针对深海富钴结壳复杂地形下采矿车平稳行驶的问题，提出了一种深海采矿车四履带全驱行驶机构方案和自适应地形的控制方法，建立了四履带行驶力学模型。基于Recurdyn软件构建多体动力学仿真模型，分析了四履带行驶机构的直线行驶、爬坡、越障和转向等特性，开展了行驶机构的实验室试验与海上试验验证。结果表明，试验结果与理论计算值接近，计算误差在10%以内；自适应控制方法有效地提升了行驶机构的行驶效果，降低了直线行驶的偏移量，在行驶速度为0.051 m/s时，采用车身调平控制可提升行驶平稳性2~3倍，而在行驶速度为0.198 m/s时，控制效果较差；整体上随着行驶速度的增加，自适应控制效果不断减弱。研究结果可为深海复杂地形下的行驶技术及装备的研发提供参考。

为了快速、无损监测植物叶绿素含量，通过设定两种不同的微生物复垦处理(接菌和对照)，并选取6种草本植物（沙打旺、紫花苜蓿、羊草、冰草、老芒麦、无芒雀麦)按4种豆禾混播比例(1∶1、1∶2、1∶3、2∶1)进行试验，分别测定试验小区内沙打旺的叶绿素含量及光谱反射率。采用原始光谱、原始光谱倒数的对数及一阶微分3种指标，结合BP神经网络回归、支持向量机(SVM)回归、随机森林(RF)回归3种建模方法，针对不同处理下的植物光谱特征曲线建立模型。结果表明：接菌处理提高了叶绿素含量，在不同混播比例下，叶绿素的含量也各有差异；与原始光谱曲线相比，其倒数的对数、一阶微分建模在精度上有不同程度的提升，其中一阶微分的建模精度最佳；在微生物复垦条件下，RF回归模型精度最高；在不同种植比例条件下，豆禾1∶2和1∶3区域使用BP神经网络回归建立的模型精度高，而1∶1和2∶1区域的光谱样本则更适合采用RF回归方法。

充填配料系统的计量误差是影响充填体质量的关键因素，为揭示由计量误差引起的质量分数和泵送剂掺量波动对充填料浆工作性能的影响，基于水泥水化机理和泵送剂作用原理，利用响应面和方差分析法开展力学性能、流动性能和流变性能试验，并进行工业试验，确定最优质量分数和泵送剂掺量。结果表明：（1）质量分数和泵送剂掺量在±1%的范围内波动时，主效应显著影响充填体28 d强度、稠度、坍落度、扩展度和平均黏度系数，交互效应显著影响28 d强度、稠度和平均黏度系数；（2）质量分数和泵送剂掺量波动会导致充填料浆内自由水比例发生变化，从而影响充填材料工作性能；（3）建议该矿质量分数波动范围应保持在78%~79%，泵送剂掺量波动范围应保持在1%~2%。研究结果可为充填配料系统建设和配料设备精度调校提供理论依据。

我国铁矿资源日益枯竭，其存在贫细杂等难选特质。传统阴离子捕收剂药剂用量大、药剂制度复杂、活性差。为解决这一问题，采用工业废胺经过加工后的表面活性剂(YTDB)作为阳离子捕收剂，对石英和赤铁矿进行了单矿物浮选试验以及矿物吸附机制的研究。结果表明，当十二胺(DDA)作为捕收剂时，在pH=7、捕收剂用量为20 mg/L的条件下，可以得到石英的回收率为78.36%，赤铁矿的回收率为12.57%，此时浮选差异性最大；当YTDB作为捕收剂时，在pH=7、捕收剂用量为15 mg/L的条件下可以得到石英的回收率为91.27%，赤铁矿的回收率为12.67%，此时浮选差异性最大，YTDB在浮选指标上明显优于DDA，并一定程度上节省了药剂用量。通过测试药剂与矿物作用前后的红外光谱、表面张力以及Zeta电位，发现YTDB在石英表面发生了吸附作用。

粗骨料充填体的刚度大、韧性差，局部储能积聚，易引发安全问题。掺加纤维有利于改善充填体的韧性和延性，增强其力学性能。以金川龙首矿的粗骨料、废石、棒磨砂、河砂为原材料，探究纤维掺加工艺对充填体单轴抗压强度的影响效应。运用Design-Expert软件分析各因素(料浆质量浓度、纤维体积率、水泥掺量)对充填体早期力学性能的影响并进行参数优选，建立早期单轴抗压强度值与各因素之间的非线性回归模型，揭示不同因素之间的交互效应，并对掺加纤维后的充填料浆材料成本进行核算。研究结果表明：掺加纤维能显著提高充填体的抗压强度，相较于不含纤维的空白组(3.03 MPa)，方案Ⅱ（先充填物料湿拌，再分3次掺加纤维)的充填体强度为4.35 MPa，增幅为43.56%，为最优方案；纤维增强充填体早期力学性能的显著性影响因素为料浆质量浓度>水泥掺量>纤维体积率，料浆质量浓度与水泥掺量之间交互效应最显著，验证了回归模型的可靠性；掺加纤维后充填料浆材料成本仅增长0.67%~15.6%，在满足充填体强度要求的前提下，可适当降低粗骨料含量和水泥用量，也可降低成本。

随着锂离子电池在地下矿山的广泛应用，矿用电池安全问题日益突出。在不同过充电倍率(0.5 C、1 C、1.5 C)条件下对200 Ah的LiFePO₄/C电池单体以及电池模块进行过充电试验，研究了矿用大容量膦酸铁锂电池的热失控特性。结果表明：矿用膦酸铁锂电池的热失控行为分为壳体膨胀、缓慢烟气喷射、剧烈烟气喷射及后续自然降温等3个阶段；随过充电倍率增大，各阶段所需过充电电量逐渐减小；电池热失控后的温度最高可达400 ℃以上，且电池模块试验中的最高温度显著高于电池单体试验，高温将给地下矿山安全带来严峻挑战，需要进行相应的降温防护措施；电池模块中被过充电电池的热失控效应未引发相邻电池的热失控反应，矿用电池热失控连锁反应的临界条件还需进一步研究。

为优化矿山废石–尾砂胶结充填体力学强度性能，采用响应面法中的Box-Behnken设计三因素三水平试验，系统探究废石粒径(0~−5 mm、+5~−10 mm、+10~−15 mm)、质量浓度(84%、86%、88%)与砂率(53%、60%、67%)三因素对充填体不同养护龄期(7 d和28 d)下单轴抗压强度的协同影响机制，同时引入传统正交试验，与响应面法进行预测精度及效率对比。响应面法试验结果表明：废石粒径对充填体的早期强度起主导作用，质量浓度对后期强度的影响较为显著，并且废石粒径与质量浓度的协同效应最为显著，二者共同调控充填体骨架稳定性及界面黏结性能。经过试验验证，基于响应面法获得的充填体强度预测模型的准确度(R²)为0.994 9(7 d)和0.983 7(28 d)，对应的充填材料最优配比为废石粒径+5~−10 mm、质量浓度85.5%、砂率58.6%；正交试验结果表明：废石粒径在早期及后期对充填体强度起主导作用。研究证实响应面法可有效解析多因素非线性耦合关系，预测精度较传统正交试验法显著提升。

为揭示不规则矿石颗粒冲击破碎能耗规律，采用自主改进的落锤冲击试验机，对6种不同性质的铁矿石开展单颗粒冲击破碎试验，分析不规则铁矿石破碎的分形特征，以及碎块平均粒度、分形维数和单位吸收能的尺寸效应，建立不规则单颗粒矿石冲击破碎的能耗模型。结果表明，在相同的冲击条件下，碎块平均粒度、分形维数、单位吸收能与等球直径均呈幂函数关系，随着颗粒等球直径的增大，碎块平均粒度逐渐增大，分形维数与单位吸收能逐渐降低；单位吸收能与碎块平均粒度呈幂函数增大的变化关系，单位吸收能对数与分形维数呈线性增长的关系；通过不规则单颗粒矿石破碎试验的方法，建立了不规则颗粒单位破碎能关于初始尺寸、碎块平均粒度与分形维数的关系模型，平均相关系数为0.789，较好地描述了矿石破碎能耗规律。

针对金山店矿深部开采地下巷道松软粉矿岩无法现场取出完整试样的特点，探索采用回弹仪对松软矿岩体的抗压强度直接进行测试。以金山店矿东西采区−425 m、−455 m水平掘进巷道粉矿和矽卡岩破碎带为研究对象，采用回弹仪进行了回弹值测试；基于国家标准和行业标准中回弹仪检测混凝土抗压强度的测强公式，依据金山店矿矿岩工程地质特性，进行经验公式优选，构建回弹值和抗压强度的关联样本；采用数理统计方法，回归得到金山店矿松软粉矿岩的两个修正测强经验公式。结果表明，东西采区−425 m水平粉矿回弹值均值为19.35，抗压强度平均值为6.58 MPa，西采区−455 m水平软岩破碎带回弹平均值为21.92，抗压强度平均值为14.994 MPa，该结果与金山店矿松软粉矿岩巷道基于巷道收敛值反演出的结果基本一致。研究结果为地下工程中不良工程地质条件下无法现场取试样进行室内岩石抗压强度测试的情况提出了一种可行的解决方法。

针对当前湿法冶金领域现有技术在绿色环保方面的局限，探索甘氨酸浸出体系这一新型绿色湿法浸出工艺的应用价值与发展潜力。通过分析甘氨酸特有的物理化学特性及其在湿法冶金行业的应用优势，回顾甘氨酸湿法浸出工艺的发展历程，梳理该工艺处理不同类型矿产资源的研究现状与商业动态，并系统归纳工艺现存主要问题。研究结果表明，甘氨酸绿色湿法浸出工艺可拓展冶金行业现有技术，尤其在稀贵金属领域具备替代传统氰化提金工艺的潜力，同时从适用领域、目标金属浸出效果、次级资源普适性及协同浸出体系作用机制等方面，明晰了该工艺的发展方向。甘氨酸绿色湿法浸出工艺在绿色湿法冶金领域具有显著应用价值，可为金属资源化、稀贵资源回收及次级资源处理提供参考。