专利名称：盐类矿溶解裂缝切割施工方法
技术领域：
本发明涉及地下盐类矿体开采，具体为一种盐类矿溶解裂缝切割施工方法。
背景技术：
盐类矿体多指岩盐、芒硝、天然碱、钾盐等矿山。现有技术对盐类矿床通常采用水溶开采方法，由于盐类矿的溶解特性，一般采用坑道开挖硐室，以打眼、爆破的方式产生裂缝，浸泡溶解的开采方法，劳动强度大、开采成本高、作业环境危险、回采率低，对环境造成严重污染。此种作业方式效率低、危险性高且噪声大，成本高，难以适应可持续、低碳、环保的发展要求，特别是距离城镇较近时，每次爆破均相当于3级地震，严重干扰了人们的工作、学习和生活。
发明内容
针对传统作业方式的不足之处，本发明的目的是提出了一种可以实现安全、环保、 高效、低成本的盐类矿溶解裂缝切割施工方法。能够实现上述目的的盐类矿溶解裂缝切割施工方法，是采用包括金刚石绳锯、绳锯机和轨道等工具、设备和设施，对盐类矿体进行切割施工而切割出溶解裂缝，其施工过程如下1、在盐类矿体预定作业区域范围内开挖出不同层面的平行水平巷道，并在同一切割立面上，于相邻巷道之间钻出相通的绳锯穿设孔。2、于一条巷道内铺设轨道，绳锯机设于轨道上并可沿轨道行走。3、于绳锯机所在巷道内，将断开的金刚石绳锯依次穿过各绳锯穿绳孔，绳锯的两端接头相连接形成闭环，闭环的金刚石绳锯安装于绳锯机上。4、向各绳锯穿绳孔内注入冷却水，启动绳锯机并使绳锯机在轨道上行走，回转且移动的金刚石绳锯在盐类矿体的切割立面上切割出溶解缝。可根据切割立面的切割面积大小选择绳锯机的功率、金刚石绳锯的长度、金刚石绳锯的直径和钢丝绳缆的直径。切割立面的切割面积太大或太小都不利于本发明技术方案的运用，兼顾效率和现有技术条件，所述立面切割面积选择在100平方米 2000平方米之间比较合适；对应的绳锯机功率选择范围在75KW 500KW之间(满足切割需要的功率，才能保证金刚石绳锯切割效率的有效发挥)，金刚石绳锯的长度选择在50米 300米之间，金刚石绳锯的直径选择在 Φ9 Φ25之间，钢丝绳缆的直径选择在Φ4. 5 Φ 18之间。对于特别长的金刚石绳锯(大于150米)，可以用分段的金刚石绳锯连接使用。为减少巷道的数量，常规作业是将所述切割面积(即预定作业区域范围)设定为方形，所述水平巷道设置为四条，四条水平巷道分别于切割面积的四角处挖设。所述切割面积以20米X 40米或30米X 40米或为40米X 40米为最佳。盐类矿体的溶解裂缝可以逐次切割，缝与缝之间相距0. 2米、0. 5米或1米。
当切割立面与水平巷道的走向角度不一致时，所述金刚石绳锯通过转向机构安装于绳锯机上，实现任意方向的切割而不影响工作效率。在轨道长度不够的情况下，可以采用分段方式连接铺设轨道。为方便人员进入和安装设备和设施，所述水平巷道的截面尺寸不小于2. 5 米 X 2. 5。本发明的有益效果是1、本发明盐类矿溶解裂缝切割施工方法与现有的打眼、爆破硐室浸泡法相比，可以有效增加溶解液与岩石矿体的接触面积，极大提高溶解产量及效率，减少巷道的数量；更为关键的是本发明技术的采用，将彻底解决打眼、爆破等环保限令，因为金刚石绳锯切割本身不产生振动，对矿体和矿区的稳定无任何影响。2、本发明盐类矿溶解裂缝切割施工方法采用金刚石绳锯进行盐类矿的溶解缝切割开采，可以灵活进行矿体开采设计，切割面积的大小、切割的角度等都可以根据设计要求实现和调整，操作简便、设计灵活、开采高效。4、本发明的施工方法采用的金刚石绳锯是金刚石工具的一种，其主要特征是在钢丝绳上固定许多金刚石串珠，金刚石绳锯连接成闭环后高速转动，金刚石串珠在线速度15 米/秒到80米/秒的范围内对矿体进行切割，是一种安全、环保、高效、低成本的开采方式。
图1为本发明一种作业实施方法的示意图。图号标识1、水平巷道；2、金刚石绳锯；3、绳锯机；4、轨道；5、转向机构；6、绳锯穿绳孔。
具体实施例方式本发明盐类矿溶解裂缝切割施工方法采用金刚石绳锯2、绳锯机3和轨道4等工具、设备和设施，在预定作业区域范围内开挖出的不同层面的平行水平巷道1内，对矿体进行切割施工。如图1所示，在采矿区的预定作业区域内开挖出数条平行的水平巷道1，各水平巷道1的长度为100多米，截面尺寸不小于2. 5米X2. 5，各水平巷道1将预定作业区域划分出上下两个方形的切割体，现以对下切割体进行切割作业为例来对发明的技术方案作进一步说明1、在下切割体的上、下、左、右水平巷道1之间，用经纬仪确定钻孔位置，钻出同一立面内(或者近似同一立面内)的左、右垂直绳锯穿绳孔6和上、下水平绳锯穿绳孔6，各绳锯穿绳孔6的直径不小于Φ 75毫米。2、在下方右侧的水平巷道1内铺设与水平巷道1方向一致的轨道4(可以是整条轨道4，也可为分段铺设连接的轨道4)，轨道4上设置可沿轨道4行走的绳锯机3。3、于绳锯机3所在的水平巷道1内，将断开的金刚石绳锯2 (可以是分段连接的金刚石绳锯2、沿着绳锯穿绳孔6依次穿入，金刚石绳锯2两端头用专用接头连接形成闭环， 并通过转向机构5安装(绕装)于绳锯机3的飞轮上。4、在各绳锯穿绳孔6的入口处同时注入冷却水，启动绳锯机3，金刚石绳锯2在绳锯机3的飞轮带动下，以20米/秒 50米/秒的线速度回转，与此同时绳锯机3在轨道4 上以1米/小时 15米/小时的速度移动，把整个切割体的上、下、左、右四个绳锯穿绳孔 6所在的立面切割出来，这个立面即为溶解裂缝。切割另一条溶解裂缝时，把金刚石绳锯2上的专用接头剪断，拉出整条金刚石绳锯2，在离开前条切割好的切缝一定水平间距(0. 2米、0.5米或1米)的立面上，又钻出类似的绳锯穿绳孔6 (也可以提前钻好)，重复上面的操作步骤，又可切割出另一条溶解裂缝。如上述的反复切割，就可以按照设计要求在矿体内切割出许多溶解裂缝，将来在水平巷道1内灌入水对盐矿进行溶解，然后把溶解液抽上来提炼，就实现了水溶开采盐矿的目的。使用本发明技术，可以实现100平方米 2000平方米的切割面积；根据切割面积大小，可以选择功率为75KW 500KW的绳锯机3，长度和直径分别为50米 300米和Φ 9 Φ 25的金刚石绳锯2，直径为Φ 4. 5 Φ 18的钢丝绳缆。
权利要求
1.盐类矿溶解裂缝切割施工方法，其特征在于是采用包括金刚石绳锯O)、绳锯机(3) 和轨道(4)等工具、设备和设施，对盐类矿体进行切割施工而切割出溶解裂缝，其施工过程如下①、在盐类矿体预定作业区域范围内开挖出不同层面的平行水平巷道(1)，并在同一切割立面上，于相邻水平巷道⑴之间钻出相通的绳锯穿绳孔(6)；②、于其中一条水平巷道(1)内铺设轨道G)，绳锯机C3)设于轨道(4)上并可沿轨道 ⑷行走；③、于绳锯机C3)所在的水平巷道(1)内，将断开的金刚石绳锯( 依次穿过各绳锯穿绳孔(6)，金刚石绳锯O)的两端接头相连接形成闭环后安装于绳锯机( 上；④、向各绳锯穿绳孔(6)内注入冷却水，启动绳锯机( 并使绳锯机( 在轨道(4)上行走，回转且移动的金刚石绳锯(2)在盐类矿体的切割立面上切割出溶解缝。
2.根据权利要求1所述的盐类矿溶解裂缝切割施工方法，其特征在于可根据切割面积大小确定绳锯机( 的功率、金刚石绳锯( 的长度、金刚石绳锯( 的直径和钢丝绳缆的直径。
3.根据权利要求2所述的盐类矿溶解裂缝切割施工方法，其特征在于所述切割面积为100平方米至2000平方米之间；所述绳锯机(3)功率为75KW 500KW ；所述金刚石绳锯 (2)的长度和直径分别为50米 300米和Φ9 Φ 25，所述钢丝绳缆的直径为Φ4. 5 Φ 18。
4.根据权利要求3所述的盐类矿溶解裂缝切割施工方法，其特征在于所述金刚石绳锯( 可以分段连接使用。
5.根据权利要求1 4中任意一项所述的盐类矿溶解裂缝切割施工方法，其特征在于 所述切割面积为方形，所述水平巷道(1)为四条，分别于切割面积的四角处挖设。
6.根据权利要求5所述的盐类矿溶解裂缝切割施工方法，其特征在于所述切割面积为20米X40米、或为30米X40米，或为40米X40米。
7.根据权利要求1 4中任意一项所述的盐类矿溶解裂缝切割施工方法，其特征在于 盐类矿体的溶解裂缝可以逐次切割，缝与缝之间相距0. 2米、0. 5米或1米。
8.根据权利要求1 4中任意一项所述的盐类矿溶解裂缝切割施工方法，其特征在于 当切割立面与水平巷道(1)的走向角度不一致时，所述金刚石绳锯(2)通过转向机构(5) 安装于绳锯机(3)上。
9.根据权利要求1 4中任意一项所述的盐类矿溶解裂缝切割施工方法，其特征在于 所述水平轨道(1)采用分段方式铺设连接。
10.根据权利要求1 4中任意一项所述的盐类矿溶解裂缝切割施工方法，其特征在于所述水平巷道(1)的截面尺寸不小于2. 5米X2. 5米。
全文摘要
本发明公开一种盐类矿溶解裂缝切割施工方法，是在预定作业区域范围内开挖出平行水平巷道，所述水平巷道处于不同层面上，于水平巷道内采用金刚石绳锯、绳锯机和轨道等工具、设备和设施进行切割施工，在矿体上切割出预定的溶解裂缝。本发明为地下开采溶解型的盐类矿体提供了一种安全、环保、高效、低成本的新型开采方式。
文档编号E21C25/56GK102562057SQ20121003259
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月14日 优先权日2012年2月14日
发明者冯跃, 张延军, 李运海, 杨理清, 王智慧, 罗文来 申请人:桂林特邦新材料有限公司, 桂林矿产地质研究院