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关键词:矿棉装饰吸声板;吸音墙面;天棚;矿渣棉
Application of mineral wool decorative and acoustic boards as well
as two issues that should be noted
Zhang hong-jun
(Shenzhen City Dongbu Construction Supervision Co.,Ltd,Shenzhen 518000 China)
Abstract: This paper introduced the application of mineral wool decorative and acoustic boards as well as two issues that will be met and should be noted in engineering application, and it can be used as a reference for other engineering companies and production factories of mineral wool acoustic boards.
Keywords: mineral wool decorating and acoustic ceilings;sound absorption metope;sunshade;mineral wool
一、矿棉装饰吸声板简介
矿棉装饰吸声板是以矿渣棉为主要原材料,经过加入适量添加剂,配料、成型、烘干、切割、表面精加工、表面喷涂而成。具有轻质、吸声、耐火、保温、隔热、质地美观、施工简便等特点。广泛用于影剧院、音乐厅、办公、会议、商业等公共建筑。市场中提供的板材厚度序列有9,12,14,15,16,19,宽度序列有300,400,600,长度序列有600,1200,1800。
成型产品为超细粒状棉,在消防规范中列为B1级材料,一些厂家还可以提供A级的不燃产品。良好的耐火性能在各类建筑中可以满足较大范围的防火设计要求。
产品体积密度规范中以500/m3为限,通常为300-400kg/m3,是轻质材料,具备较高的热阻值,良好的隔热性能。
矿棉装饰吸声板产品的超细粒状棉结构,有丰富的贯通微孔,具有良好的吸声性,并能有效调整室内混响时间,显著改善音质、降低噪声,所以,它的第一个重要的使用方向就是作为有噪音房间的墙面吸音板。规范要求滚花的矿棉装饰吸声板用混响室法测定的降噪系数NRC≥0.45 。
矿棉装饰吸声板产品是可提供数百种规格、数十种花色图案的板材,可以组合出不同艺术风格的装饰效果,为设计师可提供较大的选择余地,也能满足不同消费群体需求。它能适合多种吊装方式,所以室内装饰的吊顶天花板自然成为它的第二个重要的使用方向。
二、矿棉装饰吸声板安装方法
1.粘贴法。
一般使用专用粘贴矿棉装饰吸声板的建筑胶粘剂粘贴。主要有二种做法:
(1)砂浆基层和面层做完后,直接粘贴矿棉装饰吸声板面层,此法主要用于墙面,构造简单,但平整度依赖砂浆面层,较难提高。
(2)将石膏板固定在龙骨上,然后将装饰吸声板背面用胶布贴几处,再用专用涂料钉固定,或用打钉器将钉固定在吸声板开榫处,吸声板之间用插件连接、对齐图案。石膏板基层通常比较平整,所以粘贴后表面一般不会出现错台、不平整的质量问题。此法可用于轻钢龙骨石膏板墙的吸声饰面板,也可用于上人或不上人轻钢龙骨石膏板吊顶的吸音饰面板。
2.龙骨架支承
先将铝合金龙骨固定、调平。用龙骨组成网格骨架,再将板平放在网格龙骨四条肢上,托起矿棉吸声板。龙骨有明暗之分,暗龙骨是一种特殊构造,矿棉板周边开槽,然后将龙骨的肢插到暗槽内,形成支撑,托起矿棉吸声板。铝合金龙骨即是支承构件,又是板缝的封口条。此种方法构造简单,安装方便,目前纯粹应用于吊顶。
三、矿棉装饰吸声板设计应用中存在和应注意的二个问题
1.目前华北地区建筑标准设计图集《工程做法》05J1中“内墙25”及中南地区建筑标准设计图集《建筑构造用料做法》05ZJ001中 “内墙23”为“粘贴矿棉板墙面”,且只有18厚矿棉装饰板一种规格,注明为装饰板。但明显缺少其他各规格矿棉装饰吸声板用作吸音墙面的构造做法。可在一些大的设计院自编的工程做法才能见到。所以,生产厂家还需要配合设计院做更深入的吸音构造研究并加以推广。
2. 目前华北地区建筑标准设计图集《工程做法》05J1中和中南地区建筑标准设计图集《建筑构造用料做法》05ZJ001中 “顶27” “粘贴矿棉装饰板顶棚”构造做法比较成熟,使用中没有大的问题。而中南地区建筑标准设计图集《建筑构造用料做法》05ZJ001中 “顶17”和 华北地区建筑标准设计图集《工程做法》05J1 中“顶16”为相同做法的“铝合金T型明龙骨矿棉装饰板吊顶”,板材标注为12-15规格。板厚选用涉及以下三个问题:
(1). 矿棉装饰吸声板产品分为干法生产和湿法生产,二种工艺生产的同规格板的弯曲破坏载荷、热阻、降噪系数不同,尤其是受潮挠度规范规定湿法吸声板≯3.5,干法吸声板≯1。
(2).干法吸声板厚度序列为15以上,无12及以下的弯曲破坏载荷、热阻、降噪系数等参数。似乎应理解为干法吸声板无12及以下规格板。
金属离子在矿浆中可能会有多种存在形式,金属离子可吸附在矿物表面上,其形式是与矿物晶格发生键合,或者是生成氢氧化物表面沉淀;还会与捕收剂作用形成络合物或沉淀;在水中发生电离、水解或生成体相沉淀。
1.Ca2+对胶磷矿ξ电位的影响
添加Ca2+后,胶磷矿ξ电位与pH变化的关系如图1所示。由图1可知,添加Ca2+后,1#胶磷矿的ξ电位从-21.99mV变化为3.78mV,上升25.78mV(最大值);2#胶磷矿的ξ电位从-24.84mV变化为-2.70mV,上升22.91mV(最大值);说明两者对Ca2+的吸附能力相差不大。加入Ca2+后,胶磷矿的负电性减少,由此可推知,胶磷矿是优先吸附溶液中的Ca2+而使表面负电性降低。在低pH范围内,Ca2+是以定位离子的形式存在,但在高pH范围内,Ca2+是特性吸附离子的形式吸附在胶磷矿表面。
2.Mg2+对胶磷矿ξ电位的影响
添加Mg2+后,胶磷矿ξ电位与pH变化的关系如图2所示(略)。由图2可知,添加Mg2+后,1#胶磷矿的ξ电位从-21.99mV变为3.34mV,上升25.33mV(最大值);2#胶磷矿的ξ电位从-24.84mV变化为-1.33mV,上升23.51mV,说明两者对Mg2+的吸附能力相差不大。此变化性质类似于添加Ca2+添加后对胶磷矿ξ电位的影响,因此,胶磷矿也是优先吸附溶液中的Mg2+而使表面电性迅速变正。Mg2+的在胶磷矿表面的吸附使其表面形成类白云石的覆盖层,从而会降低分选的选择性。
矿浆溶解离子对胶磷矿可浮性的影响
1.Ca2+对胶磷矿可浮性影响
添加1×10-3mol/LCaCl2的条件下,使用不同捕收剂GJBW和WF-01,不同pH对胶磷矿纯矿物可浮性的影响分别如图3和图4所示,由图可知,加入Ca2+后,胶磷矿可浮性降低,说明Ca2+对胶磷矿上浮有抑制作用,且Ca2+对胶磷矿抑制的适宜介质条件是碱性介质。在GJBW浮选体系中,1#胶磷矿在pH5.0时上浮率下降最大达到76.66%,2#胶磷矿在pH10.0时上浮率下降最大达到30.18%;WF-01浮选体系中,随着pH的增加,胶磷矿上浮率下降值也增加,1#胶磷矿上浮率下降最大时达到74.74%,2#胶磷矿上浮率下降最大时达到65.17%。究其原因,可能是由于加入Ca2+会与捕收剂形成脂肪酸钙沉淀,从而消耗捕收剂。
2.Mg2+对胶磷矿可浮性影响
添加1×10-3mol/LMgCl2的条件下,使用不同捕收剂GJBW和WF-01,不同pH对胶磷矿纯矿物可浮性的影响如图5和图6所示,由图可知,GJBW浮选体系中,加入Mg2+后,胶磷矿可浮性降低,说明Mg2+对胶磷矿上浮有抑制作用,且Mg2+对胶磷矿抑制的适宜介质条件是碱性介质,当pH为10时,Mg2+的抑制作用较强,胶磷矿上浮率降低最大。加入Mg2+不仅会与捕收剂形成羟基络合物,从而消耗捕收剂,而且在碱性条件下形成Mg(OH)2沉淀,并吸附罩盖在矿物表面,使矿物表面亲水,不易上浮。
总结
关键词:基岩风化裂隙带第四系花斑泥岩遇水膨胀
一、概况
1、工作面基本情况
1113(3)工作面走向长2878m,面长230.8m,平均煤厚3.9m。煤层倾角3°~12°,平均在4°。伪顶缺失,直接顶1.8~6m,泥岩、薄层砂岩和泥岩互层组成,老顶由泥岩,砂质泥岩和粉砂岩组成。
2、新生界下部含水层情况
1113(3)工作面上覆新生界厚433~473m,工作面自切眼向南400m范围内距新生界距离53~170m。可分为上部、中部、下部含、隔水层组。新生界下部含水层直覆基岩区(天窗区),厚在39.45m。附近水4孔下含抽水试验,q=0.529l/m,K=1.16m/d,水质
二、7月12日出水情况分析
1、工作面状态及压力显现
1113(3)工作面到2008年7月12日采至退尺86.6m,在采面74#见倾角45°,落差为1.3m的正断层,采高为3.5~4.0m。根据矿压观测,直接顶初次垮落步距18.7m。老顶初次垮落步距29.64m,老顶来压时在矿压明显,周期来压步距10~12m。在7月12日至13日夜班,工作面大面积来压,有50多架支架被压死,累计136根平衡千斤顶断裂。
2、出水情况
压架到7月17日13时,在74~78#的架前和煤壁处出现涌水,初始水量27m3/h,至18日4时瞬间最大水量70.3m3/h,至18日衰减为35~40m3/h,至19日衰减为20m3/h,21日衰减至10m3/h。25日衰减为6m3/h,25日115#架出现涌水,水量约8m3/h,到30日出水量衰减为1m3/h,老塘基本无出水。初期出水时,在运顺850m低凹区形成60m长的积水区,积水深达1.7m,出水时已安装一趟 159mm的排水管和二台30m3/h的排水泵,出水后增设一趟 159mm的排水管以及6台累计排水量为300m3/h的排水泵。
3、水质分析
出水点水质与上覆基岩风化带及第四系下含水相似,随时间的推移,矿化度含量指标下降,Cl-含量指标有上升趋势,SO42-含量指标下降,HCO3-含量指标上升,K+Na+含量指标基本无变化。
4、出水通道分析
工作面压架后,处于停采状态到7月17日此处基岩厚在75m,顶板处于长期悬顶状态,,导冒带顺74#处的断层裂隙向上异常发育,成为上部砂岩裂隙水和风化带裂隙水下泻的通道,后期由于发育于13-1煤层顶板花斑粘土岩遇水膨胀,出水裂隙弥合,连通不畅,出水水源补给不再充分,顶板砂岩裂隙水快速疏干后,出水量急剧下降。
5、出水水源分析
随时间的推移,矿化度下降,Cl-含量上升,SO42- 含量下降,说明有较浅层的水补给,从出水整个过程,可认为出水水源为砂岩裂隙水,有上部基岩风化裂隙带水和第四系下含水补给。
7月12日压架停后,工作面60#~120#架顶漏冒顶高度达13.6m左右,宽度有8m。造成顶板冒落带和导水裂隙带异常发育,局部导水裂隙带可能达到基岩面,直接与松散层下部含水层连接。
三、8月11日出水情况分析
1、工作面状态及压力显现
1113(3)工作面在8月11日回采到156m处,在24~25#之间见一落差0.9m的正断层,采高在4.0~4.8m。出水时无明显压力呈现,只在24#架处由于断层形成冒顶,冒顶岩石为薄层砂岩夹有泥岩条带。
2、出水情况
8月11日9时,在19~27#顶板断裂出现冒顶,同时发生溃水。初期出水在24#~25#架缝间,后扩散到19#~27#,瞬间水量达200 m3/h,在11时水量在80 m3/h, 12日6时,水量衰减至45 m3/h,13日7时出水量为20 m3/h,15日水量衰减至2~3 m3/h。在18日老塘向外出水量在2~3 m3/h。到23日老塘基本无出水。
3、水质分析
出水点水质与7月17日出水水质基本一致。随时间增加矿化度含量指标下降,Cl-含量指标上升,SO42-含量指标下降,HCO3-含量指标上升,K+Na+含量指标基本无变化。
4、出水通道分析
在24#顶板冒落的岩性为夹有泥岩薄层砂岩互层,导水裂缝带上覆砂岩层储存大量7月17日出水后因花斑泥岩层末流出的积水。在回采到8月11日位置,工作面下部突然顶板离层来压,砂岩层储存的积水顺断裂面突然涌出,出现初期瞬间出水量达200m3/h,单向衰减极快的出水现象。储存的积水快速疏干。
5、出水水源分析
以水质变化看,初期矿化度含量指标以及SO42-含量指标较7月17日出水时相似。结合顶板岩性组合关系,出水现象等分析,此次出水的水源为7月17日出水后因花斑泥岩层阻隔未流出来储存在上覆砂岩裂隙中的积水。
四、两次出水原因分析
由工作面压架顶板长期处于悬顶状态,出现沿煤壁处断裂切顶,切顶裂隙发育到老顶砂岩以及基岩风化裂隙带,伴随裂隙向上发育的过程,出水涌水量呈现先小后大,再变小的现象。后期巨厚花斑泥岩遇水膨胀,阻隔了上部水源的充分补给,使水量衰减。恢复回采后,由于压架时顶板超高冒落形成的异常发育的导水裂隙带,将基岩风化带和松散层下含水导入花斑泥岩上部的砂岩裂隙层中,形成大量积水。
五、防治水措施
1、在工作面退尺170~770m区段内对顶板进行三维直流电法和瞬变电磁法探测。探清顶板含水区的范围,有针对性的施工探放水钻孔。超前将顶板砂岩裂隙水放出。
一、新棉质量有所提高。今年棉花生长期气候良好、雨水适中,棉花质量普遍较上年有所提高,籽棉品级以三级为主,二级棉比例有较大幅度上升。新棉仪器化公证检验结果统计,平均品级2.71级,比去年同期上升0.5级,平均长度28.85 mm,比去年同期上升0.18 mm。
二、企业质量意识明显提高。通过调研发现,受市场环境影响,棉花加工企业卖棉困难,200型企业基本停工,400型企业收购较为谨慎,但质量意识普遍有所提高,企业对异性纤维问题高度重视,绝大多数企业雇用专人在籽棉收购场地及籽棉喂花口进行挑拣,规模较大的企业主动为棉农发放棉布袋,新疆地区较大规模交售棉花均用棉布袋装棉。企业基本不再收购超水棉,收购棉花等级水平有所提高,棉花掺杂使假行为尚未发现。
三、国家收储正显现积极作用。由于国家收储价格(12600元/吨+400元/吨补贴)与前期现货价格(最低点已跌破1万元)相比存在较大利润空间,收储数量122万吨,部分省区新体制棉花加工企业放开收购籽棉,现货价格逐渐回升至11000元/吨,籽棉交易价格回升至2.45元/斤至2.55元/斤,收储棉在稳定市场方面已经发挥积极作用。但由于企业竞拍率较低,企业收购转为谨慎,部分企业竞拍成功后再收购加工籽棉,部分企业并未将收储棉价格传递到籽棉价格上,籽棉收购价格尚未稳定住,约60%的籽棉仍在棉农手中。2008年12月3日国家再次下达150万吨收储任务,表达了国家稳定棉花价格保护棉农利益的坚定决心,受此消息带动,预计年底至明年初阶段棉花市场价格能够基本稳定在合理价位上。
【关键词】缓倾斜;小断面放顶;采矿技术
河南金渠黄金股份有限公司金渠金矿矿区面积10.448平方公里,采选能力1100吨/日。1987年10月,经国家黄金局和三门峡市政府批准,金渠金矿开始筹建。2002年4月11日,注册成立了河南金渠黄金股份有限公司,是一家从事黄金矿山勘探、开采、选矿、冶炼为主业,以经营超硬材料系列产品及其上游产品的研究、开发、生产、为补充的现代化股份有限公司,隶属于中金黄金股份有限公司。
1520坑口S1矿体,由于受断层及其派生断层的作用,矿体在倾向上变缓,厚度叠加,形成中厚缓倾斜矿体。由于以前的矿体都是倾斜矿体,矿体发生变化,就决定了采矿方法也要发生一定的变化。
一、矿床开采技术条件
(一)地质条件
S1脉位于矿区北部,规模中等。埋藏较深,出露标高在1650m至1200m左右,垂高450m以上,长近1500m,斜深约900m。平均走向近东西,北倾,倾角30°~40°。矿脉厚0.5~1.3m,局部地段厚达1.8~2.5m。矿脉连续性好,呈较稳定层状,中等稳固,体重2.74t/m3,节理发育,凿爆性好。
(二)矿床开采岩石力学条件
矿层底板为闪长玢岩,呈中厚层状产出,致密较坚硬,普氏系数f=7~10。矿体沿节理面有泥质充填,易冒落,不稳固,f=6~9。矿层的直接顶板为大理岩,中等稳固。
矿体顶、底板围岩主要有混合岩、伟晶岩、斜长角闪片麻岩以及这些岩石经动力变质而形成的一系列构造岩(碎裂岩、糜棱岩、碎裂―糜棱岩)。金渠金矿顶、底板含金明显比含金石英脉低的多,一般在边界品位左右,个别地段达3~5g/t。
根据矿区岩石的成因、岩性及产出形态、结构、构造,分为以下工程地质岩组。
(1)片麻岩组
主要包括斜长角闪片麻岩、黑云斜长片麻岩、混合岩化黑云角闪斜长片麻岩、混合岩化黑云斜长片麻岩等。粒状变晶结构,片麻状构造。发育2~3组裂隙,面裂隙率1.22~2.26%,裂隙间距一般1~2m,宽度一般小于0.2mm,延伸不远,多呈闭合型。岩芯长度在0.15~0.3m。岩石质量指标(RQD)91~99%,岩石一般致密、坚硬,饱水极限抗压强度65.8~128.7Mpa。岩体呈块状结构,岩体稳固。
(2)石英岩组
由石英岩组成,它形粒状变晶结构,块状构造。发育有3组裂隙,面裂隙率4.28%,裂隙间距0.05~0.25m,延伸不远,裂面有钙质充填,岩芯长0.05~0.1m,岩石质量指标(RQD)在40~52%以下。岩体呈层状碎裂结构,岩体稳固性中等。
(3)构造岩组
主要由糜棱岩、含金石英脉、碎裂岩等组成。岩石一般致密、坚硬,角砾不明显,硅质胶结好。发育3~4组裂隙,面裂隙率1.02~1.7%。裂隙间距一般在0.8~1.5m,局部在0.2~0.3m,闭合型,延伸不远。岩芯长度在0.2~0.4m,局部裂面上有铁质或泥质充填,岩石质量指标(RQD)80~90%,饱水极限抗压强度79.4~124.8Mpa。岩石彼此咬合,岩体呈破裂镶嵌结构,岩体稳固。
综上所述,矿体受控矿断裂带控制,地质构造简单,风化作用弱,矿体及顶底板岩石一般致密、坚硬,力学强度较高,岩石完整稳固性强,工程地质条件属简单类型。在软弱结构面发育部位,应加强防范措施,确保施工安全。
二、原有采矿方法
由于在金渠金矿二十年的采矿史上,遇到的矿体一直都是倾斜矿体,且矿体厚度不大,遇到中厚缓倾斜矿体还是第一次,在采矿方法上还是采用全面法,在采矿过程中出现了如下问题:(1)由于只沿顶板掘进了一条采准巷道,切割过长,达50~80m,影响矿房的形成时间;(2)回采形成的空场大,对人员作业和设备出矿形成较大的安全隐患;(3)由于矿体厚度增加,留设矿柱造成矿石损失,回收率没有相应的提高;(4)形成单一的采场,矿石生产力低,每班只有30~50t,没有很好地发挥设备应有的效率;(5)由于底板矿石没有很好地进行回收,也造成了矿石的损失。
针对以上问题,成立了课题组进行了采矿方法的探讨。采矿方法选择时要遵循以下原则:(1)确保人员和设备的安全,这是任何矿山企业生产的主题,有了安全才有效益;(2)采矿技术简单,开采工艺易于掌握,采矿方法适应性强,生产机动灵活,能为相同或相近条件下的矿体引用;(3)采场生产能力大,效率高,能满足矿山生产扩建的需要,作业安全,成本低、矿山经济效益好;(4)资源是不可再生的,要尽量多回收资源,矿石回收率有提高;(5)充分利用矿山现有设备与设施,尽量不增添新的设备,不改变原有系统与开采方式。
三、在用的采矿方法
矿区经过方案优选和现场实际,对采矿方法做了一定的修改,采用切顶进路房柱空场法:在开拓巷道掘到矿体后,沿矿体倾向先掘一条切割沿脉巷道,再沿倾向上每隔20m沿走向布置采准电耙道(布置2条),采准施工到位后,沿走向每隔10m布置切割(切顶进路)把各条采准巷道联通。
(一)工程布置
根据矿体赋存,开拓巷道矿体下盘处,开拓巷道掘到矿体后沿矿体倾向先掘一巷道到达边界,沿倾向上每隔20m向东西掘进采准巷道,采准巷道掘进到位后,沿采准巷道在走向上每隔10m巷倾向上拉切割。通过以上采准和切割工程的实施,就把整个矿体分成了若干小矿块,使采空区变小,且能形成多个矿房同时进行回采,提高了采场生产能力。
(二)采准及切割断面形状
根据矿体赋存采准及切割都设计成上宽下窄的梯形,上宽5.5m,下宽2.8m。
(三)采准及切割支护
为了保证作业人员和设备的安全,根据安全管理规定:作业人员必须在有支护的顶板条件下进行施工,禁止在无支护顶板条件下作业。采准及切割采用锚杆挂金属网支护,局部地段采用钢筋网。锚杆支护间排距为0.8~1.0m×1.0~1.2m。比较破碎地段采用还加打锚索进行支护。临时支护空顶距不能大于2m。
所用的锚杆种类有:管缝式锚杆、砂浆锚杆和树脂锚杆三种,管缝式锚杆长度有1.5m、1.8m两种,砂浆锚杆和树脂锚杆长度为2~3m。采用1.8m的开缝式锚杆。 金属网采用8#的铁丝,钢筋网为直径6mm的钢筋。网格为100mm×100mm,钢筋每张网大小为2000mm×2000mm。
砂浆锚杆和树脂锚杆杆体采用¢18的螺纹钢。
(四)回采顺序
1.对切割进行起底。
2.切割起底到位后,施工人工砼矿柱对顶板进行支护。
3.砼矿柱保养期到后,回收小矿块时先回收上部,对顶板进行支护,回收下部,起底回收底部。
(五)回采工艺
1.采场凿岩。采准切割工作完成后即可开始采场凿岩。采用浅孔进行落矿,浅孔凿眼设备采用7655机进行,钎杆长5m,孔径38mm,炮眼排距1000mm,间距70mm。采用浅孔落矿,既对顶板很好地进行了支护,由使采场能力得到了提高。
2.采场爆破。采用2号乳化炸药,以切割作为自由面,沿采场全断面拉开,第一次切采爆破时,切割前端2.5~3m的矿石与切采同时爆破。采场全断面拉开后即可进行分次爆破,每次爆破3~4排,后退式回采。
采用非电毫秒导爆管,同排同段,各排分段加导爆索并联网络一次起爆。非电毫秒导爆管药包,装在距孔口2.5~3m处,再将起爆索与专用起爆器的电源线进行连接,用专用起爆器进行起爆。
3.采场出矿。采用ST40电耙出矿,倒入出矿溜井然后运送至地表。
4.顶板管理。采准和切割采用锚杆加金属网(钢筋网)进行支护,局部地段还加打5.3m长的锚索进行支护,永久支护采用人工砼矿柱进行支护。
(六)采场通风
新鲜风流由下中段平巷经脉外出矿平巷,经分段出矿平巷至联合出矿巷道,经电耙道进入采场。
采场污风由通风井排入分段采准平巷排入上部中段回风巷道,由自然通风排出地表。
(七)采矿主要技术经济指标
四、结语
经过现场实践可知切顶进路点柱采矿法的优点为:(1)安全;(2)形成多各矿房进行回采,生产能力大;(3)矿石回收率高;(4)可用废石施工人工砼矿柱,减少了废石的排放量和运输废用。
参考文献:
[1]北京有色冶金设计研究总院,等.采矿设计手册(矿床开采卷)[M].中国建筑工业出版社,1989.
[2]古德生,李夕兵.现代金属矿床开采科学技术[M].冶金工业出版社,2006.