摘要：针对矿山采空区回填处置的需求,为实现铁尾矿、建筑垃圾等固体废弃物的协同资源化利用,研究了利用机制砂石粉(MMS)改性水泥-尾矿灌浆料(CTG),制备了胶结再生骨料回填体(RAFB),通过单轴压缩试验与声发射(AE)技术实时监测,系统分析了不同固体质量分数(MF)和水灰比(W/C)下RAFB的力学性能与损伤演化过程.结果表明:RAFB的抗压强度主要取决于CTG的力学性能和灌注度.声发射参数(振铃计数、能量、b值、AF与RA值)对应力发展的响应具有明显的时变响应规律,能有效表征RAFB的损伤演化.RAFB的破坏过程可分为压实、弹性、塑性屈服和破坏 4个阶段,其损伤变量演化呈现缓慢增长与快速增长 2阶段特征,最终收敛于完全破坏.基于AF与RA值的分析表明,回填体的破坏以拉伸模式为主,且随W/C增大,拉伸破坏比例由 68.3%增至 75.6%.研究结果为MMS改性回填体的工程应用与损伤预警提供了理论依据.

摘要：深部巷道及洞室岩爆灾害是制约矿山安全高效开采的关键科学问题之一.岩爆的发生与深部围岩受力状态及路径密切相关,相对于深部巷道围岩开挖前处于的静应力状态,任何开挖活动引起的应力变化均属于动力扰动,所以深部巷道围岩本质上处于"高应力+动力扰动"的受力模式.基于这一学术思路,对于国内外硬岩巷道岩爆模拟试验从"高应力+开挖结构+应力调整扰动"、"高应力+开挖结构+冲击扰动"和"高应力+内部卸荷+应力调整扰动"3方面进行分析和归纳,总结室内岩爆模拟试验系统的发展和巷道岩爆破坏过程及诱发机制,并提出了岩爆模拟试验的未来发展趋势和方向:研制大尺度、多场耦合的真三轴试验系统及配套的内部钻孔卸荷装置;研发新型智能监测技术,实现岩爆全过程关键信息的实时可视化捕捉.基于上述技术创新,开展更符合深部硬岩巷道围岩受力路径的岩爆试验模拟,深入挖掘围岩岩爆宏细观特征和演化规律,结合"岩-环-人"三要素岩爆发生机理,获得深部巷道围岩岩爆发生的定量化指标,建立符合现场工程的岩爆破坏判据.

摘要：采矿业是能源消耗和碳排放的重点领域之一.加快探索零碳矿山建设路径,推进矿山碳排放转向低碳、零碳甚至负碳,是实现我国矿业绿色低碳转型和高质量发展的重要路径,对助力实现国家"双碳"目标具有重要战略意义.研究科学界定了零碳矿山的定义和内涵,梳理了我国零碳矿山由绿色化、低碳化到零碳化的建设进程,分析了当前在政策标准、技术装备、经济成本等方面面临的问题与挑战,提出零碳矿山是"双碳"目标下矿山绿色低碳发展的高级阶段,当前我国零碳矿山整体仍处于起步发展阶段.在此基础上,系统提出我国零碳矿山建设的"三步走"战略目标,构建了提升绿色能源比例、提升生产用能效率、提升循环利用水平、提升固碳用碳能力、提升能碳管理效能、提升可持续发展能力等"六个提升"建设路径,建立了涵盖源头减碳、零碳供能、节能提效、人工碳汇、数字能碳的零碳矿山建设技术体系.进一步提出建议:制定零碳矿山建设顶层规划、建立完善标准体系、加强科技创新支持、强化资金支持和金融赋能、建设重点示范项目,多措并举推进我国零碳矿山建设.

摘要：在"一带一路"倡议深入推进背景下,我国海外矿业投资规模持续扩大,但矿山生态修复滞后引发的环境问题已成为制约投资可持续性的关键瓶颈.塞尔维亚作为中东欧地区矿产资源富集国,其博尔(Bor)铜矿是欧洲历史最悠久的铜矿之一,在长期开采中积累了严重的生态环境问题,同时也是我国企业海外矿产投资生态修复的典型案例.以博尔铜矿为研究对象,基于绿色矿山建设理论、适应性管理理论和循环经济理论,通过文献研究、情景模拟、案例分析等方法,系统梳理塞尔维亚矿业投资环境与生态修复政策框架,剖析博尔铜矿生态环境现状及成因,重点研究我国企业投资该矿山后的生态修复实践路径,包括技术集成方案、市场化运作模式、政策协同机制等.研究表明:由于博尔铜矿历史开采粗放、技术装备落后、环保投入不足等原因,导致在一段时期内面临土壤重金属污染、水资源破坏、植被退化、固体废弃物堆积等多重生态问题;为解决上述问题,紫金矿业在土壤修复、水资源治理、生态重建等生态修复方面取得阶段性成效,但仍面临法律体系不完善、技术适配性不足、资金压力大、跨文化协作复杂等挑战.基于此,从政策对接、技术创新、资金保障、国际合作 4个维度提出优化建议,包括建立双边生态修复标准协同机制、构建差异化技术集成体系、拓展绿色金融融资渠道、强化跨部门跨区域协作等,为我国海外矿山生态修复提供理论支撑与实践参考,助力"一带一路"绿色发展.

摘要：矿区生态恢复是矿产资源可持续开发的重要保障,植被生物量是评定生态恢复状态的关键指标.传统生物量估算依赖于实地调查数据,存在时间成本高、劳动强度大的局限性,因此采用无人机搭载多光谱、激光雷达,结合手持式激光雷达扫描技术,获取山西省晋中市寿阳县平舒煤矿常绿乔木与落叶乔木的相关参数.通过皮尔逊相关性筛选模型变量,在单木尺度上运用多元线性逐步回归、随机森林方法,完成常绿乔木以及落叶乔木的地上生物量模型构建.研究表明:基于随机森林所构建的乔木地上生物量模型精度最高,其中常绿乔木地上生物量估测模型R2=0.78,RMSE=11.043 kg/株,落叶乔木地上生物量估测模型R2=0.74,RMSE=33.29 kg/株.利用最大似然算法(Maximum Likelihood Classification,MLC)对特征组合的多光谱影像进行树种识别,结果显示引入近红外波段、红边波段、归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI),可有效提高树种识别精度.最后,利用随机森林算法所构建的单木地上生物量模型,配合分水岭分割算法获取树冠面积,进而求取单木生物量密度,并按地类逐像素实现研究区地上生物量反演.该研究可为矿区地上生物量监测与分析提供参考,为矿区生态修复、环境保护效果的定量评价提供数据支撑.

摘要：聚焦微藻固碳协同矿山修复技术的经济性,通过阐述矿山修复对水体及环境破坏现状,归纳典型区域(如内蒙古、陕西)矿山生态修复需求,梳理现有国家及地方政策法律要求,分析微藻固碳生态修复技术路线及国家能源集团宝日希勒项目实践案例.该案例通过矿坑涌水培育微藻,修复5 hm2 排土场,使土壤有机质提升 42%,植被生物量提高 28%,验证了技术可行性.构建了成本-收益技术经济性测算模型,以每公顷修复费用为单位,经济性分析表明项目净收益达2.4万元/(hm2·a),具备经济可行性.并提出针对性政策建议与未来规划,建议政府通过专项补贴、税收优惠及标准制定推动技术普及,并展望其与农业、光伏治沙等领域的融合,旨在为微藻固碳矿山修复技术的广泛应用与可持续发展提供理论支持与决策参考.

摘要：我国沙漠区生态环境脆弱、水资源匮乏,但开采强度巨大,因此对沙漠区高强度采煤浅表损伤规律的研究意义重大.以陕煤曹家滩煤矿高强度开采为背景,采用数值模拟和现场测试等方法研究了沙漠区高强度采煤沉降规律.在采动损伤认识的基础上,通过取样测试对采煤沉陷区土壤的容重和孔隙度变化规律进行了研究.结果表明:现场实测显示多工作面大规模开采后形成W形的剖面,沉降盆地中靠近首先开采的工作面一侧的沉降明显大于另一侧,最大沉降值为 3.39 m,模拟值为 3.40 m;两工作面之间最小沉降值为 1.12 m,模拟值为 1.26 m,数值模拟和现场实测结果相似.煤炭开采土壤容重随着裂缝宽度的增加呈现出减小的趋势,与无裂缝区域的土壤容重相比,裂缝宽度为 20～40和 60～100 cm的区域土壤容重变化较大,分别下降 0.08和 0.07 g/cm3.土壤容重随着沉陷深度的增加呈现出逐渐减小的趋势,与地表无沉陷的区域相比,沉陷深度为0～20 cm时,土壤容重有一定程度的增加,而沉陷深度为 20～40和 40～60 cm时土壤容重无明显差异.土壤孔隙度随着裂缝宽度的增加呈现出逐渐增加的趋势,裂缝宽度为 0～20、20～40、40～60、60～100 cm时,土壤孔隙度分别变化了 0.5%、-1.2%、2.3%、1.7%.土壤孔隙度随沉陷深度的增加呈现出逐渐增加的趋势,沉陷深度为 0～20 cm的区域与未沉陷区域相比,土壤孔隙度无明显差异,沉陷深度为 20～40和 40～60 cm的区域与未沉陷区域相比,分别增加了 5.8%和9.0%.研究为黄河流域沙漠区绿色开采提供了借鉴.

摘要：煤矿导水通道是矿井突水与地下水资源流失等工程灾害的核心诱因,实现导水通道精准封堵和裂隙岩体加固是煤矿安全绿色开采的关键技术.从导水通道分类、注浆材料、注浆工艺、注浆封堵与加固机理及注浆工程应用等多方面综述分析了煤矿可控性导水通道封堵与加固技术的研究进展.指出了煤矿水害防控与围岩稳定性控制中注浆技术核心目标在于通过浆液灌注实现裂隙的高效封堵、受损岩体力学性能的修复,但面临地质条件复杂性与不确定性、注浆材料的局限性、注浆效果不精确性以及成本效益方面的多重挑战;注浆材料的研发聚焦于性能优化与环保性提升,新型材料通过多元复合增强了注浆结石体力学性能以及复杂裂隙的封堵效率,环保型地质聚合物材料与煤基固废的资源化利用成为重要方向,兼顾工程效能与发展需求;注浆工艺从以人工经验为主,向自动化、智能化方向发展,通过多源数据融合监测与智能调控,有效控制浆液扩散范围及裂隙加固效果;理论层面,注浆封堵与加固机理揭示了浆液流变特性、裂隙几何形态与注浆参数的协同效应,浆-岩界面力学机制表明通过微观界面过渡区强化黏结性能可有效封堵裂隙,改变岩层渗透性能;工程实践中,结合地面与井下定向钻探实现了强采动围岩注浆改性加固、顶底板导水通道注浆封堵与含水层的改性,在降低矿井水害风险、保障资源安全高效回采的同时,实现了地下水资源的有效保护.最后,提出未来研究需进行注浆材料、工艺与装备的全过程创新,与材料科学、高端装备、人工智能与生态学等多学科交叉融合,为复杂地质条件与特殊工况下注浆封堵与加固技术的智能化、高效化与绿色化提供核心驱动力,为实现煤炭开采低损伤、可持续目标提供强有力的技术支撑.

摘要：随着全球"双碳"目标的推进与新兴科学技术的变革,绿色低碳转型与智能化升级已成为矿山行业高质量发展的必然方向.立足于矿山行业绿色智能化的发展趋势,阐明了电动化对加快矿山装备动力变革和促进矿山机器人及其智能控制系统发展的重要作用;分析了离身智能和具身智能在矿山机器人领域的应用和发展概况,认为具身智能通过深度融合人工智能技术与物理载体,可切实推动矿山装备从传统机械化作业向自主智能化作业的方向转变;最后,对矿山具身智能机器人的发展瓶颈进行了探讨,分析了当前存在的防爆电池容量受限、矿山场景数据驱动资源不足和井下无人驾驶技术局限等制约矿山机器人常态化应用的问题与挑战.

摘要：浅部易开采矿产资源正逐渐枯竭,矿山开发向深部延伸已成为必然趋势.传统机械破岩技术在深部高围压硬岩条件下往往面临着钻进效率降低、钻头磨损加剧和环境污染等问题.激光破岩技术凭借其高能量密度、高作用效率以及可实现远距离无接触破岩等显著优势,在深部破岩中具有广阔的应用前景.以我国西部深埋典型硬质砂岩为研究对象,采用自主研发激光致裂弱化硬岩实验装置联合有限元数值分析方法,系统讨论了激光作用下砂岩表面热响应的分区特征与温度场时空演化规律.研究结果表明:激光作用下砂岩上表面温度场呈现出典型高斯分布特征,砂岩表面温度会随激光照射时间的增加而呈整体上升且逐渐均匀趋势;激光功率是影响岩石热响应的重要因素,激光功率的提升会导致岩石温升速率和温度梯度的不断上升;光斑直径的增大则会导致激光束能量均布化,热影响范围变大,但中心区域能量聚集效应减弱;岩石热导率的增加扩大了激光热影响区范围,但使得温度水平整体呈下降趋势;比热容的增加和吸光率的减少使激光热影响区范围减小且温度水平呈下降趋势.研究成果系统揭示了激光作用下砂岩热响应分区特征以及温度场的演化规律,为深部硬岩激光破碎机制的定量化认识提供了可靠依据,也为深地激光破岩理论研究与激光破岩实际工程的参数选择提供参考.

摘要：随着煤矿采深增加,越来越多的开采煤层逐渐转为突出煤层,并具有地质构造复杂、无开采保护层、透气性低、地应力高等特点,造成煤层瓦斯抽采难度增加,而煤气共采是解决上述难题的有效途径.以阳泉矿区为例,从煤炭开采的采前、采中、采后的全生命周期角度,阐述了煤矿全生命周期煤气共采的概念内涵与技术模式;建立了以煤矿规划区复杂构造带地面直井压裂靶向预抽、煤矿开拓区底抽巷穿层钻孔液态二氧化碳相变致裂预抽、煤矿生产区本煤层超前卸压瓦斯二次封孔强化抽采、废弃采空区瓦斯地面钻井抽采为代表的煤矿全生命周期煤气共采技术体系.结果表明,以人工增透与采动卸压为手段的煤气共采成套技术的成功应用,使阳泉矿区的煤矿规划区地面直井单井抽采量提高了 7倍、煤矿开拓区本煤层瓦斯抽采量提高了 5.7～8倍、煤矿生产区工作面超前卸压瓦斯抽采量提高了 184%、废弃采空区地面钻井产气量平均达 3 504 m3/d,有效提高了深部开采煤层的瓦斯抽采效果.研究成果将有助于煤矿企业从矿井全生命周期角度进行科学的瓦斯抽采规划,以促进瓦斯灾害事故预防、瓦斯利用与减排.

摘要：围绕"向地球深部进军,要资源、要空间、要安全"的国家深地战略,核心依托中国矿业大学和徐州矿务有限公司、徐工集团有限公司、徐州地铁集团有限公司、大屯煤电(集团)有限责任公司等在徐优势创新资源,布局建设了深地科学与工程云龙湖实验室,其已成为江苏省第 4家省实验室.云龙湖实验室构建了"1中心-1站-N基地"的科研平台体系,拥有具备多尺度、多水平以及地层典型性和地质构造多样性的 10万m3 超大地下科研基地,建立深地装备、深地开发、深地环生及数字深地等 4类研发平台,推动了深地科学与工程技术的系统化研发与应用验证,形成了大规模原位实验与跨学科融合的独特科研优势.深地科学与工程云龙湖实验室期待与国内外科研机构、企业等携手合作,进一步推动深地科学技术的创新与应用,为国家能源资源安全和地下空间高效开发利用提供科技支撑.

摘要：我国煤系共伴生矿产资源丰富,煤与异体共生矿产以往多采用独立开采模式,各矿产开采引发的岩层活动、流体迁移等会影响彼此正常开采.因此,协调开采迫在眉睫,且亟需建立一套科学表征煤与异体共生矿产协调开采程度的方法.针对这一需求,提出了一种协调开采度评估方法,构建了差异化的评价模型与指标体系.方法上,依据矿产战略属性和稀缺程度,将其划分为一般矿产与稀缺战略性矿产 2类,分别建立多矿种协调生产进度规划模型和开采错距导向模型.前者以经济效益最大化为核心,通过 0‒1整数规划与遗传算法实现多矿体开采的时空协同优化;后者以资源安全优先为原则,构建"错距判定‒风险机理分析‒技术措施匹配"的三阶范式,量化评估不同空间错距条件下的资源保全水平与污染风险.在此基础上,形成了涵盖资源安全与经济效益、矿山安全生产、环境保护三大维度,包含风险层与状态层的指标体系,并通过标准化计算、阈值判定双轨赋分与层次分析赋权方法,实现协调开采度的综合评价.算例研究表明:山西某煤铝矿山协调开采度为 0.8936,属良好等级;新疆某煤铀矿山协调开采度为 0.9093,属优秀等级.结果验证了所提方法在兼顾经济效益与资源安全、提升矿产开发系统性与可持续性方面的有效性与适用性.

摘要：面向绿色矿山与双碳目标,基于现有研究与工程报道,系统梳理石墨尾矿的物性特征、传统利用与高值化方向,搭建由性质、工艺、性能、效益、风险构成的评估框架,并结合生命周期与碳足迹视角展开跨路径综述.结果显示:建材与土地工程具备规模消纳能力,但单位附加值与单位减排提升有限;功能材料与能源材料展现较高潜力,整体仍以小试与放大验证为主;酸性情景下的重金属淋溶与残余药剂迁移为关键环境风险,长期原位证据仍不足;产业化推进受标准衔接与示范工程稀缺等因素制约.在表格与图示的统一字段下开展可比性讨论,归纳适用边界与共性痛点,围绕代表性路径的工艺改性与性能影响进行归类比较,并在结论提出阶段化推进思路与应用场景要点.核心贡献在于提出并应用五维评估框架,整合分散证据,形成可用于工程筛选与政策研判的结构化认识.

摘要：随着全球工业化程度不断加深,各国对矿产资源的需求持续攀升,全球各国普遍面临矿产资源供不应求、供需失衡的问题,而传统矿山开采模式资源开采效率低下、人员安全事故频发、安全风险高、环境破坏严重,这促进了矿山开采模式从传统方式向智能化、信息化方向加速转变.近些年,移动通信技术的飞速演进促进了智慧矿山进一步发展.因此,综述了新一代信息通信技术赋能智慧矿山的技术途径,包括无人驾驶技术,远程控制技术,智能传感技术,超高清(Ultra High Definition,UHD)视频技术,无线雷管技术等关键技术对智慧矿山的使能作用.通过部署融合了移动通信、云计算、大数据、人工智能、组件式软件等设施的B5G矿山专用网络,满足智慧矿山超大带宽,超低网络时延,大规模接入等核心需求,解决当前矿山通信及智能化发展面临的通信效率低、覆盖盲区范围广、智能化程度不足、安全保障薄弱等问题,为建设安全,高效,经济,绿色的智慧矿山提供了技术支持.

摘要：煤基固废排放量大,带来十分严峻的安全与环境问题.系统阐述了煤基固废基本特性及国内外排放情况,分析了煤基固废处置利用的主要技术途径及国内外研究水平,指明了煤基固废处置利用的技术瓶颈与关键挑战,进一步分析了煤基固废从绿色低碳制备输送、高值材料化利用到规模化原位处置的现有技术体系,并给出了煤基固废处置利用的未来创新发展方向,包括井下固碳、地热协同开发和地下储能等,为矿山绿色高质量发展提供基础支撑.

摘要：在"双碳"目标与能源结构转型的关键时期,我国以煤为主的能源结构短期内难以根本改变,煤炭作为能源安全"压舱石"的地位突出,但同时面临保供与降碳的双重挑战.为统筹煤炭保供与降碳,解决现有能源安全研究对煤炭关注不足、缺乏全链条视角的问题,明确我国煤炭供需及安全状况,为优化煤炭开发利用、保障能源安全提供依据.采用桑基图绘制2022年中国煤流图,可视化分析煤炭供需情况;从资源、开采、生产、运输、消费和生态 6个环节构建全链条煤炭安全体系(含19个指标),并运用SWOT分析法,以供应链环节为内部环境、消费和生态为外部环境,剖析煤炭安全态势.结果表明:2022年我国煤炭生产与消费均增长,供应自主性较强,但消费集中于火力发电、炼焦等领域,洗选损耗问题突出;全链条安全呈现复杂局面,资源上储量丰富但储采比低(35 a)且分布失衡,开采安全前期改善后近年事故指标反弹,生产集中化提升效率但加剧运输压力,运输形成多元格局仍面临供需错位挑战,消费需求高位增长且对外依存度低,生态方面碳排放占比高,占化石能源碳排放的 55%左右;SWOT分析显示,内部优势为储量与产量充足、运输能力强等,劣势为储采比低、安全事故反弹,外部机遇为低对外依存度、生态指标良好,威胁为高消费占比、碳排放压力大.通过全链条视角整合煤流分析与安全评价,提出的资源保障、安全管理、运输优化等政策建议,可为提升煤炭供应安全、推动行业绿色转型提供科学参考.

摘要：战略性矿产资源在支撑国家能源安全、保障关键产业稳定方面发挥着不可替代的作用.当前,我国面临大宗矿产资源高消耗与新兴矿产资源需求激增的双重挑战,急需提升战略性矿产资源的利用效率与分选精度.浮选作为重要的分离方法,广泛应用于战略性矿产的分离富集,浮选药剂作为调控矿物表面性质的核心手段直接决定了浮选效率与产品质量.围绕"定向、数智、绿色、高效"4个关键特性,系统梳理了战略性矿产浮选药剂在分子创智与功能强化方面的研究进展与未来趋势.在"定向"方面,研究聚焦于药剂与矿物表面之间的界面作用机制.通过单分子力谱技术与分子对接方法,实现药剂在目标矿物表面的精准识别与选择性吸附.在"数智"方面,基于量子化学计算、机器学习等现代技术,构建了药剂结构与性能之间的映射关系,突破传统经验法与试错法的局限,实现药剂的高通量筛选与性能预测,大幅提升研发效率.在"绿色"方面,关注药剂的环境友好性与可持续性,通过分子结构优化、生物质基材料替代以及废弃资源再利用开发绿色捕收剂的研究进展,不仅降低了对环境与人体的毒性风险,也体现了矿产资源开发向绿色低碳转型的发展方向.在"高效"方面,评述了新型多功能药剂在复杂体系中的应用,不仅在选择性、捕收能力方面显著优于传统药剂,兼顾低用量和低成本,显著提升了浮选效率并实现了高经济性.未来浮选药剂的研发应着力于构建多维度数据驱动的设计体系,融合分子模拟、人工智能、绿色合成等先进技术,实现浮选药剂"定向识别-智能预测-绿色合成-高效应用"的闭环.

摘要：在"双碳"战略推进背景下,矿业作为能源与矿产资源供给的基础产业,其碳排放占全球总排放的 4%～7%,是工业减排的关键领域.但当前行业面临核算体系不统一、矿山企业重视度不足的双重瓶颈.为此,围绕矿山碳排放治理展开研究.首先,阐述核算框架对矿山企业破解减排盲目性、行业实现有序减排及"双碳"全局推进的重要意义;其次,构建"基础层定边界、执行层算数据、保障层保可信"的三级核算框架,明确各层级核心内容与操作逻辑;再次,依据相关国家标准推导矿山GHG排放总量通用计算公式,可按需调整参数;最后,结合实践提出建立数据管理机制、优化生产过程、调整能源结构等 7大减碳路径.研究旨在填补矿业碳核算领域的研究空白,为矿山企业提供科学可行的减排方案,助力行业绿色转型与"双碳"目标实现.