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本发明公开了一种矿体稳固上盘不稳固的条件矿岩边界精准爆破方法，采场上向分层回采，先对最下层矿层施工采矿进路，并推进至矿岩边界处，再以采矿进路为自由面和补偿空间反复进行扩帮、压顶及出矿作业，在推进至凿岩工作面与揭露上盘矿岩边界的最小间隔为三米时，在凿岩工作面施工相同深度的炮孔，并对炮孔进行声波测定，根据测定结果确定炮孔装药结构，对炮孔统一装药后实施爆破；在出矿完成后对回采完成区域进行充填，并在充填完成后对上一层矿层重复上述作业直至回采至上中段采场。通过该方法，本发明针对矿岩边界岩体完整性变化大的情形，摆脱了传统的人为推断矿岩边界所带来的爆破误差影响，为矿岩边界处精准爆破提供了标准化操作方法。
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一种海底多金属硫化物切削装置，包括左切削头、右切削头、收集罩、提升泵、管道、采矿船、集矿机、摇臂、左液压泵、右液压泵，其特征在于，所述左切削头安装在收集罩的左侧，右切削头安装在收集罩的右侧，左切削头和右切削头安装在同一水平高度，左切削头和右切削头的结构形状完全相同，左切削头的切削齿和右切削头的切削齿错齿安装，提升泵安装在左切削头的输入端，管道将提升泵和采矿船连通，所述收集罩和集矿机之间通过摇臂连接，所述多金属硫化物矿床位于集矿机的下方。本发明避免了剥离后的海底多金属硫化物对海底环境产生污染。
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本发明公开了一种有不稳固假顶倾斜中厚矿体的分采方法，沿矿体走向划分盘区，盘区内划分矿房矿柱，回采时预留顶柱；矿体上盘布置脉外分段平巷、分层联络道、溜矿井无轨采准工程，充填回风上山布置在矿房矿柱中央靠下盘的位置；盘区先采矿房后采矿柱，矿房矿柱采用由下至上的顺序分层回采；回采从出矿横巷开始，假顶与矿体分次开采，铲运机出矿后，用浅孔超前崩落下分层假顶，假顶废石存留采场，分层充填至落矿补偿高度，然后进行下分层回采，分层落矿出矿后，分层崩落假顶，如此反复，直至采场回采完毕，采场最后一层充填接顶。本发明作业安全、机械化程度高、假顶废石不出采场、生产成本低、矿石贫化损失率小。
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本发明公开了一种适用于深部厚大矿床的三步骤回采方法，包括如下步骤：沿矿体走向布置盘区，盘区间暂留隔离矿柱，盘区内垂直矿体走向划分矿房与矿柱；一步骤回采矿房，嗣后全尾砂胶结充填；二步骤回采矿柱，嗣后全尾砂弱胶结充填；三步骤回采盘区隔离矿柱，嗣后全尾砂充填。一步骤是在两侧原生矿岩支撑条件下回采，二步骤是在两侧胶结充填体条件下回采，三步骤是在三面充填体条件下回采。本发明具有如下优点：充分利用应力缓释与动态平衡原理，改善了盘区采场回采的安全条件，有利于区域地压控制；可以多盘区同时回采，生产能力大；采场回采方式灵活，有利于维持生产稳定。
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本发明涉及采矿业充填系统工艺技术领域，尤其是涉及一种充填料浆制备设备、工艺及充填系统。本发明提供的充填料浆制备设备，用于充填采矿法，包括依次设置的尾砂浆脱水装置及混凝土搅拌站。通过尾砂浆脱水装置将尾砂浆中的水分脱去获得干料尾砂浆，然后再将干尾砂以及干骨料分别送至混凝土搅拌站的不同料仓，根据设定配比，混凝土搅拌站可通过自身的物料称量系统及控制系统自行对各个配料进行称量配料，然后集中输送至搅拌机中，多种干料统一计量、集中添加，从而使得配比准确、易操控，进而能够得到准确的充填料浆浓度；而且本发明提供的充填料浆制备设备，造价低、建设周期短；充填料浆强度高。
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本发明提供了一种深孔爆破法，用于下方有空区的水平矿柱进行采矿，包括以下步骤：步骤S1：在预备爆破的水平矿柱的上表面向下钻凿多个竖直的深孔，多个深孔组成深孔束，每一深孔连通空区；步骤S2：每一深孔内自下至上装填条形炸药；步骤S3：以水平矿柱的下部临空面作为爆破自由面，以空区作为爆破落矿区，深孔束内的条形炸药沿条形炸药的轴向爆破。根据本发明的深孔爆破法，当每一深孔内的条形炸药爆炸，将爆破物朝条形炸药的轴向方向抛出，形成轴向爆破，使得在水平矿柱下方存在隐患空区的条件下，利用水平矿柱的下部临空面作为爆破自由面，只需通过一次爆破作业且不需要进行切割就可以对水平矿柱实现回采，安全性高、采矿爆破效率高。
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本发明公开了一种浅孔留矿法底部结构的布置方法，涉及浅孔留矿法技术领域，包括以下步骤，矿场挖设，首先开挖沿脉巷道，穿脉检测矿体样本后挖设脉外运输巷，沿脉采场部分扩刷至顶底板界线确定矿体区域，然后挖设天井，从运输巷向上开挖出矿穿连通矿体；铺设底部结构，在长条形木块的外侧两端对称安装环形箍，在环形箍和长条形木块之间垫金属板，两块金属板之间焊接铁链，铁链贯穿环形箍，安装成型的底部轨道铺设到运输巷的底部，沿运输巷铺设；调整间距；采矿，使用铲运机采矿后沿着平巷和斜井运输至地表。该浅孔留矿法底部结构的布置方法，节省了设备的成本，同时铺设方便，缩短了设备的安装周期。
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本发明公开了一种倾斜薄矿脉的机械化开采与废石充填方法。采用脉外斜坡道开拓、分段运输平巷联络、盘区溜井出矿的采准方式，自下而上逐层回采矿体；采用独头掘进的方式完成拉底进路回采；通过刷扩下盘围岩、抛掷爆破进行采空区废石充填；利用铲运机清渣，并在刷扩区与采空区之间架设隔离挡板；采用凿岩台车利用刷扩区所形成的采空区作为自由面向下压采矿体，提高回采效率；移走隔离挡板，再次进行下盘刷扩，重复上述步骤，直至整个分段回采作业结束。本发明具有机械化程度高、充填工艺简单、综合成本低、采场生产能力大、安全性好等优点。
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本发明提供一种地下矿山通风系统及风量分配方法，解决地下矿山多中段同时采矿通风问题。本发明构建的一种矿井通风系统，以盘区作为最小通风单元；利用专用回风平巷作为盘区回风平巷，利用不担负主要功能的平巷作为盘区主进风平巷，盘区回风平巷通过盘区回风斜巷与各采矿分段平巷连通；在盘区进风平巷内设置有风流净化装置和降温热交换装置，净化降温处理入风风流；形成具有隔离污浊空气与新鲜空气功能的矿井通风系统。在所构建的通风系统中，本发明提出两种盘区风量分配方法。方法一：通过控制各盘区内回风斜巷的断面尺寸，平衡各盘区风量；方法二：通过在回风斜巷与回风平巷联系的盘区回风石门内设置智能调节风窗，调节各盘区通风量。
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本发明公开了一种水力式采集机构，包括海底采矿车、采集输送管道和分离装置，采集输送管道的前端设有吸入口，分离装置与采集输送管道的后端输出口相连，吸入口的前后两侧均设有扰动喷嘴，采集输送管道内设有用于喷出输送水流的输送喷嘴，采集输送管道通过地形自适应补偿装置上下浮动的安装于海底采矿车上，采集输送管道上还设有将其支承在海底沉积物表面的滑板，滑板位于吸入口下方并与吸入口在竖直方向上留有间距。本发明具有采集效率高、工作稳定可靠、环境扰动小、能够自适应海底地形环境和地质环境等优点。
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本发明公开了一种海底富钴结壳破碎采集一体化装置，包括安装于海底采矿车上的破碎组件和收集组件，破碎组件包括支架、安装于支架上的破碎滚筒和用于驱动破碎滚筒旋转的旋转驱动件，支架通过一升降机构安装于海底采矿车上，收集组件包括泵和采集罩，泵的入口通过管道与采集罩的内腔连通，采集罩罩设于破碎滚筒的外部并于下端设有供破碎滚筒伸出的下端开口。本发明具有结构简单、易于制作、成本低、采集效率高、工作稳定可靠等优点。
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本发明公开了一种利用采空区作为矿山总回风井的方法，针对急倾斜的极薄矿体、薄矿体或者中厚矿体地下开采的金属矿山，选取可利用的采空区后将其内的各采场采空区充填，对其内的通道进行安全处理，将其与周围连通的通道进行防漏风处理。使采空区下端的中段平巷与下部开采矿体的集中回风井相通，使选定采空区上端的中段平巷作为总回风平巷，下部待开采矿体回风井的污风全部或者部分回风通过采空区内的采场天井汇集至总回风平巷后排出至地表。采空区通道作为总回风井或者新增的总回风井，在完善矿山通风系统的同时，使未设置专用总回风井的矿山可不掘进专用回风井，使专用回风井断面过小的矿山无需扩大专用回风井断面，大大降低矿山开采成本。
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一种海底富钴结壳切削深度控制方法及液压系统，该控制方法是根据切削阻力变化对切削深度进行控制，该液压系统包括液压马达、伸缩油缸、第一液压控制单元、第二液压控制单元和根据液压马达工作压力调节伸缩油缸工作压力的自动调控装置，在液压马达工作压力维持预定值不变时，自动调控装置控制伸缩油缸工作压力不变；在液压马达工作压力大于预定值时，自动调控装置控制伸缩油缸工作压力降低以使采矿头向上运动减小切削深度；在液压马达工作压力小于预定值时，自动调控装置控制伸缩油缸工作压力升高以使采矿头向下运动增大切削深度。本发明能有效适应海底富钴结壳开采过程中的微地形变化与结壳厚度变化，具有成本低廉，简单可靠，易于实施等优点。
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一种回转式海底热液硫化物采集机构,其包括回转支承内圈、回转支承外圈、底板、动臂油缸、动臂、采矿头、电机、斗杆、斗杆油缸和回转马达,动臂油缸倾斜固定在底板前部,动臂通过绞座固定在底板中部,动臂油缸的拉杆连接动臂中段,动臂顶端与斗杆中段铰接,斗杆的前、后端分别绞接采矿头和斗杆油缸,斗杆油缸平行固定在动臂上部,电机固定在斗杆前端,电机轴连接采矿头轴,回转支承外圈与底板偏孔同轴固定在底板下部,回转支承外圈嵌套在回转支承内圈外可饶回转支承内圈转动,回转马达固定在底板上,回转马达的输出齿轮与回转支承内圈的内齿啮合,回转支承内圈固定在海底行走机构上。本实用新型具有作业范围大、结构简单可靠、采集效率高等特点。
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本发明公开了一种深部硬岩矿山非爆破机械化开采方法，包括如下步骤：布置运输巷道和切割巷道，从而形成一个待开采的矿柱；将矿柱靠近运输巷道一侧的临空面作为工作面，在工作面上位于矿柱的底部开挖一条卸压槽；将卸压槽上方矿体划分为沿矿体走向并排分布的多个长条状矿体；沿矿体走向依次对各个长条状矿体进行开采；开采作业面向前推进一个长条状矿体的宽度，重复上述，直至矿柱全部开采完成。该采矿方法利用开挖巷道后应力重分布行成的开挖松动区矿岩破碎的特点，并通过在矿柱下方开挖卸压槽进一步改变待开采矿体所受应力状态提高矿岩的可切割性，该采矿方法设计新型高频破碎锤，可提高开采效率，以此实现硬岩矿山的高效非爆机械化开采。
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本发明提供了一种分段中深孔采场的高效回采工艺，通过将待开采的盘区采场划分为多个相邻的标准分段中深孔采场进行开采，采用水平炮孔与上向扇形炮孔结合进行多排中深孔微差爆破来实现高效回采。其中上向扇形炮孔中间设置两个上向垂直中深孔炮孔，增加爆破高应力的分布范围，降低崩落矿石的大块率。该方法的一个盘区仅有一个采场内留有底柱，减少了矿石的损失率，增加采矿收益；且多个相邻采场作为同一盘区开采，可利用凿岩巷道和与相邻采场的穿脉出矿巷道进行出矿，能更好的将崩落矿石应出尽出，提高了采矿效率；多排中深孔微差爆破可降低矿石的大块率，节约二次处理的成本。该方法具有矿石回收率高、大块率低、采矿质量好、出矿便捷等特点。
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本发明属于采矿工程技术领域，具体涉及一种地下矿山传统开采模式转型绿色无尾开采的方法，包括如下步骤：资源禀赋特征调查、采矿方法变更、充填系统建设、采空区治理、残矿回收、固废综合利用、机械化开采、资源开采整体规划。本发明解决了国内大部分地下矿山传统采矿工艺落后、机械化装备水平低、采空区安全隐患突出、尾矿库库容将罄、绿色矿山建设难度大和时间紧迫的问题，可大大加速地下矿山开采模式转型和绿色矿山建设进程，具有技术先进、适用范围广、实用性强、可操作性好的优点。
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本发明公开了一种深海矿产资源开采系统，包括作业母船和采矿系统，还包括浮台，浮台以可拆卸方式连接于作业母船上，采矿系统与浮台相连，采矿系统或浮台连接有用于使浮台下潜至水下的下潜控制装置。该深海矿产资源开采系统不需要拆卸整个系统即能够灵活方便的进行避风，能够快速灵活的应对台风等复杂的气象情况，具有使用寿命长、生产效率高、生产作业连续性好等优点。
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本实用新型公开了一种深海多金属结核集矿系统，该深海多金属结核集矿系统包括：采矿船；海底集矿料斗，海底集矿料斗上设有进料口和出料口，出料口与一连接软管可拆卸地连接，连接软管与一输送管道连接，输送管道的另一端与采矿船连接；海底多金属结核收集车，海底多金属结核收集车通过一输送软管与进料口可拆卸地连接。该深海多金属结核集矿系统在收集作业时，采矿船无需跟随海底多金属结核收集车进行移动，有效减少了采矿船的移动，降低了集矿系统的操作难度，提高了集矿系统的稳定性和作业安全性。
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本实用新型公开一种海底天然气水合物绞吸式开采法的辅助开采装置，包括绞吸式采矿车、甲烷激光拉曼光谱原位探测器、辅助机械臂、微波提纯罩、天然气水合物转移输送装置；所述甲烷激光拉曼光谱原位探测器安装于绞吸式采矿车上；辅助机械臂一端安装在绞吸式采矿车上，另一端与微波提纯罩相连；所述微波提纯罩由天然气水合物微波分解装置和天然气水合物再生装置两部分组成；所述微波分解装置位于微波提纯罩下方大空腔，天然气水合物再生装置位于微波提纯罩上方小空腔；所述天然气水合物转移输送装置安装于绞吸式采矿车上；本实用新型能辅助绞吸式开采法将遗漏的小块天然气水合物搜集提纯并随主开采装置一同输送至海面，增大开采效率，降低遗失率。
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本发明公开了一种急倾斜中厚矿体的开采方法，属于地下采矿技术领域，包括划分矿块、采准工程、凿岩出矿等步骤，对传统采矿方法底柱及顶住进行优化，增加上盘顶板的受力面积，改顶底为垂直上下盘，更加有利于应力的传递，优化后的顶(底)柱结构在提高稳定性的同时，极大降低开采损失率，大大提高了有色金属回采率和资源利用率，经济效益明显。
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本发明公开了一种深部硬岩矿体非爆破机械化智能开采方法，包括以下步骤：S1，对矿岩可截割性进行原位监测感知，评价矿岩的可截割性和机械化开采适用性，识别出难采矿岩的分布位置并定量其难采程度，形成待开采矿体可截割性云图；S2，指导基于高应力诱导致裂和预制缺陷的硬岩矿体可截割性改善方法的实施，从而实现难开采矿体可截割性的精准改善；S3，实时智能调控采矿机械的破岩方式及破岩参数，实现非爆破机械化开采；S4，验证并改进矿岩可截割性监测感知与评价方法以及硬岩矿体可截割性改善方法；S5，通过基于物联网技术的数字信息共享决策平台进行综合管控，实现深部硬岩矿体非爆破机械化智能开采。
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一种用磷石膏充填于井下采空区形成固化充填体的方法,将下述配比的材料按质量比为水泥∶粉煤灰∶磷石膏=1∶1∶6～8混合并按上述三种物料总量的1.3～2.5%加入添加剂硫酸钠,再用水调成质量浓度为57%～63%的充填料浆,将充填料浆输入井下采空区,经固化形成高强度的充填体。本方法可提高矿石回收率和降低采矿贫化损失率,达到减少采矿成本的目的,并能有效防止采矿地表沉降,使磷石膏变废为宝,具有较高的经济价值和社会效益。
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本实用新型公开了一种海洋矿产资源开采装置。针对现有海底采矿车加管道水力提升开采系统目前存在的技术难点，所述开采装置包括水面采矿船，提升管，提升电泵站，软管，矿物破碎机构，采矿机构；所述采矿机构上装有多个扰动射流喷嘴、多个上升射流喷嘴和与所述矿物破碎机构的进料口连通的导流管；所述提升管、提升电泵站、软管、矿物破碎机构和导流管依次串联形成矿浆提升通道，所述软管固定在一潜游ROV上，该潜游ROV通过连接装置与所述采矿机构相连。本实用新型不受海底复杂地形和坡度的限制，避免了海底采矿车底盘在沉积层上的打滑、沉陷，将大大降低矿物采集对海底沉积物的扰动；亦解决了采矿机构离地高度难以控制的问题。
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本发明公开了一种适用于大水矿床快速开采的帷幕注浆方法，利用待采矿段内的采准巷道，在待采矿段周围形成指定厚度的局部隔水注浆帷幕，与天然隔水矿体一起构成局部注浆帷幕体，保证该帷幕体范围内的矿段开采安全，对该矿段进行回采作业的同时实施下一待采矿段的局部隔水注浆帷幕，依次类推，按照采准计划，逐步分段构建局部隔水注浆帷幕。根据采准计划，利用待采矿段内的采准巷道，分步分段在待采矿段周围构建局部近矿体隔水注浆帷幕，在对上一矿段进行回采的同时可实施下一待采矿段的局部隔水注浆帷幕，待该范围帷幕形成后，即可进行该矿段的回采。即矿体开采和局部隔水注浆帷幕的构建可同时进行，所以可实现矿山的快速开采要求。
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本发明公开了一种海洋矿产资源开采装置及开采方法。针对现有海底采矿车加管道水力提升开采系统目前存在的技术难点，所述开采装置包括水面采矿船，提升管，提升电泵站，软管，矿物破碎机构，采矿机构；所述采矿机构上装有多个扰动射流喷嘴、多个上升射流喷嘴和与所述矿物破碎机构的进料口连通的导流管；所述提升管、提升电泵站、软管、矿物破碎机构和导流管依次串联形成矿浆提升通道，所述软管固定在一潜游ROV上，该潜游ROV通过连接装置与所述采矿机构相连。本发明不受海底复杂地形和坡度的限制，避免了海底采矿车底盘在沉积层上的打滑、沉陷，将大大降低矿物采集对海底沉积物的扰动；亦解决了采矿机构离地高度难以控制的问题。
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本发明公开了一种可移动分布式深海矿产资源的连续开采方法,由海洋采矿区的水下定位基点(1)、移动分布式采矿车(2)、按开采量匹配的移动式矿仓(3)、带有可有效抑制贫化率与匹配扬矿粒度的初选与初碎装置(4)、输送到扬矿装置的传送装置(5)、具动力与管路的移动式扬矿装置(6)、移动式水下总动力配电站(7)、移动式水下采矿任务的主控制站(8)、水面上的采矿船(9)、运输船(10)等部分构成。本发明是一种能适用于深海矿产资源,尤其是海洋主要矿产资源——基岩矿床和沉积物矿床的开采,且能适合海洋矿产资源开采特点、生产率及采集率高、开采成本低、可靠性强、海洋环境污染少的连续开采方法。
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一种海底热液硫化物矿的开采方法与装置,本发明方法包括以下步骤:(1)将海底采矿车、输送系统、采集系统和挖掘机构从水面工作船中间的月池下放至海底;(2)启动海底采矿车,使之自行至作业面,再启动安装在海底采矿车上的挖掘机构的采矿头驱动装置,操作采矿头进行掘削作业,在采矿头的掘削作用下,硫化物矿被破碎,破碎后的硫化物矿石落入矿石槽内;(3)启动采集系统,将矿石槽内的硫化物矿石送至中间仓;(4)启动输送系统,将中间仓中的硫化物矿石输送至水面工作船。本发明还包括相应装置。本发明开采成本低,效率高,设备简单,操作方便,适用于大规模开采海底热液硫化物矿。
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