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  • 佘长超, 解琳琳, 王建国, 毕银丽, 孙郡庆, 李梦琪, 黄月军
    矿业研究与开发. 2025, 45(10): 182-189.

    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。

  • 郭荣华, 韩斌, 潘岳浩, 胡亚飞, 王琪
    矿业研究与开发. 2025, 45(10): 160-165.

    湿喷纤维混凝土具有抗变形、抗裂性等优异性能。为研究湿喷纤维混凝土支护效果,开展了湿喷纤维混凝土单轴抗压试验、切口梁弯曲韧性试验和圆盘弯曲测试。试验结果表明,尽管纤维的掺入略微降低了湿喷混凝土的抗压强度,但显著提升了其抗弯强度和能量吸收能力。巷道支护试验结果表明,钢纤维湿喷混凝土的抗压强度可达到25 MPa,喷层厚度保持在100~150 mm,反弹量小,支护效果良好。

  • 祖力亚尔·伊力夏提, 陈寅, 王恩祁, 冶建, 姚俊辉
    矿业研究与开发. 2025, 45(10): 53-63.

    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。

  • 魏润吉, 杨思原, 刘诚
    矿业研究与开发. 2025, 45(10): 22-32.

    随着环保理念的深入和电池技术的不断进步,新能源汽车的发展进入爆发式增长期,同时也引发了退役电池的处理浪潮。为应对高效、绿色回收废旧膦酸铁锂电池的挑战,全面回顾了近年来国内外膦酸铁锂电池回收的主要文献,系统介绍了预处理、再生修复及火法、湿法等回收技术的最新进展。通过分析对比各类回收技术的主要特点及不足,指出了湿法选择性浸出在当前回收实践中的优势,并强调了其在未来全组分综合回收与多工艺协同方面发展的必要性。

  • 郝福来, 郑晔, 张世镖, 张晏铭, 沈岩柏
    矿业研究与开发. 2025, 45(10): 12-21.

    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。

  • 秦国玉, 张国龙, 李海, 薛改利
    矿业研究与开发. 2025, 45(10): 79-87.

    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。

  • 石啸天, 陈清运, 朱汉明, 邵春悦, 刘珂君, 袁帅, 王朝旭
    矿业研究与开发. 2025, 45(10): 138-143.

    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。

  • 岳民, 崔超群
    矿业研究与开发. 2025, 45(10): 166-172.

    废弃矿井不仅残存大量可利用资源,而且潜藏诸多风险因素。为了科学决策出再利用模式,并兼顾治理诸多废弃矿井风险,构建了包含技术风险、安全风险、环境风险、社区风险、法律风险和金融风险6个维度的废弃矿井风险框架,并利用LEC风险评估法进行再利用风险评估。然后从风险管理角度出发,提出采用改进的层次分析法(IAHP)和TOPSIS相结合的方法决策出最佳的废弃矿井再利用模式。最后以京西矿区关闭矿井木城涧煤矿为例进行验证。结果表明:该关闭矿井高风险因素主要集中在安全风险和社会风险上,并通过计算优选出生态旅游的再利用模式。这种基于风险管理的方法可以为优选废弃矿井再利用模式提供参考,并能有效地减轻矿井关闭带来的负面效应。

  • 郑业超, 赵通林, 依爽, 马芳源
    矿业研究与开发. 2025, 45(10): 251-258.

    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。

  • 高锋, 郭君, 甘德清, 许佳宁, 邵静静
    矿业研究与开发. 2025, 45(10): 215-223.

    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。