專利名稱：鹽類礦溶解裂縫切割施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地下鹽類礦體開(kāi)采，具體為一種鹽類礦溶解裂縫切割施工方法。
背景技術(shù)：
鹽類礦體多指巖鹽、芒硝、天然堿、鉀鹽等礦山?，F(xiàn)有技術(shù)對(duì)鹽類礦床通常采用水溶開(kāi)采方法，由于鹽類礦的溶解特性，一般采用坑道開(kāi)挖硐室，以打眼、爆破的方式產(chǎn)生裂縫，浸泡溶解的開(kāi)采方法，勞動(dòng)強(qiáng)度大、開(kāi)采成本高、作業(yè)環(huán)境危險(xiǎn)、回采率低，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。此種作業(yè)方式效率低、危險(xiǎn)性高且噪聲大，成本高，難以適應(yīng)可持續(xù)、低碳、環(huán)保的發(fā)展要求，特別是距離城鎮(zhèn)較近時(shí)，每次爆破均相當(dāng)于3級(jí)地震，嚴(yán)重干擾了人們的工作、學(xué)習(xí)和生活。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)傳統(tǒng)作業(yè)方式的不足之處，本發(fā)明的目的是提出了一種可以實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保、 高效、低成本的鹽類礦溶解裂縫切割施工方法。能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的的鹽類礦溶解裂縫切割施工方法，是采用包括金剛石繩鋸、繩鋸機(jī)和軌道等工具、設(shè)備和設(shè)施，對(duì)鹽類礦體進(jìn)行切割施工而切割出溶解裂縫，其施工過(guò)程如下1、在鹽類礦體預(yù)定作業(yè)區(qū)域范圍內(nèi)開(kāi)挖出不同層面的平行水平巷道，并在同一切割立面上，于相鄰巷道之間鉆出相通的繩鋸穿設(shè)孔。2、于一條巷道內(nèi)鋪設(shè)軌道，繩鋸機(jī)設(shè)于軌道上并可沿軌道行走。3、于繩鋸機(jī)所在巷道內(nèi)，將斷開(kāi)的金剛石繩鋸依次穿過(guò)各繩鋸穿繩孔，繩鋸的兩端接頭相連接形成閉環(huán)，閉環(huán)的金剛石繩鋸安裝于繩鋸機(jī)上。4、向各繩鋸穿繩孔內(nèi)注入冷卻水，啟動(dòng)繩鋸機(jī)并使繩鋸機(jī)在軌道上行走，回轉(zhuǎn)且移動(dòng)的金剛石繩鋸在鹽類礦體的切割立面上切割出溶解縫?？筛鶕?jù)切割立面的切割面積大小選擇繩鋸機(jī)的功率、金剛石繩鋸的長(zhǎng)度、金剛石繩鋸的直徑和鋼絲繩纜的直徑。切割立面的切割面積太大或太小都不利于本發(fā)明技術(shù)方案的運(yùn)用，兼顧效率和現(xiàn)有技術(shù)條件，所述立面切割面積選擇在100平方米 2000平方米之間比較合適；對(duì)應(yīng)的繩鋸機(jī)功率選擇范圍在75KW 500KW之間(滿足切割需要的功率，才能保證金剛石繩鋸切割效率的有效發(fā)揮)，金剛石繩鋸的長(zhǎng)度選擇在50米 300米之間，金剛石繩鋸的直徑選擇在 Φ9 Φ25之間，鋼絲繩纜的直徑選擇在Φ4. 5 Φ 18之間。對(duì)于特別長(zhǎng)的金剛石繩鋸(大于150米)，可以用分段的金剛石繩鋸連接使用。為減少巷道的數(shù)量，常規(guī)作業(yè)是將所述切割面積(即預(yù)定作業(yè)區(qū)域范圍)設(shè)定為方形，所述水平巷道設(shè)置為四條，四條水平巷道分別于切割面積的四角處挖設(shè)。所述切割面積以20米X 40米或30米X 40米或?yàn)?0米X 40米為最佳。鹽類礦體的溶解裂縫可以逐次切割，縫與縫之間相距0. 2米、0. 5米或1米。
當(dāng)切割立面與水平巷道的走向角度不一致時(shí)，所述金剛石繩鋸?fù)ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)安裝于繩鋸機(jī)上，實(shí)現(xiàn)任意方向的切割而不影響工作效率。在軌道長(zhǎng)度不夠的情況下，可以采用分段方式連接鋪設(shè)軌道。為方便人員進(jìn)入和安裝設(shè)備和設(shè)施，所述水平巷道的截面尺寸不小于2. 5 米 X 2. 5。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明鹽類礦溶解裂縫切割施工方法與現(xiàn)有的打眼、爆破硐室浸泡法相比，可以有效增加溶解液與巖石礦體的接觸面積，極大提高溶解產(chǎn)量及效率，減少巷道的數(shù)量；更為關(guān)鍵的是本發(fā)明技術(shù)的采用，將徹底解決打眼、爆破等環(huán)保限令，因?yàn)榻饎偸K鋸切割本身不產(chǎn)生振動(dòng)，對(duì)礦體和礦區(qū)的穩(wěn)定無(wú)任何影響。2、本發(fā)明鹽類礦溶解裂縫切割施工方法采用金剛石繩鋸進(jìn)行鹽類礦的溶解縫切割開(kāi)采，可以靈活進(jìn)行礦體開(kāi)采設(shè)計(jì)，切割面積的大小、切割的角度等都可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)和調(diào)整，操作簡(jiǎn)便、設(shè)計(jì)靈活、開(kāi)采高效。4、本發(fā)明的施工方法采用的金剛石繩鋸是金剛石工具的一種，其主要特征是在鋼絲繩上固定許多金剛石串珠，金剛石繩鋸連接成閉環(huán)后高速轉(zhuǎn)動(dòng)，金剛石串珠在線速度15 米/秒到80米/秒的范圍內(nèi)對(duì)礦體進(jìn)行切割，是一種安全、環(huán)保、高效、低成本的開(kāi)采方式。


圖1為本發(fā)明一種作業(yè)實(shí)施方法的示意圖。圖號(hào)標(biāo)識(shí)1、水平巷道；2、金剛石繩鋸；3、繩鋸機(jī)；4、軌道；5、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；6、繩鋸穿繩孔。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明鹽類礦溶解裂縫切割施工方法采用金剛石繩鋸2、繩鋸機(jī)3和軌道4等工具、設(shè)備和設(shè)施，在預(yù)定作業(yè)區(qū)域范圍內(nèi)開(kāi)挖出的不同層面的平行水平巷道1內(nèi)，對(duì)礦體進(jìn)行切割施工。如圖1所示，在采礦區(qū)的預(yù)定作業(yè)區(qū)域內(nèi)開(kāi)挖出數(shù)條平行的水平巷道1，各水平巷道1的長(zhǎng)度為100多米，截面尺寸不小于2. 5米X2. 5，各水平巷道1將預(yù)定作業(yè)區(qū)域劃分出上下兩個(gè)方形的切割體，現(xiàn)以對(duì)下切割體進(jìn)行切割作業(yè)為例來(lái)對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明1、在下切割體的上、下、左、右水平巷道1之間，用經(jīng)緯儀確定鉆孔位置，鉆出同一立面內(nèi)(或者近似同一立面內(nèi))的左、右垂直繩鋸穿繩孔6和上、下水平繩鋸穿繩孔6，各繩鋸穿繩孔6的直徑不小于Φ 75毫米。2、在下方右側(cè)的水平巷道1內(nèi)鋪設(shè)與水平巷道1方向一致的軌道4(可以是整條軌道4，也可為分段鋪設(shè)連接的軌道4)，軌道4上設(shè)置可沿軌道4行走的繩鋸機(jī)3。3、于繩鋸機(jī)3所在的水平巷道1內(nèi)，將斷開(kāi)的金剛石繩鋸2 (可以是分段連接的金剛石繩鋸2、沿著繩鋸穿繩孔6依次穿入，金剛石繩鋸2兩端頭用專用接頭連接形成閉環(huán)， 并通過(guò)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)5安裝(繞裝)于繩鋸機(jī)3的飛輪上。4、在各繩鋸穿繩孔6的入口處同時(shí)注入冷卻水，啟動(dòng)繩鋸機(jī)3，金剛石繩鋸2在繩鋸機(jī)3的飛輪帶動(dòng)下，以20米/秒 50米/秒的線速度回轉(zhuǎn)，與此同時(shí)繩鋸機(jī)3在軌道4 上以1米/小時(shí) 15米/小時(shí)的速度移動(dòng)，把整個(gè)切割體的上、下、左、右四個(gè)繩鋸穿繩孔 6所在的立面切割出來(lái)，這個(gè)立面即為溶解裂縫。切割另一條溶解裂縫時(shí)，把金剛石繩鋸2上的專用接頭剪斷，拉出整條金剛石繩鋸2，在離開(kāi)前條切割好的切縫一定水平間距(0. 2米、0.5米或1米)的立面上，又鉆出類似的繩鋸穿繩孔6 (也可以提前鉆好)，重復(fù)上面的操作步驟，又可切割出另一條溶解裂縫。如上述的反復(fù)切割，就可以按照設(shè)計(jì)要求在礦體內(nèi)切割出許多溶解裂縫，將來(lái)在水平巷道1內(nèi)灌入水對(duì)鹽礦進(jìn)行溶解，然后把溶解液抽上來(lái)提煉，就實(shí)現(xiàn)了水溶開(kāi)采鹽礦的目的。使用本發(fā)明技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)100平方米 2000平方米的切割面積；根據(jù)切割面積大小，可以選擇功率為75KW 500KW的繩鋸機(jī)3，長(zhǎng)度和直徑分別為50米 300米和Φ 9 Φ 25的金剛石繩鋸2，直徑為Φ 4. 5 Φ 18的鋼絲繩纜。
權(quán)利要求
1.鹽類礦溶解裂縫切割施工方法，其特征在于是采用包括金剛石繩鋸O)、繩鋸機(jī)(3) 和軌道(4)等工具、設(shè)備和設(shè)施，對(duì)鹽類礦體進(jìn)行切割施工而切割出溶解裂縫，其施工過(guò)程如下①、在鹽類礦體預(yù)定作業(yè)區(qū)域范圍內(nèi)開(kāi)挖出不同層面的平行水平巷道(1)，并在同一切割立面上，于相鄰水平巷道⑴之間鉆出相通的繩鋸穿繩孔(6)；②、于其中一條水平巷道(1)內(nèi)鋪設(shè)軌道G)，繩鋸機(jī)C3)設(shè)于軌道(4)上并可沿軌道 ⑷行走；③、于繩鋸機(jī)C3)所在的水平巷道(1)內(nèi)，將斷開(kāi)的金剛石繩鋸( 依次穿過(guò)各繩鋸穿繩孔(6)，金剛石繩鋸O)的兩端接頭相連接形成閉環(huán)后安裝于繩鋸機(jī)( 上；④、向各繩鋸穿繩孔(6)內(nèi)注入冷卻水，啟動(dòng)繩鋸機(jī)( 并使繩鋸機(jī)( 在軌道(4)上行走，回轉(zhuǎn)且移動(dòng)的金剛石繩鋸(2)在鹽類礦體的切割立面上切割出溶解縫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽類礦溶解裂縫切割施工方法，其特征在于可根據(jù)切割面積大小確定繩鋸機(jī)( 的功率、金剛石繩鋸( 的長(zhǎng)度、金剛石繩鋸( 的直徑和鋼絲繩纜的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鹽類礦溶解裂縫切割施工方法，其特征在于所述切割面積為100平方米至2000平方米之間；所述繩鋸機(jī)(3)功率為75KW 500KW ；所述金剛石繩鋸 (2)的長(zhǎng)度和直徑分別為50米 300米和Φ9 Φ 25，所述鋼絲繩纜的直徑為Φ4. 5 Φ 18。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鹽類礦溶解裂縫切割施工方法，其特征在于所述金剛石繩鋸( 可以分段連接使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的鹽類礦溶解裂縫切割施工方法，其特征在于 所述切割面積為方形，所述水平巷道(1)為四條，分別于切割面積的四角處挖設(shè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鹽類礦溶解裂縫切割施工方法，其特征在于所述切割面積為20米X40米、或?yàn)?0米X40米，或?yàn)?0米X40米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的鹽類礦溶解裂縫切割施工方法，其特征在于 鹽類礦體的溶解裂縫可以逐次切割，縫與縫之間相距0. 2米、0. 5米或1米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的鹽類礦溶解裂縫切割施工方法，其特征在于 當(dāng)切割立面與水平巷道(1)的走向角度不一致時(shí)，所述金剛石繩鋸(2)通過(guò)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(5) 安裝于繩鋸機(jī)(3)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的鹽類礦溶解裂縫切割施工方法，其特征在于 所述水平軌道(1)采用分段方式鋪設(shè)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的鹽類礦溶解裂縫切割施工方法，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
本發(fā)明公開(kāi)一種鹽類礦溶解裂縫切割施工方法，是在預(yù)定作業(yè)區(qū)域范圍內(nèi)開(kāi)挖出平行水平巷道，所述水平巷道處于不同層面上，于水平巷道內(nèi)采用金剛石繩鋸、繩鋸機(jī)和軌道等工具、設(shè)備和設(shè)施進(jìn)行切割施工，在礦體上切割出預(yù)定的溶解裂縫。本發(fā)明為地下開(kāi)采溶解型的鹽類礦體提供了一種安全、環(huán)保、高效、低成本的新型開(kāi)采方式。
文檔編號(hào)E21C25/56GK102562057SQ20121003259
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者馮躍, 張延軍, 李運(yùn)海, 楊理清, 王智慧, 羅文來(lái) 申請(qǐng)人:桂林特邦新材料有限公司, 桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院