2026年 02期
硬岩非爆机械化破岩技术发展现状与展望
王少锋;石建龙;周子龙;石鑫垒;聂唯;地下资源开采和空间开发规模不断增大，促使机械刀具破岩技术得到了长足发展。本文从机械刀具类型、机械设备破岩方式两个方面对机械刀具破岩技术的发展现状进行了论述。针对当前机械刀具破岩技术的发展瓶颈和面临的挑战，对机械刀具、机械破岩方式、破岩装备发展方向进行了展望。为满足重大需求，机械刀具破岩亟需完成破岩刀具性能提升、破岩方式变革、破岩设备集成化智能化无人化升级，以实现复杂地质环境下坚硬岩石的安全、高效、经济、智能及绿色破碎。
基于Citespace的水力压裂技术发展路径思考
乔会;王琦;高瑞峰;田谨谨;徐东晶;孙张弛;在全球能源结构转型与深部资源开发需求日益增长的背景下，水力压裂技术作为关键的地层改造手段，其创新发展与应用拓展已成为国内外学者研究的重点。本研究采用文献计量学方法，结合CiteSpace可视化分析工具，系统梳理了国内外水力压裂技术领域的研究进展，揭示了该技术的研究热点、发展趋势及学科交叉特征。研究数据来源于中国知网(CNKI)核心期刊数据库(4 995篇文献)和Web of Science核心合集(5 187篇文献)，通过关键词共现分析、聚类图谱解读及突发性检测等方法，构建了包括发文量时序变化、核心作者与机构合作网络、研究主题聚类及前沿预测在内的知识图谱体系。研究发现，国内外水力压裂技术研究呈现差异化发展特征。国内研究主要聚焦非常规油气开发，重点关注工程技术优化、储层改造及安全控制等领域，形成了以“坚硬顶板”、“裂缝扩展”和“水力喷射”为代表的技术体系，并针对黄土高原、鄂尔多斯盆地等特殊地质条件开展本土化应用研究；国际研究则更注重低碳技术链构建，涉及深部地热开发、天然气水合物开采及环境风险评估等方向，其中超临界CO2压裂等创新技术成为研究热点。本研究不仅为水力压裂技术的优化升级和风险管控提供了理论支撑，也为国家能源战略制定和绿色转型实践提供了科学参考，对促进我国深部资源开发与可持续发展具有重要意义。
基于模糊控制的新能源地下铲运机制动能量回收控制算法研究
郑斯林;战凯;郭鑫;苑昆;陈圣杰;深部矿产资源开采的快速发展对地下装备的环保性与能效提出更高要求。新能源地下铲运机虽实现零排放，但受限于电池技术，其续航能力不足严重制约矿山连续作业效率。制动能量回收技术是提升能量利用率的关键途径，然而现有策略在铲运机复杂工况下存在动态适应性差、意图识别不准等缺陷，导致回收效率低下。本文以ABCY307B型新能源铲运机为研究对象，提出基于模糊控制的制动能量回收控制算法。通过融合制动踏板开度与车速双核心参数，构建包含9条规则的模糊推理系统，动态优化电机负转矩输出：低速段平滑介入保障舒适性，高速段强化回馈力度。实车测试表明：在典型“L”型工况下，新策略能量回收率达8.42%，较基础模式提升42.5%；在负载工况下，因动能储备增加，回收率进一步提升至9.83%,SOC消耗降低3.1%。该方案显著提升制动能量回收效率，为解决新能源矿山装备续航瓶颈提供有效技术路径，对推动绿色矿山建设具有工程实践价值。
急倾斜破碎矿体采矿方法优选与采场结构参数优化研究
廖敦霞;林卫星;龚永超;周礼;孟俊波;张庆嵩;曾维豪;某高海拔急倾斜矿体上盘大规模破碎带整体呈松软碎屑状态，因使用浅孔留矿法导致的采场频繁垮塌等问题，加大了开采难度，导致矿体开采难度较大、矿石贫化和损失率较高。针对上述问题，初步筛选了4种采矿方案，并对比了其优缺点，发现机械化上向水平分层废石胶结充填采矿法（方案2）具有高生产效率、大能力、低回采成本的特点，同时回收率高、贫化损失率小，因此推荐该法作为此矿井下开采的主要方法。并利用FLAC3D数值模拟软件开展了采场结构参数及回采顺序等优化研究。结果表明：选取3.5 m作为采场最大控顶高度时较为适中；当中间采场超前两侧采场5个分层回采时，采场稳定性状况整体表现良好；当矿体厚度约为6 m时，可将采场长度适当增大到60 m。最后经现场工业试验验证，该方案表现出优异的安全性和高效性，取得了显著的技术经济成果。
极薄破碎矿体盘区化下向进路开采技术应用
李事捷;刘东锐;王瑞军;李向东;张建华;刘佳奇;李守波;极薄破碎矿体作为难采矿体类型之一，其安全高效开采技术的研究具有重要意义。本研究以内蒙古二道沟金矿为研究对象，深入分析了极薄破碎矿体开采面临的挑战及现有开采方法的局限性。基于矿山实际生产中的问题，结合工程经验和理论分析，本文提出了一种创新的盘区化下向进路嗣后充填开采技术。该技术通过两次充填工艺，将上部空间转变为连接多个采场的通道，实现了多采场的联合盘区化开采，有效提升了极薄矿体的开采效率和安全性。现场工业试验结果表明，与传统方法相比，生产能力提高了27%，贫化率降低12.56%，损失率降低0.39%，吨矿生产成本降低35.06元/t。研究结果为极薄破碎矿体的安全、高效开采提供了新的技术路径。
急倾斜复杂薄矿脉机械化竖向采矿工艺研究
杨少峰;程奇;针对急倾斜复杂薄矿脉开采中存在的效率低、成本高及安全性差等问题，以山西某金矿为工程背景，提出了一种机械化竖向采矿工艺。该工艺通过垂直通道与智能装备的深度融合，采用柱式开采方法，利用定向钻机与反井钻机协同作业实现高精度井巷贯通，并引入竖向采矿机实现矿石自溜连续运输。研究表明，该工艺可实现工作面无人化开采，单班劳动定员仅需12人，年产能达10.09万t。与传统方法相比，其优势在于：借助设备自重破碎矿石，出矿粒径减小，降低能耗与破碎筛分成本；自溜运输系统减少设备依赖，提升效率；分段精准开采提高资源回收率。
绿色矿山背景下露天矿山开采与修复管控研究
陈芝聪;卢方欣;蔡图;薄怀志;孙小银;李东杰;绿色矿山建设是矿业生态文明的关键抓手，其核心在于矿山开采与退出全过程的生态保护。针对当前露天矿山开采与修复管理中存在的源头管控缺失和过程监督效果不佳的问题，研究基于政策分析、制度借鉴和类比推理相结合的方法，提出了源头管控与“采修平衡”制度，并探讨其实施路径。结果表明：1）源头管控制度可有效解决矿产资源纵向实施中规划传导断层问题，确保总体规划要求从宏观到微观有序落实。该制度借鉴国土空间规划中控制性详细规划的编制与管理思路，提出建立直接针对矿山开采与修复的控制规划，为自然资源主管部门优化矿权范围和指导矿山后续方案编制提供管理依据和技术支撑。2）为有效解决矿山开采与修复监管执行的难题，借鉴耕地“占补平衡”制度的成功经验，提出建立矿山“采修平衡”制度。该制度通过空间量化的年度开采与修复动态平衡机制，构建“边开采边修复”的管理体系，为监管者提供直观且可量化的动态监管。该研究可完善我国露天矿山开采与修复的管控体系，为推进绿色矿山建设提供了制度创新和管理实践参考。
金属非金属地下矿山悬臂式掘进机采矿的运输配套工艺探讨
王想;杨小聪;黄丹;李玉选;悬臂式掘进机在金属非金属矿的使用过程中，后配套运输工艺是制约其采矿效率的重要因素之一。基于金属非金属矿山运输系统自身的特点，本文分析了几种悬臂式掘进机配套出渣工艺方法，包括铲运机运输方案、矿卡运输方案等，并建立了各环节计算模型，结合实际案例给出了设计参数和注意事项。这些为金属非金属矿利用悬臂式掘进机采矿提供了技术支撑。
聚酯纤维增强尾砂胶结充填体力学性能实验研究
赵宝洋;周宝坤;王健羽;文毓峰;陈晓青;为改善尾砂胶结充填体的力学性能，采用XRD测试、单轴加载等室内物理实验方法，探究了聚酯纤维对尾砂胶结充填体力学性能的影响，明确了纤维尾砂胶结充填体的单轴抗压强度与灰砂比、聚酯纤维掺量及纤维长度之间的定量关系。研究结果表明：随着灰砂比的增加，纤维增强型充填体的抗压强度得到了显著的提升；随着纤维掺量和纤维长度的增加，充填体的抗压强度呈现出先增加后减少的趋势。最终确定灰砂比1∶4，聚酯纤维掺量0.6%，纤维长度6 mm的最优配比；相比纤维掺量为0的情况，抗压强度提升了10.4%，弹性模量提升了16.7%。掺聚酯纤维不仅可以提高充填体试件的抗变形破坏能力，还提高了其抵抗强度衰减的能力，研究结果对尾砂胶结充填体研究提供了一定的试验基础。
基于贝叶斯优化SVR充填体强度预测与多因素影响规律研究
李聪;何维;肖亚辉;罗松;米小伟;王康平;梁买东;晏承园;王俊;充填体强度在膏体充填技术的安全与高效方面起到显著作用，采用贝叶斯算法优化SVR模型构建了混合骨料充填体强度预测模型。探究了膏体料浆质量分数、水灰比、灰砂比及废石占比各单因素及交互作用对充填体强度的影响规律。结果表明：相比传统机器学习方法贝叶斯优化SVR模型在测试集上决定系数R2表现为0.979且误差指标更小，可对充填体强度进行精确预测。各特征因素对于充填体强度影响大小依次为水灰比>质量分数>灰砂比>废石占比。在交互作用中水灰比与灰砂比对于水化反应及充填体强度起决定性作用；质量分数与废石占比对于搭建骨架结构和反映密实程度起重要作用；灰砂比与质量分数对充填体强度提升呈现梯度放大效应。本研究可为充填体强度预测、优化物料配比及改善经济成本提供理论依据，对实际矿山充填工程具有重要的指导价值。