采矿作业后残留的采空区对地下作业和地表建筑安全造成极大威胁，开展采空区系统的稳定性评价，有助于指导正常生产并预防灾害的发生。从矿柱“多米诺骨牌”级联破坏现象出发，构建并联矿柱承载模型。对矿柱强度进行估算，建立矿柱群系统承载力的极限状态方程。以某铬铁矿为例，基于Monte-Carlo模拟方法评价不同安全系数标准下矿柱群系统的稳定性，结果表明矿柱群的失效概率远大于失效标准，与矿山实际坍塌相符。在此基础上，研究发现矿柱承载力和矿柱数量是影响矿柱群系统稳定的主要因素。

随着矿山生产爆破的持续进行，爆破对工程岩体造成的损伤存在一个不断累积的过程，当累积超过其承受极限时，将造成边坡滑坡等失稳破坏。采用现场声波测试方法，以声波波速变化表征岩体损伤度，结合LS-DYNA动力有限元数值建模，对矿山频繁爆破加载下饱水岩体累积损伤特性进行试验研究。结果表明：频繁爆破加载作用下，节理裂隙较发育的工程岩体受到的损伤存在不断积累的过程。由于岩体的饱水状态，前期的爆破次序中岩体出现损伤的现象极少。随着爆破的持续，岩体出现损伤破坏的现象逐渐增多，且大多为损伤度的突变剧增；饱水岩体表征的损伤阈值应小于0.19，实际发生损伤的现象应比测试结果更多；工程岩体受到频繁爆破加载作用下的累积损伤主要表现为原生裂隙的持续扩张及相互贯通，且岩体裂隙在含水情况下更容易发生破坏贯通。

几何约束模型的合理性和复杂程度直接影响到模型构建的效率，进而对境界优化的速度产生影响，保证精度和提高运算速度是几何约束模型优化的重点。在总结常用拟合方式的基础上，提出了边坡轮廓插值方法和快速构建开采锥的算法：基于角度反比插值拟合模型，提出了边坡角随方位角、高程变化情况下，快速构建开采锥的环形搜索块判别方式，提高了开采锥构建的合理性和效率；给出了开采锥去冗余的方法，精简了块的几何约束关系，提高了开采锥构建的速度。将以上算法应用于某露天矿中，在构建价值模型基础上，批量生成了一组嵌套坑，选出了经济效益最优的最终境界。

当前多数矿山已进入深部开采，而深部硬岩具有高储能、受扰动易破坏的特征，根据这些特点，在矿体中布置巷道诱导岩体破裂，为后续机械开采提供可能。以贵州开阳磷矿为工程背景，利用FLAC^3D软件模拟深部巷道开挖，研究断面形状、地应力水平和侧压系数对巷道开挖的影响，从而得出岩体的破裂规律。数值模拟结果表明：巷道断面形状对围岩变形影响较大，而矩形巷道周围岩体产生的位移和塑性破坏区均最大；巷道位移和塑性破坏区随应力水平的增加而增大；围岩破坏和位移随侧压系数的增大表现出先减小后增大的趋势。在高应力水平和高侧压系数下，采用矩形断面方式开挖巷道，围岩产生的位移和塑性破坏区最大，致裂效果最好，有利于机械切割回采。

基于有色金属矿产的资源特点和国家“十三五”规划战略思想的大背景，认为湖南省有色金属产业正面临着机遇与挑战并存的局面。将资源安全与市场经济结合进行研究，从有色金属的市场供求关系入手，利用弹性系数法进行定性定量分析，测算了2006~2015年湖南省有色金属年均消费、生产弹性系数及未来5年的市场供需情况。建立矿产资源供需安全度评定指标，分析了10年内湖南省有色金属安全状况及未来发展形势。结果显示，湖南有色金属资源综合利用率较低，产业结构配置不平衡，产品精制程度低且科技含量不高，预计未来将出现供需严重失衡现象，资源安全性大大降低。最后，以平衡市场供需压力为基点，从5个方面为保障湖南省有色金属资源安全与产业经济发展提出了对策建议。

重叠矿体开采的相互作用和响应规律是影响矿山开采安全的重要因素。以镜铁山桦树沟铜矿与上部铁矿体的重叠矿段为研究对象，采用3DMine-Midas-FLAC^3D耦合精细建模数值模拟技术，结合矿山实际工程和采充工序条件，建立了充填矿段铜矿体开采条件下的FeV矿体工程响应数值分析模型，获得了FeV矿体回采巷道等工程结构的位移和应力响应规律，对FeV矿体的开采进行了安全评价和分析。研究结果表明：（1）试验采场的采充过程中，FeV回采巷道2 865 m水平所受开挖扰动最大，最大位移达到2.3 cm，应力最大扰动幅度为11.34%，最大剪应力为1.27 MPa；（2）采充过程中，空区上方中心部分的Z方向应力会减小，应力向四周转移；空区上方中心位置剪应力无明显变化，剪应力在空区边缘变化明显；（3）在试验采场开采过程中，上部FeV矿体的2 880 m和2 895 m水平回采巷道处于稳定状态，建议矿山加快回采进度，实现强采强出，提高矿石回收率。

采场结构参数是矿山采矿方法的关键要素，对采矿生产能力、生产周期、排产计划和作业安全等后续问题起决定作用。以西藏某矿山为例，在采矿方法研究的基础上，首先通过工程地质调查、钻孔岩芯编录等工作获取节理裂隙等基础参数，以RMR岩体质量评价方法为指导，借助3Dmine地质建模软件实现了岩体质量的三维可视化评价。然后综合运用Barton跨度经验公式、Lang B.临界跨度和Wang J.神经网络跨度综合图表法，并结合采矿方法的需求初步确定了采场极限跨度。再利用Mathews稳定图法进行暴露面积的校核，最终确定了该矿地下采矿二期范围内不同岩体稳固级别的采场结构参数。通过系统说明采场结构参数优化的具体方法及计算步骤，为其他矿山开展此类工作提供技术参考。

塔下岩体位于东至地区南部，是除戴村岩体之外该区出露的第2个中酸性侵入体。通过对塔下岩体进行了地质特征、年代学和地球化学研究，结果显示：塔下岩体形成于早白垩世（~142 Ma），为江南古陆燕山期第一阶段（154~138 Ma）岩浆活动的产物。塔下花岗闪长岩体主量元素显示，其SiO₂质量分数在68.12%~71.75%之间，K₂O+Na₂O质量分数在6.15%~7.88%之间，铝过饱和度（A/CNK值）在0.98~1.39之间，指示该岩体具有富硅、弱过铝质、钙碱性的I型花岗岩特点；塔下花岗闪长岩的微量元素Rb、Th、U、K富集，Ba和Sr亏损；稀土总量（∑REE）在109.59×10^-6~135.49×10^-6之间，轻重稀土比值（LREE/HREE）在17.37~20.73之间，轻重稀土分异明显，具有与壳源一致的右倾特征，Eu负异常不明显。综合地质和地球化学分析，塔下花岗闪长岩体的初始岩浆是在古太平洋西向俯冲背景下，由幔源物质混入的下地壳源区发生部分熔融作用产生，上升过程中发生了显著的围岩混染作用。

我国铂族金属储量少，供求矛盾日益突出，铂族金属资源综合高效回收利用研究显得十分迫切。浮选法是当前铂族金属矿物选别的主要方法，但该方法方案复杂、流程长、药剂消耗大且回收难度高。鉴于铂族金属回收难度大，基于工艺矿物学研究进行选别流程优化是铂矿石浮选研究的重点。其中，浮—磁联合、重—浮联合和混合浮选工艺等联合流程的使用是选别流程优化的重点方向；阶段磨矿、阶段选别和微波预处理技术对提高铂族金属矿石的选别指标具有重要作用；高效组合捕收剂和新型抑制剂的应用可强化对铂族金属的回收。由于对铂族金属选矿分离流程仍缺乏系统研究，未来需重点加强铂族矿物选矿理论研究工作。

山西梨园金矿位于太行山构造—岩浆—多金属成矿带上，出露地层为新太古界阜平群条带状片麻岩夹斜长角闪岩。矿体总体呈手掌状，主要赋存于NNE向构造带中。矿石中金属矿物主要为黄铁矿，其次为方铅矿、闪锌矿和黄铜矿，非金属矿物主要有石英、钾长石、斜长石和绢云母，贵金属为自然金（银金矿）。矿区围岩蚀变主要有硅化、绢云母化和黄铁矿化，与金矿化关系密切。矿床的形成经历了热液期和表生期，其中热液期（主成矿期）又可划分为石英硅化阶段、石英—黄铁矿阶段、石英—硫化物阶段和石英—碳酸盐阶段。通过野外地质调研和室内分析，总结了含矿围岩及构造控矿规律，指明了找矿标志，并分析了成矿作用，认为梨园金矿为受断裂破碎带控制的岩浆热液蚀变岩型金矿。研究成果为区内找矿提供一定的科学依据。

胶结充填体是充填采矿法应用的关键部分，其稳定与否是充填采矿成功实施的基础和前提。实际采矿活动对充填体产生一种循环重复的加卸载扰动，通过研究循环加卸载作用下充填体损伤破坏过程的声发射特征，探求充填体的损伤演化机理，可为充填体声发射监测技术提供基础性依据。本研究利用RMT-150C电液伺服系统和PIC-2型USB数字多通道声发射仪对灰砂比为1∶4的4组试样进行多级加卸载试验，模拟充填体实际所处应力环境。通过对试验过程系统接收到的声发射信号分析处理后，发现了循环载荷下胶结充填体的损伤演化具有3个不同阶段特征；同时用经过声发射参数量化后的损伤值表征充填体的损伤，为充填体稳定性监测技术的建立提供数值依据。

针对岩土边坡稳定性评价具有模糊性和不确定性且各评价指标存在矛盾冲突性的特点，提出了基于D-S证据理论的岩土边坡稳定性综合评价方法。首先建立识别框架，选取评价指标，运用正态隶属函数确定各等级对应的质量函数。然后基于各等级质量函数间的距离，综合考虑各指标各等级之间的相互影响程度，确定指标权重。最后运用D-S组合规则，得出岩土边坡稳定性等级。将D-S证据理论评价模型运用到广州某稀土矿山工作场地，并将该方法与可拓法在质量函数与关联度、权重确定和评价结果等方面进行比较，结果表明D-S证据理论评价模型相对合理，所得结果精度较高并且与工程实际相吻合。

为了探究磁化水对膏体料浆管道输送流变性能的影响，基于自制的L型斜管试验装置，运用正交试验设计法进行了不同磁化条件下膏体料浆自流输送室内物理模拟试验，对试验结果进行优化组合筛选。结果表明：在适宜的磁化条件下，磁化水能够有效改善膏体料浆流变性能，降低料浆屈服应力和塑性黏度，提高膏体料浆管道输送可靠性。与空白组对比，当磁感应强度B=200~300 mT，磁化时间T=15~25 min，水循环流量为0.5~1.5 L/s时，膏体料浆摩阻损失最小，屈服应力降低8%~20%，塑性黏度降低12%~35%。

辉森乌拉西金矿位于阿拉善地块北缘，是一处具有大型规模远景的金矿床，探讨该金矿床的成矿特征和成矿模式具有重要的地质意义。通过对矿床地质特征和区域地球化学特征的分析，结合微量元素分析及流体包裹体研究，对矿床成因和成矿模式进行了初步探讨。元素地球化学特征及微量元素分析显示研究区为一高背景的金地球化学块体，二叠系哈尔苏海组为矿源层。流体包裹体研究表明金矿形成于中温（240～260 ℃）环境，成矿流体为低盐度、低密度流体。区内褶曲、揉皱、片理化带和构造蚀变带为金矿床的导矿及容矿构造。金矿成因类型为受中温岩浆热液影响的蚀变岩型金矿床，成矿模式为古蒙古洋壳向阿拉善地块俯冲时引发Au元素活化富集并形成矿源层，晚二叠世岩浆侵入时金活化、迁移最终富集成矿，后期受构造变形和风化剥蚀作用影响发生次生富集。

溜井是矿山溜放矿石的重要工程，其结构简单且使用方便，但长期投入使用后矿石会不断冲击和磨损井壁，极易出现井壁垮塌现象。对于大多数矿山，溜井维护和修复存在一定的困难，因此需合理选择安全、高效且可靠的溜井加固技术方案。针对现有支护方法施工时占用溜井时间过长的弊端，提出了采用双控张拉锚索束从井壁外围向井筒内部进行整体加固的技术方案，并阐述了其作用原理。通过建立双控张拉锚索束力学模型，分析了满足安全系数条件下锚索荷载的设计方法。结合现场工程实践和监测数据分析，证明通过双控张拉锚索束能够使井壁出现垮塌的溜井在加固后处于较长时间的稳定状态，并能节省大量工程修复时间，减少对溜井的占用。基于双控张拉锚索束的溜井井壁垮塌修复方法为安全、高效解决溜井井壁大范围垮塌的修复问题提供了可行途径。