矿产资源是社会经济可持续发展的重要支柱，随着我国经济的高速发展，对矿产资源的需求持续增长，资源开发力度不断加大。采矿工程为我国工业生产提供了各类原材料，在经济发展中发挥着至关重要的作用。然而，随着浅部矿产资源的减少甚至枯竭，采矿活动正逐渐向地球深部迈进，传统的采矿工艺难以适应深部安全高效采矿的要求，充填采矿方法是实现深部金属矿产资源高效开发的重要技术载体。

充填采矿法是一种将充填料（如尾砂等固体废弃物）回填至地下采空区的采矿技术，能够有效控制深部开采地压活动，具有安全、环保及回采率高等优点，其中胶结充填技术是目前最受关注的一种充填采矿法。该方法不仅能有效控制地表沉陷和岩移问题，而且能减轻采矿活动对矿山及其周边生态环境的破坏，提高采矿效率。然而，成本高昂是充填采矿法的一大劣势，目前矿山胶结充填中水泥仍作为充填材料的胶结剂，水泥成本是矿山充填成本中所占比例最大的部分，约占充填成本的70%~80%。寻找用于矿山充填的替代性胶凝剂早已成为矿业界研究与开发的主题。随着经济大环境的转型和矿业发展形势的变化，寻找低成本绿色充填胶凝材料越来越成为矿山的迫切需求。因此，研发绿色、低成本的新型胶凝材料替代水泥，已成为近年来充填采矿领域的研究热点。

为进一步推动充填采矿法在我国矿山的普及，促进绿色充填胶凝材料的研发及推广应用，国家金属矿绿色开采国际联合研究中心、矿冶科技集团有限公司郭利杰教授牵头组织了本期“绿色胶凝材料专栏”，集中展示我国学者在绿色胶凝材料制备及性能研究等领域取得的最新进展。专栏共收录6篇论文，主要内容分述如下：

郭利杰等梳理并总结了国内外有关有色冶金渣制备胶凝材料的研究进展和成果，并阐明了未来重点关注的研究方向，以加快拓展有色冶金渣胶凝材料制备技术的工业化应用。利用有色冶金渣制备可替代水泥的胶凝材料，是实现有色冶金渣固废大宗量资源化利用的重要途径之一。目前有色冶金渣制备胶凝材料的工业化应用案例较少，主要原因是有色冶金渣潜在胶凝活性低，有效激发有色冶金渣的难题尚未破解。研究指出，源头改性与复合激发方式相结合，能够有效提高有色冶金渣的胶凝活性，是值得探索的研究方向。今后，应加强有色冶金渣低成本加工制备工艺以及与之相匹配的活性激发剂开发等方面的研究。

张婷婷等回顾了铜镍冶炼渣的资源化利用研究成果，系统概述了铜镍渣在微晶玻璃制备、有价金属回收利用及制备矿井充填胶凝材料、高强度的复合胶凝材料和作为集料制备混凝土的相关研究进展，并对今后铜镍渣资源化利用的发展方向提出展望。研究表明，将铜镍渣用于建筑工程，不仅减少了废渣对环境的污染，而且实现了铜镍渣的规模化资源利用。同时，在碱性激发剂的作用下，铜镍渣可用于制备矿山充填材料和高强复合胶凝材料。

那华等对矿区典型环境污染进行了总结，提出了矿区典型的污染物种类，并综述了其充填胶凝固定化研究进展。通过综述国内外对胶凝材料环境行为研究的主要成果，分析目前存在的问题，为充填胶凝材料的研发和应用提供理论依据，并对充填胶凝材料发展进行展望。研究认为，固废型充填胶凝材料具有优良的有害元素固化能力，不仅能充填矿山采空区，而且能解决矿区固体废弃物堆积产生的污染问题。未来在充填胶凝材料的研究中，应重视固废型胶凝材料本身的有害物质溶出及其对污染物的固定化等环境行为，为实现对矿区的有效治理提供安全保障。

叶智远等通过设计不同配比赤泥和煤矸石，辅以熟料、Ca（OH）₂和石膏为复合激发剂，以期激发出大掺量赤泥—煤矸石基固废的活性，从而制备出具有一定胶凝活性的铝硅酸盐固废胶凝材料。研究采用热活化与复合钙基激发剂活化相结合的方式，制备赤泥和煤矸石总掺量达65%的铝硅酸盐固废胶凝材料。研究表明，当赤泥和煤矸石在固废胶凝材料中的掺量分别为39%和26%时，胶凝材料综合性能最佳。该研究为赤泥和煤矸石等含较高铝硅质组分的大宗工业固废在矿山胶结充填、路基材料和混泥土砌块材料制备等领域的应用提供了理论指导。

张雷等以铜镍冶炼渣为原材料，通过测定不同粉磨细度、不同冶炼渣掺量和不同激发剂掺量下充填体的抗压强度，并采用SEM图谱对其水化产物进行分析，探索采用铜镍冶炼渣制备胶凝材料在充填领域应用的可行性。研究结果表明，采用铜镍冶炼渣制备充填胶凝材料的最佳粉磨时间为50 min，铜镍冶炼渣在水泥—戈壁集料体系中能够发生火山灰反应，对充填体后期强度有一定的提升作用。正交试验结果表明，当铜镍冶炼渣—水泥比例为2∶8，激发剂掺量为4%时，胶结充填体单轴抗压强度最高。

张婷婷等利用2种矿物掺合料（粉煤灰和矿渣粉）作为碱性激发剂，对铜镍渣胶凝材料进行加速激发，以提高其力学性能指标，并利用XRD等多种测试方法来分析掺合料的改性效果和改性机理，解决铜镍矿渣的综合治理问题。结果表明，粉煤灰和矿渣粉作为掺合料均能提高NaOH激发下铜镍渣胶凝材料的力学性能，其中矿渣粉的改性效果更为显著。该研究为今后铜镍渣的开发利用提供了科学参考。

本专栏旨在集中展示绿色胶凝材料领域的研究进展和最新成果，以期为充填法开采矿山选择合适的绿色胶凝材料提供参考，并进一步丰富相关理论研究。衷心感谢各位专家学者为本专栏投递优秀成果论文，感谢评审专家为专栏文章提供诸多建设性意见。希望本专栏成果能为今后矿山充填绿色胶凝材料相关研究提供借鉴，为推进我国生态矿山建设贡献力量。

郭利杰，博士，教授级高工，矿冶科技集团有限公司矿山工程研究所副所长，国家金属矿绿色开采国际研究中心副主任，加拿大多伦多大学访问学者，兼任加拿大采矿、冶金与石油学会会士，国际矿山充填委员会委员，蒙古国科技大学兼职教授，中国有色金属学会节能减排专委会委员，国家自然科学基金重大仪器专项会评专家，科技部创新人才推进计划领军人才项目会评专家；长期致力于矿山固废充填理论与技术、矿冶固废新材料技术创新与应用研究，先后发展了金属矿高浓度尾砂连续充填技术、废石尾砂胶结充填技术、矿冶固废新型充填材料、采场充填体强度计算与设计方法等系列创新成果；主持和参加国家科技计划项目、国家自然科学基金项目、国家国际科技创新合作项目和国家重点研发计划项目等30余项，承担企业委托项目50余项，获省部级科技奖12项，发表研究论文120余篇（其中SCI/EI收录40余篇），出版专著2部，授权专利20余项。