁性产品,实现了铜钼矿物的有效预分离;闭路试验最终获得铜品位7.21%、铜回收率 52.61%的铜精矿,以及钼品位47.67%、钼回收率86.56%、铜含量仅0.11%的钼精矿。该联合工艺显著降低了后续浮选药剂用量,实现了铜钼的高效分离,为微细粒嵌布铜钼共生矿的绿色分选提供了可行技术路径。

菱镁矿悬浮煅烧热分解过程的反应动力学研究

李鹏俊, 李艳军, 袁　帅, 白丽梅, 王余莲, 姚　金,

2026, 55(7): 177.

摘要 ( 10 )

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为探究细粒菱镁矿在悬浮态下的热分解反应机理,并为悬浮煅烧工艺优化提供理论依据,本研究采用气相组成在线分析系统对细粒菱镁矿热分解过程中的反应动力学进行了深入研究。结果表明,随着温度升高,菱镁矿颗粒反应速率的峰值逐渐升高,并且达到峰值的时间明显缩短。不同粒度的菱镁矿反应分数和反应速率有着相似的变化趋势。积分法分析表明,-325目含量占60%的菱镁矿颗粒在低温下的热分解反应动力学符合G(α) =1-(1-α)1/3模型,其表观活化能为87.04 kJ/mol;在高温条件下反应动力学模型为G(α) =[1-(1-α)1/3]2,其表观活化能为72.08 kJ/mol;粒度为-325目含量90%的菱镁矿颗粒在低温和高温条件下的热分解反应动力学均符合G(α) = 1-(1-α)1/3模型,反应活化能分别为107.58 kJ/mol和76.79 kJ/mol。不同条件下菱镁矿热分解反应动力学模型存在差异,本质是界面化学反应速率与产物CO2 扩散速率竞争的结果,受温度和粒度共同调控;随着粒度的增大,菱镁矿热分解反应控制机理由界面化学反应控制向颗粒内扩散控制转变。

大直径导向孔预裂爆破孔间距优化研究

师强强, 张　磊, 崔正荣, 朱星星,

2026, 55(7): 185.

摘要 ( 10 )

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预裂爆破时大直径导向孔对孔间裂纹的产生和扩展具有明显的导向作用,应用该技术时孔间距是影响爆破效果的重要参数。为确定大直径导向孔预裂爆破的最优孔间距,建立了装药孔直径为120 mm,导向孔直径为 165 mm,孔间距分别为1.3、1.1、0.9、0.7 m 4组工况条件下的数值计算模型。数值模拟结果显示:在应力波发生叠加后导向孔附近产生高应力区域,且随着孔间距减小,高应力范围及最大等效应力值逐渐增大,炮孔连心线上的损伤值和范围也在不断增大。当孔间距小于0.9 m时孔间裂纹较多,裂纹损伤值大于0.5,此时各测点的应力峰值均已超过岩石的动态抗拉强度,炮孔连心线上可以形成贯通的裂缝。为进一步验证数值模拟结果的准确性,开展了爆破试验。结果表明:当孔间距小于0.9 m时,爆破后半壁孔孔痕率超过90%,不平整度小于15 cm。当孔间距从1.1 m减小到 0.9 m时,爆破振动速度降幅最为明显,平均降幅达到14.1%,说明孔间距为0.9 m时相邻预裂孔间裂缝充分贯通,产生了良好的减振效果,为大直径导向孔预裂爆破设计提供了依据。

径向偏心不耦合装药下围岩爆破裂隙范围研究

王祖海, 沙　明, 张　洋, 李俊庆, 陈嘉骏,

2026, 55(7): 193.

摘要 ( 9 )

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岩体爆破开挖极易造成炮孔附近围岩扰动,引发地下涌水和围岩坍塌。现有理论大多基于同心装药, 即认为药卷中心位于炮孔中心处。然而不耦合装药结构因重力作用致使药卷中心存在偏移,继续采用同心爆破理论将与实际工况存在偏差。径向偏心不耦合装药结构采用同心装药理论分析往往造成岩体超挖、欠挖等现象出现,严重时可能导致初支外围岩坍塌,存在重大安全隐患。在围岩爆破压碎和起裂过程中考虑径向压应力和环向拉应力的共同作用,进而推导出偏心不耦合装药结构岩石裂隙的扩展范围,并采用现有理论和基于Johnson-Holmquist-Ⅱ (JH 2) 岩石材料本构模型所建立的单孔不耦合装药三维数值试验模型进行了对比分析验证。研究表明:本研究方法与现有理论和数值仿真所得裂隙半径吻合良好,可以验证其有效性;偏心不耦合装药的裂隙偏心分布效应随药卷直径增大而减小;应力偏心分布与裂隙偏心分布具有一致的变化趋势,但其主要存在于爆炸前期(即t≤400 μs),爆炸后期 (即t>400 μs)的应力偏心现象明显减弱。采用本研究方法可有效评估岩体爆破致裂的偏心分布范围,并为炮孔方案设计提供理论指导。

陕西某白钨矿选厂摇床精矿接取系统智能化升级

王恩祥, 李　强, 阮顺领, 巩云潇, 宛　鹤,

2026, 55(7): 202.

摘要 ( 7 )

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在白钨重选流程中,摇床承担中细粒级物料精选作业,精矿接取作为末端输出环节对床面矿带漂移高度敏感。受给矿波动与多台并行运行影响,基于人工巡检的接取方式难以实现连续、客观的过程感知,易产生响应滞后与操作一致性不足,从而引发回收率与品位的显著波动。为此,本文在不改变原有工艺流程、设备结构及摇床运行参数的前提下,构建了视觉引导的智能精矿接取系统,由图像采集、视觉识别、接矿装置自动对准与集中监控四个单元组成,形成面向精矿接取的感知—执行闭环。同时,提出以“精矿接取状态”作为运行稳定性的工程代理变量,建立状态分类与无人值守判据,实现多台摇床接取状态的在线感知与集中展示。工业试验结果表明,智能接取的精选回收率为92.43%±1.35%(CV 为1.46%),显著优于人工接取的69.89%±13.96%(CV 为19.98%);自动相对手动的回收率增益为10.34~50.25个百分点,平均提升22.54个百分点。与此同时,智能接取降低了品位波动(CV 由4.09%降至1.71%)。结合24 h矿带位置偏移时间序列,进一步揭示矿带漂移具有短时间尺度的高频波动与突发偏移特征,从过程证据层面支撑了实时对准的必要性。该研究为白钨重选流程中摇床精矿接取环节的智能化升级与运行管理优化提供了可实施的工程路径。

基于DEM的立式棒条搅拌磨转速和充填率对介质碰撞规律影响研究

夏　青, 吴　季, 吴彩斌, 方　鑫, 王祥洪, 廖宁宁,

2026, 55(7): 210.

摘要 ( 7 )

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在金属矿山细磨领域,立式搅拌磨机是一种高效节能装备,其中磨机转速和介质充填率是立式搅拌磨机磨矿性能影响的关键因素。本文采用离散元法(DEM)系统开展转速、充填率对立式棒条搅拌磨机中瓷球介质的碰撞规律影响研究。结果表明:立式棒条搅拌磨机工况下,瓷球碰撞的切向能量损失远大于法向能量损失,破碎方式由磨剥主导。转速、充填率与能量损失均符合幂函数关系且呈正相关;转速与碰撞次数符合GaussMod函数关系,充填率与碰撞次数符合线性关系且呈正相关。结合模拟数据与设备结构分析发现,垂直等距分布的棒条受层间距约束,其对介质的作用呈非均匀性,导致介质运动轨迹等研究需追踪筒体内不同高度的特征介质颗粒以替代整体介质群。

基于改进YOLOv5的矿物吨袋识别与抓取系统设计

张建华, 梁忠楠, 倪红强,

2026, 55(7): 218.

摘要 ( 7 )

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为实现矿物装卸作业的自动化与智能化,研发了一种基于改进YOLOv5算法的吨袋识别与抓取系统。该系统通过在装卸区域部署高清摄像头,实时检测矿物吨袋及其把手位置,并驱动机械臂完成自主、精准的抓取与卸车作业,从而有效提升装卸效率与作业安全性。首先,为增强模型在真实工业场景中的适应性,构建了自制的吨袋图像数据集,包含不同光照条件与拍摄角度,重点增加了昏暗光照与偏转视角等挑战性场景的样本。其次,在YOLOv5 中引入GhostNet模块,以优化网络结构并提升计算效率。试验结果表明:相对于原始YOLOv5模型,改进的YOLOv5 模型在识别性能上具有优势,尤其在数据增强后,其预测时间的中位数与方差分别降低了2.86%和19.54%,显示出更优的推理速度与稳定性。所设计的基于改进YOLOv5的矿物吨袋识别与抓取系统能够实现吨袋目标的自动识别、定位与抓取,验证了该系统在矿物吨袋自动卸车任务中的可行性和有效性。

矿井韧性风网:概念、提升方法与展望

高　科, 袁可一,

2026, 55(7): 226.

摘要 ( 36 )

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面向深部矿产资源高效开发与智能矿山建设的实际需求,针对矿井通风系统在采掘扰动、网络结构持续演化和多灾害耦合作用下存在的感知信息不足、失稳识别滞后、协同调控能力不足以及灾后恢复机制薄弱等问题, 结合团队在矿井通风网络解算、灾害防控与智能通风方面的研究积累,在综述相关研究进展的基础上提出了“矿井韧性风网”概念。围绕矿井通风系统在扰动与灾变条件下维持关键供风功能、抵御性能退化并实现恢复优化的目标,将矿井韧性风网的能力特征概括为感知力、协同力、应变力、防御力、恢复力和学习力6个能力维度。进一步从矿井韧性风网中实时感知与参数重构、失稳分级识别、韧性风网建模、韧性风网评估和韧性风网调控提升5个研究环节,系统梳理了矿井韧性风网在常态、灾前、灾中和灾后不同阶段的关键问题、研究内容及实现方法路径。并从监测感知、状态分级识别、演化建模、评估体系建立和调控优化等方面展望了矿井韧性风网未来研究方向,可为矿井通风系统风险识别、状态表征、调控优化及灾后恢复研究提供理论参考。

掘进巷道瞬时爆破炮烟扩散规律研究

李晓健, 贾敏涛, 李　刚, 周　伟, 吴冷峻, 赵　旭,

2026, 55(7): 235.

摘要 ( 10 )

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为掌握巷道爆破后炮烟浓度分布特征及扩散规律,优化通风防尘设计,以某矿主巷长掘进巷道为研究对象,基于气固两相流理论,利用CFD方法对巷道瞬时爆破后的压力、速度、温度及炮烟浓度分布规律进行了数值模拟研究,并结合现场实测数据进行了对比分析。研究结果表明:① 冲击波在巷道内往复运动,压力曲线随着时间增加呈波动式衰减,瞬时最大压力可达115 kPa,巷道内压力波衰减至常压仅需25~30 s,巷道内压力最终呈现上高下低分布。② 巷道内温度整体呈现上升—下降—趋于平稳趋势,巷道爆破面附近最高温度可达1 200 ℃,温降速率达到4~5 ℃/s。③ 巷道内毒害气体体积分数分布为NO2 >CO>SO2 >NH3 ,体积分数均呈先上升后降低特征,紧贴着巷道拱顶前移,达到稳定时平均扩散速度为4~6 m/s。④ 掘进巷道内CO毒害气体达到安全浓度至少需要35 min,巷道侧墙安装抽出式或者压抽混合式通风设备,可加快毒害气体扩散。研究结果可为井下独头掘进毒害气体高效防治提供借鉴。

高峰矿独头巷道通风降温参数优选及现场应用

黄世顶, 刘　尧, 邓红卫, 余汝海, 朱龙辉, 郁新国,

2026, 55(7): 243.

摘要 ( 8 )

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针对高峰矿深部开采区域掘进工作面的高温问题,矿山拟采用局部通风方式对其进行降温。在进行通风降温之前,需要选取合适的通风降温参数确保工作面能够实现良好的降温效果。采用数值分析与现场试验相结合的方式,设计了包含不同风筒直径、送风温度、送风速度和风流进口与工作面距离等通风参数的正交试验。通过数值模拟计算分析出独头巷道区域在不同通风参数下的降温效果,并利用极差分析方法优选出最佳通风降温参数。在此基础上进行了现场试验,并将现场实测的巷道空气温度与数值模拟计算结果进行了对比分析。结果表明:不同通风方案下的独头巷道内空气温度均有明显降低,且巷道围岩温度呈现出阶梯状的分布特征。出风口平均温度和巷道内空气的平均温度均随着时间步数叠加逐渐降低。最佳通风降温参数设计为:风筒直径600 mm、送风温度18 ℃、送风速度6 m/s和风流进口与工作面距离20 m。基于最优通风参数的现场试验实测结果与数值分析结果较为接近,相对误差不超过10%,说明采用数值分析方法能够为矿山独头巷道降温提供可靠的理论依据。

基于现场与室内试验的豫西上寒武统含水层宏 —微观特征研究

王晓晨, 刘晓攀, 姜春露, 王建合, 王　礼, 陈彦昭, 林杰慧,

2026, 55(7): 250.

摘要 ( 9 )

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孔隙、裂隙等结构发育特征是含水层渗透性的决定性因素,并影响岩层完整性、密度及强度等物理力学性质。以豫西梁北矿上寒武统为例,综合采用岩心编录、钻孔测井、水文地质试验、扫描电镜和核磁共振测试等手段, 研究并揭示了该段含水层的宏观和微观结构特征。结果显示:① 测井响应方面,岩层自然伽马偏低,侧向电阻率、补偿密度和补偿声波偏高,测井曲线变化平稳,超声波图像显示钻孔宏观裂隙发育较少;② 水文地质参数方面,含水层渗透系数低于n×10-3 m/d,属微透水级别,示踪试验测得地下水平均流速为0.038 m/d,相比于其他地区太灰、奥灰和寒灰含水层地下水流速偏小;③ 孔隙结构方面,孔隙度为1.50%~9.46%,总体偏低,多数样品以小于2 μm的中小孔为主,仅少数发育2~20 μm的大孔及微裂隙。宏观与微观测试结果共同表明:研究区上寒武统岩层岩性较均匀,结构较为致密,孔隙和裂隙较不发育,渗透性低,地下水流速小。研究结果可为该矿上寒武统含水层水文地质条件评价提供技术依据,对于类似区域含水层结构特征研究也有一定的借鉴意义。

基于DE-GWO与特征融合的矿井充水水源判别模型

石福泰, 王强华, 马良慧, 韩　进, 郑有东, 范志伟, 李培根,

2026, 55(7): 260.

摘要 ( 8 )

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针对目前矿井充水水源判别模型存在的特征提取不充分、模型参数优化不足、非线性数据处理能力差等问题,提出了一种基于差分进化—灰狼优化算法(Differential Evolution-Grey Wolf Optimizer,DE-GWO)与特征融合的矿井充水水源判别模型。该模型首先利用核主成分分析(Kernel Principal Component Analysis,KPCA)法对矿井充水水源的高维非线性水化学特征进行降维融合,消除特征冗余并保留关键信息。然后通过DE-GWO算法自适应寻优确定支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的惩罚因子和核函数参数,避免人工调参的局限性,实现特征在核空间中的深度非线性融合与分类。最后将降维融合后的特征输入经DE-GWO算法优化后的SVM模型中,构建出矿井充水水源判别模型。测试结果表明:在钱营孜煤矿应用中,模型的判别准确率能够达到99.4%,判别耗时最短为0.97 s;并且在30 dB高斯噪声、样本缺失20%和特征扰动±10%的干扰条件下,模型均方根误差分别为0.031、0.032和0.031, 均低于0.1,表现出优异的抗干扰能力和稳定性,能够实现对大气降水、地表水、地下水和老空水4类水源的准确判别。研究反映出,该模型能够快速准确地对矿井充水水源进行判别,为矿井突水水源的快速识别和防治决策提供了可靠的技术手段。

地面γ能谱测量在东乡火山盆地找矿中的应用效果分析

熊　建, 钟鹏飞, 韦金文

2026, 55(7): 267.

摘要 ( 8 )

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东乡火山盆地地处赣杭铀成矿带中段、钦杭多金属成矿带东段,成矿地质条件优越,铀多金属矿化发育,区域找矿潜力显著。当前新一轮找矿突破战略行动对该区高效精准找矿提出迫切需求,如何依托有效物探手段明确放射性元素场特征与矿化的耦合关系、提升找矿预测效率与精度,是该区面临的关键工程技术问题。本研究旨在阐明地面γ能谱测量在东乡火山盆地铀多金属矿找矿中的适用性与应用效果,为区域找矿部署提供技术支撑。通过系统获取研究区铀、钾等放射性元素数据,重点解析放射性元素异常分布规律;通过对比异常空间展布与已知矿化、围岩蚀变的对应关系,总结元素场特征与铀多金属成矿的内在联系,实现找矿靶区优选。该方法在区域火山岩型铀多金属矿找矿中形成了针对性的应用思路,研究表明:① 铀异常晕与地表铀多金属矿化空间耦合度高,可有效圈定矿质富集部位;② 钾含量梯度带与近矿围岩蚀变发育区高度吻合,能够识别成矿有利地质环境;③ 铀异常晕与钾含量梯度带组合形成的综合异常,与铀多金属矿体匹配性良好,可显著缩小找矿靶区。综合圈定骑龙庙—上坊艾、查林—船岭为下一步重点找矿地段,证实地面γ能谱测量在东乡火山盆地具备良好找矿效果,可为同类型火山岩型铀多金属矿勘查提供方法借鉴。

融合3DMine与BIM的矿区三维地质建模方法

金翠叶, 莎茹拉, 马雪俐, 宋开瑞

2026, 55(7): 277.

摘要 ( 6 )

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矿区三维地质模型在矿产资源勘探开发中,对刻画矿床结构、优化开采方案及提升资源利用率起到关键作用。为提高矿区三维模型精度,融合3DMine与建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM),提出了一种矿区三维地质建模方法。首先通过地质数据库建立、DTM构建、矿区实体模型与块体模型生成等流程完成3DMine建模,并利用数据格式转换和信息分类存储等流程完成BIM建模。然后通过开发数据交互接口和信息关联技术,实现 3DMine与BIM建模结果的有机集成,最终实现多源信息耦合的三维建模。试验表明:选取的6个典型截面中,矿区实体模型水平方向轮廓拟合平均误差集中于0.25~0.34 m,其中起伏地形区域误差为0.29~0.34 m,平坦区域误差低至 0.25~0.29 m;高程方向平均误差为0.29~0.37 m,起伏区因地形曲率大导致误差提高至0.35~0.37 m,但整体控制在 0.4 m以内。试验结果验证了3DMine与BIM集成建模方法的可靠性,其水平方向精度满足矿山工程矿体边界定位要求,高程误差规律符合离散数据插值特性。研究成果能够为矿山生产规划、开采设计以及资源管理等提供直观、准确且多信息集成的数据支持,有助于提升矿山生产管理的效率与科学性。

基于随机森林点云分割的露天矿台阶线提取方法

蒲章鹏, 赵中华, 陈　鹏, 赵旭阳, 许洪亮,

2026, 55(7): 283.

摘要 ( 3 )

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针对露天矿台阶线提取存在操作繁琐、精度差等突出问题,提出了一种基于随机森林点云分割的露天矿台阶线提取方法,形成了“多尺度特征提取—随机森林点云分类—Alpha Shapes边缘检测—B样条曲线拟合”的集成技术框架。首先,引入多尺度特征提取方法,以 0.5、1、2、5 m为邻域半径,同步计算高程差异特征(极差、标准差、偏斜度、粗糙度)与法向量差异特征;其次,采用随机森林分类模型进行矿区点云分类,实现平盘点云与坡面点云的精准分割;进一步,结合Alpha Shapes算法实现平盘点云边缘点的有效提取;最后,采用三次B样条曲线实现平盘点云离散边缘点到连续平滑台阶线的数学重构。以河南栾川南泥湖钼矿为研究区,基于无人机激光雷达点云数据对所提方法进行了试验验证。结果表明:该方法提取台阶线的精度p达到92.15%,平均最近邻距离误差f不超过9.24 cm,显著优于剖面投影法(p=81.95%、 f=34.25 cm),曲率滤波+ Hough变换法(p=84.33%、 f=41.24 cm)以及深度学习方法PointNet++(p=83.43%、 f=27.32 cm)。研究反映出,该方法具备较强的鲁棒性与工程适用性,不仅能为类似复杂地形下的边界提取提供技术参考,还可为矿区地形图制作、边界开采规划与智慧矿山技术路线构建提供支持。

浅埋深煤层开采地表裂缝无人机影像自动检测方法

张瑞玲, 孙　彬, 任辰锋, 林云浩, 孙　超, 江　昊, 许志华,

2026, 55(7): 291.

摘要 ( 5 )

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浅埋深煤层开采导致地表沉陷与变形严重,易诱发地表裂缝并增加采空区遗煤自燃和雨季涌水等灾害风险,严重威胁了矿山生产安全。当前矿区地表裂缝检测主要依赖人工巡检,存在劳动强度大、可达性差、检测效率低等问题,难以满足复杂地形下的快速监测需求。基于无人机低空遥感影像,提出了矿区采动地裂缝的自动化检测流程,并通过深度学习目标检测模型实现了高效识别。以内蒙古黄玉川煤矿12407和22603工作面为例,采集了高分辨率无人机影像,并选取YOLOv8、YOLOv10以及YOLOv9系列中的YOLOv9和GELAN共4种典型目标检测模型进行系统性对比与性能评估。通过统一数据集的训练与验证,分析了不同模型在检测精度、召回率及推理速度等方面的性能表现,进而评估了其在浅埋深煤层采动裂缝检测中的适用性。结果表明:YOLO系列模型对该矿区的采动地表裂缝检测效果良好,mAP_0.5超过70.4%,其中,YOLOv10模型在矿区地表裂缝的检测精度和速度之间达到了最佳平衡, 可作为浅埋深煤层开采地表裂缝自动化检测的最佳选择。研究成果可为内蒙古、陕西、新疆等干旱半干旱地区浅埋深煤层开采地表地裂缝无人机遥感自动化检测提供科学依据,并为采动灾害智能化监测与防治提供实践基础。

基于动态平衡和多尺度融合的隧道点云语义分割方法

贾晓彤, 赵　岩, 王　奭,

2026, 55(7): 298.

摘要 ( 3 )

PDF (2136KB) ( 1 )

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现有方法在处理隧道衬砌裂缝、渗水等小目标类别时精度不足,且难以有效提取不同尺度下的空间特征信息。提出了一种基于动态平衡和多尺度融合的隧道点云语义分割方法,旨在解决隧道点云数据中类别分布不均衡和几何特征多尺度变化的问题。首先提出多尺度特征融合模块,通过并行卷积分支提取不同感受野下的局部—全局特征,并利用注意力机制自适应融合多尺度特征。其次,设计了动态平衡损失函数,根据类别样本数量和分割难度自适应调整各类别权重,缓解类别不平衡问题。在自建隧道点云数据集上的试验表明:相对于PointNet++、CNN、GNN 和Transformer等多种语义分割方法,所提方法在交并比(Intersection over Union,IoU)指标上最大提高了4.3个百分点,达到96.8%,在关键小目标类别如裂缝和渗水上的IoU分别提升了6.2个百分点和9.8个百分点,分别达到 98.5%和95.3%。对于面积小于0.1 m2的缺陷目标,检测准确率高达98%。相应地,该方法F1-score分别达到0.92 和0.89,明显优于其他方法。该方法为隧道结构病害智能检测提供了新的技术方案,对于确保隧道运营安全具有重要意义。

不同预处理黄金尾砂对混凝土性能的影响

张旭强, 杨　晶,

2026, 55(7): 305.

摘要 ( 5 )

PDF (1855KB) ( 3 )

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为实现黄金尾砂(GTs)的大宗化、高附加值资源化利用,并规避传统干燥预处理带来的高能耗问题,本研究提出采用预湿GTs等量替代粉煤灰制备普通混凝土。通过设计基准组、干燥GTs组、干燥GTs+补偿水组及预湿 GTs组4组配合比(水胶比0.29),系统比较了3种GTs处理方式对混凝土新拌性能、力学性能、自收缩、抗氯离子渗透性及微观结构的影响,并结合XRD、TGA、纳米压痕等手段揭示其内养护作用机制。结果表明,预湿GTs组(GT-p) 在3 d、7 d和28 d的抗压强度较基准组分别提高6.4%、8.8%和9.0%,28 d自收缩降低15.8%,电通量降低4.6%,且孔隙结构显著细化(有害孔减少、凝胶孔增多),微观弹性模量提升12.40%。机理分析证实,预湿GTs(12 h吸水率 20.1%)在水泥水化过程中持续释放水分,维持浆体较高内部相对湿度,有效缓解自干燥效应,促进水化产物生成与 C-S-H凝胶沉积,从而优化界面过渡区与基体密实度。同时,GT-p组在生态效率与成本效益方面均为最优,兼顾了环境与经济效益。综上,预湿GTs替代粉煤灰制备混凝土是一种兼具高性能、低成本和绿色低碳特征的技术路径,为 GTs的大宗资源化利用提供了可靠的理论依据与工程参考。

铁尾矿植被混凝土水稳性与抗雨水侵蚀性优化配比研究

陈秀峰, 李富平, 夏　冬,

2026, 55(7): 314.

摘要 ( 4 )

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为实现铁尾矿与农业固废的综合利用,达到“利废恢复”的目的,以铁尾矿为基础材料,辅以水泥、植物纤维、保水剂、有机填充料、有机肥、矿区表土等材料,采用L9 (34)正交试验配制植被混凝土,并在植物适宜性、速效养分含量满足植物正常生长的条件下,对其耐崩解性、吸水性、保水性、中雨与暴雨条件下抗侵蚀性开展了系统的研究工作。结果表明:养护时间、水泥、植物纤维掺量是影响植被混凝土耐崩解性的关键因素,随着养护时间的延长,植被混凝土耐崩解性显著提高;第3、5、6、7、8组植被混凝土的饱和吸水率均大于6%,且自然风干7 d后含水率均不低于其饱和含水率的60%,其饱和吸水率和持水能力可满足矿区边坡生态修复工程对植被混凝土的基本要求;在成分构成相同的情况下,随着降雨强度和降雨历时的增加,坡面侵蚀量呈递增趋势;随着水泥和植物纤维含量的增加,植被混凝土抗雨水侵蚀能力增强,而随着保水剂含量的增加,其抗雨水侵蚀能力下降。在同时较好满足植物适宜性、耐崩解性、吸水性与持水能力、速效养分含量,以及中雨、暴雨条件下基材抗雨水侵蚀性等指标的前提下,优选配比3和配比5为矿山边坡植被混凝土的备选方案。

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