基于LS-DYNA的楔形切割拉槽爆破数值模拟研究及应用

1

作者 陈帮洪 陈星明 +1 位作者 武尚荣 费志文 《矿冶工程》 北大核心 2025年第2期47-53,59,共8页

某矿西二采区采用无底柱分段崩落法开采,1 546 m分段楔形切割拉槽存在拉槽高度过大导致爆破效果不佳的问题。针对该问题进行了楔形切割拉槽爆破研究。基于RHT本构模型标定矿岩参数,采用LS-DYNA软件,运用流固耦合算法,确定矿岩损伤阈值为... 某矿西二采区采用无底柱分段崩落法开采,1 546 m分段楔形切割拉槽存在拉槽高度过大导致爆破效果不佳的问题。针对该问题进行了楔形切割拉槽爆破研究。基于RHT本构模型标定矿岩参数,采用LS-DYNA软件,运用流固耦合算法,确定矿岩损伤阈值为0.4;对比分析不同拉槽宽度方案的爆破成槽效果,结果表明:拉槽高度固定为23 m时,矿岩有效损伤率随着拉槽宽度增加呈单峰曲线变化;最佳拉槽宽度为24 m,此时矿岩有效损伤率达到峰值0.692 5。基于该参数设计拉槽方案,现场试验结果表明,爆破成形空间达标率超过85%,爆堆块度分布合理,安息角约40°。 展开更多

关键词 无底柱分段崩落法 切割拉槽 RHT 本构模型 数值模拟 损伤 拉槽爆破

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基于降雨量数据的程潮铁矿涌水量时序性预测模型 被引量：2

2

作者 范明星 任高峰 +3 位作者 吴文博 鲁习奎 李吉民 张聪瑞 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第6期212-219,共8页

无底柱分段崩落法开采必然形成大范围的地表塌陷区,所分布的导水裂隙将导致大量的地表降水向下渗透,引起巷道涌水量骤增,程潮铁矿现已进入-500 m开采水平,大气降雨与崩落法开采所引发的裂隙持续动态发展之间的相互作用机制十分复杂。因... 无底柱分段崩落法开采必然形成大范围的地表塌陷区,所分布的导水裂隙将导致大量的地表降水向下渗透,引起巷道涌水量骤增,程潮铁矿现已进入-500 m开采水平,大气降雨与崩落法开采所引发的裂隙持续动态发展之间的相互作用机制十分复杂。因此,为科学准确地预测井下涌水量,本研究提出了一种以降雨量为输入数据的涌水量灰色GM(1,2)时序性预测模型。以程潮铁矿2019—2021年的降雨量、涌水量实际数据为训练样本,充分考虑崩落法开采对上覆岩体的持续影响,引入时序性系数K对模型进行优化,最终建立的灰色GM(1,2)时序性预测模型与传统的GM(1,2)预测模型相比,预测精度平均提高了7.79%。运用该模型对2022年的涌水量进行预测检验结果表明,其旱、雨两季的预测精度分别为93.51%、93.58%,预测效果较好。研究成果是通过地表降雨量数据直接预测矿山井下涌水量数据的一种有效方法。 展开更多

关键词 无底柱分段崩落法 涌水量预测 灰色系统理论 GM(1 2)模型 时序性系数

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破碎矿体扇形深孔双点起爆位置优化研究

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作者 陆克勤 范子儀 +3 位作者 杨阳 陈树林 马涛 朱锐 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第4期58-66,共9页

在采用无底柱分段崩落法开采破碎矿体时,常常面临眉线破坏的问题,这一问题不仅影响后续爆破作业,还严重制约现场的安全高效生产。为解决这一问题,以尖山铁矿1280分段回采进路为工程背景,综合运用现场调研、数值模拟和理论分析等方法,研... 在采用无底柱分段崩落法开采破碎矿体时,常常面临眉线破坏的问题,这一问题不仅影响后续爆破作业,还严重制约现场的安全高效生产。为解决这一问题,以尖山铁矿1280分段回采进路为工程背景,综合运用现场调研、数值模拟和理论分析等方法,研究双点起爆不同起爆位置下爆轰应力场的分布规律。综合评价不同起爆位置下爆炸能量的空间分布及爆破效果,发现适当调整起爆位置,可以调整爆轰应力场在矿体内部的分布规律,并降低对眉线口处应力作用。现场试验结果表明,当双点起爆时药包布置在装药段1/2~孔底位置,能够加强对顶部矿体的破坏作用,同时减弱对眉线口部位的影响,有效保护眉线。 展开更多

关键词 无底柱分段崩落法 数值模拟 双点起爆 起爆位置 眉线破坏

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融冠1号矿中深孔爆破参数优化研究 被引量：12

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作者 任高峰 王威 +1 位作者 冯海昀 袁岳琪 《爆破》 CSCD 北大核心 2011年第3期34-35,38,共3页

在内蒙古兴业集团融冠矿业1号矿中深孔爆破之中,存在炸药单耗大、大块产出率高,影响出矿效率的问题。通过对施工管理和设计等方面地分析研究,针对现场情况从加强矿山地质编录工作和爆破施工管理,优化单位炸药消耗量、炮孔密集系数、最... 在内蒙古兴业集团融冠矿业1号矿中深孔爆破之中,存在炸药单耗大、大块产出率高,影响出矿效率的问题。通过对施工管理和设计等方面地分析研究,针对现场情况从加强矿山地质编录工作和爆破施工管理,优化单位炸药消耗量、炮孔密集系数、最小抵抗线、孔底距和爆孔堵塞长度等方面提出解决问题的方法,使矿山单耗减15%左右,大块率减少0.8%,在矿山的实际生产中取得良好的效果。 展开更多

关键词 中深孔爆破 地下开采 无底柱分段崩落 爆破参数 大块率

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武钢程潮铁矿西区放顶工程顶板地压问题的计算机模拟 被引量：5

5

作者 许梦国 曹阿静 +4 位作者 伍佑伦 王平 王剑 雷远坤 毛少波 《武汉科技大学学报》 CAS 2004年第2期142-144,共3页

采用有限单元法对程潮铁矿西区放顶过程中地压重新分布的规律进行分析,为矿山正确地确定回采顺序和对地压进行预测、管理提供了理论依据。

关键词 ANSYS 无底柱分段崩落法 地压 放顶 数值模拟

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露天转地下崩落法开采对高陡边坡影响的数值模拟 被引量：17

6

作者 李扬 梅林芳 周传波 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期14-18,21,共6页

针对大冶铁矿采用无底柱分段崩落法形成的塌陷区问题,采用ANSYS和FLAC3D联合建立了三维模型,研究了塌陷区回填和不回填两种情况对露天转地下开采形成的高陡边坡的影响。通过对位移场、塑性区和应力场的计算结果分析,得出了影响规律。并... 针对大冶铁矿采用无底柱分段崩落法形成的塌陷区问题,采用ANSYS和FLAC3D联合建立了三维模型,研究了塌陷区回填和不回填两种情况对露天转地下开采形成的高陡边坡的影响。通过对位移场、塑性区和应力场的计算结果分析,得出了影响规律。并设立位移监测点,分析高陡边坡的变形规律,将计算结果与实测结果进行了对比。结果表明,数值模拟分析结果与实际情况比较吻合,对塌陷区的回填限制了高陡边坡岩体的位移,改善了边坡岩体的应力状态,使边坡更加趋于稳定。 展开更多

关键词 无底柱崩落法 塌陷区 数值模拟 高陡露天边坡

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地下金属矿山崩落采矿法岩层移动规律分析 被引量：10

7

作者 王艳辉 宋卫东 蔡嗣经 《金属矿山》 CAS 北大核心 2002年第3期13-16,共4页

针对地下金属矿山的岩层移动问题 ,以国内无底柱分段崩落法矿山为例 ,进行岩层移动规律调查分析。调查结果表明 ,由于地下金属矿床复杂多变的地质、采矿条件 ,使得采矿岩层移动预测存在很大的不确定性 。

关键词 岩层移动 地下金属矿山 无底柱分段崩落法 采矿条件

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大面积胶结充填体诱导冒落机理及其发展过程研究 被引量：5

8

作者 苏华友 王永定 +4 位作者 谭宝会 龙卫国 杨宁 张志贵 陈星明 《黄金科学技术》 CSCD 2022年第5期713-723,共11页

在龙首矿西二采区无底柱分段崩落法采场形成覆盖层的过程中,掌握顶板胶结充填体的冒落机理及其发展过程,对于覆盖层的顺利形成及采矿安全具有重要意义。研究提出了人工诱导顶板大面积胶结充填体冒落形成覆盖层的技术方案,并在该方案实... 在龙首矿西二采区无底柱分段崩落法采场形成覆盖层的过程中,掌握顶板胶结充填体的冒落机理及其发展过程,对于覆盖层的顺利形成及采矿安全具有重要意义。研究提出了人工诱导顶板大面积胶结充填体冒落形成覆盖层的技术方案,并在该方案实施过程中采用微震监测技术对胶结充填体的冒落过程进行了监测。研究结果表明:胶结充填体的破裂事件主要发生在1610~1630 m水平之间,其破坏机理主要划分为3种模式:一是崩落法采动压力集中在采空区后方20~45 m范围内造成的充填体压裂破坏;二是采空区边缘处剪应力集中造成的充填体岩梁剪切破坏;三是采空区顶板中央位置发生的充填体下沉弯曲拉伸破坏。理论计算结果表明:顶板胶结充填体以散体形式发生冒落的高度约为14 m。现场出矿跟踪过程中观察到冒落的胶结充填体块度在0.6~2.0 m之间。综合各项研究结果可知:在首采分段回采过程中实现了顶板胶结充填体的安全诱导冒落,形成了由预留矿石层和冒落胶结充填体构成的总厚度约为30 m的散体覆盖层,满足无底柱分段崩落法安全生产的需求。 展开更多

关键词 无底柱分段崩落法 胶结充填体 诱导冒落 覆盖层 冒落机理 微地震监测

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无底柱分段崩落法在矿柱回收中的应用 被引量：15

9

作者 柯波 李萍 《金属矿山》 CAS 北大核心 2009年第2期51-52,74,共3页

针对融冠矿业多金属矿西采区1 158 m中段滞留大量的矿柱以及与后期改变采矿方法的过渡问题,对矿区地质特征、回收方案、爆破参数、爆破方案和施工方案进行了仔细的分析并详细地制定了合理的方案,为矿柱的回收和1 158中段以下使用无底柱... 针对融冠矿业多金属矿西采区1 158 m中段滞留大量的矿柱以及与后期改变采矿方法的过渡问题,对矿区地质特征、回收方案、爆破参数、爆破方案和施工方案进行了仔细的分析并详细地制定了合理的方案,为矿柱的回收和1 158中段以下使用无底柱分段崩落法采矿创造了有利的条件。 展开更多

关键词 矿柱回收 无底柱分段崩落法 爆破参数 经济效益

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基于PFC的无底柱分段崩落法崩矿步距优化 被引量：13

10

作者 丁航行 牛伦 +2 位作者 孙明志 任凤玉 邱海涛 《中国矿业》 北大核心 2019年第3期82-86,共5页

近年来,无底柱分段崩落法在地下铁矿山的开采中大量应用,采场结构参数不断增大,为了符合散体流动规律,提高回采指标,崩矿步距的优化尤其重要。本文结合梅山铁矿无底柱分段崩落法生产实践,采用PFC3D软件建立了放矿模型,并编制了相应的FIS... 近年来,无底柱分段崩落法在地下铁矿山的开采中大量应用,采场结构参数不断增大,为了符合散体流动规律,提高回采指标,崩矿步距的优化尤其重要。本文结合梅山铁矿无底柱分段崩落法生产实践,采用PFC3D软件建立了放矿模型,并编制了相应的FISH程序,来控制矿岩颗粒的流动。对初步设计的6组崩矿步距方案进行模拟,得出在18m×20m采场结构参数条件下,最优的崩矿步距为2.2m。经过现场工业试验验证,2.2m崩矿步距下回采率和贫化率指标提升效果显著。 展开更多

关键词 无底柱分段崩矿法 崩矿步距 采场结构参数 数值模拟 优化

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基于混合整数规划法的地下矿采掘计划编制 被引量：6

11

作者 刘晓明 徐志强 +1 位作者 陈鑫 钟德云 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期880-885,共6页

矿山采掘计划编制对企业总体经济效益具有深远的影响,手动编制技术已难以满足矿山的需求.为有效提高计划编制的高效性和合理性,通过对无底柱分段崩落法的研究分析,建立了以出矿品位波动最小为目标函数的混合整数规划(MIP)模型.模型包含... 矿山采掘计划编制对企业总体经济效益具有深远的影响,手动编制技术已难以满足矿山的需求.为有效提高计划编制的高效性和合理性,通过对无底柱分段崩落法的研究分析,建立了以出矿品位波动最小为目标函数的混合整数规划(MIP)模型.模型包含了生产开采的全过程,以保证井下各工序的合理衔接.对北洺河铁矿采掘计划编制的试验结果表明,该方法具有编制时间短、工序衔接更合理、计划结果较手动方法更优越的特点.研究表明采用该方法能有效提高计划的合理性,使企业获得更大经济效益. 展开更多

关键词 地下矿山 无底柱分段崩落法 采掘计划编制 混合整数规划 品位波动最小

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无底柱分段崩落法中深孔爆破参数试验 被引量：17

12

作者 郑晓硕 王剑 周乃松 《爆破》 CSCD 北大核心 2009年第1期50-53,共4页

在调查程潮铁矿东区的工程地质条件和现有采矿结构参数的基础上,根据利文斯顿爆破能量平衡准则,应用现场系列爆破漏斗试验方法确定了程潮铁矿东区大结构参数条件下无底柱分段崩落法合理的中深孔爆破参数;并根据相关公式应用VB语言开发... 在调查程潮铁矿东区的工程地质条件和现有采矿结构参数的基础上,根据利文斯顿爆破能量平衡准则,应用现场系列爆破漏斗试验方法确定了程潮铁矿东区大结构参数条件下无底柱分段崩落法合理的中深孔爆破参数;并根据相关公式应用VB语言开发了计算爆破漏斗体积的可视化程序;试验结果表明1.4—1.7 m的炮孔排距、2.6—3.0 m的孔间距为程潮铁矿合理的中深孔爆破参数。 展开更多

关键词 无底柱分段崩落法 爆破漏斗试验 爆破漏斗体积计算 中深孔爆破参数

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马鞍山2~#矿体无底柱分段崩落法结构参数优化研究 被引量：9

13

作者 杨宫印 陈玉明 王小勇 《矿冶工程》 CSCD 北大核心 2017年第2期24-27,共4页

根据无底柱分段崩落法大间距采场结构参数理论,进行了三维单体放矿实验。根据数理统计方法,绘制了矿石放出体形态;利用Matlab拟合了放出体各轴向偏心率回归方程,得出了放出体主要形态参数。以马鞍山2~#铁矿为例,在分段高度为12.5 m的情... 根据无底柱分段崩落法大间距采场结构参数理论,进行了三维单体放矿实验。根据数理统计方法,绘制了矿石放出体形态;利用Matlab拟合了放出体各轴向偏心率回归方程,得出了放出体主要形态参数。以马鞍山2~#铁矿为例,在分段高度为12.5 m的情况下,确定最佳进路间距为14.5 m、最佳崩矿步距为4.5 m。 展开更多

关键词 无底柱分段崩落法 大间距 结构参数 达孔量法 放矿

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Surda铜矿无底柱分段崩落法结构参数优化 被引量：4

14

作者 吴雪莉 郑建明 +1 位作者 任凤玉 周潇 《中国矿业》 北大核心 2016年第6期88-90,共3页

Surda铜矿为印度铜业公司的一个地下开采矿山,建设规模为42×104t/a。为适应市场需求,矿山欲将建设规模提升至90×104t/a,而目前矿山所采用的无底柱分段崩落法采场结构参数无法满足建设规模要求,通过对现有采矿方法的采场结构... Surda铜矿为印度铜业公司的一个地下开采矿山,建设规模为42×104t/a。为适应市场需求,矿山欲将建设规模提升至90×104t/a,而目前矿山所采用的无底柱分段崩落法采场结构参数无法满足建设规模要求,通过对现有采矿方法的采场结构参数进行优化,在充分发挥现有生产设备能力的同时,采用高分段、大间距参数布置及合理的崩矿步距,结合大断面出矿,单次崩矿量提高94%,爆破次数减少50%,提高了通风效果,降低了局扇风机能耗,矿石回收率提高9%,提高矿山经济效益1.5亿元以上。 展开更多

关键词 无底柱分段崩落法 高分段 优化 大断面

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限制性空间内无底柱分段崩落法组合式放矿方案及实验研究 被引量：3

15

作者 谭宝会 龙卫国 +3 位作者 龚臻 张志贵 陈星明 朱强 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2023年第2期10-15,共6页

以金川龙首矿西二区上部中段由下向分层胶结充填法转无底柱分段崩落法开采为例,研究了限制性空间内无底柱分段崩落法采场各分段的矿石回采和回收特点,构建了一种以分段为放矿控制单元的组合式放矿方案:第一、二分段采用总量控制方式出... 以金川龙首矿西二区上部中段由下向分层胶结充填法转无底柱分段崩落法开采为例,研究了限制性空间内无底柱分段崩落法采场各分段的矿石回采和回收特点,构建了一种以分段为放矿控制单元的组合式放矿方案:第一、二分段采用总量控制方式出矿以确保顶板安全冒落形成覆盖层;第三分段采用低贫化方式出矿以避免无效贫化,实现矿石的高质量回收;第四分段采用正常回采进路低贫化放矿+辅助回收进路截止品位放矿以实现矿石的充分、有效回收。设计并开展了3种不同放矿方案的物理实验,结果表明,本文设计的组合式放矿方案在限制性空间实现崩落法安全高效开采和损失贫化控制方面具有显著优势,可使矿山整体开采经济效益处于较优水平,为后期工程实践提供科学的理论和技术指导。 展开更多

关键词 限制性回采空间 无底柱分段崩落法 放矿 损失贫化

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组合式崩落法在铜坑矿92^#矿体中的应用研究 被引量：3

16

作者 石富文 李明 +1 位作者 罗先伟 汪明 《金属矿山》 CAS 北大核心 2014年第8期33-36,共4页

92#矿体与91#矿体重叠区域范围大,在91#矿体回采过程中,重叠区域内产生了较多采空区,并且采空区大多冒落而形成了松散的垮落体环境,导致目前92#矿体开采技术条件异常复杂,部分采场面临上中段仅单进路,三面为采空区,中部中段为双进路,下... 92#矿体与91#矿体重叠区域范围大,在91#矿体回采过程中,重叠区域内产生了较多采空区,并且采空区大多冒落而形成了松散的垮落体环境,导致目前92#矿体开采技术条件异常复杂,部分采场面临上中段仅单进路,三面为采空区,中部中段为双进路,下中段为完整进路的特殊开采条件,很难实现单一空场法或崩落法进行回采,并且存在回收率低,容易受地压应力、火烧灰等诸多危险危害因素影响。本研究以92#矿体T106单元作为试验采场,根据矿山常用的崩落法与空场法的开采经验,结合各中段现有开拓工程,运用组合式崩落法提前切断顶部地压应力,最终实现了T106单元的安全高效回采,有效避免了底部矿石回采过程中的地压安全问题,为开采铜坑矿92#矿体类似技术条件的采场提供了一种安全可靠的技术参考。 展开更多

关键词 组合式崩落法 空场法 地压应力 补偿空间 底部堑沟出矿

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无底柱分段崩落法低贫化放矿的工业试验 被引量：7

17

作者 张志贵 刘兴国 +3 位作者 宋克志 范多春 李本录 孙德源 《金属矿山》 CAS 北大核心 1997年第3期8-11,共4页

在无底柱分段崩落法采场中进行了低贫化放矿的工业试验，两年多的生产实践表明，低贫化放矿在降低矿石贫化、减少岩石混入、提高输出矿石品位和块矿率等方面取得明显效果。

关键词 无底柱 分段崩落法 低贫化放矿 岩石 采矿

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无底柱分段崩落法工业放出体的RFID技术测定方法 被引量：2

18

作者 孙明志 任凤玉 +2 位作者 丁航行 邱海涛 杨潘磊 《金属矿山》 CAS 北大核心 2017年第3期15-18,共4页

在无底柱分段崩落法工业现场条件下测定的放出体形态,比传统实验室试验和数值模拟测定的放出体形态更加符合现场实际,但该测定方法的难点在于低劳动强度、高回收效率的标志物及其监测系统的开发。为解决该难题,首先基于RFID无线射频识... 在无底柱分段崩落法工业现场条件下测定的放出体形态,比传统实验室试验和数值模拟测定的放出体形态更加符合现场实际,但该测定方法的难点在于低劳动强度、高回收效率的标志物及其监测系统的开发。为解决该难题,首先基于RFID无线射频识别技术,开发制备了抗爆破冲击和可高效识别的标志物。针对该标志物采用的EM9202芯片,研发并建立了标志物监测系统,该系统可准确识别标志物出现的时间及编号。最后在梅山铁矿-306 m水平4-5LS1进路第10排进行试验应用。结果表明:标志物回收效果理想,尤其对于流动性较好的3个中间测试孔,标志物的回收率达到了87%;同时监测系统运行状态良好,测试数据准确。 展开更多

关键词 无底柱分段崩落法 放出体形态 测定方法 标志物

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小东沟钼矿最优崩矿步距研究 被引量：3

19

作者 李萍 柯波 赵菲 《爆破》 CSCD 北大核心 2013年第2期67-72,共6页

为了确定小东沟钼矿无底柱分段崩落法开采的最优崩矿步距,分析了端部放矿放出体体积、正面废石混入体积、侧面废石混入体积和顶部废石混入体积,确定以"回贫差"最大化为目标函数,综合考虑三方废石混入造成的贫化率和回收率,建... 为了确定小东沟钼矿无底柱分段崩落法开采的最优崩矿步距,分析了端部放矿放出体体积、正面废石混入体积、侧面废石混入体积和顶部废石混入体积,确定以"回贫差"最大化为目标函数,综合考虑三方废石混入造成的贫化率和回收率,建立新的数学模型,推导出最优崩矿步距方程,结合开采条件和结构参数,计算出最优崩矿步距的数值范围为2.87～3.91 m,运用Ansys分析软件,对孔底距为2.6 m和排距为1.5 m、1.6 m、1.7 m、1.8 m、1.9 m和2.0 m时进行数值模拟,分析各模型中时间记录单元的有效应力的变化规律,确定1.8m为最优排距,并对其进行爆破数值模拟,结果表明岩石能够充分破碎,最终确定小东沟钼矿最优崩矿步距为3.6 m。 展开更多

关键词 无底柱分段崩落法 崩矿步距 贫化率 回收率

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尖山铁矿无底柱分段崩落法结构参数研究 被引量：12

20

作者 黄兴益 《金属矿山》 CAS 北大核心 2012年第4期5-7,共3页

通过放矿理论计算式归纳和室内放矿试验综合研究,得到尖山铁矿无底柱分段崩落法合理的结构参数,为确保矿山生产能力、降低损失贫化和减小采切比奠定了基础,同时为初步设计及施工图提供了依据。

关键词 无底柱分段崩落法 结构参数 分段高度 进路间距

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