开采系统的利记博彩app

专利名称：开采系统的利记博彩app
技术领域：
本发明总体涉及一种用于采掘矿床的开采系统，更具体地但不限于，一种结合露天条带开采和地下短壁或长壁开采系统的开采系统。
背景技术：
传统的露天开采系统产生破坏性的环境后果。在丘陵区或山区，露天条带开采的完成过程如下移除木材并清除欲开采的区域，切出一条带以形成实质上的水平台阶和垂直边帮，露出欲移除的矿床层。另一种技术为仅仅移除山的整个顶部以采掘沉积在下面的矿产。
地下开采系统对环境破坏较小，但其成本更高、效率更低，具有较低的生产率。当地下开采系统用于从矿藏或煤矿10中采掘矿床或煤床时，矿10分成图1所示的采区12，这些采区12为短壁开采和长壁开采作业而布置、开发。有助于开采相邻的平行采区(如图1所示的采区1至8)的煤矿是最理想的，这是因为其便于采区开发，并允许较短的设备移动。可以看出，采区12通常为矩形，具有沿各自的长度方向延伸的闸入口14(头闸和尾闸)，所有的采区在一端由主入口16连接。在现代的开采系统中，这些采区12使用连续开采机单元来开发。在现代的长壁开采系统中，典型地，采区的宽度在400到1200英尺的范围内变化，长度在4,000到15,000英尺的范围内变化。在现代的短壁开采系统中，典型地，短壁采区的宽度在100到200英尺的范围内变化，长度在2,000到4,000英尺的范围内变化。生产煤或其它沉积矿床开始于采12的一端、起动入口18，以在箭头19所示的方向、沿其工作面或壁开采矿层。
更具体地参考图2，图1的采区1更详细地图示为采区20，该采区20设有头闸入口22a-c，总称为头闸22，以及尾闸入口24a-c，总称为尾闸24，相当于如上所述。当开采方向在箭头19所示的方向上推进时，对于长壁和短壁开采系统，煤的生产或沟刨始终沿箭头25所示的方向从头闸22推进到尾闸24，下面将更详细地描述该过程。一种三入口开发系统利用了三个主闸入口16a-c，总称为主闸16，三个头闸入口22a-c，以及三个尾闸入口24a-c，尾闸入口通常用于提供所需风巷和安全梯以及其它功能。该系统允许在中心入口处安装带或轨道，并允许将一个外部入口用作回风巷。该系统复杂、开发昂贵，并在开采行业中为人们所熟知。
一旦完成开发采区12，采区20的长壁或短壁开采分别如图3和4所示开始。更具体地参考图3，长壁机械30和开采机由顶板支护32、33保护，该顶板支护32、33设计为能承受巨大的上覆岩层压力。含有矿物的材料由长壁机械30的刨煤机34从矿层的工作面上割离，并落到装甲链式输送机系统(未示出)上，以传送到主输送系统36，该系统36依次将材料传送到地表面。随着在箭头25所示的生产方向上沿矿层工作面从头闸22到尾闸24进行连续采伐，顶板支护32、33和装甲链式输送机在箭头19所示的开采方向上前进入矿层，使上覆岩层在顶板支护32、33的后面塌陷，以形成通常所说的材料松散堆积的采空区38。顶板支护32、33不仅沿开采方向前进，现有技术中还已知为可延伸，支护32图示为处于伸展结构，而支护33图示为处于收缩结构。
更具体地参考图4，短壁机械40和开采机也由顶板支护42、43保护，该顶板支护42、43设计为能承受巨大的上覆岩层压力。长壁开采机平行于其工作面来刨矿层，和长壁开采机不同，短壁机械40的短壁开采机切割头44大约宽为10到12英尺，其沿大体垂直于矿层工作面的方向刨煤，并使材料落到装甲链式输送机系统(未示出)或移动梭车上，用于将材料传送到主输送系统46，该系统46依次将材料传送到地表面。由于在箭头25所示的生产方向上沿矿层工作面从头闸22到尾闸24进行连续采伐，顶板支护42、43和装甲链式输送机在箭头19所示的开采方向上前进入矿层，使上覆岩层在顶板支护42、43的后面塌陷，以形成通常所说的材料松散堆积的采空区48。顶板支护不仅沿支护42a和42b所示的开采方向前进，现有技术中还已知为可延伸，支护42图示为处于伸展结构，而支护43图示为处于收缩结构。短壁开采系统所需的资金大大减少，在应对随矿藏变化的地质条件上更加灵活。短壁开采系统唯一的重大缺陷为，其生产率与长壁开采系统相比稍低。
从上述可知，与地下长壁和短壁开采系统相关的主要问题是成本与时间，其与开发、创建采区，然后在地下将各个系统从采区到采区地移动以开采整个矿藏10相关。从采区到采区的移动导致多天停工，对开采作业来说成本高。与该系统相关的入口及出口和通风都很昂贵。开采机行进到矿层工作面的时间也是与这些系统有关的重要费用。
而且，联邦立法(如，净化水法案)限制了将矸石用作在其它地方合法处理的填料，该矸石由大型露天开采系统生产。最近的法院判决认为，开采作业产生的剩余矸石为废物，不合乎可处理为河谷填积填料的要求。因此，处理剩余矸石是一个重大问题。
最后，某些开采区域可能受地界制约，以使，只有开采区域的一侧通过租赁或所有权受控制，而开采区域的另一侧不受控制。这给希望在自己的控制下利用矿藏的矿工造成了巨大负担。

发明内容
通过结合露天条带开采和地下短壁或长壁开采技术实现了用于采掘矿床的装置和方法。更具体地，该种装置和方法利用露天条带开采以产生分段台阶和边帮，用于将短壁或长壁开采设备插入矿藏的层内，以开始连续开采作业，而不需开发单独的地下采区。在插入点形成的边帮，即插入边帮，在形成于插入边帮的任一侧上的相对边帮之间延伸，并大体与生产方向平行、与开采方向垂直。连续开采机用于开发起动入口，该入口切入沿插入边帮的整个长度方向延伸的矿层。顶板支护行进入由连续开采机穿过插入边帮所形成的切割起动入口，然后在行进入所切割的起动入口时覆防护罩有矸石，该起动入口被采伐成起动通道，通道两端由防护罩密封。长壁或短壁开采开始在起动通道内沿相对边帮之间的任一方向移动，这些边帮作为端闸，根据生产行进的方向起开采系统的头闸或尾闸的作用。
上述问题得到解决，这是因为，开采系统易于利用由陡坡露天开采产生的稳固相对边帮和台阶区域插入、获取并从地面采掘。除了缩短了移动时间，该装置和方法几乎消除了开采机行进到矿层工作面的时间，并消除了开发采区及采区的入口的需要。进口入口、出口入口及通风入口全都非常简单、更加有效，这是因为，它们设置在在地上而不是在地下形成的台阶上的相对边帮处，并与连贯的通道一起移动，在开采进入矿层时，这些通道由矿层面、顶板支护和采空区形成在边帮之间。
另外，开采作业不限于从头闸到尾闸的生产，而适用于在相对边帮之间的前后两个方向、在山脊或山峰的两侧上移动，整个矿层采掘穿过工作面的整个长度。这消除了开发入口和永久性顶板支护的需要，并简化了工作面通风。此外，顶板支护易于从开采系统中添加或移除，以适应矿藏整个矿床的工作面宽度的变化。该快速发明还减小了由于开采作业而必须处理的剩余矸石的体积。
矿藏的两侧必须均可接近，以在插入边帮的两侧形成相对边帮。若两侧均不能接近，即，被对立地界线、地质异常或其它物理障碍所妨碍，根据本发明的原理，则一连续的或单个闸巷道形成为连续地下通道或闸，以替代其中一个相对边帮，并用作矿藏的不可接近侧的尾闸。该单闸入口与所替换的相对边帮同样地用作开采系统的头闸或尾闸。根据本发明的原理，短壁连续开采机通过切入邻近矿藏的不可接近侧的插入边帮的端部开始形成单闸入口，以沿矿藏的不可接近侧有效地生成相对边帮或工作面。


通过参考下述详细说明、并结合附图可更全面地理解本发明的方法和装置，类似的附图标记表示类似部件。其中图1是以平行采区布置的示范性的矿藏的俯视图；图2是图1的矿藏的其中一个采区的放大俯视图；图3是开始长壁开采后图2的采区的局部放大俯视图；图4是开始短壁开采后图2的采区的局部放大俯视图；图5是根据本发明一个实施例的开采系统的放大俯视图；图5a是沿图5的线5a-5a截取的横截面图；图6是根据本发明一个实施例的图5的开采系统在初始设置和设备插入阶段的放大俯视图；图6a是沿图6的线6a-6a截取的横截面图；图7a和7b分别是进口防护罩实施例各自的主视图和侧视图图8a和8b分别是出口防护罩实施例各自的主视图和侧视图
图9是根据本发明一个实施例的初始生产阶段的俯视图，该阶段跟随图6的初始设置和设备插入阶段；图9a是沿图9的线9a-9a截取的横截面图；图10是根据本发明一个实施例的示范性的初始系统对立阶段的俯视图，该阶段跟随图9的初始生产阶段；图10a是沿图10的线10a-10a截取的横截面图；图11是根据本发明一个实施例的全生产阶段的俯视图，该阶段跟随图10的初始系统对立阶段；图11a是沿图11的线11a-11a截取的横截面图；图12是根据本发明一个实施例的设备采掘阶段的俯视图，该阶段跟随图11的全生产阶段；图12a是沿图12的线12a-12a截取的横截面图；图13是本发明利用长壁开采机的实施例的俯视图；图13a是沿图13的线13a-13a截取的横截面图；图14是根据本的发明原理，开采系统的一个可选实施例的整体平面图；图15是根据本发明一个的实施例，图14的开采系统在初始设置和设备插入阶段的俯视图；图15a是沿图15的线15a-15a截取的横截面图；图16是根据本发明一个实施例的初始生产阶段的俯视图，该阶段跟随图15的初始设置和设备插入阶段；图17是根据本发明一个实施例的示范性的初始单闸延伸阶段的俯视图，该阶段跟随图16的初始生产阶段；图18是图16的示范性的初始生产阶段的俯视图，该阶段跟随图17的单闸延伸阶段；
图19是根据本发明一个实施例的示范性的初始系统对立阶段的俯视图，该阶段跟随图18的初始生产阶段；图19a是沿图19的线19a-19a截取的横截面图；图20是根据本发明一个实施例的全生产阶段的俯视图，该阶段跟随图19的初始系统对立阶段；以及图21是根据本发明一个实施例的设备采掘阶段的俯视图，该阶段跟随图20的全生产阶段；具体实施方式
本发明提供一种经济、便利的开采系统，该系统适合于在最短的停工期内快速、有效地将矿床移除矿藏。矿床采掘装置和方法结合露天条带开采与地下长壁或短壁开采技术。更具体地参考图5的矿藏501，本发明的开采系统利用露天条带开采以环绕矿藏501创建稳固边帮502和台阶区域503，以使在地下插入开采系统。然而，露天条带开采分阶段实施从线a和aN之间的矿区A开始，然后是前进到线b和bN的矿区B，之后是后续露天陡坡条带，每个矿区的条带大约增加200英尺到500英尺直至矿藏501的尽头。典型地，台阶区域503的宽度在80到100英尺之间。
同样参考图5a，开采系统利用露天条带开采开始在矿区A内构造初始露天陡坡条带，创建一台阶以支撑开采设备，即分段台阶510，并创建一稳固边帮以使设备插入地下矿藏501的矿层504内，即502，以开始连续开采作业而不需开发单独的地下采区12(见图1)。虽然可使用长壁或短壁开采系统，但是短壁连续开采作业完全公开，并且长壁开采作业以不同于短壁作业的程度公开(图13和13a)。从矿区A的初始条带挖掘的材料将在现有的台阶上处理，或用作剩余矸石填料。插入边帮520的高度大约为40英尺，在插入边帮520上设有安全台阶530。重要的是，该初始条带的布置应尽可能直，以消除地下设备插入的任何问题。
回头参考图5，插入边帮520大体垂直于箭头M所示的开采行进方向，并大体平行于双箭头P所示的矿物生产方向。至于短壁开采，短壁开采机的截齿将朝向为大体垂直于箭头M的方向。初始露天陡坡条带包括位于分段区域两侧的一稳固边帮和台阶区域，即，台阶550和相对边帮555位于一侧，台阶560和相对边帮565位于另一侧。插入边帮520在相对边帮555、565之间延伸。虽然上述系统大体沿箭头M所示的方向行进，但在某些情况下，可能需要转换生产方向P如双箭头PN所示，以使生产路径尽可能短。相对边帮555、565仍然大体垂直于箭头MN所示的转换开采方向。令人欣赏的是，该系统可在相应的任何方向上转换，因此，可完全适应选区内的矿层504的变化。由于该系统设计为可快速重定位，用户可认识到本系统的优点。
当该开采系统前进入矿层504(图5a)时，在需要时以上述方式实现生产方向的改变，在生产之前条带开采继续进行，直至到达矿层504的尽头。条带开采建立一退出台阶590，该退出台阶590已经按照分段台阶510的上述原理形成。设备采掘边帮540也已经形成，其根据插入边帮520而构造，如图5A所示。当开采机完成最后采伐矿层504时，开采设备移出矿藏501，其方式在下面更详细地描述。注意，整个矿藏501不必全部开采(即，开采作业可从矿区A开始，然后移向矿区Z，以避免根据常规的开采设计方法对矿区X造成任何破坏)。
现在总体参考图6-12a，所示为根据本发明上述原理的开采系统的不同使用阶段，并利用短壁开采技术作为例子。具体参考图6，所示为示范性的短壁开采系统在初始设置和设备插入阶段600的俯视图。分段台阶610首先在根据上述原理条带开采矿层604之后形成。设备分段区615形成在插入边帮620处。如上所述，条带开采包括位于设备分段区615两侧的一稳固边帮，也称作根壁，及台阶区，即，台阶650和边帮655位于一侧，台阶660和边帮665位于另一侧。开采区内的相对边帮655、665用作卸截门，并可起上述头闸或尾闸的作用。这是一个很重要的优点，因为在此所述的本发明消除了现有技术系统所需的独立头闸或尾闸的必要性，大大降低了开采成本。移动式供电所670可设置在设备分段区615内，以给系统的各个部分供电。
在设备插入阶段600，连续开采机675在矿层604内生成初始条带，以形成起动入口680。在从起动入口680开始、从一个边帮655移到相对边帮665生成数个连续条带后，一条插入通道685形成。防护载体672允许在连续开采机675开采的区域后面插入顶板支护674。在置于起动入口680和起动通道685之后，顶板支护674图示为在置于起动入口680和起动通道685内后位于设备分段区615内，并准备由防护载体672放置。进口防护罩700和出口防护罩800置于由插入边帮620限定的实质上的相对边帮655、665处。
在创建接近台阶650、660的过程中开发的矸石720置于顶板支护674其上及其周围，以完成形成起动通道685。剩余矸石720的利用有效密封了起动通道685，并在起动通道685内形成通风路径，消除了将矸石720运送到处理地的需要。该矸石720的有利利用遵守最近的法院判决，特别是涉及“净化水法案”的部分，其直接使用矸石720与现有系统相反，而现有系统典型地在河谷填积内处理矸石720。因此，本发明的直接好处在于，通过放置和使用在开采过程中产生的矸石720消除了处理地的需要。
现参考图6a，所示为阶段600沿图6的线6a-6a截取的横截面。分段台阶610图示为形成在设备插入边帮620的下方。安全台阶630图示为邻近设备插入边帮620和现有的山顶601。矸石720图示为，在连续开采机675(图6)完成边帮655和相对边帮665(图6)之间的条带时，其环绕起动通道685邻近顶板支护674。矸石720形成了起动通道685的有效密封，使得起动通道685适当通风，并连续采伐入矿层604。顶板支护674图示为在起动通道685内邻近矿层604，并在邻近设备插入边帮620的区域内支撑安全台阶630。可以看出，顶板支护674已进入连续开采机675开采的区域(图6)。
现参考图7a-7b和图8a-8b，进口防护罩700和出口防护罩800分别示为示范性的前视图和侧视图。在开采作业过程中放置进口防护罩700和出口防护罩800便利了本发明作业过程中的通风，并为插入和移除连续开采机675提供了便利位置，还提供了安全进入或外出矿区，如《矿山安全和健康管理(MSHA)》所要求。因此，优选进口防护罩700和出口防护罩800都允许空气在进口防护罩700和出口防护罩800之间流动，以利于进口防护罩700和出口防护罩800之间区域的通风。
进口防护罩700包括优选由镀钢构成的顶板750、与顶板750连接的支撑柱755、至少一个用于密封防护罩700的门760。该门760可通过铰链765或其它合适的连接装置与进口防护罩700连接。基板770相对顶板750与柱755连接。开采带755可与门相连并沿基板770延伸，以便于在作业过程中气封，保证正确通风。出口防护罩800包括优选由镀钢构成的顶板812、基板814、以及将顶板812连接到基板814上的柱816。在某些优选实施例中，这些柱为由钢组成的工字梁。同样，为了结构整体性，顶板812和基板814可为工字梁。
虽然未特别图示，出口防护罩可包括门，其方式如上所述。因为进口防护罩700、出口防护罩800和矸石720(图6和6A)产生有效气封，进口防护罩700，若需要，和出口防护罩800可设有可逆通风机，以使通风方向可根据生产方向逆向或重朝向。通风机在下面详细描述。
现参考图9，所示为初始生产阶段900的俯视图，该阶段跟随图6的示范性的开采系统的初始设置和设备插入阶段600。在初始生产阶段900，起动通道685(未示出)已完成，矸石720已以上述方式放置，以形成实质上的相对边帮655、665之间的气封。通风机910图示为与进口防护罩700连接，以给进口防护罩700和出口防护罩800之间的采伐区域有效通风。输送系统920图示为位于顶板支护674的一端，用于输送矿料到出口防护罩800，该系统并与第二输送系统930连接，以将矿料输送至外部贮料堆940。进口防护罩700和出口防护罩800图示为沿矿层604的外侧相对于图6前行，但该前行在该阶段900不是必需的。连续开采机675前进入矿层604，并从一个边帮655移向相对边帮665。连续开采机674后面的顶板支护674在连续开采机675已进入矿层604后，沿箭头M所示的方向从边帮655向边帮665前行，其方向如箭头P1所示，以形成第一生产通道950。连续开采机675可设有悬臂960或类似物，以将矿料输送至输送系统920。矸石720已沿相对边帮655、665直接放置在进口防护罩700和出口防护罩800之后，在此之前，进口防护罩700和出口防护罩800已前行，由此封闭并密封起动通道685。
现参考图9a，所示为阶段900沿图9的线9a-9a截取的横截面图。矸石720图示为环绕顶板支护674，以便于沿设备插入边帮620、在相对边帮655、665之间形成气封，使得在形成第一生产通道950时，通风机910(未示出)对进口防护罩700和出口防护罩800(图9)之间的区域有效通风。
现参考图10，所示为第二生产阶段1000的俯视图，该阶段跟随图9的初始生产阶段900。该阶段1000中，松散料“采矿区”1010已在顶板支护674的后面塌陷。连续开采机675已穿过矿层604行进到出口防护罩800在邻近边帮665的尾闸区，以完成第一生产通道950。开采机675然后如虚线R所示转向，并再次进入矿层604，以沿箭头P2所示方向进行第二次生产采伐。因为本发明的创新使得开采设备不需移离并不需在边帮665处重定位，由于消除了停工期、减少了人力、以及如箭头P2所示开始第二生产采伐的现有地点，实现了大量的成本节省，并大大提高了效率。根据这些优点，出口防护罩800已从位置A移到位置B，以顾及第一生产采伐(图10和10a)穿过矿层604。连续开采机675后面的顶板支护674已沿箭头M所示的方向进入矿层604，以支撑连续开采机675后面区域的顶板。一旦连续开采机675再次进入，通风机910逆向以便于沿合适的方向通风。矸石720继续沿相对边帮655、665放置在防护罩700、800后面的区域，以维持气封。
现参考图10a，所示为第二生产阶段1000沿图10的线10A-10A截取的横截面图。矸石720产生的原气封图示为相对设备插入边帮位于同一位置，然而，采空区1010图示为在顶板支护674的后面塌陷。顶板支护674后面的采空区1010的塌陷进一步利于形成气封，该气封位于进口防护罩700和出口防护罩800之间、邻近连续开采机675运作的矿层604。在这点上，可欣赏的是，不需移除山顶，这是因为山顶塌陷形成采空区1010，采空区1010上方的层弯曲或断裂但不完全塌陷，由此消除了输送在现有系统中移除的山顶部分的需要。当连续开采机675进入矿层604时，这结合矸石720的继续利用相当于大大减小了环境影响，而完全或几乎完全回收了挖掘材料。
现参考图11，所示为连续生产阶段1100的俯视图，该阶段跟随图10的第二生产阶段1000。连续开采机675在阶段1100的该点已沿箭头M所示的方向深入矿层604。产物出现在箭头Px所示的线的方向，形成另一条穿过矿层640的生产通道1150。矸石720已用于回填邻近设备分段区域615的设备插入边帮620，并沿相对边帮655、665上升直至防护罩700、800，以使矿区的回采影响环境最小。随着连续开采机675进一步进入矿层604，回填继续进行。例如，在该阶段1100中，矸石720已沿相对边帮655、665放置，以便于形成气封并沉积填料，由此允许在简言之200英尺到500英尺的部分内回收，以近似原轮廓而不产生废物。由此，最近的立法和司法判决限制了所产生的废物类型，不再适用本发明，这与现有系统不同。因此，本发明不仅通过允许在连续开采机675形成的生产通道685、950、1150内的采空区塌陷顾及了山顶移除废物，还顾及了通过放置和使用所产生的矸石720，从而提高了开采效率和产量。进口防护罩700和出口防护罩800均已沿矿层604的实质上的相对边帮655、665前进。采空区1010由于上覆岩层塌陷而不是移除、填充而已经形成在现有系统所要求的顶板支护674的后面区域，该区域近来由连续开采机675开采，由此比现有系统更大地减少了环境影响。
现参考图11a，所示为连续生产阶段1100沿图11的线11a-11a截取的横截面图。采空区1010代表在开采作业中不必移除的材料，图示为其在顶板支护674后面的区域塌陷。连续开采机675、顶板支护674和输送系统920图示为沿箭头M所示的方向前进入矿层604。
现参考图12，所示为设备采掘阶段1200的俯视图，该阶段跟随图11的连续生产阶段1100。在采掘阶段1200，连续开采机675已到达设备采掘边帮540，邻近卸截门1210和卸截门1220之间的设备采掘区域590。防护罩700、800已前进到卸截门1210、1220，以协助通风、移除和重定位连续开采机675。在该阶段1200，连续开采机675最后采伐矿层604(未示出)的残余部分，并经由出口防护罩800退出矿层604。最终采伐的朝向可根据矿层604的尺寸和连续开采机675倒数第二次采伐的位置逆向。采空区1010完全塌陷并回填残余生产通道，矸石720继续用于收复最近开采的区域。采空区1010上方的层可能断裂、弯曲，但没有完全塌陷。事实上，从露天来看，山顶的外表几乎没表现出根据本发明的原理进行地下开采作业的迹象。供电所670随连续开采机675行进，以给系统连续提供电力。可清楚地看出，移除连续开采机675不用费力就可实现，这归因于进口防护罩700、出口防护罩800的位置及上述方法。因此可实现巨大的成本节省和生产率的提高，并对环境影响很小至没有。
现参考图12a，所示为阶段1200沿图12的线12a-12a截取的横截面图。在最终采伐和移除连续开采机675、输送机920和顶板支护674的过程中，顶板支护674图示为支撑设备采掘边帮540和安全台阶1230。
具体参考图13，所示为示范性长壁开采系统的第一生产采伐1300的俯视图。如上所述，长壁开采系统与上述短壁开采系统共有许多相似点。例如，在第一生产采伐1300之前，根据上述原理，分段台阶1310首先形成于条带开采矿层1304之后。设备分段区域1315在插入边帮1320处形成。如上所述，条带开采包括稳固边帮1320和位于设备分段区域1315两侧的台阶区域，即，台阶1350和相对边帮1355位于一侧，台阶1360和相对边帮1365位于另一侧。开采区域内的相对边帮1355、1365用作卸截门，可根据生产行进方向起开采系统的上述头闸或尾闸的作用。这是一个很重要的优点，因为在此描述的本发明消除了现有技术系统所需的独立头闸或尾闸的必要性，大大减少了开采成本。供电所1370可设置在设备分段区1315内，以给系统的各个部分供电。
在长壁开采系统的第一生产采伐1300之前，连续开采机1375以短壁开采系统的上述方式初始采伐矿层1304，以形成起动入口1380。在从起动入口1380开始、从一个边帮1355移到另一个相对边帮1365进行数次连续采伐后，一条插入通道1385形成。顶板支护1374置于由长壁开采机1375开采的区域的后面，其方式如上所述。进口防护罩1390和出口防护罩1392置于由插入边帮1320限定的实质上对立的边帮1355、1365处。
在创建接近台阶1350、1360的过程中开发的矸石1395置于顶板支护1374其上及其周围，以完成形成起动通道1385。剩余矸石1395的利用有效密封了起动通道1385并在起动通道1385内创建了通风路径，消除了将矸石1395运送到处理地的需要。该矸石1395的有利利用遵守最近的法院判决，特别是遵守涉及《净化水法案》的部分，其直接使用矸石1395，与现有系统典型地在河谷填积内处理矸石1395相反。因此，本发明的直接好处在于，通过放置和使用开采过程中产生的矸石1395消除了对处理地的需要。
第一生产采伐1300中，在起动通道1385已用上述方式创建后，长壁开采机1375置于起动通道1385内，并沿箭头M1所示的方向行进以采伐进矿层1304，但以比上述连续开采机小的增量进入矿层1304。产物沿箭头P1所示的方向出现。长壁开采机1375上的截齿朝向于与M1平行。当连续采伐矿层1304时，顶板支护1374进入最近开采的区域。利用与进口防护罩1390连接的通风机1394提供通风。通风因此出现在相对边帮1355、1365之间，从卸截门1398开始并向卸截门1399前行。可欣赏的是，通风朝向可根据情况逆向。因为长壁开采机1375一旦到达卸截门1399，其不必离开矿层1304的采伐区，所以一旦第一生产采伐1300完成，由于消除了设备重定位而减少了停机时间，可进行额外采伐。
现参考图13a，所示为第一生产采伐1300沿图13的线13a-13a截取的横截面图。分段台阶1310图示为形成在设备插入边帮1320的下方。安全台阶1330图示为邻近设备插入边帮1320和现存山顶1301。矸石1395图示为环绕邻近顶板支护674的起动通道1385，此时，连续开采机1375完成边帮1355和相对边帮1365之间的采伐(图13)。矸石1395创建了起动通道1385的有效密封，使得起动通道1385适当通风并相继采伐入矿层1304。顶板支护1374图示为在起动通道1385内邻近矿层1304，并在邻近设备插入边帮1320的区域内支撑安全台阶1330。可以看出，顶板支护1374已进入由连续开采机1375开采的区域。
回头参考图5和5a，所示开采系统利用露天条带开采以环绕整个矿藏501创建稳固边帮502和台阶区域503，以允许在地下插入、采掘开采系统。然而，应理解到，插入边帮520和采掘边帮540两者均为插入/采掘技术的一个实施例，该技术连同露天条带开采用于环绕矿藏501的剩余部分创建稳固边帮502，最终形成相对边帮555、565。任何插入或采掘技术可用于代替插入边帮520或采掘边帮540。例如，上述起动入口18可用作插入技术，连同主闸16用于采掘，如图2所示。根据本发明的原理，矿藏501的两侧均可接近，以利用条带开采在插入和/或采掘地点的任一侧形成相对边帮555、565。
虽然矿藏501的两侧都必须能够接近，以形成相对边帮或根壁555、565，但是，矿藏501的一侧可能由于被对立地界线、地质异常或其它物理障碍阻塞而不能接近。根据本发明的原理，若一侧由于该障碍而不能接近，则一连续的或单个闸入口形成为地下巷道或通道以替代相对边帮，并用作矿藏501的不可接近侧的卸截门，如图14所示。根据本发明的上述原理，该开采系统的可选实施例环绕矿藏1401的一侧、利用露天条带开采创建稳固边帮1402和台阶区域1403。该实施例中，然而，矿藏1401的另一侧由于如虚线PB所示的物理障碍而不能接近。所以，根据本发明的原理，一连续的或单个闸入口形成为连续地下巷道或通道以替代相对边帮，并起矿藏1401沿PB线不可接近侧的卸截门的作用。
本发明的开采系统利用露天条带开采以环绕矿藏1401的可接近侧创建稳固边帮1402和台阶区域1403，以允许在地下从矿藏1401的该侧插入开采系统。单闸入口对于开采系统来说起头闸或尾闸的作用，其与所替代的相对边帮的作用方式相同。所以，边帮1402和单闸通道均用作开采系统的卸截门。开采系统开始在区域A内使用露天条带开采，并创建台阶用于支撑开采设备、分段台阶1410和稳固插入边帮1420，如上所述。根据本发明的原理，短壁连续开采机通过采伐入插入边帮1420的端部形成单闸入口，该端部邻近矿藏的不可接近侧，位于闸插入点X。与地界障碍PB相对的巷道壁有效地用作沿矿藏1401不可接近侧的另一个对立壁，下文中称其为对立闸壁1404。在可接近侧的露天条带开采如上所述分阶段进行，开始于线a和a’之间的矿区A，然后是前行到线b和b’的矿区B，接着是后续露天陡坡采伐，对于每个矿区以大约200英尺到500英尺的增量前进直至矿藏1401的尽头。因此，短壁连续开采机创建对立闸壁1404和台阶区域1405，根据本发明的原理使得矿藏1401的不可接近侧可接近，以使短壁开采和长壁开采均能如上述方式完成，并在下面更具体地说明。
插入边帮1420大体垂直于箭头M所示的开采行进方向，并大体平行于双箭头P所示的矿生产方向。初始露天陡坡采伐包括位于分段区域1410可接近侧的稳固边帮1402和台阶区域1403，即，台阶1450和相对边帮1455位于一侧，而短壁开采机(未示出)与对立闸壁1465在分段区域1410不可接近侧的闸插入点X形成台阶1460。插入边帮1420在相对边帮1455和对立闸壁1465之间延伸，根据本发明该两者均用作卸截门。虽然上述系统通常沿箭头M所示的方向行进，但是在某些情况下，可能需要转换生产方向P如双箭头P’所示，以使生产路径如上所述尽可能短。相对边帮1455和闸壁1465仍大体垂直于箭头M’所示的转换开采方向。
随着开采系统进入矿层，并当需要时以上述方式改变生产方向，在生产之前，陡坡和单闸开采继续进行，直至在矿藏1401的尽头到达矿层的尽头。条带开采形成退出台阶1490，该台阶按照上述分段台阶1410的原理形成，并且根据用于形成插入边帮1420的技术形成设备采掘边帮1440。当开采机最后采伐矿层时，开采设备移出矿藏1401，其方式在下面更详细地说明。
现参考图15-21，通常，所示为开采系统的不同使用阶段，这些阶段按照图14所述的本发明的原理，并利用短壁开采技术。更具体地参考图15，所示为示范性的短壁开采系统的初始设置和设备插入阶段1500，用于开采具有矿层1504的矿藏1501(见图15a，沿图15的线15a-15a截取的横截面图)。分段台阶1510首先根据上述原理在条带开采矿层1504之后形成。设备分段区域1515形成在插入边帮1520处。如上所述，条带开采在设备分段区域1515的一侧创建稳固边帮和台阶区域，即，台阶1550和边帮1555。开采区内的边帮1555用作卸截门，并可起上述头闸或尾闸的作用。这是一个很重要的优点，因为在此所述的本发明消除了现有技术系统所需的独立头闸或尾闸的必要性，大大减少了开采成本。供电所1570可设置在设备分段区域1515内，以给系统的各个部分供电。
在设备插入阶段1500，连续开采机1575初始采伐矿层1504以形成起动入口1580。在从起动入口1580开始、从一个边帮1555移到邻近地界障碍PB的区域进行数次连续采伐后，一条起动通道1585形成。防护载体1572在由连续开采机1575开采的区域后面、1574所示的位置插入顶板支护1573。移动防护罩1590和静止防护罩1595置于边帮1555处，以及在插入边帮1520的另一端、邻近地界障碍PB处的区域X。
在创建接近台阶1515的过程中开发的矸1525置于顶板支护1574其上及其周围，以完成形成起动通道1585。剩余矸石1525的利用有效密封了起动通道1585并在起动通道1585内创建了通风路径，消除了将矸石1525运送到处理地的需要。该矸石1525的有利利用遵守法院判决，特别是遵守上述涉及《净化水法案》的部分，移动防护罩1590和静止防护罩1595与上述详细描述类似。
现参考图16，所示为根据本发明一个实施例的初始生产阶段1600的俯视图，该阶段跟随图15的设备插入阶段。在初始生产阶段1600，起动通道1585已经完成，矸石1525已以上述方式放置，以形成边帮1555和邻近静止防护罩1595的矿区之间的气封。通风机1610图示为与静止防护罩1595连接，以有效地给移动防护罩1590和静止防护罩1595之间的采伐区通风。输送系统1620图示为位于顶板支护1574的一端，用于输送矿料到移动防护罩1590，该系统并与第二输送系统1630连接，以将矿料输送至外部贮料堆1640。移动防护罩1590图示为相对于图15沿矿层1504(未示出)的外侧前行，但该前行在该阶段1600不是必需的。连续开采机1575前进入矿层1504，并从边帮1555移向邻近静止防护罩1595的区域。在连续开采机1575已沿箭头P1所示的方向朝向邻近静止防护罩1595的区域进入矿层1504之后，连续开采机1575后面的顶板支护1574从边帮1555沿箭头M所示的方向前行，直至连续开采机1575到达闸插入点X，由此完成第一生产通道1585。连续开采机1575可设有悬臂1650或类似结构，以将矿料输送至输送系统1620。矸石1520沿边帮1555置于先前创建起动通道1585的过程中开采的直接区域处，并在矸石前行后放置在移动防护罩1590的后面，由此关闭并密封第一生产通道1585。铲斗1660和顶板锚杆1670图示为置于设备分段区域1515内，供在邻近静止防护罩1595的区域内使用。
现参考图17，所示为根据本发明的一个实施例、示范性的单闸开采阶段1700的第一步的俯视图，该阶段跟随图16的初始生产阶段1600。当开采机1575到达位于静止防护罩1595末端的第一生产采伐的尽头时，开采机旋转90°、大体平行于地界障碍PB，并沿箭头M1所示的方向前移，以形成单闸入口1710。由开采机1575形成的单闸入口1710包括一底板或台阶区域1760及新形成的闸壁1765，二者分别沿1560和1565所示的路径延伸，此时，开采机1575沿箭头M1所示的方向移动以形成单闸通道1775。单闸入口1710大约宽20英尺，伸入矿层1504大约12到18英尺。在开采机1575采伐入矿层1504的同时，其将料排到直接置于连续开采机1575后面的铲斗1660上。若情况需要，可设一蓄电池牵引车代替铲斗1660。铲斗1660然后将矿料倾倒到输送机1620上将其移走。
现参考图18，所示为第二生产阶段1800的俯视图，该阶段跟随图17的单闸开采阶段1700的第一步。形成单闸入口1710后，连续开采机1575倒退远离单闸入口1710的工作面，并旋转90°，以使开采机1575面对箭头P2所示的方向，以在反方向上继续开采。静止防护罩1595内的通风机1610反向将空气吹向移动防护罩1590(未示出)，因此以与上述相同的方式实现系统反向。连续开采机1575然后穿过矿层1504向移动防护罩1590前进，将矿料排到传送带1620上。在连续开采机1575返回之前，顶板锚杆1670进入单闸入口1710，并锚住单闸入口1710的顶板用于支撑。虽然未在该图中特别示出，一系列栏可设置在单闸入口1710的邻近矿层1504和矿区的一侧，以给单闸入口1710增加额外支撑，并提供“断开线”以促使邻近单闸入口1710的采空区(见图9)统一、可控地塌陷。铲斗1660于便利位置如设备分段区域1515，以供将来使用。
现参考图19，所示为根据本发明一个实施例的示范性的初始系统反向阶段1900的俯视图，该阶段跟随图18的第二生产阶段1800。当连续开采机1575到达矿层1504的边帮1555时(见图19a)，如位置1575’所示，连续开采机1575’经由移动防护罩1590退出，然后如虚线R所示转向。连续开采机1575开始往回采伐，穿过矿层1504的工作面，沿箭头P3所示的方向移向闸壁1765。通风机1610再次反向，以实现地下正确的工作面通风。一旦完成该第二全工作面的采伐，单闸入口1710沿箭头M2所示的方向行进，以形成单闸通道1710(见图20)。当采空区1910如上所述塌陷时，其图示为邻近顶板支护1574，在下面更详细地介绍该塌陷。
现参考图20，所示为连续生产阶段2000的俯视图，该阶段跟随图19的系统反向阶段1900。在连续开采机1575沿箭头M所示方向深入矿层1504(未示出)后，产物继续如所示那样前后移动，例如，沿箭头Px所示的线的方向，穿过矿层1504(未示出)形成另一条生产通道2050。矸石1525已用于沿边帮1555回填邻近设备分段区域1515的设备插入边帮1520，直至最近开采的区域，以收复矿区而对环境影响最小。随着开采机1575进一步进入矿层1504，回填继续进行。例如，在该阶段2000，矸石1525已沿边帮1555放置，便于形成气封并沉积填料，由此允许在200英尺到500英尺的段内收复，以近似原轮廓而不产生废物。因此，近来的立法和司法判决限制了所产生的废物类型，本发明避开了这些判决，这与现有系统不同。本发明消除了山顶移除废物，这是因为，采空区1910简单地在由连续开采机1575形成的生产通道1585、2050内塌陷，并且本发明还利用矸石1525以再生地形的轮廓，提高了开采效率和产量。
移动防护罩1590已沿边帮1555前进，单闸通道1775已沿箭头M所示的方向行进，继续形成对立闸壁1765。采空区1910已由于上覆岩层塌陷形成在顶板支护1574后面的、由连续开采机1575开采后的区域内，而不是由现有系统要求的移除与填充形成，由此比现有系统大大减少了对环境的破坏。当采空区1910如上所述形成时，栏2010邻近闸壁1765安装，以支撑单闸入口通道1775。
现参考图21，所示为设备采掘阶段2100的俯视图，该阶段跟随图20的连续生产阶段2000。在该采掘阶段2100，连续开采机1575已到达设备采掘边帮2110，邻近在边帮1555末端和闸壁1765末端之间的设备采掘区域2120。移动防护罩1590已前行协助通风，并协助连续开采机1575的移动与重定位。在该阶段2100中，连续开采机1575穿过矿层1504进行最后采伐，从闸壁1765行进并经由移动防护罩1590退出边帮1555。最后采伐的朝向可根据矿层1504的尺寸及连续开采机1575在倒数第二次采伐中的位置而转向。采空区1910完全塌陷，并再次填充剩余的生产通道，除了继续由栏2010支撑的单闸通道1775，并且矸石1525继续用于再生最近开采的区域。采空区1910上方的层可能断裂、弯曲，但没有完全塌陷。事实上，从露天来看，山顶的外表几乎没表现出根据本发明的原理进行地下开采作业的迹象。供电所670随连续开采机675前进，以给系统连续提供电力。可清楚地看出，移除连续开采机675不用费力就可实现，这归因于进口防护罩1500的位置及上述方法。因此可实现巨大的成本节省和生产率的提高，并对环境影响很小到没有。
根据图5-13的本发明具有很多超过现有系统的优点。这些优点包括与传统的地下长壁/短壁开采系统相比的优点，以及与传统的露天开采作业相比的优点。相对于传统的地下长壁/短壁开采系统，本发明的开采系统从连续露天接近开始，不需要形成采区、头闸和尾闸入口、梭车、顶板锚杆、铲斗和人员运输车。预计资本费用可实现比相同产量的传统长壁系统降低大约25-30％，比相同产量的传统短壁系统降低大约15-20％。第二，与降低上述设备要求直接成比例的是降低人力需求，使得预计人员费用比相同产量的传统长壁系统降低大约30-40％，比相同产量的传统短壁系统降低大约20-30％。第三，由于降低了人员要求，行进到矿层的时间缩短以及采区移动的消除使得产量大约增加10-15％。最后，通过露天和地下开采技术独特、新颖的结合以及地下开发入口的消除，本发明可实现几乎100％地回收可开采的资源，与传统长壁和短壁系统中实现的总回收的75-85％相比是巨大的进步。
图5-13公开的实施例与传统露天开采作业相比，可实现类似的效率提高和产量增大。第一，传统的露天开采作业需要较大的设备，与其相比，由于掘土设备较小，本发明要求较小的台阶区域。第二，人力需求大为降低，这是因为，与传统的大规模露天开采作业相比，设备要求降低，使人力成本大约比具有相同开采能力和资源回收潜力的传统露天开采系统降低大约10-20％。这使得产量(以每工时的吨数为基础)大约成比例增加10-20％。第四，因为本发明可实现100％地回收可开采资源，这相当于大规模的山顶移除作业实现的回收率，并远远好于由传统的露天/钻孔机或露天/长壁开采机系统实现的典型的65-85％的回收率。最后，由于小露天开采台阶的需求，该台阶随后完全再生以近似原地形，表面扰动及相关环境影响大大小于相关的典型大规模露天开采(特别是山顶移除)作业。该进步与山顶移除作业相比大约减少了整个露天区域扰动的70％。
至于图15-21所公开的实施例，获得了类似的优点。这些优点同样包括与传统的地下长壁/短壁系统相比的优点，以及与传统的露天开采作业相比的优点。关于传统的地下长壁/短壁系统，本发明的开采系统从连续露天接近开始，不需要采区形成和人员运输车。可实现预计资本费用比相同产量的传统长壁系统降低大约15-25％，比相同产量的传统的短壁系统降低大约10-20％。第二，与降低上述设备要求直接成比例的是降低人力需求，这使得预计人员费用比相同产量的传统长壁系统降低大约25-30％，比相同产量的传统短壁系统大约降低15-20％。第三，由于降低了人员要求，行进到矿层的时间缩短以及采区移动的消除使产量大约增加10-15％。最后，通过露天和地下开采技术独特、新颖的结合以及地下开发入口的消除，图15-21的本发明可实现几乎90-95％地回收可开采资源，与传统长壁和短壁系统中实现的总回收的75-85％相比是巨大的进步。
图15-21所公开的实施例与传统露天开采作业相比，可实现类似的效率提高和产量增大。第一，传统的露天开采作业需要较大的设备，与其相比，由于掘土设备较小，本发明要求较小的台阶区域。第二，人力需求大为减小，这是因为，与传统的大规模露天开采作业相比，设备要求降低，使人力成本大约比具有相同开采能力和资源回收潜力的传统的露天开采系统降低大约10-15％。这使产量(以每工时的吨数为基础)大约成比例增加10-15％。第四，因为本发明可实现大约90-95％地回收可开采资源，这相当于大规模的山顶移除作业实现的回收率，并远远好于由传统的露天/钻孔机或露天/长壁开采机系统实现的典型的65-85％的回收率。最后，由于小露天开采台阶的需求，该台阶随后完全再生以近似原地形，表面扰动及相关环境影响大大小于相关的典型大规模露天开采(特别是山顶移除)作业。该进步与山顶移除作业相比大约减少了整个露天区域扰动的70％。总之，公开在图15-21中的实施例使开采更容易，特别是当地界区阻止开采机使用公开在图5-13中的实施例时。
其它优点包括消除了大河谷填料及流内沉淀池塘的需要。若需要爆破，爆破的数量和规模大大地减小。通过使用顶板支护、防护罩、顶板锚杆、栏或其它防护物保证了安全。
重要的是，联邦立法(即，净化水法案)和司法判决提高了对该行业的许多开采机的关注，这是因为，已经提出了对开采工地的废物移除作业的限制。本发明提供了一种经济、有效、高产量的系统，通过对矿区的环境施加几乎小到没有的影响从而符合联邦立法和司法体系。这通过上述原理实现，特别是将重点放在了不用的矸石的消除，本发明将其用于便于产生气封及再生矿井的外表地形。这进一步通过采空区在长壁或短壁开采机后面的塌陷实现，消除了在开采后移除采空区的需要。最后，重要的是，应注意本发明的系统完成了这些目标和优点而不危及开采机的安全。
前面的描述是实行本发明的优选实施例，本发明的保护范围不必被该描述所限制。本发明的保护范围而是由下列权利要求限定。
权利要求
1.一种在矿藏内采掘矿床的方法，该矿藏具有可从一斜面接近的部分和不能接近的剩余部分，该方法包括开采该斜面以创建台阶和边帮，用于环绕矿藏的可接近部分提供到矿藏的通路；在大体垂直于预期的矿藏开采方向的边帮内形成一工作面，以在从插入边帮延伸的根壁和矿藏的不可接近部分之间创建插入边帮；从根壁到矿藏的不可接近部分采伐一条穿过插入边帮整个长度的进入矿藏的起动入口；将顶板支护插入起动入口内，并用矸石回填该起动入口以从根壁到矿藏的不可接近部分形成一条起动通道；开采矿藏的不可接近部分形成单闸入口，通过创建另一条从插入边帮延伸的对立根壁提供到矿藏的通路；在起动通道内开采矿藏，沿插入边帮在生产方向上从一条根壁移向另一条根壁，以从中采掘矿床；依次开采矿藏，在生产方向上从一条根壁移向另一条根壁，以继续从中采掘矿床，由此形成至少一条沿开采方向行进的连续通道；以及为因采掘矿藏的矿床而产生的连续通道提供顶板支护。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，对于连续通道，生产方向在根壁之间反向。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，连续通道的顶板支护通过使插入起动通道内的顶板支护前行而设置，由此，顶板在顶板支护后面塌陷，形成下一条连续通道。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，沿插入边帮开采矿藏通过在生产方向上的短壁开采实现。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，沿插入边帮开采矿藏通过在生产方向上的长壁开采实现。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，台阶和边帮从根壁延伸第一预定距离，以形成第一开采梯段，用于开采第一预定数量的连续通道，并且该方法还包括利用该第一开采梯段开采矿藏，穿过矿藏从该第一预定数量的连续通道采掘矿床。
7.根据权利要求6所述的方法，其还包括从第一预定距离处将台阶和边帮延伸第二预定距离，以形成第二开采梯段，用于开采第二预定数量的连续通道；以及回填第一开采梯段，利用开采第二开采梯段的斜面所产生的矸石再生工作面。
8.根据权利要求1所述的方法，其还包括在其中一条根壁处为起动通道通风，并在每个通道的其中一条根壁处为至少一条连续通道通风。
9.根据权利要求1所述的方法，其还包括将一个防护罩置于一条根壁处，将另一个防护罩置于另一条根壁处，以提供到通道的安全通路。
10.根据权利要求9所述的方法，其中一个防护罩是密封的，该方法还包括从未密封的防护罩给通道通风。
11.根据权利要求9所述的方法，其中一个防护罩置于起动通道邻近一条根壁的一端，以及一个防护罩置于起动通道邻近另一条根壁的另一端。
12.根据权利要求10所述的方法，其还包括将一可逆通风机与至少一个防护罩连接。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，通风机与密封防护罩连接。
14.根据权利要求12所述的方法，其还包括在创建每条连续通道后将可逆通风机逆向。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，防护罩是可移动的。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，连续开采矿藏的步骤由开采机实现，该方法还包括在创建连续通道后，将开采机在其中一条根壁处穿过其中一个防护罩移出连续通道；逆转开采机的朝向；逆转通风的朝向；以及在已完成的连续通道附近，使开采机在其中一条根壁处穿过其中一个防护罩，再次插入矿藏。
17.根据权利要求16所述的方法，其还包括在创建连续通道后，使防护罩沿根壁前行。
18.根据权利要求16所述的方法，其还包括用矸石回填所创建的连续通道。
19.根据权利要求1所述的方法，其还包括在为连续通道提供顶板支护的步骤之后，使顶板支护后面的采空区在顶板支护后面的区域塌陷。
20.根据权利要求1所述的方法，其还包括在大体垂直于预期的矿藏开采方向的边帮内形成一工作面，以在从插入边帮延伸的对立根壁之间创建采掘边帮；该采掘边帮位于矿藏的插入边帮的大体对立侧。
21.根据权利要求20所述的方法，其还包括在生产方向上从一条根壁移向另一条根壁开采矿藏，以继续从中采掘矿床，由此形成采掘通道；将开采设备移出采掘通道；以及再生在采掘通道附近形成的采掘边帮，以近似斜面的原始轮廓。
22.根据权利要求1所述的方法，其还包括在创建每条连续通道后，手动使顶板支护在开采方向上前行。
23.根据权利要求1所述的方法，其中，开采斜面的步骤通过条带开采实现。
24.根据权利要求7所述的方法，其中，延伸台阶和边帮以及回填第一开采梯段的步骤重复进行，直至到达矿藏的预期终点。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，延伸台阶和边帮以及回填第一开采梯段的重复步骤分阶段进行。
26.根据权利要求1所述的方法，其中，台阶适合于支撑开采设备。
27.根据权利要求1所述的方法，其还包括产生至少一个供电所，其置于台阶上给开采设备供电。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，至少一个供电所是可移动的。
29.根据权利要求27所述的方法，其还包括使至少一个供电所沿相对于连续开采矿藏步骤的开采方向前行。
30.根据权利要求1所述的方法，其中，顶板支护通过防护载体插入。
31.根据权利要求1所述的方法，其还包括在插入边帮上方形成与台阶平行的安全台阶。
32.根据权利要求1所述的方法，其还包括将矿床从矿藏输送至贮料堆。
33.根据权利要求1所述的方法，其中，回填沿顶板支护和根壁进行。
34.根据权利要求33所述的方法，回填沿插入边帮在对立根壁之间产生气封。
35.根据权利要求1所述的方法，插入边帮在对立根壁之间大体是直的。
36.一种在矿藏内采掘矿床的方法，该矿藏具有可从一斜面接近的部分和不能接近的剩余部分，该方法包括开采该斜面以创建台阶和边帮，用于环绕矿藏的可接近部分提供到矿藏的通路；在大体垂直于预期的矿藏开采方向的边帮内形成一工作面，以在从插入边帮延伸的根壁和矿藏的不可接近部分之间创建插入边帮；从根壁到矿藏的不可接近部分采伐一条穿过插入边帮整个长度的进入矿藏的起动入口；将顶板支护插入起动入口内，并用矸石回填该起动入口以从根壁到矿藏的不可接近部分形成一条起动通道；开采矿藏的不可接近部分形成单闸入口，通过创建另一条从插入边帮延伸的对立根壁提供到矿藏的通路；在起动通道内开采矿藏，沿插入边帮将短壁开采机在生产方向上从一条根壁移向另一条根壁，以从中采掘矿床；依次开采矿藏，将短壁开采机在生产方向上从一条根壁移向另一条根壁，以继续从中采掘矿床，由此形成至少一条沿开采方向行进的连续通道；以及为因采掘矿藏的矿床而产生的连续通道提供顶板支护。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，对于连续通道，生产方向在根壁之间反向。
38.根据权利要求36所述的方法，其中，连续通道的顶板支护通过使插入起动通道内的顶板支护前行而设置，由此，顶板在顶板支护后面塌陷，形成下一条连续通道。
39.根据权利要求36所述的方法，其中，台阶和边帮从根壁延伸第一预定距离，以形成第一开采梯段，用于开采第一预定数量的连续通道，并且该方法还包括利用该第一开采梯段开采矿藏，穿过矿藏从该第一预定数量的连续通道采掘矿床。
40.根据权利要求39所述的方法，其还包括从第一预定距离处将台阶和边帮延伸第二预定距离，以形成第二开采梯段，用于开采第二预定数量的连续通道；以及回填第一开采梯段，利用开采第二开采梯段的斜面所产生的矸石再生工作面。
41.根据权利要求36所述的方法，其还包括在其中一条根壁处为起动通道通风，并在每个通道的其中一条根壁处为至少一条连续通道通风。
42.根据权利要求36所述的方法，其还包括将一个防护罩置于一条根壁处，将另一个防护罩置于另一条根壁处，以提供到通道的安全通路。
43.根据权利要求42所述的方法，其中一个防护罩是密封的，该方法还包括从未密封的防护罩给通道通风。
44.根据权利要求42所述的方法，其中一个防护罩置于起动通道邻近一条根壁的一端，以及一个防护罩置于起动通道邻近另一条根壁的另一端。
45.根据权利要求42所述的方法，其还包括将一可逆通风机与至少一个防护罩连接。
46.根据权利要求45所述的方法，其中，通风机与密封防护罩连接。
47.根据权利要求45所述的方法，其还包括在创建每条连续通道后将可逆通风机逆向。
48.根据权利要求42所述的方法，其中，防护罩是可移动的。
49.根据权利要求48所述的方法，其还包括在创建连续通道后，将短壁开采机在其中一条根壁处穿过其中一个防护罩移出连续通道；逆转短壁开采机的朝向；逆转通风的朝向；以及在已完成的连续通道附近，使短壁开采机在其中一条根壁处穿过其中一个防护罩，再次插入矿藏。
50.根据权利要求49所述的方法，其还包括在创建连续通道后，使防护罩沿根壁前行。
51.根据权利要求49所述的方法，其还包括用矸石回填所创建的连续通道。
52.根据权利要求36所述的方法，其还包括在为连续通道提供顶板支护的步骤之后，使顶板支护后面的采空区在顶板支护后面的区域塌陷。
53.根据权利要求36所述的方法，其还包括在大体垂直于预期的矿藏开采方向的边帮内形成一工作面，以在从插入边帮延伸的对立根壁之间创建采掘边帮；该采掘边帮位于矿藏的插入边帮的大体对立侧。
54.根据权利要求53所述的方法，其还包括在生产方向上从一条根壁移向另一条根壁开采矿藏，以继续从中采掘矿床，由此形成采掘通道；将短壁开采机和顶板支护移出采掘通道；以及再生在采掘通道附近形成的采掘边帮，以近似斜面的原始轮廓。
55.根据权利要求36所述的方法，其还包括在创建每条连续通道后，手动使顶板支护在开采方向上前行。
56.根据权利要求36所述的方法，其中，开采斜面的步骤通过条带开采实现。
57.根据权利要求36所述的方法，其中，延伸台阶和边帮以及回填第一开采梯段的步骤重复进行，直至到达矿藏的预期终点。
58.根据权利要求57所述的方法，其中，延伸台阶和边帮以及回填第一开采梯段的重复步骤分阶段进行。
59.根据权利要求36所述的方法，其中，台阶适合于支撑开采设备。
60.根据权利要求36所述的方法，其还包括产生至少一个供电所，其置于台阶上给开采设备供电。
61.根据权利要60所述的方法，其中，至少一个供电所是可移动的。
62.根据权利要求61所述的方法，其还包括使至少一个供电所沿相对于连续开采矿藏步骤的开采方向前行。
63.根据权利要求36所述的方法，其中，顶板支护通过防护载体插入。
64.根据权利要求36所述的方法，其还包括在插入边帮上方形成与台阶平行的安全台阶。
65.根据权利要求36所述的方法，其还包括将矿床从矿藏输送至贮料堆。
66.根据权利要求36所述的方法，其中，回填沿顶板支护和根壁进行。
67.根据权利要求66所述的方法，回填沿插入边帮在对立根壁之间产生气封。
68.根据权利要求36所述的方法，插入边帮在对立根壁之间大体是直的。
69.一种在矿藏内采掘矿床的方法，该矿藏具有可从一斜面接近的部分和不能接近的剩余部分，该方法包括开采该斜面以创建台阶和边帮，用于环绕矿藏的可接近部分提供到矿藏的通路；在大体垂直于预期的矿藏开采方向的边帮内形成一工作面，以在从插入边帮延伸的根壁和矿藏的不可接近部分之间创建插入边帮；从根壁到矿藏的不可接近部分采伐一条穿过插入边帮整个长度的进入矿藏的起动入口；将顶板支护插入起动入口内，并用矸石回填该起动入口以从根壁到矿藏的不可接近部分形成一条起动通道；开采矿藏的不可接近部分形成单闸入口，通过创建另一条从插入边帮延伸的对立根壁提供到矿藏的通路；在起动通道内开采矿藏，使长壁开采机在生产方向上从一条根壁到另一条根壁地移进插入边帮，以从中采掘矿床；依次开采矿藏，将长壁开采机在生产方向上从一条根壁移向另一条根壁，以继续从中采掘矿床，由此形成至少一条沿开采方向行进的连续通道；以及为因采掘矿藏的矿床而产生的连续通道提供顶板支护。
70.根据权利要求69所述的方法，其中，对于连续通道，生产方向在根壁之间反向。
71.根据权利要求69所述的方法，其中，连续通道的顶板支护通过使插入起动通道内的顶板支护前行而设置，由此，顶板在顶板支护后面塌陷，形成下一条连续通道。
72.根据权利要求69所述的方法，其中，台阶和边帮从根壁延伸第一预定距离，以形成第一开采梯段，用于开采第一预定数量的连续通道，并且该方法还包括利用该第一开采梯段开采矿藏，穿过矿藏从该第一预定数量的连续通道采掘矿床。
73.根据权利要求72所述的方法，其还包括从第一预定距离处将台阶和边帮延伸第二预定距离，以形成第二开采梯段，用于开采第二预定数量的连续通道；以及回填第一开采梯段，利用开采第二开采梯段的斜面所产生的矸石再生工作面。
74.根据权利要求69所述的方法，其还包括在其中一条根壁处为起动通道通风，并在每个通道的其中一条根壁处为至少一条连续通道通风。
75.根据权利要求69所述的方法，其还包括将一个防护罩置于一条根壁处，将另一个防护罩置于另一条根壁处，以提供到通道的安全通路。
76.根据权利要求75所述的方法，其中一个防护罩是密封的，该方法还包括从未密封的防护罩给通道通风。
77.根据权利要求75所述的方法，其中一个防护罩置于起动通道邻近一条根壁的一端，以及一个防护罩置于起动通道邻近另一条根壁的另一端。
78.根据权利要求75所述的方法，其还包括将一可逆通风机与至少一个防护罩连接。
79.根据权利要求78所述的方法，其中，通风机与密封防护罩连接。
80.根据权利要求78所述的方法，其还包括在创建每条连续通道后将可逆通风机逆向。
81.根据权利要求75所述的方法，其中，防护罩是可移动的。
82.根据权利要求81所述的方法，其还包括逆转长壁开采机的方向；逆转通风方向；以及在已完成的连续通道附近，使长壁开采机在其中一条根壁处穿过其中一个防护罩，再次插入矿藏。
83.根据权利要求82所述的方法，其还包括在创建连续通道后，使防护罩沿根壁前行。
84.根据权利要求82所述的方法，其还包括用矸石回填所创建的连续通道。
85.根据权利要求69所述的方法，其还包括在为连续通道提供顶板支护的步骤之后，使顶板支护后面的采空区在顶板支护后面的区域塌陷。
86.根据权利要求69所述的方法，其还包括在大体垂直于预期的矿藏开采方向的边帮内形成一工作面，以在从插入边帮延伸的对立根壁之间创建采掘边帮；该采掘边帮位于矿藏的插入边帮的大体对立侧。
87.根据权利要求86所述的方法，其还包括在生产方向上从一条根壁移向另一条根壁开采矿藏，以继续从中采掘矿床，由此形成采掘通道；将长壁开采机和顶板支护移出采掘通道；以及再生在采掘通道附近形成的采掘边帮，以近似斜面的原始轮廓。
88.根据权利要求69所述的方法，其还包括在创建每条连续通道后，手动使顶板支护在开采方向上前行。
89.根据权利要求69所述的方法，其中，开采斜面的步骤通过条带开采实现。
90.根据权利要求69所述的方法，其中，延伸台阶和边帮以及回填第一开采梯段的步骤重复进行，直至到达矿藏的预期终点。
91.根据权利要求90所述的方法，其中，延伸台阶和边帮以及回填第一开采梯段的重复步骤分阶段进行。
92.根据权利要求69所述的方法，其中，台阶适合于支撑开采设备。
93.根据权利要求69所述的方法，其还包括产生至少一个供电所，其置于台阶上给开采设备供电。
94.根据权利要93所述的方法，其中，至少一个供电所是可移动的。
95.根据权利要求94所述的方法，其还包括使至少一个供电所沿相对于连续开采矿藏步骤的开采方向前行。
96.根据权利要求69所述的方法，其中，顶板支护通过防护载体插入。
97.根据权利要求69所述的方法，其还包括在插入边帮上方形成与台阶平行的安全台阶。
98.根据权利要求69所述的方法，其还包括将矿床从矿藏输送至贮料堆。
99.根据权利要求69所述的方法，其中，回填沿顶板支护和根壁进行。
100.根据权利要求99所述的方法，回填沿插入边帮在对立根壁之间产生气封。
101.根据权利要求69所述的方法，插入边帮在对立根壁之间大体是直的。
102.根据权利要求69所述的方法，其中，采伐步骤由短壁开采机完成。
103.一种用于在矿藏内采掘矿床的开采系统，该矿藏具有可从一斜面接近的部分和不能接近的剩余部分，该系统包括用于开采该斜面的装置，由此创建台阶和边帮，用于环绕矿藏的可接近部分提供到矿藏的通路；用于在大体垂直于预期的矿藏开采方向的边帮内形成一工作面的装置，以在从插入边帮延伸的根壁和矿藏的不可接近部分之间创建插入边帮；用于从根壁到矿藏的不可接近部分、创建一穿过插入边帮整个长度的进入矿藏的起动入口的装置；用于开采矿藏的不可接近部分形成单闸入口的装置，通过创建另一条从插入边帮延伸的对立根壁提供到矿藏的通路；用于在起动入口支撑顶板、并用矸石回填该起动入口的装置，以从根壁到矿藏的不可接近部分形成一条起动通道；用于在起动通道内开采矿藏的装置，沿插入边帮在生产方向上从一条根壁移向另一条根壁，以从中采掘矿床；用于依次开采矿藏的装置，在生产方向上从一条根壁移向另一条根壁，以继续从中采掘矿床，由此形成至少一条沿开采方向行进的连续通道；以及用于为因采掘矿藏的矿床而产生的连续通道提供顶板支护的装置。
104.根据权利要求103所述的系统，其中，用于开采斜面的装置包括短壁开采机。
105.根据权利要求103所述的系统，其中，用于开采矿藏的装置包括长壁开采。
106.根据权利要求103所述的系统，其中，用于依次开采矿藏的装置包括长壁开采。
107.根据权利要求103所述的系统，其中，用于开采矿藏的装置包括短壁开采。
108.根据权利要求103所述的系统，其中，用于依次开采矿藏的装置包括短壁开采。
109.根据权利要求103所述的系统，其还包括在连续通道的根壁之间逆转生产方向的装置。
110.根据权利要求103所述的系统，其中，用于为连续通道提供顶板支护的装置包括使插入起动入口内的顶板支护前行，由此顶板在顶板支护后面塌陷，以形成下一个连续通道。
111.根据权利要求103所述的系统，其还包括将台阶和边帮从根壁延伸第一预定距离的装置，以形成第一开采梯段，用于开采第一预定数量的连续通道，并且该系统还包括利用该第一开采梯段开采矿藏的装置，以穿过矿藏从该第一预定数量的连续通道采掘矿床。
112.根据权利要求111所述的系统，其还包括从第一预定距离处将台阶和边帮延伸第二预定距离的装置，以形成第二开采梯段，用于开采第二预定数量的连续通道；以及回填第一开采梯段的装置，利用开采第二开采梯段的斜面所产生的矸石再生工作面。
113.根据权利要求103所述的系统，其还包括在其中一条根壁处为起动通道通风并在每个通道的其中一条根壁处为至少一条连续通道通风的装置。
114.根据权利要求103所述系统，其还包括将一个防护罩置于一条根壁处、将另一个防护罩置于另一条根壁处的装置，以提供到通道的安全通路。
115.一种在矿藏内采掘矿床的方法，该矿藏具有可从一斜面接近的部分和不能接近的剩余部分，该方法包括开采该斜面以创建台阶和边帮，用于环绕矿藏的可接近部分提供到矿藏的通路；在边帮内形成一工作面，以在从插入边帮延伸的第一根壁和矿藏的不可接近部分之间创建插入边帮；从第一根壁到矿藏的不可接近部分采伐一个穿过插入边帮整个长度的进入矿藏的起动入口；将顶板支护插入起动入口内，并用矸石回填该起动入口以从第一根壁到矿藏的不可接近部分形成起动通道；在矿藏的不可接近部分附近形成单闸通道，该单闸通道从插入边帮延伸，以形成与第一根壁对立的第二根壁，由此提供到矿藏的通路；在起动通道内开采矿藏，沿插入边帮在根壁之间移动，以从中采掘矿床，由此形成因采掘矿床而生成的生产通道；在从矿藏采掘矿床的过程中，使顶板支护从起动通道向前进入生产通道，由此采空区开始在顶板支护的后面塌陷入起动通道。
116.根据权利要求115所述的方法，其中，在起动通道内开采矿藏开始沿生产方向从第二根壁到第一根壁，以在采掘矿床后形成第一生产通道。
117.根据权利要求115所述的方法，其中，在起动通道内开采矿藏形成第一生产通道，并且该方法还包括在第一生产通道内开采矿藏，在根壁之间移动，以从中采掘矿床，由此利用采掘矿床形成第二生产通道。
118.根据权利要求117所述的方法，其中，在起动通道内开采矿藏开始沿生产方向从第二根壁到第一根壁，以在采掘矿床后形成第一生产通道。
119.根据权利要求117所述的方法，其还包括在从矿藏采掘矿床后使顶板支护进入第二生产通道，由此采空区材料在第二生产通道的后面塌陷入第一生产通道。
120.根据权利要求117所述的方法，其中，第二生产通道在根壁之间的开采方向与第一生产通道的开采方向反向。
121.根据权利要求120所述的方法，其还包括在从矿藏采掘矿床后，使顶板支护进入第二生产通道，由此采空区材料在第二生产通道的后面塌陷入第一生产通道。
122.根据权利要求115所述的方法，其还包括继续在根壁之间开采矿藏以从中采掘矿床，由此因采掘矿床而形成连续的生产通道。
123.根据权利要求12所述的方法，其中，连续生产通道在根壁之间的开采方向从第一生产通道到第二生产通道反向。
124.根据权利要求122所述的方法，其还包括在从矿藏采掘矿床后，使顶板支护进入连续生产通道，由此采空区材料在正开采的活动的连续生产通道后面塌陷。
125.根据权利要求115所述的方法，其中，在根壁之间开采矿藏由短壁开采实现。
126.根据权利要求115所述的方法，其中，在根壁之间开采矿藏由长壁开采实现。
127.根据权利要求115所述的方法，其中，台阶和边帮从第一根壁延伸第一预定距离，以形成第一开采梯段，用于开采第一预定数量的连续通道，并且该方法还包括利用该第一开采梯段开采矿藏，穿过矿藏从该第一预定数量的连续通道采掘矿床。
128.根据权利要求127所述的方法，其还包括从第一预定距离处将台阶和边帮延伸第二预定距离，以形成第二开采梯段，用于开采第二预定数量的连续通道；以及回填第一开采梯段，利用开采第二开采梯段的斜面所产生的矸石再生工作面。
129.根据权利要求115所述的方法，其还包括为第一根壁处的起动通道以及任一根壁处的生产通道通风。
130.根据权利要求115所述的方法，其还包括将一个防护罩置于一条根壁处，将另一个防护罩置于另一条根壁处，其中，一个防护罩被密封以封闭生产通道，而另一个防护罩未密封；以及从未密封的防护罩给生产通道通风。
131.根据权利要求130所述的方法，其中一个防护罩置于起动通道邻近一条根壁的一端，以及一个防护罩置于起动通道邻近另一条根壁的另一端。
132.根据权利要求130所述的方法，其还包括将一可逆通风机与至少一个防护罩连接。
133.根据权利要求132所述的方法，其中，通风机与密封防护罩连接。
134.根据权利要求132所述的方法，其还包括在创建每条连续通道后将可逆通风机逆向。
135.根据权利要求130所述的方法，其中，防护罩是可移动的。
136.根据权利要求135所述的方法，其中，连续开采矿藏的步骤由开采机实现，该方法还包括在创建连续通道后，将开采机在其中一条根壁处穿过其中一个防护罩移出连续通道；逆转开采机的朝向；逆转通风的朝向；以及在已完成的连续通道附近，使开采机在其中一条根壁处穿过其中一个防护罩，再次插入矿藏。
137.根据权利要求136所述的方法，其还包括在创建连续通道后，使防护罩沿根壁前行。
138.根据权利要求136所述的方法，其还包括用矸石回填所创建的连续通道。
139.根据权利要求115所述的方法，其还包括在为连续通道提供顶板支护的步骤之后，使顶板支护后面的采空区在顶板支护后面的区域塌陷。
140.根据权利要求115所述的方法，其还包括在大体垂直于预期的矿藏开采方向的边帮内形成一工作面，以在从插入边帮延伸的对立根壁之间创建采掘边帮；该采掘边帮位于矿藏的插入边帮的大体对立侧。
141.根据权利要求140所述的方法，其还包括在生产方向上从一条根壁移向另一条根壁开采矿藏，以继续从中采掘矿床，由此形成采掘通道；将开采设备移出采掘通道；以及再生在采掘通道附近形成的采掘边帮，以近似斜面的原始轮廓。
142.根据权利要求115所述的方法，其还包括在创建每条连续通道后，手动使顶板支护在开采方向上前行。
143.根据权利要求115所述的方法，其中，开采斜面的步骤通过条带开采实现。
144.根据权利要求128所述的方法，其中，延伸台阶和边帮以及回填第一开采梯段的步骤重复进行，直至到达矿藏的预期终点。
145.根据权利要求144所述的方法，其中，延伸台阶和边帮以及回填第一开采梯段的重复步骤分阶段进行。
146.根据权利要求115所述的方法，其中，台阶适合于支撑开采设备。
147.根据权利要求115所述的方法，其还包括产生至少一个供电所，其置于台阶上给开采设备供电。
148.根据权利要求147所述的方法，其中，至少一个供电所是可移动的。
149.根据权利要求147所述的方法，其还包括使至少一个供电所沿相对于连续开采矿藏步骤的开采方向前行。
150.根据权利要求115所述的方法，其中，顶板支护通过防护载体插入。
151.根据权利要求115所述的方法，其还包括在插入边帮上方形成与台阶平行的安全台阶。
152.根据权利要求115所述的方法，其还包括将矿床从矿藏输送至贮料堆。
153.根据权利要求115所述的方法，其中，回填沿顶板支护和根壁进行。
154.根据权利要求153所述的方法，回填沿插入边帮在对立根壁之间产生气封。
155.根据权利要求115所述的方法，插入边帮在对立根壁之间大体是直的。
全文摘要
本发明公开了一种在矿藏(1501)内采掘矿床的方法，该矿藏具有可从一斜面接近的部分和不能接近的剩余部分，开采该斜面以创建台阶(1515)和边帮，以环绕可接近部分提供到矿藏的通路。在边帮内形成一工作面，以在从插入边帮延伸的根壁和矿藏的不可接近部分(PB)之间创建插入边帮(1520)。创建起动入口(1580)，以从根壁到矿藏(1501)的不可接近部分穿过插入边帮的整个长度采伐入矿藏。顶板支护进入起动入口内，该起动入口添加矸石以从根壁到矿藏的不可接近部分形成一条起动通道。然后利用短壁或长壁开采技术沿该起动通道开采矿藏。
文档编号E21C41/26GK1745226SQ200380109572
公开日2006年3月8日 申请日期2003年12月9日 优先权日2002年12月9日
发明者乔伊·W·哈曼, 杰弗里·K·哈曼 申请人:乔伊·W·哈曼, 杰弗里·K·哈曼