[发明专利]一种水下采矿方法及其装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及到采矿方法和设备领域，特指一种水下采矿方法及其装置。

背景技术

在我国很多沉积型的金属矿藏中，其特点是矿床埋藏深、地下水量大、水文地质条件复 杂。如采用堵水排水法进行地下开采，对于黑色金属矿和价值较低的矿床，其经济效益难以 得到保障。再者，沉积类矿藏地质条件都较差，容易发生安全事故。随着矿山开采技术的进 步和自动化技术的发展，特别是海上石油和深海采矿技术的开发使得不排水地下矿采矿方法 成为可能。因此，无人化和不排水的采掘方法应该是解决途径之一。

通过水下采矿方法与装置的研究开发，建立不影响地下水位的友好型采矿方法，可以解 决我国大部分地区地下水量大采矿难的问题。该采矿方法的开发成功，可以拓展到高瓦斯煤 矿、高粉尘煤矿的采矿，从而大大降低恶性安全事故，改善工人劳动作业条件，提高人民生 活质量。陆基水下矿区一般埋藏于地面之下几十米到几百米深处，由于地下水的长期作用， 矿石多呈砂粒状、粉状和块状等，个别的呈胶结状。再者，由于矿区水文地质条件复杂，坑 道疏干排水容易引起地面塌陷，造成生态环境变化等，而且矿床开采费用高，前期准备时间 长，安全隐患大。如采用传统的陆基地下金属矿床开采方法，矿床坑道容易发生垮帮、冒顶 和变形，严重影响作业人员和设备安全。因此，水下采矿方法是对矿井内已经爆破破碎后的 矿石物料，通过集矿、造浆和提升以达到采矿的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构 简单紧凑、操作简便、安全性好、开采效率高、可适用于不排水地下矿采矿方法的水下采矿 方法及其装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种水下采矿方法，其特征在于步骤为：

①首先用破岩装置或其他爆破方式将水下矿床破碎到符合提升管道输送要求的矿石颗 粒；

②通过地面平台式钻塔把提升管道、提升泵和水力吸矿装置布放到井下，当水力吸矿装 置着底时，启动提升泵输送清水；

③水力吸矿装置使提升管道入口的矿石颗粒保持悬浮状态；

④矿石颗粒通过格筛、提升管道、提升泵和输送管路提升到地面储矿池内；

⑤矿石在地面储矿池内沉降，清水脱泥后经溢流排放管排入矿井内；

⑥远程测控站采集矿浆浓度、流量和压力等数据；

⑦采矿完成后，首先停止水力吸矿装置工作，当输送管路出口排出清水时，即可关闭提 升泵。

一种水下采矿装置，其特征在于：它包括水力吸矿装置、水下空间探测器、提升管道、 提升泵、远程测控站、输送管路以及地面储矿池，所述位于水下采矿区的水力吸矿装置与提 升管道的下方相连通，提升管道的中部设有提升泵，提升管道的上方通过输送管路与地面储 矿池相连，所述水下空间探测器与远程测控站相连。

作为本发明的进一步改进：

所述水力吸矿装置包括高压喷嘴、格筛、集矿斗、软管以及潜水泵，高压喷嘴通过软管 与潜水泵相连，高压喷嘴装设于集矿斗下方的四周侧，集矿斗的顶端与提升管道相连通，集 矿斗的底部进口处设有格筛。

所述提升管道上套设有潜水泵固定板，潜水泵通过卡箍固定于潜水泵固定板上。

所述提升泵为潜水砂砾泵。

所述提升泵为空气泵，空气泵的下方连接有固液两相流提升管道，空气泵的上方连接有 固液气三相流提升管道，空气泵的侧面上设有压气管道。

所述提升管道通过拉绳与地面平台式钻塔相连，拉绳上装设有拉力传感器。

所述地面储矿池通过溢流排放管与竖井相连通。

所述提升管道与水力吸矿装置之间设有伸缩套。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：本发明的水下采矿方法及其装置，具有结构简 单紧凑、操作简便、安全性好、开采效率高、可适用于不排水地下矿采矿等优点，可为地质 条件差的矿藏提供一种安全性较好，环境友好的开采方法；同时也可用于煤矿的开采，特别 是我国南方地区目前无法开采的高粉尘煤矿，若不排水开采方法能成功用于该煤矿的开采， 由于井下无人，使恶性安全事故大为降低，对创建和谐社会和建设美好生活意义重大。

附图说明

图1是本发明水下采矿装置的结构示意图；

图2是本发明中水力吸矿装置的结构示意图；

图3是本发明具体实施例中空气泵的连接示意图。

图例说明：