1.本發(fā)明涉及一種脈內(nèi)外天井聯(lián)合采準的淺孔留礦嗣后充填采礦方法及結構。

背景技術：

2.目前，在金屬、非金屬地下礦山中，淺孔留礦嗣后充填采礦法是急傾斜薄礦脈開采應用最廣泛的采礦方法之一。該種采礦方法采場兩側留設間柱，間柱內(nèi)布置人行天井和采場聯(lián)絡道，采切比小，采礦成本低。但該種采礦方法僅適用于礦體較穩(wěn)固礦塊，對于破碎礦體應用效果較差。由于采場回采周期長，人行天井暴露時間長，當?shù)V體破碎時，受局部放礦頻繁卸壓擾動影響，采場回采至一定高度后人行天井易發(fā)生失穩(wěn)變形或垮塌堵塞，工程維護困難，直接影響回采效率和作業(yè)安全，甚至造成采場內(nèi)上部礦體的大量損失；同時，脈內(nèi)人行天井兼做進回風井，風流控制難度大，采場內(nèi)通風效果差。

3.專利201510383893.7提出了一種中深孔留礦采礦法，該方法將淺孔鑿巖爆破改為中深孔，縮短單個采場的回采時間，減少局部放礦次數(shù)，但該方法邊孔控制困難，孔底距較大，大塊率高，且易崩落圍巖或充填體造成礦石貧化。

4.論文“上宮金礦淺孔留礦法采礦工藝改進”提出了一種人行天井脈外布置的淺孔留礦法，該方法將人行天井及采場聯(lián)絡道布置在脈外，工程穩(wěn)定性較好，但采場聯(lián)絡道較長，采準工程量大，采礦成本高。

5.針對上述問題，目前亟需研發(fā)一種適用于急傾斜破碎薄礦脈的采準工程量小、安全高效的淺孔留礦嗣后充填采礦方法。

技術實現(xiàn)要素：

6.本發(fā)明解決現(xiàn)有技術的不足而提供一種能夠大幅提高礦石回采率、生產(chǎn)效率和作業(yè)安全性，降低工程維護費用，改善通風效果的脈內(nèi)外天井聯(lián)合采準的淺孔留礦嗣后充填采礦方法及結構。

7.為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提出了脈內(nèi)外天井聯(lián)合采準的淺孔留礦嗣后充填采礦方法，包括如下步驟：

8.s1、從采場下盤沿脈階段運輸巷道施工穿脈到達礦體，從穿脈向上沿礦體高度方向施工脈內(nèi)天井，在脈內(nèi)天井內(nèi)沿高度方向向礦房一側施工多個采場聯(lián)絡道；

9.s2、在采場下盤沿脈階段運輸巷道內(nèi)朝圍巖方向施工脈外聯(lián)絡道，在脈外聯(lián)絡道的末端向上沿礦體高度方向施工脈外天井，在脈外天井的頂部施工天井聯(lián)絡道，脈外天井通過井聯(lián)絡道到達礦體并且與脈內(nèi)天井連通，脈外天井高度為整片采場高度的一半；

10.s3、從沿脈階段運輸巷道內(nèi)施工若干條出礦進路到達礦體，在采場底部施工拉底巷道，采場在脈內(nèi)天井的另一端從拉底巷道向上沿礦體高度方向施工充填回風井，充填回風井貫穿整個采場；s4、從充填回風井的頂部向上方階段采場的充填體施工回風聯(lián)絡道，回風聯(lián)絡道與上方階段采場回風系統(tǒng)連通。

11.本實施方式中，步驟s1中，沿脈內(nèi)天井每隔4～5m向礦房一側施工采場聯(lián)絡道。

12.本實施方式中，步驟s2中，將整片采場沿高度方向以天井聯(lián)絡道為界限將待采礦體劃分為上下兩部分，下部礦體回采時，人員、材料及設備直接通過脈內(nèi)天井進出采場，上部礦體回采時，通過脈外天井、天井聯(lián)絡道和脈內(nèi)天井進出采場。

13.本實施方式中，步驟s3中，當回采下部礦體時，新鮮風流通過階段運輸巷道、穿脈、脈內(nèi)天井、采場聯(lián)絡道進入采場清洗作業(yè)面，污風經(jīng)充填回風井、回風聯(lián)絡道排至上方階段采場回風系統(tǒng)；當回采上部礦體時，新鮮風流通過階段運輸巷道、脈外聯(lián)絡道、脈外天井、天井聯(lián)絡道、脈內(nèi)天井、采場聯(lián)絡道進入采場清洗作業(yè)面，污風經(jīng)充填回風井、回風聯(lián)絡道排至上方階段采場回風系統(tǒng)。

14.本實施方式中，在步驟s3中拉底巷道的施工過程如下，在采場下盤出礦進路內(nèi)沿礦體長度方向施工拉底巷道，當?shù)V體厚度不超過4m時，拉底巷道寬度為礦體的厚度，當?shù)V體厚度超過4m時，拉底巷道寬度為2～4m，高為2～4m，拉底巷道的長度為礦房長度，由拉底巷道向兩側施工淺孔進行擴幫，形成拉底空間。

15.本實施方式中，在步驟s4之后還包括步驟s5鑿巖爆破、出礦和地壓管理，地壓管理為在礦房回采結束后，沿上階段采場的沿脈階段運輸巷道、回風聯(lián)絡道及充填回風井將充填管道鋪設至采空區(qū)，采用尾砂膠結或非膠結充填采空區(qū)。

16.本發(fā)明還包括一種脈內(nèi)外天井聯(lián)合采準采場結構，包括設置在采場下盤的沿脈階段運輸巷道、設置在采場內(nèi)部一側的脈內(nèi)天井、設置在采場內(nèi)部另一側的充填回風井以及設置在圍巖內(nèi)的與脈內(nèi)天井位置對應的脈外天井，所述脈內(nèi)天井和充填回風井均沿礦體高度方向貫穿整片采場，所述脈外天井的高度為采場高度的一半，所述沿脈階段運輸巷道通過橫向設置的穿脈與脈內(nèi)天井連通，所述沿脈階段運輸巷道通過橫向布設的出礦進路與礦體連通，所述采場下盤沿礦體長度方向設置拉底巷道，拉底巷道將脈內(nèi)天井與充填回風井連通，所述脈內(nèi)天井通過橫向布設的施工采場聯(lián)絡道與礦房連通，所述脈外天井底部通過脈外聯(lián)絡道與沿脈階段運輸巷道連通，頂部通過天井聯(lián)絡道與脈內(nèi)天井連通，所述充填回風井的頂部通過回風聯(lián)絡道與上方階段采場回風系統(tǒng)連通。

17.本實施方式中，所述穿脈的內(nèi)部尺寸為寬2～4m，高2～4m，所述脈內(nèi)天井內(nèi)部尺寸為長1.8～2m，寬1.8～2m；所述采場聯(lián)絡道規(guī)格為寬1.8～2m，高1.8～2m，長2～4m；所述脈外聯(lián)絡道內(nèi)部尺寸為寬2～4m、高2～4m、長3～5m；所述脈外天井的內(nèi)部尺寸為長1.8～2m，寬1.8～2m；所述天井聯(lián)絡道內(nèi)部尺寸為寬2～4m，高2～4m；出礦進路內(nèi)部尺寸為寬3～5m，高2.8～3.8m，與礦體斜交為45～50°；充填回風井內(nèi)部尺寸為長1.8～2.0m，寬1.8～2.0m。；

18.與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

19.1、本發(fā)明僅在采場的一側設置有脈內(nèi)天井，這樣相鄰的采場之間不共用脈內(nèi)天井，避免了因礦巖穩(wěn)固性較差和暴露時間長導致的脈內(nèi)天井變形失穩(wěn)，造成成片采場的垮塌破壞，影響二步礦柱正常回采。

20.2、采用脈內(nèi)天井和脈外天井相互協(xié)同的采準方式，下部礦體回采時，人員、材料及設備直接通過脈內(nèi)天井進出采場，上部礦體回采時，通過脈外天井、天井聯(lián)絡道和脈內(nèi)天井進出采場，避免了采場內(nèi)下部礦體回采完成后，因礦巖穩(wěn)固性較差和暴露時間長導致脈內(nèi)天井下部變形失穩(wěn)時，影響礦房內(nèi)上部礦體回采，相比單一脈內(nèi)天井方式，本發(fā)明極大地減少了工程維護費用和礦石損失率，減少了采準工程量和采礦成本。

21.3、本發(fā)明當回采下部礦體時，新鮮風流通過階段運輸巷道、穿脈、脈內(nèi)天井、采場聯(lián)絡道進入采場清洗作業(yè)面，污風經(jīng)充填回風井、回風聯(lián)絡道排至上方階段采場回風系統(tǒng)；當回采上部礦體時，新鮮風流通過階段運輸巷道、脈外聯(lián)絡道、脈外天井、天井聯(lián)絡道、脈內(nèi)天井、采場聯(lián)絡道進入采場清洗作業(yè)面，污風經(jīng)充填回風井、回風聯(lián)絡道排至上方階段采場回風系統(tǒng)，這樣較現(xiàn)有污風通過脈內(nèi)天井單一排出降低了風流控制難度，改善了采場內(nèi)空氣質(zhì)量。

22.綜上所述，本發(fā)明進行急傾斜破碎薄礦脈開采時，能夠大幅提高礦石回采率、生產(chǎn)效率和作業(yè)安全性，降低工程維護費用，改善通風效果。

附圖說明

23.圖1為本發(fā)明采場的主視圖；

24.圖2為圖1中a-a向的剖面示意圖；

25.圖3為圖1中b-b向的剖面示意圖；

26.圖4為圖1中c-c向的剖面示意圖；

27.圖5為圖1中d-d向的剖面示意圖。

28.附圖標號說明：1、沿脈階段運輸巷道；2、出礦進路；3、穿脈；4、脈內(nèi)天井；5、采場聯(lián)絡道；6、脈外聯(lián)絡道；7、脈外天井；8、天井聯(lián)絡道；9、充填回風井；10、回風聯(lián)絡道。

具體實施方式

29.下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

30.在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。

31.另外，本發(fā)明各個實施例之間的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎，當技術方案的結合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應當認為這種技術方案的結合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護范圍之內(nèi)。

32.如圖1-5所示，本發(fā)明提出一種脈內(nèi)外天井聯(lián)合采準的淺孔留礦嗣后充填采礦方法，圖1中所展示的采場為正在施工一片采場，采場包括上下兩部分，其中下部分已經(jīng)完成采準、切割和鑿巖爆破，上部分為待采準的部分，此片采場上方為另一片采場的沿脈階段運輸巷道1，這里每片采場按照如下劃分：沿礦體走向布置礦房，礦房之間留設間柱，礦房與間柱交替布置，礦房回采結束后利用尾砂充填采空區(qū)，礦房規(guī)格為長40～70m，寬為礦體厚度，間柱規(guī)格為4～6m，寬為礦體厚度。

33.采準工程：如圖5所示，在采場下盤沿脈階段運輸巷道1垂直于間柱施工穿脈3到達礦體，穿脈3的內(nèi)部尺寸為寬2～4m，高2～4m；如圖1所示，由穿脈3向上沿礦體高度方向施工

脈內(nèi)天井4，脈內(nèi)天井4內(nèi)部尺寸為長1.8～2m，寬1.8～2m；如圖1所示，沿脈內(nèi)天井4每隔4～5m向礦房一側施工采場聯(lián)絡道5，采場聯(lián)絡道5規(guī)格為寬1.8～2m，高1.8～2m，長2～4m；由圖5所示，沿脈階段運輸巷道1與穿脈3相對的下盤圍巖內(nèi)施工脈外聯(lián)絡道6，脈外聯(lián)絡道6內(nèi)部尺寸為寬2～4m、高2～4m、長3～5m；如圖4所示，在脈外聯(lián)絡道6的末端施工脈外天井7，脈外天井7平行于礦體，脈外天井7的內(nèi)部尺寸為長1.8～2m，寬1.8～2m，高度為所在采場階段高度的一半；由圖4所示，在脈外天井7的頂部施工天井聯(lián)絡道8，脈外天井7通過井聯(lián)絡道8到達礦體并且與脈內(nèi)天井連通，井聯(lián)絡道8垂直于間柱，天井聯(lián)絡道8內(nèi)部尺寸為寬2～4m，高2～4m；如圖5所示，由沿脈階段運輸巷道1斜向施工若干條出礦進路2到達礦體，出礦進路2水平布設，出礦進路2內(nèi)部尺寸為寬3～5m，高2.8～3.8m，與礦體斜交為45～50°，出礦進路2之間布設礦柱，礦柱的寬度為4～6m；切割工程：由采場下盤出礦進路2沿礦體長度方向施工拉底巷道，當?shù)V體厚度不超過4m時，拉底巷道寬度為礦體的厚度，當?shù)V體厚度超過4m時，拉底巷道寬度為2～4m，高為2～4m，拉底巷道的長度為礦房長度，由拉底巷道向兩側施工淺孔進行擴幫，形成拉底空間。如圖1所示，采場在脈內(nèi)天井4的另一端從拉底巷道向上沿礦體高度方向施工充填回風井9，充填回風井9貫穿整個采場并且與上方階段采場的出礦進路2連通，兼做采場第二安全出口，充填回風井9內(nèi)部尺寸為長1.8～2.0m，寬1.8～2.0m，垂高為階段高度；在上方階段采場的出礦進路向充填體掘進回風聯(lián)絡道10與充填回風井9連通，回風聯(lián)絡道10內(nèi)部尺寸與出礦進路相同。

34.鑿巖爆破：在礦房中采用yt28型鑿巖機上向施工垂直淺孔，孔深1.8～2.2m，炮孔直徑40～42mm，孔距1.0～1.5m，排距0.6～0.8m，炮孔距上盤0.3m，距下盤為0.2m，采用2#巖石乳化炸藥爆破和非電導爆管微差起爆。

35.通風：礦房中的通風線路根據(jù)回采高度分為兩種，當回采采場井聯(lián)絡道8下部礦體時，新鮮風流通過階段運輸巷道1、穿脈3、脈內(nèi)天井4、采場聯(lián)絡道5進入采場清洗作業(yè)面，污風經(jīng)充填回風井9、回風聯(lián)絡道10排至上方階段采場回風系統(tǒng)；當回采采場井聯(lián)絡道8上部礦體時，新鮮風流通過階段運輸巷道1、脈外聯(lián)絡道6、脈外天井7、天井聯(lián)絡道8、脈內(nèi)天井4、采場聯(lián)絡道5進入采場清洗作業(yè)面，污風經(jīng)充填回風井9、回風聯(lián)絡道10排至上階段回風系統(tǒng)。

36.出礦：礦房自下而上逐層回采，每次采下的礦石只放出三分之一左右(局部放礦)，其余存留在采場中，作為繼續(xù)上采的作業(yè)平臺，待礦房回采作業(yè)全部結束后，再進行集中放礦。鏟運機通過出礦進路2、階段運輸巷道1、溜井聯(lián)絡道將礦房內(nèi)礦石運出并卸入溜井。

37.地壓管理：礦房回采結束后，沿上階段沿脈運輸巷道1、回風聯(lián)絡道10及充填回風井9將充填管道鋪設至采空區(qū)，采用尾砂膠結或非膠結充填采空區(qū)。

38.以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本發(fā)明的構思下，利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。技術特征：

1.一種脈內(nèi)外天井聯(lián)合采準的淺孔留礦嗣后充填采礦方法，其特征在于，包括如下步驟：s1、從采場下盤沿脈階段運輸巷道(1)施工穿脈(3)到達礦體，從穿脈(3)向上沿礦體高度方向施工脈內(nèi)天井(4)，在脈內(nèi)天井(4)內(nèi)沿高度方向向礦房一側施工多個采場聯(lián)絡道(5)；s2、在采場下盤沿脈階段運輸巷道(1)內(nèi)朝圍巖方向施工脈外聯(lián)絡道(6)，在脈外聯(lián)絡道(6)的末端向上沿礦體高度方向施工脈外天井(7)，在脈外天井(7)的頂部施工天井聯(lián)絡道(8)，脈外天井(7)通過井聯(lián)絡道到達礦體并且與脈內(nèi)天井(4)連通，脈外天井(7)高度為整片采場高度的一半；s3、從沿脈階段運輸巷道內(nèi)施工若干條出礦進路(2)到達礦體，在采場底部施工拉底巷道，采場在脈內(nèi)天井(4)的另一端從拉底巷道向上沿礦體高度方向施工充填回風井(9)，充填回風井(9)貫穿整個采場；s4、從充填回風井(9)的頂部向上方階段采場的充填體施工回風聯(lián)絡道(10)，回風聯(lián)絡道(10)與上方階段采場回風系統(tǒng)連通。2.如權利要求1所述的脈內(nèi)外天井聯(lián)合采準的淺孔留礦嗣后充填采礦方法，其特征在于，步驟s1中，沿脈內(nèi)天井(4)每隔4～5m向礦房一側施工采場聯(lián)絡道(5)。3.如權利要求1所述的脈內(nèi)外天井聯(lián)合采準的淺孔留礦嗣后充填采礦方法，其特征在于，步驟s2中，將整片采場沿高度方向以天井聯(lián)絡道(8)為界限將待采礦體劃分為上下兩部分，下部礦體回采時，人員、材料及設備直接通過脈內(nèi)天井(4)進出采場，上部礦體回采時，通過脈外天井(7)、天井聯(lián)絡道(8)和脈內(nèi)天井(4)進出采場。4.如權利要求3所述的脈內(nèi)外天井聯(lián)合采準的淺孔留礦嗣后充填采礦方法，其特征在于，步驟s3中，當回采下部礦體時，新鮮風流通過階段運輸巷道、穿脈(3)、脈內(nèi)天井(4)、采場聯(lián)絡道(5)進入采場清洗作業(yè)面，污風經(jīng)充填回風井(9)、回風聯(lián)絡道(10)排至上方階段采場回風系統(tǒng)；當回采上部礦體時，新鮮風流通過階段運輸巷道、脈外聯(lián)絡道(6)、脈外天井(7)、天井聯(lián)絡道(8)、脈內(nèi)天井(4)、采場聯(lián)絡道(5)進入采場清洗作業(yè)面，污風經(jīng)充填回風井(9)、回風聯(lián)絡道(10)排至上方階段采場回風系統(tǒng)。5.如權利要求1所述的脈內(nèi)外天井聯(lián)合采準的淺孔留礦嗣后充填采礦方法，其特征在于，在步驟s3中拉底巷道的施工過程如下，在采場下盤出礦進路(2)內(nèi)沿礦體長度方向施工拉底巷道，當?shù)V體厚度不超過4m時，拉底巷道寬度為礦體的厚度，當?shù)V體厚度超過4m時，拉底巷道寬度為2～4m，高為2～4m，拉底巷道的長度為礦房長度，由拉底巷道向兩側施工淺孔進行擴幫，形成拉底空間。6.如權利要求1所述的脈內(nèi)外天井聯(lián)合采準的淺孔留礦嗣后充填采礦方法，其特征在于，在步驟s4之后還包括步驟s5鑿巖爆破、出礦和地壓管理，地壓管理為在礦房回采結束后，沿上階段采場的沿脈階段運輸巷道(1)、回風聯(lián)絡道(10)及充填回風井(9)將充填管道鋪設至采空區(qū)，采用尾砂膠結或非膠結充填采空區(qū)。7.一種脈內(nèi)外天井聯(lián)合采準采場結構，其特征在于，包括設置在采場下盤的沿脈階段運輸巷道(1)、設置在采場內(nèi)部一側的脈內(nèi)天井(4)、設置在采場內(nèi)部另一側的充填回風井(9)以及設置在圍巖內(nèi)的與脈內(nèi)天井(4)位置對應的脈外天井(7)，所述脈內(nèi)天井(4)和充填回風井(9)均沿礦體高度方向貫穿整片采場，所述脈外天井(7)的高度為采場高度的一半，

所述沿脈階段運輸巷道(1)通過橫向設置的穿脈(3)與脈內(nèi)天井(4)連通，所述沿脈階段運輸巷道(1)通過橫向布設的出礦進路(2)與礦體連通，所述采場下盤沿礦體長度方向設置拉底巷道，拉底巷道將脈內(nèi)天井(4)與充填回風井(9)連通，所述脈內(nèi)天井(4)通過橫向布設的施工采場聯(lián)絡道(5)與礦房連通，所述脈外天井(7)底部通過脈外聯(lián)絡道(6)與沿脈階段運輸巷道(1)連通，頂部通過天井聯(lián)絡道(8)與脈內(nèi)天井(4)連通，所述充填回風井(9)的頂部通過回風聯(lián)絡道(10)與上方階段采場回風系統(tǒng)連通。8.如權利要求7所述的脈內(nèi)外天井聯(lián)合采準采場結構，其特征在于，所述穿脈(3)的內(nèi)部尺寸為寬2～4m，高2～4m，所述脈內(nèi)天井(4)內(nèi)部尺寸為長1.8～2m，寬1.8～2m；所述采場聯(lián)絡道(5)規(guī)格為寬1.8～2m，高1.8～2m，長2～4m；所述脈外聯(lián)絡道(6)內(nèi)部尺寸為寬2～4m、高2～4m、長3～5m；所述脈外天井(7)的內(nèi)部尺寸為長1.8～2m，寬1.8～2m；所述天井聯(lián)絡道(8)內(nèi)部尺寸為寬2～4m，高2～4m；出礦進路(2)內(nèi)部尺寸為寬3～5m，高2.8～3.8m，與礦體斜交為45～50°；充填回風井(9)內(nèi)部尺寸為長1.8～2.0m，寬1.8～2.0m。

技術總結

一種脈內(nèi)外天井聯(lián)合采準的淺孔留礦嗣后充填采礦方法及結構，本方法沿礦體走向交替布置礦房與間柱，在脈內(nèi)間柱和下盤脈外施工脈內(nèi)外天井，脈內(nèi)天井貫穿整個階段，脈外天井高度為階段高度一半，相鄰礦房的采準工程不共用；沿豎向?qū)⒌V房內(nèi)待采礦體劃分為上下兩部分，下部礦體回采時，人員等通過脈內(nèi)天井進出采場，上部礦體回采時，通過脈外天井和脈內(nèi)天井上段進出采場；礦房端部布置充填回風井，新鮮風流通過脈內(nèi)外人行天井、采場聯(lián)絡道進入采場，污風通過充填回風井排至上階段回風系統(tǒng)；與相關技術相比，采用本發(fā)明采礦方法進行急傾斜破碎薄礦脈開采，能夠大幅提高礦石回采率、生產(chǎn)效率和作業(yè)安全性，降低工程維護費用，改善通風效果。效果。效果。

技術研發(fā)人員：陳秋松 李紅鵬 馮巖 王道林 鄒道明 張欽禮 黃金華 陶云波

受保護的技術使用者：江西銅業(yè)集團銀山礦業(yè)有限責任公司

技術研發(fā)日：2021.10.29

技術公布日：2022/2/6 專利名稱：深海采礦礦石輸送系統(tǒng)的制作方法

技術領域：

本實用新型涉及深海采礦設備，特別是涉及一種深海采礦礦石輸送設備。

背景技術：

在大洋海底，賦存著大量錳結核和鈷結殼兩種礦產(chǎn)資源，錳結核分布于4000～6000m的海底，鈷結殼分布于1500～4000m的海山之上。開采錳結核和鈷結殼，采用由海底采礦車、采礦船和礦石水力輸送系統(tǒng)組成的深海采礦系統(tǒng)，如圖1所示。礦石水力軟管輸送系統(tǒng)由軟管和安裝于采礦車上的礦石輸送設備組成。海底礦石通過該系統(tǒng)直接從海底輸送到海面。由于海水壓力作用，要將體積濃度為10％的礦石混合流體從5000m海底輸送到海面，輸送設備的揚程需要600m～700mm，而且要長期工作可靠。發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供水力軟管輸送系統(tǒng)急需的一種高揚程、工作長期可靠的礦石輸送設備，滿足深海采礦軟管輸送的要求。

本實用新型的技術方案是深海采礦礦石輸送系統(tǒng)由高壓多級清水泵、儲料罐和閥組成，儲料罐A上方安裝壓力閥3，側方安裝閥1與運輸通管9相連接，下方安裝閥2與運輸通道9相連接；儲料罐B上方安裝閥6，側方安裝閥4與運輸通管9相連接，下方安裝閥5與運輸通管9相連接；運輸能管9與水泵8相接，而構成深海采礦礦石輸運系統(tǒng)，該系統(tǒng)整體設置于深底自治采礦車15上。

本實用新型的優(yōu)點和積極效果1.由儲料罐與水泵組合的水力輸送設備具有強大的輸送能力，儲料罐能將礦石從5000m海底直接輸送到海面采礦船上。

2.由儲料罐與水泵組合的水力輸送設備能長期可靠工作。從輸送設備的工作原理可知，礦石顆粒在輸送過程中沒有經(jīng)過水泵，避免了水泵8過流部件與礦石直接磨損，可保證輸送設備長期安全工作。

3.軟管輸送系統(tǒng)簡單。輸送系統(tǒng)采用高速多級水泵，重量輕，并且通過一臺水泵8就能將礦石輸送到采礦船上，避免了采用多臺水泵接力輸送，因此，輸送系統(tǒng)得到簡化。與多臺輸送泵接力輸送的硬管輸送系統(tǒng)相比，輸送系統(tǒng)出現(xiàn)事故的機率大為減少。

圖1是深海采礦軟管輸送系統(tǒng)示意圖；圖中標記為采礦船11、浮動平臺12、軟管13、浮體材料14、自動采礦車15、海面16、海底17。

圖2是儲料罐與水泵組合的水力輸送設備結構示意圖。

具體實施方式

圖2描述了本實用新型深海采礦礦石輸送系統(tǒng)的工作狀況。

1.采礦系統(tǒng)工作開始前，閥3和閥6處于打開狀態(tài)，其它閥門處于關閉狀態(tài)，儲料罐內(nèi)壓力與海水壓力相通，水泵8啟動后，海水在水泵8的作用下，從水泵8的入口處吸入，通過輸送管道9輸送到海面16。

2.采礦車開始工作后，礦石顆粒在重力的作用下，經(jīng)閥3流入儲料罐A內(nèi)，同時，儲料罐內(nèi)的部分海水經(jīng)閥3排出。當儲料罐A裝滿礦石顆粒后，關閉閥3，同時打開閥1和閥2，儲料罐A內(nèi)的壓力與輸送管道9壓力相通，儲料罐A內(nèi)的礦石顆粒流入輸送管道9，與管道內(nèi)的海水混合形成混合流體，在水泵8的作用下，輸送到采礦船11上。

3.在關閉閥3后，礦石顆粒經(jīng)閥6流入儲料罐B內(nèi)。隨著儲料罐A內(nèi)的礦石逐漸輸送完畢，儲料罐B內(nèi)的礦石顆粒逐漸裝滿，關閉閥6，打開閥4和閥5，隨其流入輸送管道9，在水泵8的作用下，輸送到海面的采礦船11上。

打開閥3礦石顆粒又經(jīng)閥3流入儲料罐A；上述工作步驟，不斷重復，輸送系統(tǒng)能將采礦車采集的礦石源源不斷地輸送到海面的采礦船上。

總之，本實用新型深海采礦礦石輸送系統(tǒng)采用調(diào)整多級水泵對海水加壓，采用儲料罐將礦石摻入到高壓水中進行輸送，在輸送過程中，礦石沒有與水泵接觸，充分體現(xiàn)了具有揚程高和長期工作可靠的特點；該輸送系統(tǒng)簡單，采礦車的工作范圍大；采礦車工作時，采礦船停泊于海面，系統(tǒng)易控制和操作；一艘采礦船可同時與多臺海底采礦車相接，采礦量成倍提高；遇大風大浪時，可以解開輸送軟管，防止海難發(fā)生。

權利要求1.深海采礦礦石輸送系統(tǒng)，深海采礦礦石輸送系統(tǒng)由高壓多級清水泵、儲料罐和閥組成，其特征在于儲料罐(A)上方安裝壓力閥(3)，側方安裝閥(1)與運輸通管(9)相連接，下方安裝閥(2)與運輸通道(9)相連接；儲料罐(B)上方安裝閥(6)，側方安裝閥(4)與運輸通管(9)相連接，下方安裝閥(5)與運輸通管(9)相連接；運輸能管(9)與水泵(8)相接；該系統(tǒng)整體設置于深底自治采礦車(15)上。

專利摘要本實用新型涉及深海采礦設備，特別是涉及一種深海采礦礦石輸送設備，它由高壓多級清水泵、儲料罐和閥組成，其特征在于儲料罐1上方安裝壓力閥3，側方安裝閥與運輸通管9相連接，下方安裝閥2與運輸通道9相連接；儲料罐2上方安裝閥5，側方安裝閥5與運輸通管9相連接，下方安裝閥5與運輸通管9相連接；運輸通管9與水泵8相接；該系統(tǒng)整體設置于深底自治采礦車上。該系統(tǒng)具有揚程高和長期工作可靠的特點，滿足深海采礦軟管輸送的要求。

文檔編號E02F7/00GK2729158SQ20042003607

公開日2005年9月28日 申請日期2004年6月3日 優(yōu)先權日2004年6月3日

發(fā)明者徐海良, 何清華 申請人:中南大學