2025年第2期目录
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    矿山设备
  • 颜武刚,王锋,代建龙,尹千才,未崴,李智勇,刘友林
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    【目的】浅孔留矿法是我国开采薄矿脉的主要方法,但由于人工浅孔留矿法开采存在贫化率高等问题,越来越限制其使用。针对国内急倾斜薄矿脉采用留矿采矿法开采存在机械化程度低、劳动强度大、采场生产能力小、综合作业成本高及安全风险高等问题,研发适应狭小空间的微型凿岩台车等装备,进行采矿方法的优化,进而实现急倾斜薄矿脉留矿法开采的机械化。【方法】通过对采场结构参数、回采工艺过程的研究,研制微型凿岩、撬毛台车,以机械化采矿装备替代人工进行开采作业,实现减人增效。【结果】通过视距遥控实现机械化凿岩、撬毛作业,将采幅控制在1.2m,减少贫化损失,作业人员减少50%以上。【结论】本文提出的急倾斜薄矿脉微型机械化留矿法强化开采工艺开采对我国薄矿脉实现机械化开采具有较好的借鉴参考意义。
  • 采矿工程
  • 张素平,陈剑,李进华,冯轶,陶子豪
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:为了探究不同轴围压作用下胶结充填体材料对爆破荷载的响应特征,方法:对水泥含量180kg/m3,质量浓度为72%的胶结充填体材料开展了不同轴围压下的三维动静组合冲击试验。结果:实验结果表明:动态入射能量80%以上被反射,仅有不到10%能量穿过试件,用于试件发生形变破坏的能量较少;试件的动态强度峰值受轴围压影响较大,呈现出先增加后减小趋势;在破坏模式上,轴围压的作用,使试件破坏以拉伸破坏为主,破坏面与荷载作用方向垂直。意义:研究成果为井下胶结充填体材料配比以及稳定性研究提供理论基础。
  • 安全工程
  • 孙少华,何妍,杨校礼
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:针对湖南省某尾矿库工程排洪与消能的特殊需求,设计了侧向布置的局部阶梯式溢流堰,方法:基于理论分析,对该新式堰的堰型特征展开研究,并通过物理模型试验研究其过流能力、水流流态、流速及时均压力分布等水力特性。结果:研究结果表明,此新型局部阶梯式溢流堰能同时满足过流能力和消能要求,在进口侧设置导流墩、堰上采用收缩式布置可调整水流结构,并有效减免折冲水流及水翅等恶劣流态危害。意义:该局部阶梯式溢流堰可为类似工程布置提供参考。
  • 综述
  • 王军,王晓东,黄忠正,董青山,彭苏萍,邹冠贵,佘佳生,韩成阳
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    本文系统总结了宁东矿区三维地震勘探技术的发展情况,为矿区煤炭资源的开发利用提供技术支持。从三维地震采集、处理和解释三个方面入手,详细介绍了各技术环节的发展历程和最新进展。在采集方面,采用宽方位的5m×5m小面元尺寸、高覆盖次数方法;在处理方面,应用高精度地表静校正、叠前噪声压制、振幅补偿、反褶积、叠前时间偏移等技术;在解释方面,从传统解释发展到多属性解释、人工智能解释等新技术。经过近20年的发展,然而,三维地震技术在宁东矿区的应用仍需在采集参数优化、高精度处理、智能解释等方面继续提升。三维地震技术在宁东矿区的应用取得了显著进步,提高了煤田小断层识别精度,优化了采集参数,提高了处理效果和解释精度。三维地震技术的不断进步,为矿区煤炭资源的精准化、透明化开发提供了有力技术支持,对保障矿区煤炭安全高效生产具有重要意义。提出了采集参数优化、高精度处理和智能解释等作为未来三维地震技术发展的重点方向。
  • 采矿工程
  • 张建伟,李宇泽,吕镇,钱俊,唐宇韬,徐文强,于清军,王春来
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:针对红岭铅锌矿6111矿柱采场岩性条件破碎、构造发育、钻孔塌孔难以成型等技术难题,为满足破碎围岩矿体采矿方法科学优选要求和高效回采6111矿柱,本文提出了三种不同的矿柱回采方案。方法:通过Mathews稳定性图解法对红岭铅锌矿采空区围岩稳定性进行分析评价,揭示采空区应力分布规律,并计算稳定区、过渡区和崩落区的水力半径,最终得到这3个区间每个的水力半径取值范围。结果:计算三个回采方案的水力半径,依次分析其安全性,可知方案Ⅰ最安全,方案Ⅱ次之,而方案Ⅲ安全性较差。综合安全性、生产能力、技术难点和灵活性等四个方面,对3个矿柱回采方案进行优选。结论:方案Ⅰ上向进路分层充填法是最优回采方案。意义:该研究为红岭铅锌矿的采矿方法选择提供了参考,并在同类复杂矿体的开采中积累了经验。
  • 岩石力学
  • 王炯,许景阳,何文璇,王思语,漆容之,韩静
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    以研究恒阻单元加锚岩体单轴压缩力学特征为目的,以砂岩为研究对象,设计制作了具有恒阻特性的恒阻单元,进行加锚岩体的单轴压缩试验。利用液压伺服试验系统等,进行不同加锚形式(无锚、普通锚索加锚岩体、恒阻单元加锚岩体),对加锚岩体的强度、变形破坏特征、声发射信号特征和水平位移参数对比研究。分析了不同加锚情况下的岩石试件加载过程中应力-应变关系和破坏特征,并对全过程的声发射信号和散斑图像进行采集并分析。结果:试验结果表明:恒阻单元加锚砂岩的单轴抗压强度明显高于无锚和普通锚索加锚岩体。通过对试验现象分析,可知恒阻单元提高了岩石强度、减小了破坏程度、控制变形和延缓了峰后岩石失稳破坏,在对岩石支护方面发挥着重要作用。基于此况,恒阻大变形锚索加锚岩体的力学特性研究具有十分重要的意义,为恒阻大变形锚索在深部支护设计中提供理论参考。
  • 矿山地质
  • 徐云峰,秦宇龙,熊昌利,廖芝华,马志磊,詹涵钰,吴建亮
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    四川瓦多-龙古地区大地构造位于松潘-甘孜造山带东部巴颜喀拉地块,成矿区带属于石渠-雅江Li-Be-Au-Pb-Zn-Sn成矿带内(Ⅳ-11)。目的:为了研究四川瓦多-龙古地区水系沉积物地球化学特征及其对找矿潜力和找矿方向的指示,。方法:本文在详细阐述区域成矿地质背景及地质特征基础上,系统分析了1∶5万水系沉积物测量Sn、W、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As、Sb、Hg、TFe、Co、Ni、Mn、Li、Be、Nb、Ta 、Rb、Cs、Sr等23个元素地球化学分布规律与组合特征。结果:研究区主要异常成矿元素为Li、Be,次要异常成矿元素为Pb、Zn、Au、Ag、W、Sn。Li-Be-Nb、Pb-Zn-Ag、Cu-As-Sb元素具有较好的组合相关性。Li-Be-Nb为稀散成矿元素,表现出伟晶岩的成矿专属性;Pb-Zn-Ag为亲硫成矿元素,在许多热液型硫化物矿床中共生。Au-Cu-As组合中,Au、Cu为中温元素,通常在斑岩型、矽卡岩型铜金矿中伴生产出,Cu多呈独立矿物产出,Au多赋存于铜矿物中,As为中温成矿元素,元素具较强的迁移能力,可作为金矿找矿指示元素。结论:以各个单元素组合好、与矿产或成矿地质体关系密切为指标,共圈定8个1∶5万水系沉积物主成矿元素组合异常,编号为AS-1、AS-2、AS-3、AS-4、AS-5、AS-6、AS-7、AS-8。结合成矿地质条件及已发现各类矿(床)点、矿化点,研究区可划分出稀有金属找矿区3个,铅锌银多金属矿找矿区3个,金多金属矿找矿区2个。其中最具找矿潜力的综合异常为AS-1与AS-6,具较好的花岗伟晶岩型锂(铍铌钽)矿找矿潜力,。意义:为在该地区进一步开展地质找矿工作指明了方向。
  • 王飞,刘艳彪,王文军,徐帅,刘子涵
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    结构面是影响围岩稳定性的主要因素,随着工程地质条件复杂性增加,对岩体结构面的精确识别成为确保工程安全的关键步骤。针对当前接触式测量方式工作时间长、强度高等问题,本文介绍了一种基于Z+F高精度三维激光扫描仪的岩体结构面自动识别方法(目的),通过使用Z+F三维激光扫描仪获取高精度的三维点云数据,结合专业的点云处理软件进行点云的降噪、裁剪等处理,使用Point Studio软件结构面识别模块自动识别功能,能够有效地识别岩体的结构面,将分组后的结构面信息生成极点图、等密度施密特图进行结构面分组,导出结构面倾向、倾角、迹长、间距等产状信息(方法)。与现场接触式测量结果进行对比,结构面智能识别结果倾向平均误差为1.6 °,倾角平均误差为1.4 °,能满足现场探测需求(结论),研究结果可为深部工程中结构面智能识别与参数快速提取提供参考,为监测和支护工作提供依据(意义)。
  • 绿色采矿
  • 夏磊,仇昊,党曼丽,赵士博,张慧芳
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:金尾矿用于制备水泥砂浆有助于砂浆性能的改善和固废资源化利用,但其抗硫酸盐侵蚀性能仍需进一步开展研究。本文探究了金尾矿掺量对水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响。方法:本文分别使用金尾矿替代30%和60%的细砂并制备了水泥砂浆,使用硫酸盐溶液浸泡模拟硫酸盐侵蚀环境,测试了水泥砂浆抗压强度、抗折强度、侵蚀后抗压强度、超声波损伤特性测试和应力应变曲线。结果:金尾矿替代30%细砂后,水泥砂浆的密实度显著提升,28d砂浆抗压强度相比于未替代试样提升了20%以上。同时金尾矿的加入显著抑制了外界硫酸根离子的渗透,在硫酸盐侵蚀后砂浆强度体现先上升后下降的趋势,替代后砂浆28d损伤度相比于未替代试样下降了20%左右。结论:金尾矿替代适量细砂会提高水泥砂浆密实度与耐久性。意义:大量研究表明金尾矿可用于混凝土制品中,但其抗硫酸盐侵蚀性能仍需进一步开展研究,本文可为消纳金尾矿,提高水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能提供指导。
  • 采矿工程
  • 侯成录,宋卫东,李佳伦,李杨,夏文浩,梁鹏亮,张少鹏
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:天井工程是国防和民用地下建筑中不可或缺的部分,但凿岩质量的好坏直接影响到中深孔爆破成井的效果,由于炮孔偏斜在现场实施中不可避免,因此,需开展考虑炮孔偏斜的中深孔爆破成井方案优化研究。方法:通过精确测量炮孔的深度和位置,实现了炮孔三维模型构建,从而减少了炮孔位置的不确定性。基于不同高度的炮孔剖面图,对爆破成井方案进行了优化,将一次爆破成井修改为分次爆破成井,第一次爆破高度约3~4m,第二次爆破高度约7m,并根据炮孔实测位置调整了炮孔起爆顺序。结果:现场工业试验表明,爆破后天井断面符合设计要求,整体成型良好,爆破块度均匀,考虑炮孔偏斜的中深孔爆破成井方案优化方法是切实可行的。意义:本次实践对类似矿山工程的施工具有一定的参考价值。
  • 刘振,李海龙,李佳伦,宋卫东,李杨,张少鹏,夏文浩,梁鹏亮
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:天井掘进是矿山建设和生产中的重要环节,相较于普通法成井及反井钻机成井,中深孔一次爆破成井可有效提高天井掘进的安全性及施工效率,由于不同矿山矿岩性质不尽相同,亟需探索适合三山岛金矿的爆破成井施工方案。方法:选取三山岛金矿西山矿区24勘探线左右的-540m~-555m泄水井作为工业试验场地,根据矿岩条件及泄水井尺寸,进行了中深孔一次爆破成井方案设计,并提出了凿岩、堵塞、装药、连线及爆破的具体施工工艺要求。结果:现场工业试验结果表明,泄水井成型规整,爆破块度均匀,上下部巷道稳定性较好。意义:本次实践为可为中深孔一次爆破成井在类似矿山的推广应用提供参考。
  • 智能矿山
  • 刘国喜,张君,樊晋鹏,樊继栋,祁 军
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    在 智能化矿山建设的背景下,矿山测量技术的创新升级将成为矿山智能化转型升级的重要抓手。本研究目的:在探讨手持式三维激光扫描仪在地下矿山复杂环境中的应用潜力,旨在通过该技术的创新应用提升矿山测量的精确性、设计的科学性及安全监控的有效性,进而促进矿山作业的精细化管理和智能化决策。研究方法:通过实地应用案例,对巷道三维建模、采空区精细评估、采矿优化设计、竖井与溜井检测、地质结构分析及围岩变形监控等关键环节进行深入分析。研究结果:手持式三维激光扫描仪显著提高了测量效率和精度,三维建模准确反映巷道形态和地质构造,为采矿设计提供了精确依据;能准确识别空洞空间分布,为安全开采决策提供支撑;发现竖井潜在安全隐患,减少了人工检查的局限性;能捕捉细微地质特征,有助于深入理解地层结构;通过持续监测巷道变形信息和数据分析,有效预警潜在的地质灾害。研究结论:手持式三维激光扫描仪在地下矿山的应用展现出显著的优势,不仅提升了矿山测量的现代化水平,还促进了矿山生产的智能化转型。研究意义:本研究的创新性在于系统地展示了手持式三维激光扫描仪在地下矿山复杂环境下的综合应用价值,将技术应用与矿山实际需求紧密结合,探索出一套可行的智能矿山测量解决方案。此外通过对手持式三维激光扫描仪面临的挑战进行剖析,为后续技术改进和应用推广提供了方向性指导,有助于进一步降低成本、优化技术兼容性、提升数据处理效率。
  • 采矿工程
  • 余业清,张千俊,熊力
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    为为充分回收挂帮矿资源,达到挂帮矿安全回收的目的,以四川大陆槽稀土矿开采为工程背景,提出采用上向进路式分层充填方式开采,通过高强度充填体保证边坡稳定性。本文通过采用数值模拟方法,验证上向进路式分层充填方式开采的合理性,分析不同分区回采顺序下的边坡变形位移程度,优化挂帮矿回采顺序,并对回采过程稳定性进行分步验证。研究结果表明:露天边坡的安全系数由1.293降低至1.256,但仍在安全范围内,边坡不会发生大规模失稳;相较于其他回采顺序,方案2(区域2→区域1→区域3)发生的位移变形最小,对边坡稳定性影响较弱;回采分步验证出现集中塑性区域,但面积较小,不会发生大面积破坏。研究成果可为类似矿山挂帮矿安全回采提供一定指导意义与参考价值。
  • 岩石力学
  • 左建平,杨硕,沈佳轶,杜建,孙宸昊
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    节理岩体地质强度指标(GSI)是岩体工程设计及稳定性分析的重要参数,开展对节理岩体破坏形态及GSI研究具有重要意义。采用经室内试验标定的花岗岩数值模型,对含有两组正交节理的块状节理岩体进行压缩模拟试验。试验结果表明,围压在3 MPa到10 MPa完整岩石强度提升约40%,节理岩体强度提升约166%,围压对节理岩体的强度的提升更为明显。模拟结果表明,块状节理岩体的强度和破坏随节理倾角呈现出明显的各向异性。块状节理岩体抗压强度和岩体GSI随节理倾角呈先减小后增大的非线性变化趋势。块状节理岩体在围压作用下主要发生剪切破坏、张拉破坏和剪切张拉混合破坏。最后,对数值结果进行分析,基于广义Hoek-Brown准则,提出了块状节理岩体GSI预测模型,块状节理岩体GSI与节理间距呈非线性关系。该模型可为工程中块状节理岩体GSI的判定提供相关依据。
  • 采矿工程
  • 陈庆发,商昱,李少杰,黄昊,玄昊然,杨文雄
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    为完善协同开采理论体系,开展了协同开采的数学基础及其应用潜力探讨。通过梳理大量文献,归纳总结出协同学的数学工具主要有概率论、信息论、随机论与动力论、突变理论、自组织理论等科学;基于同源性考虑,将这些科学作为协同开采“数学基础”模块内容;结合协同开采科学内涵分析,探讨了数学基础在协同开采技术研发与分析中的应用潜力。研究成果为协同开采技术的发展奠定了数学基础,丰富与完善了协同开采的理论体系。
  • 岩石力学
  • 卫海洋,郑永香,张傲
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    通过水力压裂技术产生的水力裂纹可以提升低渗砂岩铀矿储层的渗透性。为了探究低渗砂岩铀矿水力裂纹的扩展规律,基于三维块体离散元方法,建立砂岩矿层水力裂缝扩展模型,分析了不同变形参数和层理产状下的水力增渗裂缝的扩展规律。结果表明:弹性模量对水力裂缝高度方向上的扩展和穿层起主导作用。随着弹性模量增大、泊松比减小,水力裂缝的穿层趋势和缝高明显降低,水力裂缝的转向趋势、水平方向的延伸距离以及水力裂缝起裂的难易程度均增加。在低层理倾角地层中水力裂缝均能穿层,且随着层理倾角的变大,水力裂缝起裂越容易,而在高层理倾角地层中恰恰相反。本研究对低渗砂岩铀矿水力增渗施工具有一定的理论指导意义。
  • 矿山地质
  • 曾庆友,曾晓建,林忠良,彭蜀涛,肖冠雄,潘世语
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    潭口金矿床位于华夏板块之雩山隆起的西段,为快速缩小找矿靶区并评价矿区金矿资源状况,对该区开展1:10000沟系次生晕土壤地球化学测量工作,圈定以Au元素为主的综合异常2处,经地表异常查证及1:2000地质填图工作,并采用槽探工程揭露,圈定2条含金矿化地质体。在地表面积性工作基础上对该区龙王迳区段选择钻探、坑探工程进行系统揭露和控制,取得了良好的找矿效果,此表明该方法在土壤层发育区能够有效快速地缩小圈定找矿靶区及准确指明找矿方向。
  • 综述
  • 柳小波,范立鹏,秦丽杰,王连成,张兴帆
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    新一代信息化技术已成为驱动工业和社会发展的重要力量,其与矿山深度融合也已成为矿山创新发展的必然趋势。机器视觉技术作为其中的重要代表之一,对于提高矿山感知能力、降低安全风险,实现危险区域少人化、生产指标数字化、信息反馈及时化具有重要作用。本文梳理了机器视觉技术的基本概念、原理、典型算法和发展历程,围绕矿山生产涉及到的主要生产要素,从料、机、人、环四个方面分别叙述了机器视觉技术在矿山领域的最新研究进展与应用现状,并分析了现阶段研究与应用的主要特点。研究结果表明,机器视觉技术在矿山中的应用面临基础数据获取难度大、算法与算力无较大突破、复杂环境检测稳定性较差等问题。针对机器视觉技术发展现状及面临的实际问题,未来可从小样本检测、3D视觉检测和多元数据融合检测等方向寻求突破。小样本技术通过高效的学习手段,降低数据采集成本;多元数据融合技术通过融合多元信息,提高检测的适应性;3D视觉技术增强在复杂立体空间中的检测能力,提升检测的精度。将上述前沿技术应用于矿山复杂环境的视觉检测中,可解决传统视觉检测方法在基础数据稀缺、环境多变等挑战下的应用局限性。
  • 白斌,李国清,侯杰,潘东,于倩倩
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:随着大型露天矿山建设项目日益增加,矿山的高能耗、高碳排问题受到了社会各界的高度重视,为了科学准确地评估和控制矿山温室气体排放,亟需发展一套适合露天矿山的碳排放核算方法。方法:运用文献调研、统计分析及适用性分析方法,重点对IPCC清单因子法、生命周期评价法、投入产出法、物料平衡法和实测法五种主要的碳排放核算方法的基本原理、应用范围、优缺点进行了综合评价,并结合国内外矿山碳排放核算案例进行探讨。结果:经对比分析发现IPCC清单因子法和生命周期评价法在数据获取和现场操作上具有独特优势,投入产出法和物料平衡法在核算精度较高,实测法在小尺度范围准确率最高。结论:矿山应根据实际情况,综合考虑各种核算方法的特征进行碳排放核算,文章对五种核算方法的综合评价为露天矿山选择合适的碳排放核算方法提供了一定的参考价值。
  • 矿山环境
  • 李振国,周俊,刘奋武,毕文龙
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)具有重金属、硫酸根、Fe离子含量高和酸度高等特点,其对环境造成的危害不可忽视。传统治理 AMD 的物理、化学和生物方法已被广泛研究应用,且均有一定的效果。然而,单一的治理方法在应用时存在着效率低或二次污染等问题。在生物方法中,细菌和藻类的应用都被确定为 AMD 的有效治理方法,然而有关于生物炭与细菌和藻类联用的研究相对较少。本研究首先概述了 AMD 的形成及危害,最后综述了将生物炭分别与细菌、藻类结合治理 AMD 的效果。多数研究表明,生物炭发达的孔隙结构和较好的吸附能力为联合微生物应用提供了良好基础。目前,在国内外有关治理 AMD 的研究中,还未发现将生物炭-细菌-藻类三者联合治理 AMD的研究。因此,基于生物炭、细菌和藻类在单独治理 AMD 时的优异性能,它们三者之间的潜在协同作用值得深入研究。
  • 绿色采矿
  • 张玉露,梁志鹏,曲效成,高永涛,张克含
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:尾砂胶结充填是解决尾砂原位资源化利用和建设绿色矿山的有效方案,为优化尾砂胶结充填材料性能及充填工艺参数。方法:本研究基于响应面法实验分析了充填浓度(A)、灰砂比(B)、尾砂级配(C)等因素对充填浆体流变性能及抗压强度的影响规律。结果:相较于灰砂比和尾砂颗粒级配参数,质量浓度的变化对流变性能影响最显著;充填体的抗压强度随浓度和灰砂比的增大而增加,但抗压强度的增长率随浓度和灰砂比的增加逐渐降低;抗压强度响应单因素显著性次序为B>A>C,浆体的最佳配比参数为尾砂浓度69%,灰砂比1:8,尾砂级配Ⅰ类。意义:本研究结果可有效促进尾砂胶结充填技术的发展,为实际应用提供依据。
  • 安全工程
  • 甄智鑫,孟磊磊,葛万波,李长江,张英,龚宇同,于跟波,王艳超,高爱,张立府
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:为查清空场法开采矿山采空区隐蔽致灾因素,确定灾害防治等级,避免发生矿山安全事故,开展了空场法采空区隐蔽致灾因素普查研究。方法:以乾金达矿业为例,设计了一套多手段空场法采空区隐蔽致灾因素普查方案,综合运用资料收集、现场勘察、物探探测、钻探探测、理论分析和数值模拟等多手段方法,对遗留采空区探测、稳定性分析和风险评估。结果:采用多手段方法相互验证,查清了采空区分布状态及积水情况,得到了采空区失稳等级。结论:数值模拟结果显示在现有应力条件下,采空区存在局部失稳风险。四维耦合综合表征结果显示,15处采空区失稳风险等级为II级中等,3处为III级较大,并提出了相应的措施和建议。研究成果对我国空场法矿山采空区隐蔽致灾因素普查与治理具有一定指导意义。
  • 智能矿山
  • 顾清华,银璐阳子,王丹,骆家乐
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:针对矿用挖掘机发动机故障数据集较少、诊断准确率低等问题,提出了一种基于一维卷积核、池化核的残差网络与迁移学习策略的故障诊断方法。方法:通过随机森林(Random Forest,RF)分类器对初始数据集进行维度筛选,去除掉重要性低的特征以提高模型的学习效率和分类精度,使用筛选后的10维数据集对一维残差网络(ResNet18_1D)模型进行预训练,并保留训练结果;添加随机噪声扩充数据集,将一维残差网络训练结束参数作为迁移学习(Transfer Learning,TL)初始参数,使用扩充后数据集进行五倍交叉验证训练,保存并输出训练模型;调用训练效果最佳的模型进行测试,并输出分类结果。结果:利用河南某矿山挖掘机发动机故障数据集对上述RFTL-1DNet模型进行诊断实验,实验结果表明,所提出方法的故障诊断性能明显优于其他方法,对矿山挖掘机发动机状态诊断精度超过99% 。结论:该模型对发动机常见故障的高分类准确度可快速诊断出维修计划外的故障。意义:为智慧矿山设备管理提出新方法。
  • 矿山环境
  • 祝怡斌,陈国梁,陈斌,赵学付,鞠丽萍,周士捷,陈玉福,刘子齐
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:为了揭示离子型稀土矿山水体污染来源及影响因素,制定针对性污染防治对策。方法:通过浸矿母液水质以及矿土元素分析。结果:结果表明:母液中含多种污染物,污染物按来源分为外源性污染物和矿源性污染物,外源性污染物来源于浸矿和母液处理加入的药剂,如硫酸铵、硫酸镁、硫酸、碳酸氢钠、萃取剂、盐酸等,矿源性污染物为酸性浸出环境下矿土中元素的释放,如铅、锌、砷、铊、铍、铀、钍、氟等;稀土矿体赋存特点及浸矿工艺决定了矿山水体污染的主要影响因素为母液渗漏、残留浸矿剂、矿土金属矿物含量及赋存形态、矿土酸性环境、水文地质条件;从渗漏母液截获、残留浸矿剂淋洗、矿土酸碱环境恢复和金属离子矿化稳定提出离子型稀土矿山水体污染控制对策措施。意义:有助于识别离子型稀土矿山水体污染物,指导矿山企业制定水体污染防治对策。
  • 综述
  • 高文远,杨仁树,向平,杨阳,徐继业,杨正华,李灿,康一强,张耕豪
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    矿产资源对现代工业体系起着至关重要的支撑作用。机械化连续开采技术是替代非煤矿山传统钻爆法的最具潜力技术。然而,连续化开采技术在非煤矿山中的推广和应用仍面临诸多限制和挑战。本研究综述了当前非煤矿山机械开采中常用的刀具类型及机械设备的研究进展和现状,重点分析了悬臂掘进机、全断面掘进机和滚筒割煤机三种设备在非煤矿山连续化开采中的应用情况,并结合典型案例深入讨论了机械化连续开采在推广过程中面临的主要问题及相应的解决方案。希望本研究能为非煤矿山连续机械化开采的进一步发展提供有益的参考。
    矿山设备
  • 颜武刚,王锋,代建龙,尹千才,未崴,李智勇,刘友林
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    【目的】浅孔留矿法是我国开采薄矿脉的主要方法,但由于人工浅孔留矿法开采存在贫化率高等问题,越来越限制其使用。针对国内急倾斜薄矿脉采用留矿采矿法开采存在机械化程度低、劳动强度大、采场生产能力小、综合作业成本高及安全风险高等问题,研发适应狭小空间的微型凿岩台车等装备,进行采矿方法的优化,进而实现急倾斜薄矿脉留矿法开采的机械化。【方法】通过对采场结构参数、回采工艺过程的研究,研制微型凿岩、撬毛台车,以机械化采矿装备替代人工进行开采作业,实现减人增效。【结果】通过视距遥控实现机械化凿岩、撬毛作业,将采幅控制在1.2m,减少贫化损失,作业人员减少50%以上。【结论】本文提出的急倾斜薄矿脉微型机械化留矿法强化开采工艺开采对我国薄矿脉实现机械化开采具有较好的借鉴参考意义。
  • 采矿工程
  • 张素平,陈剑,李进华,冯轶,陶子豪
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:为了探究不同轴围压作用下胶结充填体材料对爆破荷载的响应特征,方法:对水泥含量180kg/m3,质量浓度为72%的胶结充填体材料开展了不同轴围压下的三维动静组合冲击试验。结果:实验结果表明:动态入射能量80%以上被反射,仅有不到10%能量穿过试件,用于试件发生形变破坏的能量较少;试件的动态强度峰值受轴围压影响较大,呈现出先增加后减小趋势;在破坏模式上,轴围压的作用,使试件破坏以拉伸破坏为主,破坏面与荷载作用方向垂直。意义:研究成果为井下胶结充填体材料配比以及稳定性研究提供理论基础。
  • 安全工程
  • 孙少华,何妍,杨校礼
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:针对湖南省某尾矿库工程排洪与消能的特殊需求,设计了侧向布置的局部阶梯式溢流堰,方法:基于理论分析,对该新式堰的堰型特征展开研究,并通过物理模型试验研究其过流能力、水流流态、流速及时均压力分布等水力特性。结果:研究结果表明,此新型局部阶梯式溢流堰能同时满足过流能力和消能要求,在进口侧设置导流墩、堰上采用收缩式布置可调整水流结构,并有效减免折冲水流及水翅等恶劣流态危害。意义:该局部阶梯式溢流堰可为类似工程布置提供参考。
  • 综述
  • 王军,王晓东,黄忠正,董青山,彭苏萍,邹冠贵,佘佳生,韩成阳
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    本文系统总结了宁东矿区三维地震勘探技术的发展情况,为矿区煤炭资源的开发利用提供技术支持。从三维地震采集、处理和解释三个方面入手,详细介绍了各技术环节的发展历程和最新进展。在采集方面,采用宽方位的5m×5m小面元尺寸、高覆盖次数方法;在处理方面,应用高精度地表静校正、叠前噪声压制、振幅补偿、反褶积、叠前时间偏移等技术;在解释方面,从传统解释发展到多属性解释、人工智能解释等新技术。经过近20年的发展,然而,三维地震技术在宁东矿区的应用仍需在采集参数优化、高精度处理、智能解释等方面继续提升。三维地震技术在宁东矿区的应用取得了显著进步,提高了煤田小断层识别精度,优化了采集参数,提高了处理效果和解释精度。三维地震技术的不断进步,为矿区煤炭资源的精准化、透明化开发提供了有力技术支持,对保障矿区煤炭安全高效生产具有重要意义。提出了采集参数优化、高精度处理和智能解释等作为未来三维地震技术发展的重点方向。
  • 采矿工程
  • 张建伟,李宇泽,吕镇,钱俊,唐宇韬,徐文强,于清军,王春来
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:针对红岭铅锌矿6111矿柱采场岩性条件破碎、构造发育、钻孔塌孔难以成型等技术难题,为满足破碎围岩矿体采矿方法科学优选要求和高效回采6111矿柱,本文提出了三种不同的矿柱回采方案。方法:通过Mathews稳定性图解法对红岭铅锌矿采空区围岩稳定性进行分析评价,揭示采空区应力分布规律,并计算稳定区、过渡区和崩落区的水力半径,最终得到这3个区间每个的水力半径取值范围。结果:计算三个回采方案的水力半径,依次分析其安全性,可知方案Ⅰ最安全,方案Ⅱ次之,而方案Ⅲ安全性较差。综合安全性、生产能力、技术难点和灵活性等四个方面,对3个矿柱回采方案进行优选。结论:方案Ⅰ上向进路分层充填法是最优回采方案。意义:该研究为红岭铅锌矿的采矿方法选择提供了参考,并在同类复杂矿体的开采中积累了经验。
  • 岩石力学
  • 王炯,许景阳,何文璇,王思语,漆容之,韩静
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    以研究恒阻单元加锚岩体单轴压缩力学特征为目的,以砂岩为研究对象,设计制作了具有恒阻特性的恒阻单元,进行加锚岩体的单轴压缩试验。利用液压伺服试验系统等,进行不同加锚形式(无锚、普通锚索加锚岩体、恒阻单元加锚岩体),对加锚岩体的强度、变形破坏特征、声发射信号特征和水平位移参数对比研究。分析了不同加锚情况下的岩石试件加载过程中应力-应变关系和破坏特征,并对全过程的声发射信号和散斑图像进行采集并分析。结果:试验结果表明:恒阻单元加锚砂岩的单轴抗压强度明显高于无锚和普通锚索加锚岩体。通过对试验现象分析,可知恒阻单元提高了岩石强度、减小了破坏程度、控制变形和延缓了峰后岩石失稳破坏,在对岩石支护方面发挥着重要作用。基于此况,恒阻大变形锚索加锚岩体的力学特性研究具有十分重要的意义,为恒阻大变形锚索在深部支护设计中提供理论参考。
  • 矿山地质
  • 徐云峰,秦宇龙,熊昌利,廖芝华,马志磊,詹涵钰,吴建亮
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    四川瓦多-龙古地区大地构造位于松潘-甘孜造山带东部巴颜喀拉地块,成矿区带属于石渠-雅江Li-Be-Au-Pb-Zn-Sn成矿带内(Ⅳ-11)。目的:为了研究四川瓦多-龙古地区水系沉积物地球化学特征及其对找矿潜力和找矿方向的指示,。方法:本文在详细阐述区域成矿地质背景及地质特征基础上,系统分析了1∶5万水系沉积物测量Sn、W、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As、Sb、Hg、TFe、Co、Ni、Mn、Li、Be、Nb、Ta 、Rb、Cs、Sr等23个元素地球化学分布规律与组合特征。结果:研究区主要异常成矿元素为Li、Be,次要异常成矿元素为Pb、Zn、Au、Ag、W、Sn。Li-Be-Nb、Pb-Zn-Ag、Cu-As-Sb元素具有较好的组合相关性。Li-Be-Nb为稀散成矿元素,表现出伟晶岩的成矿专属性;Pb-Zn-Ag为亲硫成矿元素,在许多热液型硫化物矿床中共生。Au-Cu-As组合中,Au、Cu为中温元素,通常在斑岩型、矽卡岩型铜金矿中伴生产出,Cu多呈独立矿物产出,Au多赋存于铜矿物中,As为中温成矿元素,元素具较强的迁移能力,可作为金矿找矿指示元素。结论:以各个单元素组合好、与矿产或成矿地质体关系密切为指标,共圈定8个1∶5万水系沉积物主成矿元素组合异常,编号为AS-1、AS-2、AS-3、AS-4、AS-5、AS-6、AS-7、AS-8。结合成矿地质条件及已发现各类矿(床)点、矿化点,研究区可划分出稀有金属找矿区3个,铅锌银多金属矿找矿区3个,金多金属矿找矿区2个。其中最具找矿潜力的综合异常为AS-1与AS-6,具较好的花岗伟晶岩型锂(铍铌钽)矿找矿潜力,。意义:为在该地区进一步开展地质找矿工作指明了方向。
  • 王飞,刘艳彪,王文军,徐帅,刘子涵
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    结构面是影响围岩稳定性的主要因素,随着工程地质条件复杂性增加,对岩体结构面的精确识别成为确保工程安全的关键步骤。针对当前接触式测量方式工作时间长、强度高等问题,本文介绍了一种基于Z+F高精度三维激光扫描仪的岩体结构面自动识别方法(目的),通过使用Z+F三维激光扫描仪获取高精度的三维点云数据,结合专业的点云处理软件进行点云的降噪、裁剪等处理,使用Point Studio软件结构面识别模块自动识别功能,能够有效地识别岩体的结构面,将分组后的结构面信息生成极点图、等密度施密特图进行结构面分组,导出结构面倾向、倾角、迹长、间距等产状信息(方法)。与现场接触式测量结果进行对比,结构面智能识别结果倾向平均误差为1.6 °,倾角平均误差为1.4 °,能满足现场探测需求(结论),研究结果可为深部工程中结构面智能识别与参数快速提取提供参考,为监测和支护工作提供依据(意义)。
  • 绿色采矿
  • 夏磊,仇昊,党曼丽,赵士博,张慧芳
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:金尾矿用于制备水泥砂浆有助于砂浆性能的改善和固废资源化利用,但其抗硫酸盐侵蚀性能仍需进一步开展研究。本文探究了金尾矿掺量对水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响。方法:本文分别使用金尾矿替代30%和60%的细砂并制备了水泥砂浆,使用硫酸盐溶液浸泡模拟硫酸盐侵蚀环境,测试了水泥砂浆抗压强度、抗折强度、侵蚀后抗压强度、超声波损伤特性测试和应力应变曲线。结果:金尾矿替代30%细砂后,水泥砂浆的密实度显著提升,28d砂浆抗压强度相比于未替代试样提升了20%以上。同时金尾矿的加入显著抑制了外界硫酸根离子的渗透,在硫酸盐侵蚀后砂浆强度体现先上升后下降的趋势,替代后砂浆28d损伤度相比于未替代试样下降了20%左右。结论:金尾矿替代适量细砂会提高水泥砂浆密实度与耐久性。意义:大量研究表明金尾矿可用于混凝土制品中,但其抗硫酸盐侵蚀性能仍需进一步开展研究,本文可为消纳金尾矿,提高水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能提供指导。
  • 采矿工程
  • 侯成录,宋卫东,李佳伦,李杨,夏文浩,梁鹏亮,张少鹏
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:天井工程是国防和民用地下建筑中不可或缺的部分,但凿岩质量的好坏直接影响到中深孔爆破成井的效果,由于炮孔偏斜在现场实施中不可避免,因此,需开展考虑炮孔偏斜的中深孔爆破成井方案优化研究。方法:通过精确测量炮孔的深度和位置,实现了炮孔三维模型构建,从而减少了炮孔位置的不确定性。基于不同高度的炮孔剖面图,对爆破成井方案进行了优化,将一次爆破成井修改为分次爆破成井,第一次爆破高度约3~4m,第二次爆破高度约7m,并根据炮孔实测位置调整了炮孔起爆顺序。结果:现场工业试验表明,爆破后天井断面符合设计要求,整体成型良好,爆破块度均匀,考虑炮孔偏斜的中深孔爆破成井方案优化方法是切实可行的。意义:本次实践对类似矿山工程的施工具有一定的参考价值。
  • 刘振,李海龙,李佳伦,宋卫东,李杨,张少鹏,夏文浩,梁鹏亮
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:天井掘进是矿山建设和生产中的重要环节,相较于普通法成井及反井钻机成井,中深孔一次爆破成井可有效提高天井掘进的安全性及施工效率,由于不同矿山矿岩性质不尽相同,亟需探索适合三山岛金矿的爆破成井施工方案。方法:选取三山岛金矿西山矿区24勘探线左右的-540m~-555m泄水井作为工业试验场地,根据矿岩条件及泄水井尺寸,进行了中深孔一次爆破成井方案设计,并提出了凿岩、堵塞、装药、连线及爆破的具体施工工艺要求。结果:现场工业试验结果表明,泄水井成型规整,爆破块度均匀,上下部巷道稳定性较好。意义:本次实践为可为中深孔一次爆破成井在类似矿山的推广应用提供参考。
  • 智能矿山
  • 刘国喜,张君,樊晋鹏,樊继栋,祁 军
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    在 智能化矿山建设的背景下,矿山测量技术的创新升级将成为矿山智能化转型升级的重要抓手。本研究目的:在探讨手持式三维激光扫描仪在地下矿山复杂环境中的应用潜力,旨在通过该技术的创新应用提升矿山测量的精确性、设计的科学性及安全监控的有效性,进而促进矿山作业的精细化管理和智能化决策。研究方法:通过实地应用案例,对巷道三维建模、采空区精细评估、采矿优化设计、竖井与溜井检测、地质结构分析及围岩变形监控等关键环节进行深入分析。研究结果:手持式三维激光扫描仪显著提高了测量效率和精度,三维建模准确反映巷道形态和地质构造,为采矿设计提供了精确依据;能准确识别空洞空间分布,为安全开采决策提供支撑;发现竖井潜在安全隐患,减少了人工检查的局限性;能捕捉细微地质特征,有助于深入理解地层结构;通过持续监测巷道变形信息和数据分析,有效预警潜在的地质灾害。研究结论:手持式三维激光扫描仪在地下矿山的应用展现出显著的优势,不仅提升了矿山测量的现代化水平,还促进了矿山生产的智能化转型。研究意义:本研究的创新性在于系统地展示了手持式三维激光扫描仪在地下矿山复杂环境下的综合应用价值,将技术应用与矿山实际需求紧密结合,探索出一套可行的智能矿山测量解决方案。此外通过对手持式三维激光扫描仪面临的挑战进行剖析,为后续技术改进和应用推广提供了方向性指导,有助于进一步降低成本、优化技术兼容性、提升数据处理效率。
  • 采矿工程
  • 余业清,张千俊,熊力
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    为为充分回收挂帮矿资源,达到挂帮矿安全回收的目的,以四川大陆槽稀土矿开采为工程背景,提出采用上向进路式分层充填方式开采,通过高强度充填体保证边坡稳定性。本文通过采用数值模拟方法,验证上向进路式分层充填方式开采的合理性,分析不同分区回采顺序下的边坡变形位移程度,优化挂帮矿回采顺序,并对回采过程稳定性进行分步验证。研究结果表明:露天边坡的安全系数由1.293降低至1.256,但仍在安全范围内,边坡不会发生大规模失稳;相较于其他回采顺序,方案2(区域2→区域1→区域3)发生的位移变形最小,对边坡稳定性影响较弱;回采分步验证出现集中塑性区域,但面积较小,不会发生大面积破坏。研究成果可为类似矿山挂帮矿安全回采提供一定指导意义与参考价值。
  • 岩石力学
  • 左建平,杨硕,沈佳轶,杜建,孙宸昊
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    节理岩体地质强度指标(GSI)是岩体工程设计及稳定性分析的重要参数,开展对节理岩体破坏形态及GSI研究具有重要意义。采用经室内试验标定的花岗岩数值模型,对含有两组正交节理的块状节理岩体进行压缩模拟试验。试验结果表明,围压在3 MPa到10 MPa完整岩石强度提升约40%,节理岩体强度提升约166%,围压对节理岩体的强度的提升更为明显。模拟结果表明,块状节理岩体的强度和破坏随节理倾角呈现出明显的各向异性。块状节理岩体抗压强度和岩体GSI随节理倾角呈先减小后增大的非线性变化趋势。块状节理岩体在围压作用下主要发生剪切破坏、张拉破坏和剪切张拉混合破坏。最后,对数值结果进行分析,基于广义Hoek-Brown准则,提出了块状节理岩体GSI预测模型,块状节理岩体GSI与节理间距呈非线性关系。该模型可为工程中块状节理岩体GSI的判定提供相关依据。
  • 采矿工程
  • 陈庆发,商昱,李少杰,黄昊,玄昊然,杨文雄
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    为完善协同开采理论体系,开展了协同开采的数学基础及其应用潜力探讨。通过梳理大量文献,归纳总结出协同学的数学工具主要有概率论、信息论、随机论与动力论、突变理论、自组织理论等科学;基于同源性考虑,将这些科学作为协同开采“数学基础”模块内容;结合协同开采科学内涵分析,探讨了数学基础在协同开采技术研发与分析中的应用潜力。研究成果为协同开采技术的发展奠定了数学基础,丰富与完善了协同开采的理论体系。
  • 岩石力学
  • 卫海洋,郑永香,张傲
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    通过水力压裂技术产生的水力裂纹可以提升低渗砂岩铀矿储层的渗透性。为了探究低渗砂岩铀矿水力裂纹的扩展规律,基于三维块体离散元方法,建立砂岩矿层水力裂缝扩展模型,分析了不同变形参数和层理产状下的水力增渗裂缝的扩展规律。结果表明:弹性模量对水力裂缝高度方向上的扩展和穿层起主导作用。随着弹性模量增大、泊松比减小,水力裂缝的穿层趋势和缝高明显降低,水力裂缝的转向趋势、水平方向的延伸距离以及水力裂缝起裂的难易程度均增加。在低层理倾角地层中水力裂缝均能穿层,且随着层理倾角的变大,水力裂缝起裂越容易,而在高层理倾角地层中恰恰相反。本研究对低渗砂岩铀矿水力增渗施工具有一定的理论指导意义。
  • 矿山地质
  • 曾庆友,曾晓建,林忠良,彭蜀涛,肖冠雄,潘世语
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    潭口金矿床位于华夏板块之雩山隆起的西段,为快速缩小找矿靶区并评价矿区金矿资源状况,对该区开展1:10000沟系次生晕土壤地球化学测量工作,圈定以Au元素为主的综合异常2处,经地表异常查证及1:2000地质填图工作,并采用槽探工程揭露,圈定2条含金矿化地质体。在地表面积性工作基础上对该区龙王迳区段选择钻探、坑探工程进行系统揭露和控制,取得了良好的找矿效果,此表明该方法在土壤层发育区能够有效快速地缩小圈定找矿靶区及准确指明找矿方向。
  • 综述
  • 柳小波,范立鹏,秦丽杰,王连成,张兴帆
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    新一代信息化技术已成为驱动工业和社会发展的重要力量,其与矿山深度融合也已成为矿山创新发展的必然趋势。机器视觉技术作为其中的重要代表之一,对于提高矿山感知能力、降低安全风险,实现危险区域少人化、生产指标数字化、信息反馈及时化具有重要作用。本文梳理了机器视觉技术的基本概念、原理、典型算法和发展历程,围绕矿山生产涉及到的主要生产要素,从料、机、人、环四个方面分别叙述了机器视觉技术在矿山领域的最新研究进展与应用现状,并分析了现阶段研究与应用的主要特点。研究结果表明,机器视觉技术在矿山中的应用面临基础数据获取难度大、算法与算力无较大突破、复杂环境检测稳定性较差等问题。针对机器视觉技术发展现状及面临的实际问题,未来可从小样本检测、3D视觉检测和多元数据融合检测等方向寻求突破。小样本技术通过高效的学习手段,降低数据采集成本;多元数据融合技术通过融合多元信息,提高检测的适应性;3D视觉技术增强在复杂立体空间中的检测能力,提升检测的精度。将上述前沿技术应用于矿山复杂环境的视觉检测中,可解决传统视觉检测方法在基础数据稀缺、环境多变等挑战下的应用局限性。
  • 白斌,李国清,侯杰,潘东,于倩倩
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:随着大型露天矿山建设项目日益增加,矿山的高能耗、高碳排问题受到了社会各界的高度重视,为了科学准确地评估和控制矿山温室气体排放,亟需发展一套适合露天矿山的碳排放核算方法。方法:运用文献调研、统计分析及适用性分析方法,重点对IPCC清单因子法、生命周期评价法、投入产出法、物料平衡法和实测法五种主要的碳排放核算方法的基本原理、应用范围、优缺点进行了综合评价,并结合国内外矿山碳排放核算案例进行探讨。结果:经对比分析发现IPCC清单因子法和生命周期评价法在数据获取和现场操作上具有独特优势,投入产出法和物料平衡法在核算精度较高,实测法在小尺度范围准确率最高。结论:矿山应根据实际情况,综合考虑各种核算方法的特征进行碳排放核算,文章对五种核算方法的综合评价为露天矿山选择合适的碳排放核算方法提供了一定的参考价值。
  • 矿山环境
  • 李振国,周俊,刘奋武,毕文龙
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)具有重金属、硫酸根、Fe离子含量高和酸度高等特点,其对环境造成的危害不可忽视。传统治理 AMD 的物理、化学和生物方法已被广泛研究应用,且均有一定的效果。然而,单一的治理方法在应用时存在着效率低或二次污染等问题。在生物方法中,细菌和藻类的应用都被确定为 AMD 的有效治理方法,然而有关于生物炭与细菌和藻类联用的研究相对较少。本研究首先概述了 AMD 的形成及危害,最后综述了将生物炭分别与细菌、藻类结合治理 AMD 的效果。多数研究表明,生物炭发达的孔隙结构和较好的吸附能力为联合微生物应用提供了良好基础。目前,在国内外有关治理 AMD 的研究中,还未发现将生物炭-细菌-藻类三者联合治理 AMD的研究。因此,基于生物炭、细菌和藻类在单独治理 AMD 时的优异性能,它们三者之间的潜在协同作用值得深入研究。
  • 绿色采矿
  • 张玉露,梁志鹏,曲效成,高永涛,张克含
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:尾砂胶结充填是解决尾砂原位资源化利用和建设绿色矿山的有效方案,为优化尾砂胶结充填材料性能及充填工艺参数。方法:本研究基于响应面法实验分析了充填浓度(A)、灰砂比(B)、尾砂级配(C)等因素对充填浆体流变性能及抗压强度的影响规律。结果:相较于灰砂比和尾砂颗粒级配参数,质量浓度的变化对流变性能影响最显著;充填体的抗压强度随浓度和灰砂比的增大而增加,但抗压强度的增长率随浓度和灰砂比的增加逐渐降低;抗压强度响应单因素显著性次序为B>A>C,浆体的最佳配比参数为尾砂浓度69%,灰砂比1:8,尾砂级配Ⅰ类。意义:本研究结果可有效促进尾砂胶结充填技术的发展,为实际应用提供依据。
  • 安全工程
  • 甄智鑫,孟磊磊,葛万波,李长江,张英,龚宇同,于跟波,王艳超,高爱,张立府
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:为查清空场法开采矿山采空区隐蔽致灾因素,确定灾害防治等级,避免发生矿山安全事故,开展了空场法采空区隐蔽致灾因素普查研究。方法:以乾金达矿业为例,设计了一套多手段空场法采空区隐蔽致灾因素普查方案,综合运用资料收集、现场勘察、物探探测、钻探探测、理论分析和数值模拟等多手段方法,对遗留采空区探测、稳定性分析和风险评估。结果:采用多手段方法相互验证,查清了采空区分布状态及积水情况,得到了采空区失稳等级。结论:数值模拟结果显示在现有应力条件下,采空区存在局部失稳风险。四维耦合综合表征结果显示,15处采空区失稳风险等级为II级中等,3处为III级较大,并提出了相应的措施和建议。研究成果对我国空场法矿山采空区隐蔽致灾因素普查与治理具有一定指导意义。
  • 智能矿山
  • 顾清华,银璐阳子,王丹,骆家乐
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:针对矿用挖掘机发动机故障数据集较少、诊断准确率低等问题,提出了一种基于一维卷积核、池化核的残差网络与迁移学习策略的故障诊断方法。方法:通过随机森林(Random Forest,RF)分类器对初始数据集进行维度筛选,去除掉重要性低的特征以提高模型的学习效率和分类精度,使用筛选后的10维数据集对一维残差网络(ResNet18_1D)模型进行预训练,并保留训练结果;添加随机噪声扩充数据集,将一维残差网络训练结束参数作为迁移学习(Transfer Learning,TL)初始参数,使用扩充后数据集进行五倍交叉验证训练,保存并输出训练模型;调用训练效果最佳的模型进行测试,并输出分类结果。结果:利用河南某矿山挖掘机发动机故障数据集对上述RFTL-1DNet模型进行诊断实验,实验结果表明,所提出方法的故障诊断性能明显优于其他方法,对矿山挖掘机发动机状态诊断精度超过99% 。结论:该模型对发动机常见故障的高分类准确度可快速诊断出维修计划外的故障。意义:为智慧矿山设备管理提出新方法。
  • 矿山环境
  • 祝怡斌,陈国梁,陈斌,赵学付,鞠丽萍,周士捷,陈玉福,刘子齐
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:为了揭示离子型稀土矿山水体污染来源及影响因素,制定针对性污染防治对策。方法:通过浸矿母液水质以及矿土元素分析。结果:结果表明:母液中含多种污染物,污染物按来源分为外源性污染物和矿源性污染物,外源性污染物来源于浸矿和母液处理加入的药剂,如硫酸铵、硫酸镁、硫酸、碳酸氢钠、萃取剂、盐酸等,矿源性污染物为酸性浸出环境下矿土中元素的释放,如铅、锌、砷、铊、铍、铀、钍、氟等;稀土矿体赋存特点及浸矿工艺决定了矿山水体污染的主要影响因素为母液渗漏、残留浸矿剂、矿土金属矿物含量及赋存形态、矿土酸性环境、水文地质条件;从渗漏母液截获、残留浸矿剂淋洗、矿土酸碱环境恢复和金属离子矿化稳定提出离子型稀土矿山水体污染控制对策措施。意义:有助于识别离子型稀土矿山水体污染物,指导矿山企业制定水体污染防治对策。
  • 综述
  • 高文远,杨仁树,向平,杨阳,徐继业,杨正华,李灿,康一强,张耕豪
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    矿产资源对现代工业体系起着至关重要的支撑作用。机械化连续开采技术是替代非煤矿山传统钻爆法的最具潜力技术。然而,连续化开采技术在非煤矿山中的推广和应用仍面临诸多限制和挑战。本研究综述了当前非煤矿山机械开采中常用的刀具类型及机械设备的研究进展和现状,重点分析了悬臂掘进机、全断面掘进机和滚筒割煤机三种设备在非煤矿山连续化开采中的应用情况,并结合典型案例深入讨论了机械化连续开采在推广过程中面临的主要问题及相应的解决方案。希望本研究能为非煤矿山连续机械化开采的进一步发展提供有益的参考。
    矿山设备
  • 颜武刚,王锋,代建龙,尹千才,未崴,李智勇,刘友林
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    【目的】浅孔留矿法是我国开采薄矿脉的主要方法,但由于人工浅孔留矿法开采存在贫化率高等问题,越来越限制其使用。针对国内急倾斜薄矿脉采用留矿采矿法开采存在机械化程度低、劳动强度大、采场生产能力小、综合作业成本高及安全风险高等问题,研发适应狭小空间的微型凿岩台车等装备,进行采矿方法的优化,进而实现急倾斜薄矿脉留矿法开采的机械化。【方法】通过对采场结构参数、回采工艺过程的研究,研制微型凿岩、撬毛台车,以机械化采矿装备替代人工进行开采作业,实现减人增效。【结果】通过视距遥控实现机械化凿岩、撬毛作业,将采幅控制在1.2m,减少贫化损失,作业人员减少50%以上。【结论】本文提出的急倾斜薄矿脉微型机械化留矿法强化开采工艺开采对我国薄矿脉实现机械化开采具有较好的借鉴参考意义。
  • 采矿工程
  • 张素平,陈剑,李进华,冯轶,陶子豪
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:为了探究不同轴围压作用下胶结充填体材料对爆破荷载的响应特征,方法:对水泥含量180kg/m3,质量浓度为72%的胶结充填体材料开展了不同轴围压下的三维动静组合冲击试验。结果:实验结果表明:动态入射能量80%以上被反射,仅有不到10%能量穿过试件,用于试件发生形变破坏的能量较少;试件的动态强度峰值受轴围压影响较大,呈现出先增加后减小趋势;在破坏模式上,轴围压的作用,使试件破坏以拉伸破坏为主,破坏面与荷载作用方向垂直。意义:研究成果为井下胶结充填体材料配比以及稳定性研究提供理论基础。
  • 安全工程
  • 孙少华,何妍,杨校礼
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:针对湖南省某尾矿库工程排洪与消能的特殊需求,设计了侧向布置的局部阶梯式溢流堰,方法:基于理论分析,对该新式堰的堰型特征展开研究,并通过物理模型试验研究其过流能力、水流流态、流速及时均压力分布等水力特性。结果:研究结果表明,此新型局部阶梯式溢流堰能同时满足过流能力和消能要求,在进口侧设置导流墩、堰上采用收缩式布置可调整水流结构,并有效减免折冲水流及水翅等恶劣流态危害。意义:该局部阶梯式溢流堰可为类似工程布置提供参考。
  • 综述
  • 王军,王晓东,黄忠正,董青山,彭苏萍,邹冠贵,佘佳生,韩成阳
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    本文系统总结了宁东矿区三维地震勘探技术的发展情况,为矿区煤炭资源的开发利用提供技术支持。从三维地震采集、处理和解释三个方面入手,详细介绍了各技术环节的发展历程和最新进展。在采集方面,采用宽方位的5m×5m小面元尺寸、高覆盖次数方法;在处理方面,应用高精度地表静校正、叠前噪声压制、振幅补偿、反褶积、叠前时间偏移等技术;在解释方面,从传统解释发展到多属性解释、人工智能解释等新技术。经过近20年的发展,然而,三维地震技术在宁东矿区的应用仍需在采集参数优化、高精度处理、智能解释等方面继续提升。三维地震技术在宁东矿区的应用取得了显著进步,提高了煤田小断层识别精度,优化了采集参数,提高了处理效果和解释精度。三维地震技术的不断进步,为矿区煤炭资源的精准化、透明化开发提供了有力技术支持,对保障矿区煤炭安全高效生产具有重要意义。提出了采集参数优化、高精度处理和智能解释等作为未来三维地震技术发展的重点方向。
  • 采矿工程
  • 张建伟,李宇泽,吕镇,钱俊,唐宇韬,徐文强,于清军,王春来
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:针对红岭铅锌矿6111矿柱采场岩性条件破碎、构造发育、钻孔塌孔难以成型等技术难题,为满足破碎围岩矿体采矿方法科学优选要求和高效回采6111矿柱,本文提出了三种不同的矿柱回采方案。方法:通过Mathews稳定性图解法对红岭铅锌矿采空区围岩稳定性进行分析评价,揭示采空区应力分布规律,并计算稳定区、过渡区和崩落区的水力半径,最终得到这3个区间每个的水力半径取值范围。结果:计算三个回采方案的水力半径,依次分析其安全性,可知方案Ⅰ最安全,方案Ⅱ次之,而方案Ⅲ安全性较差。综合安全性、生产能力、技术难点和灵活性等四个方面,对3个矿柱回采方案进行优选。结论:方案Ⅰ上向进路分层充填法是最优回采方案。意义:该研究为红岭铅锌矿的采矿方法选择提供了参考,并在同类复杂矿体的开采中积累了经验。
  • 岩石力学
  • 王炯,许景阳,何文璇,王思语,漆容之,韩静
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    以研究恒阻单元加锚岩体单轴压缩力学特征为目的,以砂岩为研究对象,设计制作了具有恒阻特性的恒阻单元,进行加锚岩体的单轴压缩试验。利用液压伺服试验系统等,进行不同加锚形式(无锚、普通锚索加锚岩体、恒阻单元加锚岩体),对加锚岩体的强度、变形破坏特征、声发射信号特征和水平位移参数对比研究。分析了不同加锚情况下的岩石试件加载过程中应力-应变关系和破坏特征,并对全过程的声发射信号和散斑图像进行采集并分析。结果:试验结果表明:恒阻单元加锚砂岩的单轴抗压强度明显高于无锚和普通锚索加锚岩体。通过对试验现象分析,可知恒阻单元提高了岩石强度、减小了破坏程度、控制变形和延缓了峰后岩石失稳破坏,在对岩石支护方面发挥着重要作用。基于此况,恒阻大变形锚索加锚岩体的力学特性研究具有十分重要的意义,为恒阻大变形锚索在深部支护设计中提供理论参考。
  • 矿山地质
  • 徐云峰,秦宇龙,熊昌利,廖芝华,马志磊,詹涵钰,吴建亮
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    四川瓦多-龙古地区大地构造位于松潘-甘孜造山带东部巴颜喀拉地块,成矿区带属于石渠-雅江Li-Be-Au-Pb-Zn-Sn成矿带内(Ⅳ-11)。目的:为了研究四川瓦多-龙古地区水系沉积物地球化学特征及其对找矿潜力和找矿方向的指示,。方法:本文在详细阐述区域成矿地质背景及地质特征基础上,系统分析了1∶5万水系沉积物测量Sn、W、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As、Sb、Hg、TFe、Co、Ni、Mn、Li、Be、Nb、Ta 、Rb、Cs、Sr等23个元素地球化学分布规律与组合特征。结果:研究区主要异常成矿元素为Li、Be,次要异常成矿元素为Pb、Zn、Au、Ag、W、Sn。Li-Be-Nb、Pb-Zn-Ag、Cu-As-Sb元素具有较好的组合相关性。Li-Be-Nb为稀散成矿元素,表现出伟晶岩的成矿专属性;Pb-Zn-Ag为亲硫成矿元素,在许多热液型硫化物矿床中共生。Au-Cu-As组合中,Au、Cu为中温元素,通常在斑岩型、矽卡岩型铜金矿中伴生产出,Cu多呈独立矿物产出,Au多赋存于铜矿物中,As为中温成矿元素,元素具较强的迁移能力,可作为金矿找矿指示元素。结论:以各个单元素组合好、与矿产或成矿地质体关系密切为指标,共圈定8个1∶5万水系沉积物主成矿元素组合异常,编号为AS-1、AS-2、AS-3、AS-4、AS-5、AS-6、AS-7、AS-8。结合成矿地质条件及已发现各类矿(床)点、矿化点,研究区可划分出稀有金属找矿区3个,铅锌银多金属矿找矿区3个,金多金属矿找矿区2个。其中最具找矿潜力的综合异常为AS-1与AS-6,具较好的花岗伟晶岩型锂(铍铌钽)矿找矿潜力,。意义:为在该地区进一步开展地质找矿工作指明了方向。
  • 王飞,刘艳彪,王文军,徐帅,刘子涵
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    结构面是影响围岩稳定性的主要因素,随着工程地质条件复杂性增加,对岩体结构面的精确识别成为确保工程安全的关键步骤。针对当前接触式测量方式工作时间长、强度高等问题,本文介绍了一种基于Z+F高精度三维激光扫描仪的岩体结构面自动识别方法(目的),通过使用Z+F三维激光扫描仪获取高精度的三维点云数据,结合专业的点云处理软件进行点云的降噪、裁剪等处理,使用Point Studio软件结构面识别模块自动识别功能,能够有效地识别岩体的结构面,将分组后的结构面信息生成极点图、等密度施密特图进行结构面分组,导出结构面倾向、倾角、迹长、间距等产状信息(方法)。与现场接触式测量结果进行对比,结构面智能识别结果倾向平均误差为1.6 °,倾角平均误差为1.4 °,能满足现场探测需求(结论),研究结果可为深部工程中结构面智能识别与参数快速提取提供参考,为监测和支护工作提供依据(意义)。
  • 绿色采矿
  • 夏磊,仇昊,党曼丽,赵士博,张慧芳
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:金尾矿用于制备水泥砂浆有助于砂浆性能的改善和固废资源化利用,但其抗硫酸盐侵蚀性能仍需进一步开展研究。本文探究了金尾矿掺量对水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响。方法:本文分别使用金尾矿替代30%和60%的细砂并制备了水泥砂浆,使用硫酸盐溶液浸泡模拟硫酸盐侵蚀环境,测试了水泥砂浆抗压强度、抗折强度、侵蚀后抗压强度、超声波损伤特性测试和应力应变曲线。结果:金尾矿替代30%细砂后,水泥砂浆的密实度显著提升,28d砂浆抗压强度相比于未替代试样提升了20%以上。同时金尾矿的加入显著抑制了外界硫酸根离子的渗透,在硫酸盐侵蚀后砂浆强度体现先上升后下降的趋势,替代后砂浆28d损伤度相比于未替代试样下降了20%左右。结论:金尾矿替代适量细砂会提高水泥砂浆密实度与耐久性。意义:大量研究表明金尾矿可用于混凝土制品中,但其抗硫酸盐侵蚀性能仍需进一步开展研究,本文可为消纳金尾矿,提高水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能提供指导。
  • 采矿工程
  • 侯成录,宋卫东,李佳伦,李杨,夏文浩,梁鹏亮,张少鹏
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:天井工程是国防和民用地下建筑中不可或缺的部分,但凿岩质量的好坏直接影响到中深孔爆破成井的效果,由于炮孔偏斜在现场实施中不可避免,因此,需开展考虑炮孔偏斜的中深孔爆破成井方案优化研究。方法:通过精确测量炮孔的深度和位置,实现了炮孔三维模型构建,从而减少了炮孔位置的不确定性。基于不同高度的炮孔剖面图,对爆破成井方案进行了优化,将一次爆破成井修改为分次爆破成井,第一次爆破高度约3~4m,第二次爆破高度约7m,并根据炮孔实测位置调整了炮孔起爆顺序。结果:现场工业试验表明,爆破后天井断面符合设计要求,整体成型良好,爆破块度均匀,考虑炮孔偏斜的中深孔爆破成井方案优化方法是切实可行的。意义:本次实践对类似矿山工程的施工具有一定的参考价值。
  • 刘振,李海龙,李佳伦,宋卫东,李杨,张少鹏,夏文浩,梁鹏亮
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:天井掘进是矿山建设和生产中的重要环节,相较于普通法成井及反井钻机成井,中深孔一次爆破成井可有效提高天井掘进的安全性及施工效率,由于不同矿山矿岩性质不尽相同,亟需探索适合三山岛金矿的爆破成井施工方案。方法:选取三山岛金矿西山矿区24勘探线左右的-540m~-555m泄水井作为工业试验场地,根据矿岩条件及泄水井尺寸,进行了中深孔一次爆破成井方案设计,并提出了凿岩、堵塞、装药、连线及爆破的具体施工工艺要求。结果:现场工业试验结果表明,泄水井成型规整,爆破块度均匀,上下部巷道稳定性较好。意义:本次实践为可为中深孔一次爆破成井在类似矿山的推广应用提供参考。
  • 智能矿山
  • 刘国喜,张君,樊晋鹏,樊继栋,祁 军
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    在 智能化矿山建设的背景下,矿山测量技术的创新升级将成为矿山智能化转型升级的重要抓手。本研究目的:在探讨手持式三维激光扫描仪在地下矿山复杂环境中的应用潜力,旨在通过该技术的创新应用提升矿山测量的精确性、设计的科学性及安全监控的有效性,进而促进矿山作业的精细化管理和智能化决策。研究方法:通过实地应用案例,对巷道三维建模、采空区精细评估、采矿优化设计、竖井与溜井检测、地质结构分析及围岩变形监控等关键环节进行深入分析。研究结果:手持式三维激光扫描仪显著提高了测量效率和精度,三维建模准确反映巷道形态和地质构造,为采矿设计提供了精确依据;能准确识别空洞空间分布,为安全开采决策提供支撑;发现竖井潜在安全隐患,减少了人工检查的局限性;能捕捉细微地质特征,有助于深入理解地层结构;通过持续监测巷道变形信息和数据分析,有效预警潜在的地质灾害。研究结论:手持式三维激光扫描仪在地下矿山的应用展现出显著的优势,不仅提升了矿山测量的现代化水平,还促进了矿山生产的智能化转型。研究意义:本研究的创新性在于系统地展示了手持式三维激光扫描仪在地下矿山复杂环境下的综合应用价值,将技术应用与矿山实际需求紧密结合,探索出一套可行的智能矿山测量解决方案。此外通过对手持式三维激光扫描仪面临的挑战进行剖析,为后续技术改进和应用推广提供了方向性指导,有助于进一步降低成本、优化技术兼容性、提升数据处理效率。
  • 采矿工程
  • 余业清,张千俊,熊力
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    为为充分回收挂帮矿资源,达到挂帮矿安全回收的目的,以四川大陆槽稀土矿开采为工程背景,提出采用上向进路式分层充填方式开采,通过高强度充填体保证边坡稳定性。本文通过采用数值模拟方法,验证上向进路式分层充填方式开采的合理性,分析不同分区回采顺序下的边坡变形位移程度,优化挂帮矿回采顺序,并对回采过程稳定性进行分步验证。研究结果表明:露天边坡的安全系数由1.293降低至1.256,但仍在安全范围内,边坡不会发生大规模失稳;相较于其他回采顺序,方案2(区域2→区域1→区域3)发生的位移变形最小,对边坡稳定性影响较弱;回采分步验证出现集中塑性区域,但面积较小,不会发生大面积破坏。研究成果可为类似矿山挂帮矿安全回采提供一定指导意义与参考价值。
  • 岩石力学
  • 左建平,杨硕,沈佳轶,杜建,孙宸昊
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    节理岩体地质强度指标(GSI)是岩体工程设计及稳定性分析的重要参数,开展对节理岩体破坏形态及GSI研究具有重要意义。采用经室内试验标定的花岗岩数值模型,对含有两组正交节理的块状节理岩体进行压缩模拟试验。试验结果表明,围压在3 MPa到10 MPa完整岩石强度提升约40%,节理岩体强度提升约166%,围压对节理岩体的强度的提升更为明显。模拟结果表明,块状节理岩体的强度和破坏随节理倾角呈现出明显的各向异性。块状节理岩体抗压强度和岩体GSI随节理倾角呈先减小后增大的非线性变化趋势。块状节理岩体在围压作用下主要发生剪切破坏、张拉破坏和剪切张拉混合破坏。最后,对数值结果进行分析,基于广义Hoek-Brown准则,提出了块状节理岩体GSI预测模型,块状节理岩体GSI与节理间距呈非线性关系。该模型可为工程中块状节理岩体GSI的判定提供相关依据。
  • 采矿工程
  • 陈庆发,商昱,李少杰,黄昊,玄昊然,杨文雄
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    为完善协同开采理论体系,开展了协同开采的数学基础及其应用潜力探讨。通过梳理大量文献,归纳总结出协同学的数学工具主要有概率论、信息论、随机论与动力论、突变理论、自组织理论等科学;基于同源性考虑,将这些科学作为协同开采“数学基础”模块内容;结合协同开采科学内涵分析,探讨了数学基础在协同开采技术研发与分析中的应用潜力。研究成果为协同开采技术的发展奠定了数学基础,丰富与完善了协同开采的理论体系。
  • 岩石力学
  • 卫海洋,郑永香,张傲
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    通过水力压裂技术产生的水力裂纹可以提升低渗砂岩铀矿储层的渗透性。为了探究低渗砂岩铀矿水力裂纹的扩展规律,基于三维块体离散元方法,建立砂岩矿层水力裂缝扩展模型,分析了不同变形参数和层理产状下的水力增渗裂缝的扩展规律。结果表明:弹性模量对水力裂缝高度方向上的扩展和穿层起主导作用。随着弹性模量增大、泊松比减小,水力裂缝的穿层趋势和缝高明显降低,水力裂缝的转向趋势、水平方向的延伸距离以及水力裂缝起裂的难易程度均增加。在低层理倾角地层中水力裂缝均能穿层,且随着层理倾角的变大,水力裂缝起裂越容易,而在高层理倾角地层中恰恰相反。本研究对低渗砂岩铀矿水力增渗施工具有一定的理论指导意义。
  • 矿山地质
  • 曾庆友,曾晓建,林忠良,彭蜀涛,肖冠雄,潘世语
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    潭口金矿床位于华夏板块之雩山隆起的西段,为快速缩小找矿靶区并评价矿区金矿资源状况,对该区开展1:10000沟系次生晕土壤地球化学测量工作,圈定以Au元素为主的综合异常2处,经地表异常查证及1:2000地质填图工作,并采用槽探工程揭露,圈定2条含金矿化地质体。在地表面积性工作基础上对该区龙王迳区段选择钻探、坑探工程进行系统揭露和控制,取得了良好的找矿效果,此表明该方法在土壤层发育区能够有效快速地缩小圈定找矿靶区及准确指明找矿方向。
  • 综述
  • 柳小波,范立鹏,秦丽杰,王连成,张兴帆
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    新一代信息化技术已成为驱动工业和社会发展的重要力量,其与矿山深度融合也已成为矿山创新发展的必然趋势。机器视觉技术作为其中的重要代表之一,对于提高矿山感知能力、降低安全风险,实现危险区域少人化、生产指标数字化、信息反馈及时化具有重要作用。本文梳理了机器视觉技术的基本概念、原理、典型算法和发展历程,围绕矿山生产涉及到的主要生产要素,从料、机、人、环四个方面分别叙述了机器视觉技术在矿山领域的最新研究进展与应用现状,并分析了现阶段研究与应用的主要特点。研究结果表明,机器视觉技术在矿山中的应用面临基础数据获取难度大、算法与算力无较大突破、复杂环境检测稳定性较差等问题。针对机器视觉技术发展现状及面临的实际问题,未来可从小样本检测、3D视觉检测和多元数据融合检测等方向寻求突破。小样本技术通过高效的学习手段,降低数据采集成本;多元数据融合技术通过融合多元信息,提高检测的适应性;3D视觉技术增强在复杂立体空间中的检测能力,提升检测的精度。将上述前沿技术应用于矿山复杂环境的视觉检测中,可解决传统视觉检测方法在基础数据稀缺、环境多变等挑战下的应用局限性。
  • 白斌,李国清,侯杰,潘东,于倩倩
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:随着大型露天矿山建设项目日益增加,矿山的高能耗、高碳排问题受到了社会各界的高度重视,为了科学准确地评估和控制矿山温室气体排放,亟需发展一套适合露天矿山的碳排放核算方法。方法:运用文献调研、统计分析及适用性分析方法,重点对IPCC清单因子法、生命周期评价法、投入产出法、物料平衡法和实测法五种主要的碳排放核算方法的基本原理、应用范围、优缺点进行了综合评价,并结合国内外矿山碳排放核算案例进行探讨。结果:经对比分析发现IPCC清单因子法和生命周期评价法在数据获取和现场操作上具有独特优势,投入产出法和物料平衡法在核算精度较高,实测法在小尺度范围准确率最高。结论:矿山应根据实际情况,综合考虑各种核算方法的特征进行碳排放核算,文章对五种核算方法的综合评价为露天矿山选择合适的碳排放核算方法提供了一定的参考价值。
  • 矿山环境
  • 李振国,周俊,刘奋武,毕文龙
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)具有重金属、硫酸根、Fe离子含量高和酸度高等特点,其对环境造成的危害不可忽视。传统治理 AMD 的物理、化学和生物方法已被广泛研究应用,且均有一定的效果。然而,单一的治理方法在应用时存在着效率低或二次污染等问题。在生物方法中,细菌和藻类的应用都被确定为 AMD 的有效治理方法,然而有关于生物炭与细菌和藻类联用的研究相对较少。本研究首先概述了 AMD 的形成及危害,最后综述了将生物炭分别与细菌、藻类结合治理 AMD 的效果。多数研究表明,生物炭发达的孔隙结构和较好的吸附能力为联合微生物应用提供了良好基础。目前,在国内外有关治理 AMD 的研究中,还未发现将生物炭-细菌-藻类三者联合治理 AMD的研究。因此,基于生物炭、细菌和藻类在单独治理 AMD 时的优异性能,它们三者之间的潜在协同作用值得深入研究。
  • 绿色采矿
  • 张玉露,梁志鹏,曲效成,高永涛,张克含
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:尾砂胶结充填是解决尾砂原位资源化利用和建设绿色矿山的有效方案,为优化尾砂胶结充填材料性能及充填工艺参数。方法:本研究基于响应面法实验分析了充填浓度(A)、灰砂比(B)、尾砂级配(C)等因素对充填浆体流变性能及抗压强度的影响规律。结果:相较于灰砂比和尾砂颗粒级配参数,质量浓度的变化对流变性能影响最显著;充填体的抗压强度随浓度和灰砂比的增大而增加,但抗压强度的增长率随浓度和灰砂比的增加逐渐降低;抗压强度响应单因素显著性次序为B>A>C,浆体的最佳配比参数为尾砂浓度69%,灰砂比1:8,尾砂级配Ⅰ类。意义:本研究结果可有效促进尾砂胶结充填技术的发展,为实际应用提供依据。
  • 安全工程
  • 甄智鑫,孟磊磊,葛万波,李长江,张英,龚宇同,于跟波,王艳超,高爱,张立府
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:为查清空场法开采矿山采空区隐蔽致灾因素,确定灾害防治等级,避免发生矿山安全事故,开展了空场法采空区隐蔽致灾因素普查研究。方法:以乾金达矿业为例,设计了一套多手段空场法采空区隐蔽致灾因素普查方案,综合运用资料收集、现场勘察、物探探测、钻探探测、理论分析和数值模拟等多手段方法,对遗留采空区探测、稳定性分析和风险评估。结果:采用多手段方法相互验证,查清了采空区分布状态及积水情况,得到了采空区失稳等级。结论:数值模拟结果显示在现有应力条件下,采空区存在局部失稳风险。四维耦合综合表征结果显示,15处采空区失稳风险等级为II级中等,3处为III级较大,并提出了相应的措施和建议。研究成果对我国空场法矿山采空区隐蔽致灾因素普查与治理具有一定指导意义。
  • 智能矿山
  • 顾清华,银璐阳子,王丹,骆家乐
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:针对矿用挖掘机发动机故障数据集较少、诊断准确率低等问题,提出了一种基于一维卷积核、池化核的残差网络与迁移学习策略的故障诊断方法。方法:通过随机森林(Random Forest,RF)分类器对初始数据集进行维度筛选,去除掉重要性低的特征以提高模型的学习效率和分类精度,使用筛选后的10维数据集对一维残差网络(ResNet18_1D)模型进行预训练,并保留训练结果;添加随机噪声扩充数据集,将一维残差网络训练结束参数作为迁移学习(Transfer Learning,TL)初始参数,使用扩充后数据集进行五倍交叉验证训练,保存并输出训练模型;调用训练效果最佳的模型进行测试,并输出分类结果。结果:利用河南某矿山挖掘机发动机故障数据集对上述RFTL-1DNet模型进行诊断实验,实验结果表明,所提出方法的故障诊断性能明显优于其他方法,对矿山挖掘机发动机状态诊断精度超过99% 。结论:该模型对发动机常见故障的高分类准确度可快速诊断出维修计划外的故障。意义:为智慧矿山设备管理提出新方法。
  • 矿山环境
  • 祝怡斌,陈国梁,陈斌,赵学付,鞠丽萍,周士捷,陈玉福,刘子齐
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    目的:为了揭示离子型稀土矿山水体污染来源及影响因素,制定针对性污染防治对策。方法:通过浸矿母液水质以及矿土元素分析。结果:结果表明:母液中含多种污染物,污染物按来源分为外源性污染物和矿源性污染物,外源性污染物来源于浸矿和母液处理加入的药剂,如硫酸铵、硫酸镁、硫酸、碳酸氢钠、萃取剂、盐酸等,矿源性污染物为酸性浸出环境下矿土中元素的释放,如铅、锌、砷、铊、铍、铀、钍、氟等;稀土矿体赋存特点及浸矿工艺决定了矿山水体污染的主要影响因素为母液渗漏、残留浸矿剂、矿土金属矿物含量及赋存形态、矿土酸性环境、水文地质条件;从渗漏母液截获、残留浸矿剂淋洗、矿土酸碱环境恢复和金属离子矿化稳定提出离子型稀土矿山水体污染控制对策措施。意义:有助于识别离子型稀土矿山水体污染物,指导矿山企业制定水体污染防治对策。
  • 综述
  • 高文远,杨仁树,向平,杨阳,徐继业,杨正华,李灿,康一强,张耕豪
    2025,77(2) DOI:
    摘要:
    矿产资源对现代工业体系起着至关重要的支撑作用。机械化连续开采技术是替代非煤矿山传统钻爆法的最具潜力技术。然而,连续化开采技术在非煤矿山中的推广和应用仍面临诸多限制和挑战。本研究综述了当前非煤矿山机械开采中常用的刀具类型及机械设备的研究进展和现状,重点分析了悬臂掘进机、全断面掘进机和滚筒割煤机三种设备在非煤矿山连续化开采中的应用情况,并结合典型案例深入讨论了机械化连续开采在推广过程中面临的主要问题及相应的解决方案。希望本研究能为非煤矿山连续机械化开采的进一步发展提供有益的参考。

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