[发明专利]一种深部硬岩矿体非爆破机械化智能开采方法

权利要求书

1.一种深部硬岩矿体非爆破机械化智能开采方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1，根据凿岩台车钻孔和孔内滚刀破岩触探数据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，根据S1中评价的矿岩可截割性结果，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，根据矿体可截割性的量化结果及分布情况，实时智能调控采矿机械的破岩方式及破岩参数，用于开采改善岩体可截割性后的硬岩矿体，实现非爆破机械化开采；

S4，根据非爆破机械化开采的实际开采表现，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，以S1至S4循环进行，并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，从而实现深部硬岩矿体非爆破机械化智能开采。

2.根据权利要求1所述的深部硬岩矿体非爆破机械化智能开采方法，其特征在于，所述破岩触探数据是通过凿岩台车钻孔过程中截割岩石获得的，其中，凿岩台车钻孔的排距为50cm-100cm、间距为50cm-100cm；

所述破岩触探数据包括破岩法向力、破岩切向力、截割深度和截割速度，通过所述破岩触探数据确定并量化矿岩的可截割性。

3.根据权利要求2所述的深部硬岩矿体非爆破机械化智能开采方法，其特征在于，所述凿岩台车的钻臂上安装有滚刀，在钻孔过程中，所述滚刀以确定的截割深度侵入矿体，以截割参数作为所述破岩触探数据传回到所述数字信息共享决策平台，形成待开采矿体可截割性云图。

4.根据权利要求3所述的深部硬岩矿体非爆破机械化智能开采方法，其特征在于，针对步骤S1中所识别出的所述难采矿岩，通过开挖诱导巷道、预钻卸压孔或者预开挖卸压槽的方法提高其可截割性；

当采用开挖诱导巷道的方法提高所述难采矿岩的可截割性时，会释放水平方向应力，造成垂直方向上的应力集中，从而使矿体内裂隙发育，形成开挖松动区，提高所述难采矿岩的可截割性；

当采用预钻卸压孔或者预开挖卸压槽的方法提高所述难采矿岩的可截割性时，破坏所述难采矿岩的完整性并释放应力，创造自由面和补偿空间，改善所述难采矿岩的可截割性；所述卸压孔排距为0.8m-1.5m、间距为0.8m-1.5m，所述卸压槽位于所述难采矿岩底部，宽度为50cm-100cm、高度为50cm-100cm。

5.根据权利要求4所述的深部硬岩矿体非爆破机械化智能开采方法，其特征在于，步骤S1中，采矿机械的所述破岩方式包括切削破岩、滚压破岩、冲击破岩或者水射流破岩，采矿机械的所述破岩参数包括刀具尺寸、刀具间距、截割角度、截割深度和截割速度。

6.根据权利要求5所述的深部硬岩矿体非爆破机械化智能开采方法，其特征在于，步骤S4中，非爆破机械化开采的所述实际开采表现包括破岩效率、工时利用率、矿石块度、粉尘情况以及刀具磨损情况。

7.根据权利要求6所述的深部硬岩矿体非爆破机械化智能开采方法，其特征在于，步骤S5中，所述数字信息共享决策平台对所述破岩触探数据、所述破岩参数和所述实际开采表现进行收集、储存、处理和反馈，综合管控S1至S4四个阶段。