方向一：地下采礦理論與工藝

遼寧科技大學礦業工程學院，以張國建教授為學術帶頭人的學術團隊，從上世紀80年代起就開始本方向的研究，多年的科研實踐，形成了“采礦工程優化與數值模擬” 、“崩落采礦法采礦工藝優化研究”等研究方向，提出了站在系統進化和整體優化的高度，從先進技術和科學管理兩個方面采取有效措施，運用最小耗能原理、松散介質動力學、爆破理論、放礦理論等，把回采系統作為一個有機整體進行系統研究、整體優化，綜合研究回采系統各環節以及它們之間的相互關系，找出其內在的規律性，使系統達到整體最優的效果，降低礦石損失率和貧化率，提高礦山經濟效益。

該方向現正承擔和已完成國家、省、部等科研課題十余項，其中主持國家自然科學基金“無底柱分段崩落法崩落體形成機理與控制（基金號51174110）”和原冶金部基金項目“無底柱分段崩落法崩落礦石形態和效果的研究”等研究課題9項。主持的“無底柱分段崩落法崩落體研究與應用”等7個項目已通過省部級技術鑒定，研究處于國際領先水平，獲省、市科技進步獎7項，目前正承擔有“十二五”國家科技支撐計劃項目“金屬礦床高效地下開采關鍵技術研究及示范”中“地下礦山新型崩落采礦技術與應用（項目編號：2013BAB02B08）” 子課題的研究。獲遼寧省科學技術獎二等獎1項；冶金科學技術獎一等獎1項；獲批國家專利8項，出版學術專著1部，發表學術論文40余篇。培養了碩士研究生18人、博士研究生5人。

方向二：露天采礦理論與爆破技術

1、礦巖動力學特性與礦山爆破參數優化研究

爆破預測模型與智能設計系統，綜合應用爆破基礎理論與計算機模擬技術，研究礦巖動力學特性，建立巖石爆破破壞模型與效果預測模型，探討爆破效果的智能分析和系統經濟評價，通過建立工程數據庫，積累對巖體等爆破對象不確定因素的認識，利用人工智能技術開發爆破設計專家系統。以礦石爆破破碎能耗為核心，以系統工藝成本最低為目標的大系統優化的指導思想，建立礦山工藝過程研究的理論分析、計算機模擬、實驗室試驗和工業試驗的系統分析方法，優化礦山爆破參數，精細控制礦山爆破，成功應用于以鞍鋼為代表的礦山采選工藝系統的改造中。

2、大孔徑聚能爆破技術研究 

系統研究了聚能裝藥藥型罩的形態、裝藥射流機理及影響射流效應的主要因素，建立特定巖性和炸藥條件下聚能破巖效應與裂隙擴展關系模型，研究聚能破巖的炮孔工作參數，探討不同孔徑條件下雙線性聚能藥柱的最優斷面形式及結構參數，為炸藥能量的高效利用及復雜條件下的預裂爆破開辟了一條的途徑。 

礦山爆破是我校多年來加強建設的強勢學科方向，完成了多項省部級和企業委托的課題，發表論文50余篇，獲中國工程爆破協會科學技術獎二等獎一項，遼寧省科學技術獎一等獎1項，冶金科學技術獎三等獎1項，獲批遼寧省自然科學基金項目2項，十三五國家重點研發計劃項目子課題1項。

方向三：礦山巖體控制

1、 露天礦高陡邊坡穩定性研究

基于損傷力學原理與三維節理網絡模擬技術提出了節理巖體損傷張量的分析技術，得出了損傷張量的概化模型；結合FLAC－3D數值模擬技術與損傷斷裂力學理論，解決了符合露天礦山邊坡形成特點的巖體漸近損傷規律的分析方法，并系統分析了鞍鋼眼前山鐵礦邊坡隨采場逐漸下延的穩定性動態變化規律，確定了采場邊坡在礦山服務年限內的穩定狀態與可靠程度，研究結果的應用對礦山安全生產實踐具有很好的指導意義。

2、巖體邊坡加固治理技術研究

露天礦邊坡工程問題與礦山企業效益密切相關，盡可能加陡露天礦固定幫邊坡角，最大限度減小剝巖量或增加采出礦石量，以獲取巨大的經濟效益，但卻以增大邊坡的滑坡風險為代價，鞍鋼礦山的數十次滑體加固治理有效的控制了邊坡安全狀態，為企業創造了較大的經濟效益。

3、 金屬礦山露天采場邊坡微震監測及失穩機理研究

本學科方向具有爆破振動記錄儀，24通道的加速度傳感器、Paladin(v.2)-24位地震記錄儀、PMTS-Paladin主控時間服務器等實驗設備，有多名從事巖石力學和自動控制的博士，如果此中心能夠獲批，以鞍鋼集團大孤山露天礦為研究現場，將深入開展高陡巖質邊坡微震活動規律及其失穩機理的基礎研究，這對于我國未來的邊坡、特別是金屬礦山露天采場邊坡的治理技術發展、防治和控制高巖質邊坡失穩誘發的重大工程地質災害，具有重要的理論意義和工程應用價值。

4、尾礦壩自動化安全監測及預警系統研究

我校是遼寧省安全生產監督管理局指定的尾礦庫自動化安全監測技術支撐單位（詳見遼寧省安全生產監督管理局文件，遼安監管一[2010]164號），先后為鞍鋼集團的齊大山尾礦庫和弓長嶺參將峪尾礦庫、大孤山尾礦庫安裝了尾礦庫自動化安全監測系統，實現了對影響尾礦庫安全的各個因素（壩體浸潤線、壩體位移、干灘長度、庫區水位）的自動化實時監測。同時開發了基于攝影測量和模式識別技術的尾礦庫干灘測量系統。

5、基于激光和視頻技術的礦用卡車倒車預警系統

由于露天礦卡車倒車引發的墜崖事故日益突出，引起了礦山企業的重視。礦山卡車的倒車預警系統有別于普通轎車的倒車預警系統，我們礦業工程學院的老師從露天礦重型卡車體積龐大、倒裝場現場環境復雜的實際情況出發，開發了一套基于激光和視頻技術的礦用卡車倒車預警系統。通過在鞍鋼集團東鞍山鐵礦重型卡車上的實際應用表明，該系統運行穩定，倒車預警效果良好，可以有效避免因倒車引發的墜崖事故的發生。

本方向完成了多項省部級和企業委托的課題，發表論文40余篇，獲中國鋼鐵協會冶金科學技術一等獎1項。

方向四：礦產資源的高效加工與利用

（1）新型磁選設備與工藝

以新型磁選設備的研發、工藝優化及推廣應用作為主要研究內容。

遼寧科技大學研制成功的國內首創的高效磁選設備——磁選柱系列，近10多年來，已經成功大規模應用于國內大中型選廠，如本鋼歪頭山鐵礦、南芬選礦廠、鞍鋼弓長嶺選礦廠、包鋼選礦廠、吉林板石鐵礦選礦廠、桓仁銅鋅礦業公司選礦廠、江西新余良山鐵礦等十幾家磁選廠。以磁選柱設備為核心的“提鐵降硅”新工藝應用取得了領先的技術指標，為我國鐵精礦質量達到國際先進水平做出了重大貢獻，創造了巨大的經濟效益。該成果獲遼寧省政府科學技術進步獎及科技成果轉化獎二項，擁有國家專利6項。

該研究方向最近研發的磁選環柱繼承了磁選柱精選的優點，同時拓寬了應用領域，應用前景廣闊。

另外，菱鎂礦及其它非金屬礦選別提純時，也需去除鐵雜質，除鐵磁選設備研發及應用也具有重要意義。

（2）菱鎂礦、有色金屬選礦工藝及藥劑研究

以菱鎂礦、有色多金屬及有色金屬共伴生礦等為研究對象，對其進行浮選理論、浮選工藝、浮選藥劑研發與應用的系統研究。

自主研發新型高效鐵礦反浮選、菱鎂礦反浮選、正浮選捕收劑及調整劑系列藥劑。“鞍山貧赤鐵礦選礦新工藝、新藥劑、新設備研究及工藝應用” 獲國家科技進步二等獎；“新型捕收劑KD-Ⅰ及其在菱鎂礦反浮選脫硅中的應用” 獲遼寧省科學技術進步獎二等獎，從2009年至今，連續4年與海城鎂礦耐火材料總廠簽訂菱鎂礦選礦技術服務合同及浮選藥劑供貨合同，銷售額120萬/年；后英集團特種鎂砂項目總投資18億元，其中菱鎂礦選礦廠工程預算投資4億元，我校承包除設計和施工外的全部技術工作，包括：工藝流程研發、生產技術參數確定、生產試車調試、工人培訓及生產過程技術服務，以鑰匙工程的方式交付甲方，并為甲方長期提供浮選藥劑。以同樣方式我們還承包了遼寧新發展耐火材料有限公司肅北菱鎂礦選礦廠，生產超純精礦（MgO含量＞99%）40萬噸/年，替代高純度進口鎂砂。

此研究方向獲冶金工業部科學技術進步一等獎一項，中國有色金屬工業科學技術二等獎一項，遼寧省科技進步二等獎一項，鑒定為國際領先水平。獲得國家發明專利二項，申請專利二項。

（3）鐵礦低溫選礦工藝研究

遼寧科技大學利用化工和選礦的學科交叉，在浮選藥劑的合成與應用方面進行了5年的探索，目前已在國際雜志發表論文10篇，發明專利1項。2011-2012與鞍鋼聯合進行的赤鐵礦低溫反浮選項目完成鑒定，2013年開始在鞍千礦業進行大工業試驗。研究團隊實現的技術突破有：

解決了低溫浮選問題，浮選礦漿21-24 ℃，藥劑由70 ℃保存降低到室溫；

捕收劑用量降低到440 g/T給礦，藥劑價格因使用工業廢渣和地溝油，每噸也會大幅度降低；

在精礦品位不降低的條件下，收率提高1.3%左右。

（4）新型礦用藥劑與超細顆粒分選

圍繞新型礦用藥劑、礦物界面化學、超細顆粒分選理論與技術、納米微泡浮選機理及應用等領域開展研究，解決了細顆粒和超細顆粒高效分選世界性難題。在國際上首先提出的納米微泡浮選與旋轉摩擦靜電干法分離技術和理論，對復雜難選超細顆粒礦物回收取得突破性進展。研發了新型陰離子反浮選捕收劑，實現了鐵礦的常溫浮選。利用水溶性有機高分子協同效應，使我國的球團工藝膨潤土添加量大幅降低到8.6 kg/t，促進了我國球團技術的發展與提高。

研究課題：

1.浮選表面化學理論與應用；

2.硫化礦物電化學；

3.超細顆粒分選；

4.新型浮選技術及裝備研究與開發；

5.納米氣泡浮選；

6.礦用藥劑的開發與應用；

7. 新型磁電選礦技術；

8.尾礦綜合利用及污水處理；

9.球團工藝與新型粘結劑。