预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法
【专利摘要】本发明公开了一种预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法。该方法先在矿块下方掘进形成放矿漏斗，从放矿漏斗向上进行采矿，采矿过程中将钢丝绳埋在采下的矿石内，开采完矿石后进行放矿，当出现堵漏或空洞、钢丝绳与矿石落下速度不一致时，用手拉葫芦在下方拉钢丝绳，使得钢丝绳破坏堵漏或空洞，从而实现安全采矿。本发明不仅可以有效地预防和处置矿房内矿石的堵漏或空洞，提高了采矿安全性，而且本发明操作简便、使用结构简单、投入成本低廉，具有非常理想的使用效果。
【专利说明】预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采矿方法，尤其涉及一种预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法，属于采矿【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，开采急倾斜的薄及极薄和中厚矿块的采矿方法，应用最为广泛的是留矿采矿法。留矿采矿法的基本特征是采矿工作面自下而上分层进行采矿，每个分层开采后，都要进行局部放矿，局部放矿一般放出三分之一左右的矿石，其余的矿石暂时留在矿房中，作为人员继续采矿作业的平台，待矿房中的矿块全部采完后，再全部放出矿石。对留矿采矿法而言，在最终放矿之类前，矿房内始终留有矿石，作为采矿作业的平台。矿房内积留的矿石间会发生粘结或者大块发生相互咬合，造成堵漏或者隐藏空洞，从而在局部放矿或最终放矿中形成悬空，发生事故。预防矿房中形成堵漏或空洞，主要采用下述方法:1、改进凿岩爆破参数，尽可能消除产生大块和大块的二次破碎，2、优化开采强度，避免矿石在矿房内积压时间长，合理布置漏斗间距，消除脊背上滞留的矿石长时间积压等手段，降低形成堵漏或空洞的概率。对于矿房中已经形成堵漏或空洞，主要采用下述方法:1、在空洞上部用较大的药包放震动炮，震落悬空的矿石；2、在漏斗中向上或从空洞上部向下用高压水冲刷，处理由粉矿结块造成的空洞；3、采用土火箭爆破法消除；4、从空洞两侧的漏斗放矿，使悬空的矿石垮落等。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，提供一种预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法。本发明不仅可以有效地预防和处置矿石内的堵漏或空洞，提高了采矿安全性，而且本发明操作简便、使用结构简单、投入成本低廉，具有非常理想的使用效果。
[0004]本发明的技术方案:预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法，该方法具体包括以下步骤；
[0005](I)先从矿块的侧边掘进形成天井，再在天井的底部沿矿块横向掘进形成运输巷道，然后从运输巷道向上掘进形成放矿漏斗；
[0006](2)在运输巷道的上方，从天井向两侧掘进得到拉底巷道，再从拉底巷道向矿块方向掘进形成初始工作面；
[0007](3)将一钢丝绳的两端设置连接环，并将钢丝绳的一端悬挂在初始工作面的顶板侧面的顶部固定点；
[0008](4)对初始工作面上方一个分层高度的矿块进行采矿，再通过放矿漏斗对采下的矿石进行局部放矿，当矿石上方的作业空间高度达到2-2.5米形成采矿工作面，且钢丝绳的上部连接环露出时，停止放矿；
[0009](5)将钢丝绳的上部连接环从顶部固定点取下，再取一根钢丝绳，将后一根钢丝绳的两端也设置连接环，并将后一根钢丝绳下部的连接环与前一根钢丝绳上部的连接环相互连接，再将后一根钢丝绳的上部连接环悬挂在采矿工作面的顶部固定端；
[0010](6)对采矿作业面上方一个分层高度的矿块进行采矿，并重复步骤(4)和(5)，直至矿房的矿块全部开采完，最后一根钢丝绳的上部连接环放置在采矿工作面上方；
[0011](7)打开放矿漏斗，进行最终放矿，使矿石和钢丝绳一起从放矿漏斗落下，落下的矿石从运输巷道运出，同时回收落下的钢丝绳；
[0012](8)当钢丝绳与矿石的落下速度不同步时，表明矿石中有堵漏或空洞的预兆、或者已经形成堵漏或空洞，这时将钢丝绳的下部连接环连接一手拉葫芦，驱动手拉葫芦缓慢牵引钢丝绳，钢丝绳在牵引过程中破坏矿石中形成的堵漏或空洞，使钢丝绳与矿石的落下速度同步；
[0013](9)重复步骤(8)，直至矿石全部从放矿漏斗中完全落下。
[0014]上述的预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法中，步骤(3)中，在钢丝绳的两端设置连接环，是将钢丝绳两端弯曲，再用绳卡将钢丝绳的弯曲端与钢丝绳主体固定；步骤(5)中，后一根钢丝绳的两端也设置连接环，是将后一根钢丝绳的上端弯曲，后一根钢丝绳的下端穿过上一根钢丝绳的上端连接环再弯曲，再用绳卡将上、下两端与钢丝绳主体固定形成连接环。
[0015]前述的预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法中，所述的钢丝绳的长度为分层采矿高度的2-2.5倍，将钢丝绳两端弯曲设置成连接环后的长度为分层采矿高度的1.5倍。
[0016]前述的预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法中，步骤(2)中，在运输巷道的上方
3-5米处，从天井向两侧掘进得到拉底巷道。
[0017]前述的预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法中，步骤(I)中，从矿块的侧边掘进形成天井后，从天井向两侧掘进形成若干组平行设置的联络巷道。
[0018]前述的预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法中，所述的联络巷道之间的间距为
4-6米。
[0019]前述的预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法中，步骤(8)中，所述的手拉葫芦设置在堵漏或空洞的下方，操作手拉葫芦的工人站在放矿漏斗侧面底柱的下方处经拉绳驱动手拉胡户。
[0020]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0021](I)根据钢丝绳与矿石落下的速度，可以有效地判断矿石内部是否存在堵漏或空洞，及时发现危险源，使工作人员及时采取相应措施，有效地预防安全隐患。
[0022](2)当发现矿石内部存在堵漏或空洞时，用手拉葫芦在放矿漏斗下方将钢丝绳进行牵引，由于弯曲的钢丝绳与矿石之间有一定的摩擦度，加上每段钢丝绳两端各设置有一连接环，连接环的存在加大了摩擦度，两种摩擦协同作用，同时手拉葫芦的牵引拉力由小到大，缓慢增大，因此钢丝绳在牵引过程中，可以有效地破坏矿石中的堵漏和空洞，及时、方便、安全地破坏矿石中的堵漏和空洞，排除了因堵漏和空洞存在的安全隐患。
[0023](3)将手拉葫芦设置在运输巷道中相对应的漏斗下方，而矿工处于漏斗的侧旁边底柱的下方操作手拉葫芦牵引钢丝绳来破坏堵漏和空洞时，不用冒着矿石从放矿漏斗落下伤人的危险，大大提高了安全性。
[0024](4)本发明除去采矿装置后，预防和破坏堵漏和空洞的核心设备仅仅包括一手拉葫芦、若干钢丝绳和将钢丝绳连接在一起的绳卡，因此本发明使用的设备简单、成本低廉、操作也非常方便。
[0025](5)在采矿过程中，多根钢丝绳连接在一起，是通过在钢丝绳两端安装绳卡将多根钢丝绳连接成一体，操作非常方便；而且由于是采用绳卡进行连接，因此在手拉葫芦收回的钢丝绳可以回收重新利用，因此大大节约了成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本发明的开采状态图；
[0027]图2是钢丝绳的结构示意图；
[0028]图3是钢丝绳的连接示意图。
[0029]附图中的标记为:1_矿块，2_天井,3_矿石,4_运输巷道,5_放矿漏斗,6_拉底巷道，7-初始工作面，8-钢丝绳(前一根钢丝绳)，9-连接环，10-绳卡，11-手拉葫芦，12-后一根钢丝绳，13-采矿工作面，14-第三根钢丝绳，15-联络巷道，16-作业空间，17-矿柱(或底柱)，18堵漏或空洞。
【具体实施方式】
[0030]下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的限制。
[0031]本发明的实施例:一种预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法，如附图1-3所示，该方法具体包括以下步骤；
[0032](I)先从矿块I的侧边掘进形成(即开凿)天井2，再在天井2的底部沿矿块I横向掘进形成运输巷道4，从运输巷道4向上掘进形成放矿漏斗；放矿漏斗的数量可以根据矿块的横向宽度调整；由于开凿放矿漏斗5的技术较为常规，因此具体开凿方法及放矿漏斗的尺寸在此不再赘述；作为优选，本发明中的放矿漏斗两侧矿柱的高度为3-5米；从矿块的侧边掘进形成天井后，从天井向两侧掘进形成若干组平行设置的联络巷道，且联络巷道之间的间距为4-6米。
[0033](2)在运输巷道4的上方3-5米处，从天井2向矿块方向掘进形成拉底巷道6，掘进过程中开凿下来的矿石落入放矿漏斗内，并在拉底巷道6处形成高度为2-2.5米的初始工作面7，高度2-2.5米是工作人员安全采矿高度。
[0034](3)将一钢丝绳8的两端设置连接环9，并将钢丝绳8的一端悬挂在初始工作面7的顶板侧面的顶部固定点，固定在顶板侧面是为了上方矿块在爆破采矿时，上部连接环不会随着矿石落下；在钢丝绳8的两端设置连接环9，是将钢丝绳8两端弯曲，再用绳卡10将钢丝绳8的弯曲端与钢丝绳主体固定；将钢丝绳8的上端悬挂在初始工作面7的顶板侧面的顶部固定点，是为了在后续局部放矿过程中钢丝绳8的上部连接环不会随矿石下落；钢丝绳的长度为分层采矿高度的2-2.5倍，将钢丝绳两端弯曲设置成连接环后的长度为分层采矿高度(2-2.5米)的1.5倍，钢丝绳的设置一般为一个放矿漏斗对应设置一条钢丝绳。
[0035](4)对初始工作面11上方一个分层高度2-2.5米的矿块I进行采矿，采下的矿石3间具有空隙，因此采下的矿石高度比矿块的高度高，约为矿块高度的1.5倍，即矿块采下后初始工作面上方4米的空间，3米为矿石的高度，I米为作业空间16，所述的作业空间也即采空空间，即未采下的矿块底面至采下的矿石表面的距离。但是工人安全采矿的作业空间的高度为2-2.5米，因此需要通过放矿漏斗5对采下的矿石进行局部放矿，当矿石上方的作业空间16高度达到2-2.5米时，工人可以自由进出并进行安全采矿，形成一个采矿工作面13，且钢丝绳8的上部连接环露出时，停止放矿；工人进出采矿工作面，可以从联络巷道进出，由于联络巷道与采矿工作面存在水平落差，因此可通过放矿或堆矿的方式灵活选取最近的联络巷道与采矿工作面连接。
[0036](5)将钢丝绳8的上部连接环从顶部固定点取下，再取一根钢丝绳12，将后一根钢丝绳12的两端也设置连接环9，并将后一根钢丝绳12下部的连接环9与前一根钢丝绳8上部的连接环相互连接，再将后一根钢丝绳12的上部连接环悬挂在采矿工作面13的顶部固定端。
[0037](6)对采矿作业面13上方一个分层高度(2-2.5米)的矿块进行采矿，并重复步骤
(4)和(5)，即采完一个分层高度的矿块后通过放矿漏斗进行局部放矿，当矿石上方的作业空间高度达到2-2.5米，停止放矿；将后一根钢丝绳12的上部连接环从固定端取下，再取第三根钢丝绳14，将第三根钢丝绳14的两端也设置连接环，并将第三根钢丝绳14下部的连接环与第二根钢丝绳12上部的连接环相互连接，最后将第三根钢丝绳14的上部连接环固定于新的采矿工作面的顶部固定端；依次向上采矿，直至矿房的矿块全部开采完，特别地，当开采完最后一段矿块并局部放矿后，最后一根钢丝绳的下部连接环与前一根钢丝绳的上部连接环相互连接，最后一根钢丝绳的上部连接环直接放置在采矿工作面上方即可。
[0038](7)打开放矿漏斗5，进行最终放矿，使矿石3和钢丝绳一起从放矿漏斗落下，落下的矿石从运输巷道4运出，同时回收落下的钢丝绳。
[0039](8)当钢丝绳与矿石3的落下速度不同步时，如图1所示，当出现堵漏或空洞时，堵漏或空洞下方的矿石下落，但由于钢丝绳上方牵引，因此钢丝绳不下落或缓慢下落，因此当钢丝绳与矿石3的落下速度不同步时，表明矿石中有堵漏或空洞18的预兆、或者已经形成堵漏或空洞，这时将钢丝绳的下部连接环连接一手拉葫芦11，驱动手拉葫芦11缓慢牵引钢丝绳，钢丝绳在牵引过程中破坏矿石中形成的堵漏或空洞，当钢丝绳与矿石的落下速度同步，则不需要驱动手拉葫芦，将钢丝绳从手拉葫芦卸下并回收钢丝绳。所述的手拉葫芦设置在堵漏或空洞的下方，操作手拉葫芦的工人站在放矿漏斗侧面底柱的下方处通过拉绳驱动手拉葫芦，拉绳用于远程驱动手拉葫芦，拉绳和手拉葫芦都是本领域较为常规的工具。
[0040](9)重复步骤(8)，直至矿石全部从放矿漏斗中完全落下。
【权利要求】
1.预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法，其特征在于:该方法具体包括以下步骤； (1)先从矿块的侧边掘进形成天井，再在天井的底部沿矿块横向掘进形成运输巷道，然后从运输巷道向上掘进形成放矿漏斗； (2)在运输巷道的上方，从天井向矿块方向掘进形成拉底巷道，并在拉底巷道处形成初始工作面； (3)将一钢丝绳的两端设置连接环，并将钢丝绳的一端悬挂在初始工作面的顶板侧面的顶部固定点； (4)对初始工作面上方一个分层高度的矿块进行采矿，再通过放矿漏斗对采下的矿石进行局部放矿，当矿石上方的作业空间高度达到2-2.5米形成采矿工作面，且钢丝绳的上部连接环露出时，停止放矿； (5)将钢丝绳的上部连接环从顶部固定点取下，再取一根钢丝绳，将后一根钢丝绳的两端也设置连接环，并将后一根钢丝绳下部的连接环与前一根钢丝绳上部的连接环相互连接，再将后一根钢丝绳的上部连接环悬挂在采矿工作面的顶部固定端； (6)对采矿作业面上方一个分层高度的矿块进行采矿，并重复步骤(4)和(5)，直至矿房的矿块全部开采完，最后一根钢丝绳的上部连接环放置在采矿工作面上方； (7)打开放矿漏斗，进行最终放矿，使矿石和钢丝绳一起从放矿漏斗落下，落下的矿石从运输巷道运出，同时回 收落下的钢丝绳； (8)当钢丝绳与矿石的落下速度不同步时，表明矿石中有堵漏或空洞的预兆、或者已经形成堵漏或空洞，这时将钢丝绳的下部连接环连接一手拉葫芦，驱动手拉葫芦缓慢牵引钢丝绳，钢丝绳在牵引过程中 破坏矿石中形成的堵漏或空洞，使钢丝绳与矿石的落下速度同I K少； (9)重复步骤(8)，直至矿石全部从放矿漏斗中完全落下。
2.根据权利要求1所述的预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法，其特征在于:步骤(3)中，在钢丝绳的两端设置连接环，是将钢丝绳两端弯曲，再用绳卡将钢丝绳的弯曲端与钢丝绳主体固定；步骤(5)中，后一根钢丝绳的两端也设置连接环，是将后一根钢丝绳的上端弯曲，后一根钢丝绳的下端穿过上一根钢丝绳的上端连接环再弯曲，再用绳卡将上、下两端与钢丝绳主体固定形成连接环。
3.根据权利要求1或2所述的预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法，其特征在于:所述的钢丝绳的长度为分层采矿高度的2-2.5倍，将钢丝绳两端弯曲设置成连接环后的长度为分层采矿高度的1.5倍。
4.根据权利要求1所述的预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法，其特征在于:步骤(2)中，在运输巷道的上方3-5米处，从天井向两侧掘进得到拉底巷道。
5.根据权利要求1所述的预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法，其特征在于:步骤(O中，从矿块的侧边掘进形成天井后，从天井向两侧掘进形成若干组平行设置的联络巷道。
6.根据权利要求5所述的预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法，其特征在于:所述的联络巷道之间的间距为4-6米。
7.根据权利要求1所述的预防和处置堵漏或空洞的牵引采矿方法，其特征在于:步骤(8)中，所述的手拉葫芦设置在堵漏或空洞的下方，操作手拉葫芦的工人站在放矿漏斗侧面底柱的下方处通过拉绳驱动手拉葫芦。
【文档编号】E21C41/22GK103711488SQ201410013576
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】方仕立, 邬海燕, 陈云寿, 刘鹏, 谢哲, 王志刚, 杨菲, 邬海彬 申请人:中国新型建材设计研究院