基于端帮开采技术的露天煤炭资源高效开发

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作者 仲召林 《矿业装备》 2024年第4期82-84,共3页

端帮开采技术是一种新兴的开采技术,其应用在露天煤炭资源开采中能够提高开采效率和降低成本。对端帮开采技术的原理及应用进行论述,并对露天煤炭资源高效开发的关键技术进行研究,最后结合具体案例来实验研究及结果分析,可供相关人员参考。

关键词 端帮开采技术 露天煤炭 高效开发

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露天矿端帮开采支撑煤柱失稳判据研究 被引量：1

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作者 李广贺 呼子桓 +3 位作者 王东 王来贵 周志伟 丁春健 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期122-128,共7页

为探究露天矿端帮开采支撑煤柱失稳判据与支撑煤柱合理留设,实现露天矿端帮边坡与支撑煤柱最优形态参数设计,应用Winkler弹性地基理论,构建露天矿端帮开采下顶板-支撑煤柱力学承载模型,推导出顶板竖向位移及支撑煤柱竖向应力理论公式,... 为探究露天矿端帮开采支撑煤柱失稳判据与支撑煤柱合理留设,实现露天矿端帮边坡与支撑煤柱最优形态参数设计,应用Winkler弹性地基理论,构建露天矿端帮开采下顶板-支撑煤柱力学承载模型,推导出顶板竖向位移及支撑煤柱竖向应力理论公式,并采用数值模拟方法验证理论计算结果,根据支撑煤柱安全系数要求,结合Wilson煤柱极限强度理论,建立露天矿端帮开采支撑煤柱失稳判据,从理论上揭示出露天矿端帮边坡与支撑煤柱形态参数对支撑煤柱安全系数的影响特征。研究结果表明:支撑煤柱安全系数与采深、边坡角及边坡高度呈负相关指数函数;与留设支撑煤柱总宽度呈正相关线性函数,顶板竖向位移及支撑煤柱竖向应力的理论计算曲线呈马鞍形分布,理论计算与数值模拟结果基本一致,证明理论计算具备一定的合理性与准确性。 展开更多

关键词 露天矿 端帮开采 支撑煤柱 失稳判据 弹性地基

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露天矿端帮开采采硐顶板变形破坏机理

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作者 陈涛 舒继森 +2 位作者 韩流 尚涛 杨国宇 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第3期177-186,共10页

为了研究端帮开采中采硐顶板变形破坏机理,建立了两端部固定梁力学模型,结合弹性力学理论,推导出顶板应力、位移计算公式,并考虑支撑煤柱上覆软弱岩层挤压作用对顶板变形的影响,分析得到了顶板应力分布和变形规律。研究表明:顶板的正应... 为了研究端帮开采中采硐顶板变形破坏机理,建立了两端部固定梁力学模型,结合弹性力学理论,推导出顶板应力、位移计算公式,并考虑支撑煤柱上覆软弱岩层挤压作用对顶板变形的影响,分析得到了顶板应力分布和变形规律。研究表明:顶板的正应力分布呈现二次抛物线轴对称分布,最大拉应力在采硐顶板底面中心位置处最大;最大拉应力和最大剪应力随着开采进度的增大不断增大,顶板底面中部位置先呈现出拉张破坏,随后逐渐转为与煤柱接触位置的剪切破坏;顶板底面的水平位移u值随着x的增大,呈现先减小,再增大,最后再减小的趋势,但侧向挤压对水平位移影响不大;顶板底面的垂直位移ν值随x呈现开口向上的抛物线变化规律,考虑竖向压缩和侧向挤压的位移绝对值|ν|明显大于仅考虑侧向挤压、未考虑侧向挤压的值。 展开更多

关键词 端帮开采 采硐顶板变形 破坏机制 力学模型 应力分布 挤压变形

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动-静载作用下端帮开采支撑煤柱参数设计方法 被引量：2

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作者 姜聚宇 路烨 +5 位作者 曹兰柱 付天光 王东 王来贵 蔡明祥 李磊 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期53-62,共10页

应用端帮采煤机开采工艺回收端帮压覆滞留煤资源时,支撑煤柱合理宽度的确定是影响其安全、高效推广应用的一个关键性要素,尤其是考虑爆破振动效应对支撑煤柱稳定性的影响。以平朔安太堡露天矿南端帮为工程背景,采用现场测振试验、理论... 应用端帮采煤机开采工艺回收端帮压覆滞留煤资源时,支撑煤柱合理宽度的确定是影响其安全、高效推广应用的一个关键性要素,尤其是考虑爆破振动效应对支撑煤柱稳定性的影响。以平朔安太堡露天矿南端帮为工程背景,采用现场测振试验、理论分析、数值计算研究边坡三角载荷和爆破振动作用下端帮开采支撑煤柱稳定性及其参数设计方法。基于极限平衡理论和尖点突变理论,运用Mohr-Coulomb屈服准则,分析了煤柱弹塑性区分布规律;建立了受采高、采宽、上覆岩层载荷应力、煤柱黏聚力与内摩擦角等因素影响下的煤柱极限强度函数表达式;建立了不同安全储备系数条件下煤柱最大允许塑性屈服区宽度及煤柱留设宽度计算式。建立了支撑煤柱三维简谐振动响应模型,研究了单响药量、高程差、爆心水平距等爆破参数对煤柱瞬时最大动应力响应影响规律,揭示了爆破动载效应对支撑煤柱塑性区宽度和稳定性的影响机制,提出了爆破动载作用下支撑煤柱参数设计方法。研究结果表明:爆破振动对支撑煤柱稳定性影响较大,爆破动载作用下煤柱瞬时最大动应力响应与单响药量呈正相关关系、与高程差和水平距离呈负相关关系。随煤柱瞬时最大动应力响应增加,煤柱塑性区宽度呈正比例增大,煤柱安全系数以近似线性规律衰减。确定动−静载下煤柱留设宽度为5 m,经工程实践,验证了其合理性。 展开更多

关键词 露天开采 动静载荷 端帮开采 支撑煤柱 参数设计

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褐煤露天矿端帮开采边坡支撑煤柱稳定性研究 被引量：25

5

作者 王东 姜聚宇 +2 位作者 韩新平 南存全 贺希格图 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期62-67,共6页

为高效、安全回采露天矿开采后端帮大量压煤,综合采用理论分析、蠕变试验、数值模拟与工程实施等手段,研究端帮采煤机打硐回采条件下边坡支撑煤柱稳定性。以霍林河北矿西端帮为例,基于突变理论,推导支撑煤柱发生突变失稳的必要条件;基... 为高效、安全回采露天矿开采后端帮大量压煤,综合采用理论分析、蠕变试验、数值模拟与工程实施等手段,研究端帮采煤机打硐回采条件下边坡支撑煤柱稳定性。以霍林河北矿西端帮为例,基于突变理论,推导支撑煤柱发生突变失稳的必要条件;基于支撑煤柱服务时间要求,提出目标时间强度的概念,确定支撑煤柱的3天目标时间强度参数;基于数值模拟,以煤柱拉伸剪切塑性区宽度为判据,确定合理煤柱宽度。结果表明:煤柱发生突变失稳的必要条件为煤柱塑性区宽度大于煤柱总宽度的88%;试验获得实例中煤柱的黏聚力c=0.93 MPa,内摩擦角φ=17.6°;确定合理煤柱宽度为4 m,经工程实践,验证了其合理性。 展开更多

关键词 褐煤露天矿 端帮开采 突变理论 蠕变试验 目标时间强度

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端帮开采技术应用前景研究 被引量：1

6

作者 曹萍 韩延辉 《露天采矿技术》 CAS 2012年第4期29-31,共3页

在介绍端帮开采技术及国内外发展现状的基础上,详细论述了露井端帮开采系统的特点,分析了端帮开采技术在我国露天煤矿的应用前景。

关键词 端帮开采技术 露井端帮开采系统 应用前景

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平朔东露天矿端帮开采技术 被引量：5

7

作者 赵彦合 韩峰 《露天采矿技术》 CAS 2020年第3期62-66,共5页

分析了平朔东露天矿4#、9#煤端帮采煤的可行性,通过计算端帮煤柱整体安全系数,结合东露天矿生产条件,得出4#、9#煤采取单排采巷,4#、9#煤支撑煤柱宽度分别为5 m与6 m,隔离煤柱宽度分别为20 m与24 m,隔离煤柱间支撑煤柱数量都为10,通过... 分析了平朔东露天矿4#、9#煤端帮采煤的可行性,通过计算端帮煤柱整体安全系数,结合东露天矿生产条件,得出4#、9#煤采取单排采巷,4#、9#煤支撑煤柱宽度分别为5 m与6 m,隔离煤柱宽度分别为20 m与24 m,隔离煤柱间支撑煤柱数量都为10,通过采取端帮采煤,可多采出原煤28.47 Mt。分析端帮采煤与矿坑生产时空关系,保证端帮采煤上覆岩层安全厚度,使得端帮开采不影响矿坑正常生产与设备安全作业。 展开更多

关键词 端帮开采 支撑煤柱 隔离煤柱 边坡稳定 时空关系

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端帮开采下煤柱破坏宽度计算及失稳机制研究 被引量：19

8

作者 王瑞 闫帅 +2 位作者 柏建彪 常治国 宋远霸 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期3167-3180,共14页

针对大型露天矿开采后残存的大量端帮滞留煤进行开采时,确定留设支撑煤柱的合理宽度一直是端帮采煤工艺高效应用推广的突出难题。将端帮开采工作面假定为无限大板上相隔一定间距的共线裂纹,基于断裂力学Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹模型,运用Hoek-Br... 针对大型露天矿开采后残存的大量端帮滞留煤进行开采时,确定留设支撑煤柱的合理宽度一直是端帮采煤工艺高效应用推广的突出难题。将端帮开采工作面假定为无限大板上相隔一定间距的共线裂纹,基于断裂力学Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹模型,运用Hoek-Brown与Mohr-Coulomb破坏准则,分析了支撑煤柱边缘的应力分布规律,建立了支撑煤柱边缘破坏区的边界方程,进而得到了不同破坏准则下支撑煤柱破坏宽度的表达式。结合不同破坏准则下支撑煤柱破坏宽度的理论表达式与煤体破坏间所确定的表征其不同状态的3组特征参数,进行了曲线规律显现。依据不同破坏准则下所显现的曲线规律,分析了留设煤柱宽度Wp、采硐宽度We、煤层埋深H及煤层倾角β等独立因素对支撑煤柱破坏宽度rp的影响规律,同时将工程实例数据分别代入不同准则下所得的理论表达式。理论结果和实测数据表明,Hoek-Brown破坏准则的运用更为符合现场煤柱破坏演化规律及适合节理岩体破坏的分析。此外,结合煤柱稳定性研究中的极限破坏理论和渐近破坏理论,描述了煤柱失稳破坏机制及过程。为端帮开采中支撑煤柱的合理宽度设计及煤柱破坏的理论分析中的准则运用提供了新思路,为推广端帮开采工艺的应用提供指导意义。 展开更多

关键词 端帮开采 支撑煤柱 断裂力学 破坏宽度 强度准则 裂纹

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端帮开采支撑煤柱失稳演化机制试验研究 被引量：8

9

作者 姜聚宇 杨慧雯 +2 位作者 王东 王来贵 韩新平 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期89-96,共8页

为研究端帮开采过程中支撑煤柱稳定性演化特征,基于突变理论,推导支撑煤柱失稳判据,采用相似材料模拟试验,研究不同宽度支撑煤柱在回采及分级加载过程中,竖向应力分布形态、演化机制及两者与煤柱失稳关系,通过数值模拟验证试验结果。研... 为研究端帮开采过程中支撑煤柱稳定性演化特征,基于突变理论,推导支撑煤柱失稳判据,采用相似材料模拟试验,研究不同宽度支撑煤柱在回采及分级加载过程中,竖向应力分布形态、演化机制及两者与煤柱失稳关系,通过数值模拟验证试验结果。研究结果表明:当屈服区宽度超过煤柱宽度88%,煤柱将发生失稳;回采过程中煤柱竖向应力呈马鞍形分布,处于稳定状态;分级加载过程中,煤柱宽度由小到大依次发生剪切破坏,煤柱中部竖向应力出现突增,视为失稳前兆,可将竖向应力突变拐点作为失稳预警判据;试验中煤柱稳定性与数值模拟结果基本一致,验证了试验结果的合理性与可靠性。 展开更多

关键词 端帮开采 支撑煤柱 煤柱失稳 突变理论 相似材料模拟

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露天矿端帮开采滞留煤炭远程控制技术 被引量：4

10

作者 郝建平 张正林 +2 位作者 刘建国 张村 王方田 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第11期42-46,共5页

端帮开采技术有利于露天煤矿端帮、山坡露头及浅地表等处煤的开采,使用常规技术开采不经济,为最大限度地将露天矿端帮煤炭资源安全高效采出,结合特拉布拉露天煤矿端帮煤层地质条件,采用FLAC^(3D)软件模拟分析了不同煤柱宽度时塑性区发... 端帮开采技术有利于露天煤矿端帮、山坡露头及浅地表等处煤的开采,使用常规技术开采不经济,为最大限度地将露天矿端帮煤炭资源安全高效采出,结合特拉布拉露天煤矿端帮煤层地质条件,采用FLAC^(3D)软件模拟分析了不同煤柱宽度时塑性区发育特征。理论分析结合现场试验结果表明:确定了合理的公路下部煤柱宽度为1.7 m,公路外侧边坡下煤柱宽度为1.3 m。现场采用EBH132悬臂式掘进机进行了远程控制开采试验,人员工效为17.6 t/(工·d),端帮滞留煤炭资源采出率在67%以上,实现了露天矿端帮滞留煤炭资源安全高效开采。 展开更多

关键词 浅埋煤层 端帮开采 煤柱稳定性 远程控制 安全高效开采

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基于端帮开采的边坡稳定性及巷道布置形式优化研究 被引量：6

11

作者 焦晓亮 周永利 +1 位作者 田宇 李涛 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2021年第8期233-238,共6页

为高效、安全回采露天矿开采后端帮大量压煤,查明端帮开采下群巷效应所引起的边坡变形和应力重新分布特征,保证边坡稳定安全;以某露天矿为工程背景,通过分析端帮开采煤柱应力分布特征来确定合理的端帮开采煤柱设计参数;采用Midas GTS N... 为高效、安全回采露天矿开采后端帮大量压煤,查明端帮开采下群巷效应所引起的边坡变形和应力重新分布特征,保证边坡稳定安全;以某露天矿为工程背景,通过分析端帮开采煤柱应力分布特征来确定合理的端帮开采煤柱设计参数;采用Midas GTS NX有限元数值模拟来研究端帮采煤所引起边坡的受力和变形特征及验证边坡稳定性;进一步通过优化采巷布置形式来提高回采率。研究结果表明:对于端帮厚煤层开采而言,煤柱强度、尺寸及采巷布置形式是影响边坡稳定性的主控因素;单、双排采巷布置下整体边坡安全系数分别为1.21、1.14,边坡安全性降低,但仍能够满足安全系数要求;端帮压煤回采率将提高5%,能够有效回收端帮压覆资源量。 展开更多

关键词 端帮开采 边坡稳定性 数值模拟 采巷布置 回采率

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端帮开采技术简介 被引量：7

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作者 刘玲 《露天采矿技术》 CAS 2012年第1期36-37,共2页

端帮采煤机是一种露井联合的新型采掘设备。能实现高产量,最大化回收矿山资源及降低生产成本的端帮开采技术。它适用于多煤层、薄煤层、地形复杂、剥采比大的不适宜全部剥离的矿山。尤其对内排前的露天矿边帮压煤,可以有效地回采,提高... 端帮采煤机是一种露井联合的新型采掘设备。能实现高产量,最大化回收矿山资源及降低生产成本的端帮开采技术。它适用于多煤层、薄煤层、地形复杂、剥采比大的不适宜全部剥离的矿山。尤其对内排前的露天矿边帮压煤,可以有效地回采,提高整个矿山资源回采率。另外,在矿山露头煤层的开采过程中,此系统可以在因露天矿剥离覆盖层而形成的狭窄台阶上进行开采,也可以根据煤层的分布,在露头煤层周围进行端帮开采,还可以沿着煤层的走势进行沟壑开采以及在螺旋钻开采过的煤层继续开采。该设备质量轻、可延伸至端帮300 m以上、安全高效、生产成本低,每月产量最高约为12万t煤炭,并且整个系统的操作、维护全部在矿山外部地面完成,无需任何人员进入巷道作业。在我国许多矿区有着广泛的应用前景。 展开更多

关键词 端帮采煤机 端帮开采技术 高产量 安全高效 前景

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端帮开采煤柱应力分布动态演化过程研究 被引量：6

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作者 史智元 《煤炭工程》 北大核心 2020年第10期81-85,共5页

为了解决目前露天煤矿端帮探入式开采工艺中,留设煤柱应力随时间和空间位置不同,分布特征与规律不明确的问题,以源通长富露天煤矿为研究对象,采用理论研究与FLAC3D数值模拟相结合的研究方法,分析采深与煤柱宽度对临界载荷影响、单侧煤... 为了解决目前露天煤矿端帮探入式开采工艺中,留设煤柱应力随时间和空间位置不同,分布特征与规律不明确的问题,以源通长富露天煤矿为研究对象,采用理论研究与FLAC3D数值模拟相结合的研究方法,分析采深与煤柱宽度对临界载荷影响、单侧煤壁与支撑煤柱的应力动态分布、区段内煤柱应力分布特征与永久煤柱的应力分布特征,得出相关规律。研究结果表明:随采深的增加,临界载荷呈类似于幂函数逐步降低,初采50m以内减弱较为迅速;随着煤柱宽度的增加,临界载荷呈类似于指数型函数关系增加;单侧煤壁处于工作面侧向支承压力增高区内;支撑煤柱前方出现应力集中,应力分布呈现"驼峰"型;区段开采结束后,区段间内的煤柱应力随采深的增加,应力呈逐渐减低;永久煤柱在开采过程中应力分布呈现"峰型"趋势,煤柱中部存在弹性核区。 展开更多

关键词 端帮开采 煤柱 应力分布 动态演化

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露天铁矿端帮开采诱发的地表及岩层移动规律 被引量：4

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作者 韩文斌 高琨鹏 王汉斌 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第19期7596-7601,共6页

采用三维物理模型试验方法,以辽宁鞍山眼前山铁矿为工程依托研究了端帮开采诱发地表及岩层移动变形规律。试验结果发现岩体中控制性节理的存在对岩层移动范围及变形过程和机理有重要影响;模型试验发现采空区上方岩层移动变形表现为"... 采用三维物理模型试验方法,以辽宁鞍山眼前山铁矿为工程依托研究了端帮开采诱发地表及岩层移动变形规律。试验结果发现岩体中控制性节理的存在对岩层移动范围及变形过程和机理有重要影响;模型试验发现采空区上方岩层移动变形表现为"井"状陷落,这与现场调查发现的塌陷坑吻合。结果表明物理模型试验可以在微观上再现采矿诱发地表及岩层移动的全过程,有助于半定量地分析岩层移动变形机理。 展开更多

关键词 模型试验 端帮开采 控制性节理 地表及岩层移动

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端帮开采技术在露天煤矿的应用 被引量：12

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作者 黄天爽 赵铭芳 +1 位作者 轩峰 王子强 《露天采矿技术》 CAS 2020年第5期69-71,共3页

针对露天煤矿端帮压覆煤资源开采问题,给出了智能化端帮开采技术解决方案,介绍了端帮开采技术的背景、发展以及应用。引用国外尤其是印度在露天煤矿端帮开采案例作为参考,针对端帮开采技术应用的评估及煤柱安全设计等,介绍了国外通用的A... 针对露天煤矿端帮压覆煤资源开采问题,给出了智能化端帮开采技术解决方案,介绍了端帮开采技术的背景、发展以及应用。引用国外尤其是印度在露天煤矿端帮开采案例作为参考,针对端帮开采技术应用的评估及煤柱安全设计等,介绍了国外通用的ARMPS-HWM煤柱安全设计软件,探讨了端帮开采技术在我国露天煤矿的应用前景。 展开更多

关键词 端帮 端帮开采 端帮采煤机 智能自动化 煤柱稳定

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露天矿端帮开采运输单元控制系统的设计 被引量：2

16

作者 原钢 《煤矿机械》 2021年第3期1-4,共4页

针对新型的露天矿端帮成套开采设备中运输单元的无人化、接续、自驱动等要求,设计了能够实现远程操作的掘进后配套运输单元控制系统,控制系统包括相互联系的3层结构硬件系统和软件系统,并结合该运输单元的特殊性应用了多运输单元的智能... 针对新型的露天矿端帮成套开采设备中运输单元的无人化、接续、自驱动等要求,设计了能够实现远程操作的掘进后配套运输单元控制系统,控制系统包括相互联系的3层结构硬件系统和软件系统,并结合该运输单元的特殊性应用了多运输单元的智能识别以及与掘进设备的协同控制技术。该控制系统在露天矿端帮成套采煤设备中起到了关键作用,在内蒙古金正泰煤矿的实际使用中大大提高了端帮开采效率。 展开更多

关键词 露天矿 端帮开采 运输单元 协同控制

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端帮开采技术在中国的发展前景 被引量：10

17

作者 高岩 《内蒙古煤炭经济》 2011年第3期7-8,共2页

介绍了端帮开采技术在中国发展前景,尤其针对内蒙古鄂尔多斯地区煤矿进行了分析可行性论证。

关键词 煤矿 端帮开采技术 SHM

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端帮开采技术在铧尖露天矿的应用 被引量：2

18

作者 高岩 《内蒙古煤炭经济》 2011年第7期17-18,共2页

针对铧尖煤矿端帮煤开采进行了可行性论证。

关键词 铧尖煤矿 端帮开采技术 SHM

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关于露天煤矿端帮开采技术的相关研究分析 被引量：2

19

作者 郭祖平 张赛 《内蒙古煤炭经济》 2016年第22期7-8,共2页

端帮开采技术是当前世界上最先进的煤矿开采技术之一,而且在安全性上也有很大的保障,这也是端帮开采技术的显著优点之一。端帮开采技术将露天开采与井工开采技术完美地结合起来,形成了一套比较独特的开采方式,这种开采方式最早起源于20... 端帮开采技术是当前世界上最先进的煤矿开采技术之一,而且在安全性上也有很大的保障,这也是端帮开采技术的显著优点之一。端帮开采技术将露天开采与井工开采技术完美地结合起来,形成了一套比较独特的开采方式,这种开采方式最早起源于20世纪80年代,其发展的基础是螺旋钻的开采技术,其作用和价值很大程度上体现在延长露天矿开采年限以及矿山由露天向井工开采的过渡期间,也是解决露头煤层以及边坡压覆煤层开采最经济的一种开采方式。 展开更多

关键词 露天煤矿 端帮开采技术 研究分析

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端帮开采技术在露天煤矿的应用 被引量：1

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作者 周宇 《矿业装备》 2022年第4期60-61,共2页

当前,应用智能化技术解决策略,解决当前煤炭资源回收效率较低的难题,对于未来实现绿色矿山发展具有重要的指导意义。主要阐述端帮开采技术在露天煤矿中的应用、发展及具体的工艺要求。

关键词 端帮开采技术 露天煤矿 应用与发展

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