通过穿透块抽采减小成本、改善效率、获得更高的生产率和更安全的工作环境的地下采矿系统技术方案

本发明专利技术涉及一种采矿方法，其包括形成一个或多个顺槽组的步骤。每个顺槽组包括典型地用于提供和返回通风的至少两个导洞。死端掏槽从顺槽组延伸。每个掏槽用联接到挠性传送机系统的连续采矿机形成。每个掏槽的长度大于30米。有利地，窄长形支柱可以留在相邻的掏槽之间，由此相比于房柱开采导致每体积更多的材料去除和改善的操作成本。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过穿透块抽采减小成本、改善效率、获得更高的生产率和更安全的工作环境的地下采矿系统
本专利技术一般涉及一种地下采矿系统。本专利技术特别地、但非专门地应用于煤和钾盐矿开采。
技术介绍
本说明书中对任何现有技术的引用不是并且不应该被认为是承认或以任何形式建议该现有技术形成公知常识的一部分。进行煤矿开采以从地面抽采位于煤层中的煤。多年来已采用许多技术来抽采煤层，从隧道掘进到大型露天矿井各不相同。两种现代的地下煤矿开采技术包括长壁采矿，以及如下所述的房柱采矿。长壁采矿是一种地下采矿的形式，其中使用移动的长壁开采煤块。许多液压千斤顶(称为垛)放置在一条长线上以支撑采煤面处的上覆地层(即顶板)。然后通过称为采煤机的机器从采煤面切割煤，所述采煤机在垛前面沿着长壁面前后移动，所述垛连续向前移动以填充当采煤机完成煤切割通过时由采煤机产生的顶板空隙。尽管建立长壁矿的资本费用非常高，但运营成本通常很低。然而，在沿断层线的中断煤层的情况下长壁运动可能会被堵住，这会不利地大大增加运营成本并导致生产中断。另外，尽管大多数时间采矿人员通常都在完全支撑的顶板(或垛)下工作，但他们仍然需要在通常也在高气流通风区域中的切煤面附近紧靠大型和危险的移动液压和电气设备工作，并且因此暴露于各种采矿和环境危险。房柱采矿最初的资本密集程度低于长壁采矿。煤层通过称为“矿房”的隧道被分成规则的块状阵列。由矿房界定的煤块是“支柱”。支柱在“第一次工作”期间在产生矿房时支撑上覆地层，并且在“第二次工作”期间一从矿井撤离就可以系统地部分被抽采。由于房柱采矿过程比长壁采矿更加劳动密集并且生产率更低，因此除了不抽采所有煤的事实之外，房柱采矿的总运营成本大幅度地高于长壁采矿。另外，采矿人员需要在受限空间中、紧靠大型危险移动设备、在顶板或煤支撑支护不足的地方工作，并且可能在盲隧道中通风不良地工作。因此与长壁采矿相比，他们暴露于更大程度的采矿和环境危险。优选实施例提供了一种替代采矿方法，其具有比长壁采矿更低的初始资本成本，而且与房柱采矿相比，具有改善的生产率、更高的采煤程度和大幅减小的运营成本。而且重要的是，采矿人员通常远离切煤面处的采矿过程，并且不会暴露于与长壁或房柱操作中相同程度的采矿或环境危险。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种矿井，其包括：一个或多个顺槽组，每个顺槽组包括至少两个导洞(headings)；以及从所述顺槽组延伸的死端掏槽(plungecuts)，每个掏槽具有大致四边形的横截面并且长度大于30米。有利地，窄长形支柱可以留在相邻的掏槽之间，由此相比于房柱采矿导致每体积更多的材料去除和改善的操作成本。优选地，在每个顺槽组中，所述至少两个导洞中的一个可以供应空气，而所述至少两个导洞中的另一个可以返回空气。每个顺槽组还可以包括在相邻的导洞之间延伸的一个或多个贯通隧道(“贯通”)，其提供相邻导洞之间的互连连接以用于物流和通风目的。优选地，所述矿井包括主入口隧道(也称为“主巷道”或简称“主巷”)组，所述顺槽组从所述主入口隧道组延伸。所述矿井还可以包括在相邻的顺槽组之间的有价值的材料块并且在有价值的材料块中形成所述掏槽。所述矿井还可以包括在从相邻的顺槽组延伸的掏槽之间的支撑柱。所述掏槽可以是平行的并且从所述顺槽组倾斜地延伸。根据本专利技术的第二方面，提供了一种采矿系统，其包括：矿井；以及连续采矿机，其联接到挠性传送机系统以便形成掏槽。有利地，连续采矿机和挠性传送机系统代表比长壁采矿明显更低的初始资本和设备成本。此外，连续采矿机更适应跟随沿着或通过断层线或其他不连续面的中断煤层。所述连续采矿机可以包括用于在所述掏槽的形成期间进行导航的惯性导航系统。所述惯性导航系统可以包括用于感测包括角度(例如水平线控制)、航向(例如定位)的特性的传感器和确定与先前开采的相邻掏槽的距离的系统。所述连续采矿机可以包括用于检测与被开采的材料相关的特性(例如边界)的伽玛检测装置。所述连续采矿机可以包括惰性气体供给，用于将惰性气体供应到每个掏槽的切割面以避免危险，例如摩擦点火、当甲烷从煤发出时的甲烷点火或在极端事件中的煤尘点火。所述系统可以包括至少一个通风屏障，用于在其形成期间至少部分地阻塞每个死端掏槽的入口，但允许联接到所述挠性传送机系统的所述连续采矿机进入。所述系统可以包括传感器，用于感测在其形成期间的被阻塞的掏槽中的工作环境的特性。所述特性可以包括所述掏槽中的气体、通风、地层运动或粉尘水平。所述系统可以包括用于远程操作所述连续采矿机的操作中心(ROC)。由于在掏槽中没有采矿人员，因此每个掏槽的顶板不需要加固，导致减小的成本和时间，并且大幅改善安全结果。所述ROC可以通过以太网与所述连续采矿机无线通信。所述系统还可以包括静态传送机(或传送机的系统)，用于将从所述挠性传送机系统接收的材料传送到所述矿井的表面。根据本专利技术的第三方面，提供了一种采矿方法，其包括以下步骤：形成一个或多个顺槽组，每个顺槽组包括至少两个导洞；以及形成从所述顺槽组延伸的死端掏槽，每个掏槽利用联接到挠性传送机系统的连续采矿机形成并且长度大于30米。所述方法可以包括形成主入口隧道(“主巷”)，所述顺槽组随后从所述主入口隧道延伸。所述方法可以包括从延伸到相邻的顺槽组之间的一个或多个有价值的材料块中的掏槽抽采有价值的材料。所述方法可以包括在从相邻的顺槽组延伸的掏槽之间形成支撑柱。联接到挠性传送机系统的所述连续采矿机可以是无人操纵的。因此，每个掏槽的顶板都不需要加固。所述掏槽可以具有接收所述连续采矿机并且至少部分地接收所述挠性传送机系统的深度。所述掏槽可以接收所述挠性传送机系统的大部分。所述掏槽可以：长度大于100m、长度大于200m、长度大于300m、长度大于400m、或长度大于500m。所述掏槽的深度可以在30m至550m之间。因此，相邻的顺槽组可以分开达到800m或以上，大幅度地大于长壁采矿中的顺槽之间的分离，这进一步减小了采矿成本。所述方法可以包括在其形成期间密封每个死端掏槽。所述方法可以包括在每个密封的掏槽中供应惰性气体(例如二氧化碳或氮)以避免危险，例如摩擦点火、当甲烷从煤发出时的甲烷点火或在极端事件中的煤尘点火。所述方法可以包括在密封掏槽形成期间对密封掏槽中的工作环境进行远程监测。所述监测可以包括监测所述连续采矿机的采矿机特性。所述采矿机特性可以包括角度(例如水平线控制)和定位(例如航向)。所述监测可以包括监测气体、通风、地层运动、掏槽中的粉尘水平、以及与先前开采的相邻掏槽的距离。所述方法可以包括在顺槽组的一侧上形成掏槽之前在所述顺槽组的另一侧上形成掏槽。所述方法可以包括将合适的填充材料(例如具有使得填充物“凝固”以形成中等强度均质材料的性质的胶结型填充物或类似变体)引入开采出的掏槽中。一旦填充材料凝固，所述连续采矿机然后可以继续在先前没有在相邻的掏槽之间开采的有价值的材料内开拓新掏槽。因此除了在从相对的顺槽延伸的掏槽之间的有价值的材料块的中心处的中心主支柱以外，通过该采矿过程可以抽采每个顺槽组之间的几乎所有有价值的材料。这导致比房柱采矿高得多的采煤程度。根据本专利技术的第四方面，提供了一种采矿方法，其包括以下步骤：利用联接到挠性传送机系统的连续采矿机形成一系列死端掏槽，所述掏槽的长度大于30米。所述方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采矿方法，其包括以下步骤：形成一个或多个顺槽组，每个顺槽组包括至少两个导洞；以及形成从所述顺槽组延伸的死端掏槽，每个掏槽利用联接到挠性传送机系统的连续采矿机形成并且长度大于30米。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.23 AU 2014903793;2015.01.15 AU 20159001001.一种采矿方法，其包括以下步骤：形成一个或多个顺槽组，每个顺槽组包括至少两个导洞；以及形成从所述顺槽组延伸的死端掏槽，每个掏槽利用联接到挠性传送机系统的连续采矿机形成并且长度大于30米。2.根据权利要求1所述的采矿方法，其包括形成主入口隧道，所述顺槽组随后从所述主入口隧道延伸。3.根据权利要求1所述的采矿方法，其包括从延伸到相邻的顺槽组之间的一个或多个有价值的材料块中的掏槽抽采有价值的材料。4.根据权利要求1所述的采矿方法，其包括在从相邻的顺槽组延伸的掏槽之间形成支撑柱。5.根据权利要求1所述的采矿方法，其中联接到挠性传送机系统的所述连续采矿机是无人操纵的。6.根据权利要求1所述的采矿方法，其包括密封每个死端掏槽以形成通风屏障，同时仍然允许联接到所述挠性传送机系统的所述连续采矿机进入。7.根据权利要求1所述的采矿方法，其包括将惰性气体供应到每个掏槽的切割面。8.根据权利要求1所述的采矿方法，其包括在每个掏槽的形成期间对每个掏槽中的工作环境进行远程监测。9.根据权利要求8所述的采矿方法，其中所述远程监测包括监测所述连续采矿机的采矿机特性。10.根据权利要求8所述的采矿方法，其中所述远程监测包括监测气体、通风、地层运动、掏槽中的粉尘水平、或与先前开采的相邻掏槽的距离。11.根据权利要求1所述的采矿方法，其包括在顺槽组的一侧上形成掏槽之前在所述顺槽组的另一侧上形成掏槽。12.根据权利要求1所述的采矿方法，其包括将合适的可凝固填充材料引入开采出的掏槽中。13.根据权利要求12所述的采矿方法，其中，一旦所述填充材料凝固，就在相邻的掏槽之间开拓新掏槽。14.一种采矿方法，其包括以下步骤：利用联接到挠性传送机系统的连续采矿机形成一系列死端掏槽，所述掏槽的长度大于30米。15.根据权利要求14所述的采矿方法，其中在顺槽组的一侧上形成掏槽之前在所述顺槽组的另一侧上形成掏槽。16.一种矿井，其包括：一个或多个顺槽组，每个顺槽组包括至少两个导洞；以及从所述顺槽组延伸的死端掏槽，每个掏槽具有大致四边形的横截面并且长度大于30米。17.根据权利要求16所述的矿井，其中，在每...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·麦克唐纳，M·马普，
申请(专利权)人：地下萃取技术私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU