阶段空场嗣后充填法凿岩硐室矿柱对顶板稳定性的影响

1

作者 向伟华 路燕泽 +5 位作者 刘志义 王社光 王立杰 甘德清 陈彦亭 杨志强 《矿冶工程》 北大核心 2025年第3期69-76,共8页

以河北钢铁集团沙河中关铁矿南区为研究对象,基于普氏地压理论和卡斯特纳方程构建凿岩硐室矿柱稳定性计算模型,探讨阶段空场嗣后充填法凿岩硐室各因素对顶板稳定性的影响,采用数值模拟分析了凿岩硐室内不留矿柱(方案1)与先留设矿柱后与... 以河北钢铁集团沙河中关铁矿南区为研究对象,基于普氏地压理论和卡斯特纳方程构建凿岩硐室矿柱稳定性计算模型,探讨阶段空场嗣后充填法凿岩硐室各因素对顶板稳定性的影响,采用数值模拟分析了凿岩硐室内不留矿柱(方案1)与先留设矿柱后与矿体一起崩落(方案2)条件下的顶板稳定性。结果表明:采场开采长度27~45 m时,方案2的凿岩硐室顶板失稳风险较大;采场开采长度大于45 m时,2种方案顶板均存在失稳风险;方案2会使凿岩硐室内应力集中,顶板和侧帮出现应力加速释放现象;方案1的凿岩硐室应力释放和分布较为稳定,破坏时间相对滞后;矿岩稳固性较差时,选择方案1更利于顶板稳定。 展开更多

关键词 阶段空场嗣后充填法 凿岩硐室 矿柱 顶板稳定性 敏感性分析 采场结构 顶板应力

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阶段充填采矿方法 被引量：32

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作者 李元辉 解世俊 《金属矿山》 CAS 北大核心 2006年第6期13-15,共3页

介绍了一种新的采矿方法———阶段充填采矿法。从地压管理和生产工艺过程方面分析了阶段充填采矿法的产生背景和划分依据。矿山的应用实践表明,阶段充填采矿法融合了传统的空场法和充填法的特点,与原有的充填采矿法形成完整的充填采矿... 介绍了一种新的采矿方法———阶段充填采矿法。从地压管理和生产工艺过程方面分析了阶段充填采矿法的产生背景和划分依据。矿山的应用实践表明,阶段充填采矿法融合了传统的空场法和充填法的特点,与原有的充填采矿法形成完整的充填采矿法体系,对开采中等稳固以上的厚大连续矿体具有更高的适应性,尤其对防治深部矿体开采中的岩爆灾害具有显著的优越性。该方法对高效回收矿产资源、实现矿山无废开采具有重大意义。 展开更多

关键词 阶段充填法 连续开采 无废开采 上行开采 无矿柱开采

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倾斜中厚矿体阶段空场嗣后充填采矿工艺优化研究 被引量：4

3

作者 黄敏 王晓军 +3 位作者 邱纪香 谷亚州 蔡思杰 黄明清 《矿业科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期483-492,共10页

分段凿岩阶段空场嗣后充填法是倾斜中厚矿体的高效采矿方法,但爆破、充填与采场稳定性之间关系复杂,可能存在地表塌陷、顶底板垮塌和回采损失率高的问题。采用工程类比、工业试验等手段,从回采顺序、切割方式、底部结构布置等方面对倾... 分段凿岩阶段空场嗣后充填法是倾斜中厚矿体的高效采矿方法,但爆破、充填与采场稳定性之间关系复杂,可能存在地表塌陷、顶底板垮塌和回采损失率高的问题。采用工程类比、工业试验等手段,从回采顺序、切割方式、底部结构布置等方面对倾斜中厚矿体分段凿岩阶段空场嗣后充填法进行了工艺优化,并提出采场内不留间柱的布置方法。该方法在一步骤充填后将充填体侧帮直接与矿房相连接,并采用挤压爆破提高充填体强度和矿块的回采率。实施时间是该方法的关键,ANSYS/LS-DYNA数值模拟表明:采用中深孔挤压爆破形成切割槽时,应在采场充填及充填体养护7~9 d后进行。工程实践表明该方法具有可行性,能够为矿山生产提供技术支撑。 展开更多

关键词 倾斜中厚矿体 分段凿岩阶段空场嗣后充填法 切割槽 底部结构 ANSYS/LS-DYNA

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新城金矿阶段空场嗣后充填法开采大直径深孔切槽爆破方法 被引量：10

4

作者 郭良银 蒋万飞 +2 位作者 宋召法 刘晓光 张金超 《黄金科学技术》 CSCD 2022年第4期585-593,共9页

在阶段空场嗣后充填法开采过程中,如何形成回采爆破的初始补偿空间是成功应用该采矿方法的关键。阶段空场嗣后充填法在进行切割拉槽爆破时,受到围岩的夹制作用,极易造成切割槽爆破欠挖甚至出现爆破失败的问题。以新城金矿为工程背景,采... 在阶段空场嗣后充填法开采过程中,如何形成回采爆破的初始补偿空间是成功应用该采矿方法的关键。阶段空场嗣后充填法在进行切割拉槽爆破时,受到围岩的夹制作用,极易造成切割槽爆破欠挖甚至出现爆破失败的问题。以新城金矿为工程背景,采用无切割井大直径深孔爆破方法形成切割槽。对比分析传统的垂直深孔后退式分段爆破拉槽方法与“品”字形后退式分段爆破拉槽方法,结果表明:当采用“品”字形后退式分段爆破拉槽方法时,既利用了采场下部的自由空间,又利用了由于“品”字形布置所创造的超前自由面和中央补偿空间,可以显著提升无切割井深孔爆破的效果。在此基础上,优化了新城金矿阶段充填法开采过程中大直径深孔切槽爆破的孔网参数。综合分析结果,确定了新城金矿大直径深孔切槽爆破一次爆破高度为3.6 m,炮孔直径为100 mm,炮孔的排间距和孔间距均为1.5 m,爆破边孔距离爆破边界为0.5 m,并在切割槽中央设置4个空间补偿孔,改善“品”字形后退式深孔切槽爆破的效果。 展开更多

关键词 大直径深孔 阶段空场嗣后充填法 无井拉槽方法 夹制作用 爆破顺序 孔网参数 补偿孔 自由面

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阶段留矿嗣后充填法在马庄铁矿的应用 被引量：2

5

作者 马继业 朱恒水 韩英武 《金属矿山》 CAS 北大核心 2003年第7期60-60,共1页

由于地表不允许塌陷 ,马庄铁矿将原采用的有底柱分段崩落采矿法改为尾砂充填法 ,其中的阶段留矿嗣后一次充填采矿法取得了较好效果 ,既有利于矿山环境的改善 。

关键词 阶段留矿嗣后充填法 马庄铁矿 采矿法 尾砂充填法 崩落法

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大阶段嗣后充填回采顺序及出矿控制技术研究 被引量：17

6

作者 徐文彬 宋卫东 +2 位作者 万海文 王文潇 王文景 《金属矿山》 CAS 北大核心 2011年第6期13-15,28,共4页

以马钢姑山矿后观音山矿体条件为工程背景,采用FLAC2D数值软件分析了嗣后充填法开采矿房引起的围岩应力、变形以及塑性区域变化情况,得到了围岩应力、变形及塑性区域变化规律。对比分析了5种回采顺序方案,确定了盘区矿房回采顺序;并从... 以马钢姑山矿后观音山矿体条件为工程背景,采用FLAC2D数值软件分析了嗣后充填法开采矿房引起的围岩应力、变形以及塑性区域变化情况,得到了围岩应力、变形及塑性区域变化规律。对比分析了5种回采顺序方案,确定了盘区矿房回采顺序;并从散体力学方面提出了阶段嗣后充填法出矿顺序,指导了矿山实际生产。 展开更多

关键词 铁矿 阶段嗣后充填法 回采顺序 出矿控制

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阶段嗣后胶结充填体矿柱强度模型研究与应用 被引量：15

7

作者 杨磊 邱景平 +1 位作者 孙晓刚 邢军 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2316-2322,共7页

利用滑楔体极限平衡理论,建立胶结充填体矿柱侧向滑移失稳模型,考虑采场结构参数、充填材料自身特性和充填体-矿岩(柱)接触面特性的影响,分别得出胶结充填体矿柱与矿壁和非胶结充填体矿柱接触时所需强度模型。以中关铁矿为工程分析实例... 利用滑楔体极限平衡理论,建立胶结充填体矿柱侧向滑移失稳模型,考虑采场结构参数、充填材料自身特性和充填体-矿岩(柱)接触面特性的影响,分别得出胶结充填体矿柱与矿壁和非胶结充填体矿柱接触时所需强度模型。以中关铁矿为工程分析实例,开展室内充填配比试验。研究结果表明:当胶结充填体矿柱后壁与矿壁和非胶结充填体矿柱接触时,胶结充填体矿柱所需强度随阶段高度的增加分别呈对数函数和线性函数增长;中关铁矿胶结充填体矿柱所需强度为0.78~0.82MPa,经典强度设计模型计算值偏小,需选取安全系数为1.5~3.0;推荐中关铁矿使用的充填配比为灰砂比1:10、料浆质量分数70%,抗压强度、泌水率、塌落度和流动度均能满足采矿作业需求,水泥用量与原推荐方案相比可降低45.7%。 展开更多

关键词 阶段嗣后充填采矿法 胶结充填体矿柱 强度模型 全尾砂 充填配比

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阶段嗣后充填体稳定性分析与采场结构参数优化 被引量：11

8

作者 周乐 许卫军 +2 位作者 姚维 邱景平 任玉东 《中国矿业》 北大核心 2019年第10期138-141,179,共5页

由于矿体的走向长度远大于矿房尺寸,因此将充填体力学问题简化为平面应变问题,推导出充填体在一侧暴露情况下的底部剪应力表达式。结合傲牛铁矿的开采技术条件,通过对不同配比充填体的底部剪应力随矿房高度与宽度变化关系的分析,从而确... 由于矿体的走向长度远大于矿房尺寸,因此将充填体力学问题简化为平面应变问题,推导出充填体在一侧暴露情况下的底部剪应力表达式。结合傲牛铁矿的开采技术条件,通过对不同配比充填体的底部剪应力随矿房高度与宽度变化关系的分析,从而确定矿房与矿柱高为40m,宽分别为40m和30m。该研究成果可以为类似金属矿山开采提供理论依据。 展开更多

关键词 阶段嗣后充填法 充填体强度 单侧暴露 采场尺寸

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双暴露面的阶段充填体孤柱需求强度模型及影响因素 被引量：3

9

作者 杨磊 邱景平 +1 位作者 孙晓刚 邢军 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1327-1331,共5页

阶段充填体孤柱侧壁均暴露、处于双轴受力状态,易发生剪切破坏.为合理确定其所需强度值,根据Terzaghi松散地压理论和滑楔体极限平衡理论,建立了孤柱需求强度数学计算模型,分析了需求强度的影响因素.结果表明:阶段充填体孤柱需求强度值... 阶段充填体孤柱侧壁均暴露、处于双轴受力状态,易发生剪切破坏.为合理确定其所需强度值,根据Terzaghi松散地压理论和滑楔体极限平衡理论,建立了孤柱需求强度数学计算模型,分析了需求强度的影响因素.结果表明:阶段充填体孤柱需求强度值与采场埋深和结构参数呈正相关,与充填体内摩擦角、充填体-围岩接触面摩擦系数和摩擦角呈负相关.该研究成果对指导矿山充填配比设计、防止地表塌陷和环境保护等具有现实意义. 展开更多

关键词 阶段空场嗣后充填采矿法 充填体矿柱 需求强度 数学模型 滑楔体模型

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阶段空场嗣后充填体三维拱应力及强度需求模型 被引量：29

10

作者 刘光生 杨小聪 郭利杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1391-1403,共13页

在地下厚大金属矿体的两步骤阶段空场嗣后充填采矿法中,合理平衡一步骤矿房采场胶结充填体的揭露稳定性及其强度需求对安全经济充填采矿影响重大。为获取该采矿法中胶结充填体强度需求的三维解析模型与方法,解决类似矿山确定充填体强度... 在地下厚大金属矿体的两步骤阶段空场嗣后充填采矿法中,合理平衡一步骤矿房采场胶结充填体的揭露稳定性及其强度需求对安全经济充填采矿影响重大。为获取该采矿法中胶结充填体强度需求的三维解析模型与方法,解决类似矿山确定充填体强度需求主要采用经验类比、缺乏科学合理计算方法的问题,本文借鉴土力学应力拱理论,分析了两步骤采充时序过程中的相邻采场充填体空间接触关系,分别研究了二步骤采场非胶结充填体、一步骤采场胶结充填体(揭露后)的应力分布模式,基于Marston拱应力二维模型,拓展建立了各采场充填体的三维拱应力解析模型,得出了非胶结充填体-胶结充填体-采场围岩之间的应力传递规律及接触力学边界解析方法,并通过FLAC^3D模拟的拱应力分布结果进行了三维拱应力解析模型的对比验证。进一步将提出的拱应力解析方法应用至Mitchell强度需求解析模型中,考虑了三维成拱作用下非胶结充填体对胶结充填体的侧向推力作用、采场上下盘围岩对胶结充填体的接触摩擦作用,以底部滑动面方向角、滑动体与围岩接触面摩擦力方向角的不同取值情况,定量表征了揭露后胶结充填体的潜在破坏模式,并据此提出了4种胶结充填体安全系数和强度需求的三维解析模型与方法。再利用FLAC^3D开展了不同采场尺寸(长度、宽度、高度)、不同充填体参数(容重、内摩擦角)等条件下的充填体强度需求数值解搜索计算,与4种解析方法计算的强度需求结果进行了对比验证,得出了当胶结充填体底部滑动面方向角α=45°+φc/2且滑动体与围岩接触面摩擦力方向角β=45°-φc/2时,胶结充填体强度需求的三维解析解和三维数值解吻合度最佳,最终获取了最优的一步骤采场胶结充填体强度需求三维解析模型与方法。 展开更多

关键词 阶段空场嗣后充填法 充填体应力 充填体强度需求 三维解析模型 FLAC^3D

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司家营铁矿南区充填采矿参数优化设计 被引量：9

11

作者 董璐 高谦 +1 位作者 南世卿 宋爱东 《金属矿山》 CAS 北大核心 2011年第9期16-20,24,共6页

针对司家营铁矿南区采用的阶段嗣后充填法采矿开展可行性论证以及采场参数优化设计研究。首先,在矿区工程地质条件研究的基础上,借助于工程类比和采矿初步设计,确定了可采用的回采方案和参数的变化范围;其次,根据参数的选取范围,建立正... 针对司家营铁矿南区采用的阶段嗣后充填法采矿开展可行性论证以及采场参数优化设计研究。首先,在矿区工程地质条件研究的基础上,借助于工程类比和采矿初步设计,确定了可采用的回采方案和参数的变化范围;其次,根据参数的选取范围,建立正交数值模型,进行16组正交数值分析;第三,根据数值模拟获得不同组合参数采场稳定性与岩移参数,采用回归分析,建立采场安全度和岩移参数与采场设计参数之间的函数关系;第四,以盘区采矿经济效益为优化目标,以采场稳定性和岩移控制为约束条件建立优化模型,实现对南区采场结构参数优化决策。最后,对优化设计参数进行数值分析,研究和评价南区充填法开采的地表沉降、采场稳定性以及采矿经济效益。 展开更多

关键词 阶段嗣后充填采矿法 参数优化设计 正交数值试验 优化分析与评价

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充填体与岩体强度合理匹配下的采场结构参数优化 被引量：8

12

作者 杨蕾 邱景平 +1 位作者 邢军 孙晓刚 《金属矿山》 CAS 北大核心 2016年第3期10-14,共5页

选取合理的充填配比和采场结构参数是采用阶段空场嗣后充填采矿法矿山实现安全回采和提高生产效率的有效措施。根据岩体开挖释放能量与充填体峰值变形能相近的原则,确定了符合中关铁矿的最佳充填配比为1∶6。在此充填配比下,针对中关铁... 选取合理的充填配比和采场结构参数是采用阶段空场嗣后充填采矿法矿山实现安全回采和提高生产效率的有效措施。根据岩体开挖释放能量与充填体峰值变形能相近的原则,确定了符合中关铁矿的最佳充填配比为1∶6。在此充填配比下,针对中关铁矿的开采技术条件,对影响采场稳定性的矿房长度、矿房跨度和顶板厚度这3个因素进行了3因素3水平的正交试验设计,得到9种试验方案。运用FLAC3D对9种不同方案的采场结构参数进行模拟计算,分析对比了各方案矿房回采充填后采场顶板和充填体矿柱的应力及位移分布情况,研究了各因素对采场稳定性的影响顺序,进而对采场结构参数进行了优选。计算结果表明:矿房长度和矿房跨度是影响采场稳定性的重要因素,最优的结构参数为矿房长度50 m、矿房跨度18 m、顶板厚度8 m,该结构参数下能够保证采场的稳定性且能有效提高矿山生产能力。 展开更多

关键词 阶段空场嗣后充填采矿法 强度匹配 数值模拟 正交试验 采场结构参数

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缓倾斜极厚矿体高阶段采场开采顺序优化 被引量：1

13

作者 甘德清 孟岐 +1 位作者 刘志义 路燕泽 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第5期28-34,共7页

为了平衡缓倾斜极厚矿体高阶段采场的产能与安全,以某铁矿阶段空场嗣后充填采矿法为背景,进行开采顺序优化研究。首先,基于间柱承压理论,得出间柱宽度合理值为14.2~47.2 m。根据采场结构参数,设计间柱宽度分别为15 m、30 m、45 m,即隔... 为了平衡缓倾斜极厚矿体高阶段采场的产能与安全,以某铁矿阶段空场嗣后充填采矿法为背景,进行开采顺序优化研究。首先,基于间柱承压理论,得出间柱宽度合理值为14.2~47.2 m。根据采场结构参数,设计间柱宽度分别为15 m、30 m、45 m,即隔一采一、隔二采一、隔三采一,并采用FLAC^(3D)建立矿体模型,对比分析各方案顶板沉降以及间柱稳定性。最后,在数值模拟基础上,综合考虑安全与产能的影响因素,构建基于层次分析与模糊综合评判法的开采顺序判断矩阵,计算得出3种方案的综合隶属度分别为0.86、0.79、0.80,确定间柱宽度15 m(隔一采一)为最优方案。工业试验结果表明,该方案在实现最大化生产能力的同时,可保持采场相对稳定。 展开更多

关键词 缓倾斜矿体 极厚矿体 开采顺序 阶段空场嗣后充填法 间柱稳定性 数值模拟 高阶段采场 间柱宽度

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深埋厚大矿体采场结构参数优化 被引量：15

14

作者 邬金 李元辉 +1 位作者 司呈斌 徐帅 《金属矿山》 CAS 北大核心 2014年第11期11-15,共5页

合理的采场结构参数可使采场处于有利的力学状态,使围岩的应力、应变分布趋于均匀化,在保证开采系统稳定和生产安全的前提下,减少支护工作量,提高采矿强度和生产效率。在深入分析思山岭铁矿地质概况与采矿方法的基础上,对影响矿房回采... 合理的采场结构参数可使采场处于有利的力学状态,使围岩的应力、应变分布趋于均匀化,在保证开采系统稳定和生产安全的前提下,减少支护工作量,提高采矿强度和生产效率。在深入分析思山岭铁矿地质概况与采矿方法的基础上,对影响矿房回采稳定性的矿房高度、矿房宽度、采场长度、矿柱宽度、矿柱充填方式等5个关键因素进行2水平正交设计,获得8种试验方案。运用大型岩土软件FLAC3D对盘区内不同方案的采场结构参数进行数值模拟研究,分析其在不同结构参数下应力、位移、塑性区等特征,初步得出采场处于最有利力学状态时的结构参数方案(采场高60 m、采场长60 m,矿房宽18 m、矿柱宽20 m的参数方案)。计算结果表明:回采过程中,采场长度对顶板应力和顶板位移的影响最大,采场越长,应力值越大,且压应力主要在盘区间柱集中,顶底板处出现拉应力集中。分析结果可为盘区矿房矿柱的安全高效回采提供技术支持。 展开更多

关键词 正交设计 深部厚大矿体 阶段矿房嗣后充填法 结构参数优化 数值模拟

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五立铁矿采场结构优化数值模拟 被引量：5

15

作者 孙臣良 张锦 《金属矿山》 CAS 北大核心 2017年第8期41-46,共6页

合理的采场结构参数是实现矿山安全高效开采的重要前提。针对五立铁矿的矿岩条件,设计采用阶段空场嗣后充填法开采围岩稳固的厚大矿体。以此为工程背景,采用Mathews稳定图法与FLAC^(3D)数值模拟相结合的方法对采场结构参数进行优化研究... 合理的采场结构参数是实现矿山安全高效开采的重要前提。针对五立铁矿的矿岩条件,设计采用阶段空场嗣后充填法开采围岩稳固的厚大矿体。以此为工程背景,采用Mathews稳定图法与FLAC^(3D)数值模拟相结合的方法对采场结构参数进行优化研究。首先利用Mathews稳定图法初步选定采场结构参数,计算得出采场临界跨度为22m;然后通过改变采场跨度,借助FLAC^(3D)数值模拟软件进行优化分析,得出16 m和18 m的矿房跨度下,矿房可以保持稳定,因此建议矿房跨度小于18 m。 展开更多

关键词 阶段空场嗣后充填法 采场结构参数 Mathews稳定图法 数值模拟

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莱新铁矿六边形采场结构的可行性分析 被引量：4

16

作者 刘新强 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第1期28-31,共4页

为了有效解决莱新铁矿复杂地质条件下、矿岩破碎、裂隙水发育矿体开采问题。提出了六边形采场结构阶段充填采矿方法,并应用2D–σ数值分析系统对其采场结构稳定性进行分析。分析结果表明,六边形采场结构与矩形采场结构相比,能够较好地... 为了有效解决莱新铁矿复杂地质条件下、矿岩破碎、裂隙水发育矿体开采问题。提出了六边形采场结构阶段充填采矿方法,并应用2D–σ数值分析系统对其采场结构稳定性进行分析。分析结果表明,六边形采场结构与矩形采场结构相比,能够较好地适应应力转移规律;对六边形采场结构不同结构参数下的应力分布、变形特征及塑性区大小等进行了数值分析。六边形采场结构是一种稳定结构;在莱新铁矿的模拟过程中,其采场围岩及充填体未出现较大拉应力和塑性区,证明该方法在莱新铁矿的可行性;并提出了该方法在莱新铁矿应用的最佳结构参数,该方法对类似条件矿山开采具有参考价值。 展开更多

关键词 莱新铁矿 阶段充填采矿法 六边形采场结构 数值模拟

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冬瓜山铜矿深井开采技术问题的探讨 被引量：2

17

作者 袁世伦 吴胡颂 《金属矿山》 CAS 北大核心 2004年第z1期157-160,共4页

冬瓜山铜矿床埋藏深、含硫高、规模大,开采时许多技术问题需要解决.针对深井热害、通风降温、地压管理、采矿方法、深井涌水等技术难题开采了一系列研究工作,通过分析比较提出了一些技术措施和建议.

关键词 矽卡岩型铜矿床 深井开采 阶段空场嗣后充填采矿法

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白象山铁矿地下开采采场稳定性的数值模拟与分析 被引量：1

18

作者 张华 《金属矿山》 CAS 北大核心 2004年第z1期176-178,共3页

运用拉格朗日法的基本原理,模拟白象山铁矿地下开采阶段矿房嗣后充填的采矿过程,合理选取采场的结构参数,满足地下开采整体安全性的需要.

关键词 地下开采 拉格朗日模拟 阶段矿房分段凿岩嗣后充填采矿法

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颗粒堆积多孔介质渗透特性的分析

19

作者 史海明 徐曾和 《金属矿山》 CAS 北大核心 2009年第S1期296-299,共4页

通过对颗粒堆积的多孔介质——人工试样,在常规三轴压力作用下的水渗流实验,初步研究了松散颗粒堆积体中水渗流的问题,定性的得到了颗粒堆积的多孔介质中水渗流的一般规律,为阶段充填采矿法矿房充填体的水渗流问题的研究提供了理论依据。

关键词 常规三轴压力 水渗流实验 颗粒堆积多孔介质 阶段充填采矿法

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