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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Bergbausystem zum Abbau
von Minerallagerstätten
und genauer, aber ohne Einschränkung,
ein Bergbausystem, das eine Kombination von Tagebau und Untertagebau
mit Kurzstrebbau und Strebbau verwendet.
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Hintergrund
der Erfindung
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Konventionelle
Tagebausysteme haben verheerende Auswirkungen auf die Umwelt. In
hügeligen
oder bergigen Regionen wird Tagebau so durchgeführt, dass das Nutzholz entfernt
wird und dann das abzubauende Gebiet geklärt wird, ein bandförmiger Schnitt
ausgeführt
wird, um einen im Wesentlichen horizontalen Böschungsansatz auszubilden und
eine vertikale Böschung,
die das Flöz
der Minerallagerstätte,
die abgebaut werden soll, freilegt. Eine andere Technik ist, einfach
das gesamte Deckgebirge abzutragen um die darunter liegenden Minerale abzubauen.
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Untertagebausysteme
sind weniger schädigend
für die
Umwelt aber kostspieliger mit niedrigeren Abbauraten. Wenn Untertagebausysteme
verwendet werden, um Mineralien oder Kohlelagerstätten von
einem Mineralien- oder Kohlevorkommen 10 zu extrahieren,
wird das Vorkommen 10 in Abbaustrecken 12 aufgeteilt,
wie in 1 gezeigt, die so angelegt und entwickelt sind,
dass sie sowohl für Kurzstrebbau-
als auch für
Strebbauvorgänge
geeignet sind. Kohlevorkommen, die dem Abbau in nebeneinander liegenden,
parallelen Abbaustrecken zugänglich
sind (Abbaustrecken 1 bis 8, wie in 1 gezeigt)
sind am wünschenswertesten,
weil sie die Entwicklung der Abbaustrecken Feldentwicklung vereinfachen
und kürzere
Bewegungen der Geräte
erlauben. Wie zu sehen ist, sind die Abbaustrecken 12 im
Wesentlichen rechteckig geformt und weisen Abbaustreckenzutritte 14 (einen
Eingangseintritt und einen Endaustritt) auf, die sich entlang der
Länge erstrecken
und die alle an einem Ende durch Hauptzugänge 16 verbunden sind.
In modernen Bergbausystemen sind diese Abbaustrecken 12 so
entwickelt, dass in ihnen kontinuierliche Abbaueinheiten verwendet
werden können.
In modernen Strebbausystemen erstrecken sich die Abbaustrecken typischerweise
von 400 bis 1200 Fuß in
der Breite und von 4000 bis 15000 Fuß in der Länge. In modernen Kurzstrebbausystemen
erstrecken sich die Abbaustrecken üblicherweise in einem Bereich
von 100 bis 200 Fuß in
der Breite und von 2000 bis 4000 Fuß in der Länge. Förderung der Kohle oder anderer
sedimentierter Lagerstätten
beginnt an einem Ende der Abbaustrecke 12, dem Abbaustreckenbeginn 18,
um dann das Flöz
entlang des Abbaustoßes
oder der Wand in der Richtung, die durch den Pfeil 19 angegeben
ist, abgebaut zu werden.
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Bezugnehmend
nun besonders auf die 2 wird die Abbaustrecke 1 der 1 detaillierter als
die Abbaustrecke 20 gezeigt, die vordere Abbaustreckeneingänge 22a–c aufweist,
die zusammen als Abbaustreckeneingang 22 und Abbaustreckenausgänge 24a–c,
die zusammen als Ausgang 24, wie oben bezeichnet, bezeichnet
werden. Während
die Richtung des Abbaus in der Richtung, die durch den Pfeil 19 angezeigt
ist, durchgeführt
wird, findet das Fördern
oder Hobeln der Kohle immer von dem Eingang 22 zum Ausgang 24 in
der Richtung, die durch den Pfeil 25 angezeigt ist, statt,
sowohl für
Strebbau- als auch
für Kurzstrebbausysteme
statt, wie im Folgenden detailliert beschrieben wird. Ein Dreieingangserschließungssystem
verwendet die drei Haupteingänge 16a–c,
zusammen als Haupteingang 16 bezeichnet, die drei Abbaustreckeneingänge 22a–c und
die drei Abbaustreckenausgänge 24a–c, die
gemeinsam dazu verwendet werden, die notwendigen Luftwege und Rettungswege
und andere Funktionen bereitstellen. Das System erlaubt die Installation
von Förderband
und Fahrstrecke in der mittleren Abbaustrecke und ermöglicht es,
eine äußere Abbaustrecke
als Rückluftweg
zu verwenden. Dieses System ist komplex und teuer zu entwickeln
und ist wohlbekannt im Bergbau.
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Nach
der Erschließung
der Abbaustrecke 12 beginnt der Kurzstreb- oder Langstrebabbau
der Abbaustrecke 20, wie in 3 und 4 jeweils
gezeigt. Unter Bezugnahme auf 3 werden
das Strebbaugerät 30 und
die Bergleute durch Dachunterstützungen 32, 33 geschützt, die
so ausgelegt sind, dass sie den gewaltigen Drücken des Deckgebirges widerstehen
können.
Das Material, das die Mineralien enthält, wird von der Vorderseite
des Flöz durch
einen Hobel oder einen Schrämmer 34 des Strebbaugeräts 30 geschnitten
und fällt
auf ein gepanzertes Fördersystem
(nicht gezeigt) zum Transport zu einem Hauptfördersystem 36, das
seinerseits das Material zur Oberfläche befördert. Während nacheinander folgende
Schnitte entlang der Vorderseite des Flözes von dem Eingang 22 zum
Ausgang 24 in der Förderrichtung,
die durch den Pfeil 25 angezeigt wird, gemacht werden,
werden die Dachunterstützungen 32, 33 und
der gepanzerte Kettenförderer in
der Abbaurichtung, die durch den Pfeil 19 angegeben ist,
in das Flöz
hinein bewegt und erlauben dadurch, dass das Deckgebirge hinter
der Dachunterstützung 32, 33 kollabiert
oder einstürzt,
um etwas auszubilden, das als Bruch 38 locker gepackten
Materials bekannt ist. Die Dachunterstützungen 32, 33 bewegen
sich nicht nur in die Abbaurichtung, sondern sind verlängerbar,
wie es im Stand der Technik bekannt ist, wobei die Unterstützungen 32 in
der verlängerten
Konfiguration und die Unterstützungen 33 in
der zurückgezogenen
Konfiguration gezeigt sind.
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Bezugnehmend
auf die 4 sind eine Kurzstrebmaschine 40 und
die Bergleute ebenfalls durch Dachunterstützungen 42, 43 geschützt, die dazu
ausgebildet sind, die ungeheureren Deckgebirgsdrücke auszuhalten. Anders als
bei dem Strebabbausystem, der das Flöz parallel zu seiner Vorderseite
hobelt, fräst
ein Kurzstrebbauschneidekopf 44 der Kurzstrebmaschine 40,
der ungefähr
10 bis 12 Fuß in
der Breite aufweist, in eine Richtung, die im Wesentlichen rechtwinklig
zu dem Abbaustoß des Flöz ist und
lässt das
Material auf ein gepanzertes Kettenfördersystem (nicht gezeigt)
oder bewegliche Transportfahrzeuge zum Transport zu einem Hauptbeförderungssystem 46 transportieren,
das seinerseits das Material an die Oberfläche transportiert. Während nacheinander
folgende Schnitte entlang des Abbaustoßes des Flözes von dem Eingang 22 zum
Ausgang 24 in der Richtung des Abbaus, die durch den Pfeil 25 gekennzeichnet
ist, werden die Dachunterstützungen 42, 43 und
der gepanzerte Kettenförderer
in den Flöz
hinein bewegt in eine Richtung des Abbaus, die durch den Pfeil 19 angezeigt ist,
die dadurch ermöglichen,
dass das Deckgebirge hinter den Dachunterstützungen 42, 43 kollabiert oder
einstürzt
und den Bruch 48 ausbildet. Die Dachunterstützungen
bewegen sich nicht nur in der Abbaurichtung, wie bei den Dachunterstützungen 42a und 42 gezeigt,
sondern sind auch ausfahrbar, wie es aus dem Stand der Technik bekannt
ist, wobei Unterstützungen 42 in
der ausgefahrenen Konfiguration und Unterstützungen 43 in der
zurückgezogenen Konfiguration
gezeigt sind. Das Kurzstrebbausystem benötigt wesentlich weniger Kapitaleinsatz
und ist flexibler in der Handhabung der geologischen Bedingungen,
die entlang des Minerallagers variieren. Der einzige signifikante
Nachteil des Kurzstrebbausystems ist, dass die Abbaurate etwas geringer
ist als die eines Strebbausystems.
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Aus
dem oben gesagten sollte klar werden, dass das Hauptproblem, das
mit Untertagestreb- und Kurzstrebbausystemen einhergeht, die Kosten
und die Zeit sind, die mit der Erschließung und Entwicklung der Abbaustrecken
und der Bewegung jedes Systems von Abbaustrecke zu Abbaustrecke
untertage zusammenhängen,
um die gesamte Minerallagerstätte 10 zu
erschließen.
Die Bewegungen von Abbaustrecke zu Abbaustrecke resultieren in vielen
Tagen Verlustzeit und in hohen Kosten des Abbauvorganges. Die Eingangs-
und Ausgangsstrecken und die Belüftung,
die mit dem System verbunden sind, sind teuer. Auch die Zugangszeit
zu dem Abbaustoß des
Flözes
durch die Bergleute ist ebenfalls ein signifikanter Kostenfaktor,
der mit diesen Systemen verbunden ist.
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Darüber hinaus
schränkt
die Gesetzgebung (z. B. Clean Water Act) die Verwendung von Abfallgestein,
das durch großflächige Tagebausysteme
erzeugt wird, als Füllmaterial
ein, das an anderen Stellen entsorgt werden darf. Jüngste Gerichtsentscheidungen
haben entschieden, dass überschüssigem Abraum,
der durch Bergbauaktivitäten
erzeugt wird, Abfall ist und nicht dazu geeignet ist, als Füllmaterial verwendet
zu werden, das als Talfüllung
verwendet werden kann. Daher ist die Entsorgung von überschüssigem Abraum
ein deutliches Problem.
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Schließlich haben einige Abbauregionen
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Eigentumsbeschränkungen
in dem Sinne, dass nur eine Seite der Abbauregion durch Pacht oder
Eigentum kontrolliert wird, während
die andere Seite des Abbaugebiets nicht kontrolliert wird. Dies erzeugt
einen hohen Druck auf Bergleute, die wünschen, Minerallagerstätten unter
ihrer Kontrolle zu verwenden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum Abbauen von Minerallagerstätten wird
angegeben durch eine Kombination von Tagebau mit Untertage-Strebbau
(longwall mining) oder Untertage-Kurzstrebbau (shortwall mining)
Techniken. Genauer verwendet eine solche Vorrichtung und ein solches
Verfahren den Tagebau, um einen Böschungsansatz und eine Böschung herzustellen,
in die entweder Streb- oder Kurzstrebbaugeräte in das Flöz einer
Minerallagerstätte
eingeführt
werden können,
um ein fortlaufendes Abbauen ohne die Notwendigkeit der Entwicklung
separater Untertageabbaustrecken zu ermöglichen. Die Böschung,
die an der Stelle des Einsetzens ausgebildet ist, nämlich die
Einsetzungsböschung,
erstreckt sich zwischen gegenüberliegenden
Endböschungen,
die sich auf jeder Seite der Einsetzungsböschung und im Wesentlichen
parallel zur Richtung der Förderung
und senkrecht zur Richtung des Abbaus erstrecken. Ein kontinuierliches
Abbaugerät
wird verwendet, um einen Eingangsschnitt in das Flöz vorzunehmen,
der sich entlang der ganzen Länge
der Einsetzungsböschung
erstreckt. Dachunterstützungen
werden in den Eingangsschnitt, der durch das kontinuierliche Abbaugerät entlang
der Einsetzungsböschung
erzeugt wird, eingebracht und dann mit Abraum verfüllt, während sie
in den Eingangsschnitt hineingebracht werden, um eine Startpassage
auszubilden, die an beiden Enden durch ein Schutzdach abgedichtet
wird. Der Strebbau oder Kurzstrebbau beginnt innerhalb der Startpassage durch
Bewegung in jeder Richtung zwischen den gegenüberliegenden Endböschungen,
die als Endtore dienen und sowohl als Eingang als auch als Ausgang für das Abbausystem
dienen, abhängig
von der Richtung der Förderbewegung.
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Die
oben genannten Aufgaben werden gelöst, da das Abbausystem von
der Oberfläche
aus einfach eingesetzt, darauf zugegriffen und es entfernt werden
kann mittels stabiler, gegenüberliegender Böschungen
und einem Bereich eines Böschungsansatzes,
der durch Tagebau gebildet wird. Zusätzlich zur Verringerung der
Umzugszeit beseitigt eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren
nahezu die Fahrzeit der Bergleute zu dem Abbaustoß des Flözes und
beseitigt die Notwendigkeit, Abbaustrecken und Eingänge für die Abbaustrecken
zu entwickeln. Eingangs- und Ausgangszugänge und Belüftungszugänge sind alle viel einfacher
und effizienter, da sie an den gegenüberliegenden Böschungen oberhalb
des Bodens des Böschungsansatzes
ausgebildet sind, statt in Untertagebewegungen mit nachfolgenden
Passagen, die zwischen der Vorderseite des Flözes, den Dachunterstützungen
und dem Bruch ausgebildet sind, während der Abbau in das Flöz hinein
fortschreitet.
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Zusätzlich ist
der Abbauvorgang nicht auf eine Förderung vom Kopf zum Ende hin
beschränkt, sondern
kann angepasst werden, um sich vorwärts und rückwärts in beide Richtungen zwischen
den gegenüberliegenden
Böschungen
auf beiden Seiten des Sattels oder Berges zu bewegen, wobei das
gesamte Flöz
entlang der gesamten Länge
des Abbaustoßes
gewonnen wird. Dies beseitigt die Notwendigkeit zur Ausbildung von
Zugängen
und permanenten Dachunterstützungen
und vereinfacht die Belüftung des
Abbaustoßes.
Darüber
hinaus können
Dachunterstützungen
des Bergbausystems einfach hinzugefügt oder entnommen werden, um
Veränderungen
in der Breite der Vorderseite des gesamten Minerallagerdepots der
Minerallagerstätte
anzupassen. Die vorliegende Erfindung reduziert weiterhin das Volumen überschüssigen Abraums,
der als Resultat des Abbauvorgangs entsorgt werden muss.
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Beide
Seiten der Minerallagerstätte
müssen zugänglich sein,
um gegenüberliegende
Böschungen auf
beiden Seiten der Einsetzungsböschung
ausformen zu können.
Wenn beide Seiten nicht zugänglich sind,
beispielsweise blockiert durch eine entgegenstehende Eigentumslinie,
geologische Anomalien oder andere physikalische Barrieren, dann
wird ein kontinuierlicher oder einfacher Torzugang ausgebildet,
während
ein durchgehender Untertagetunnel oder -tor zum Ersetzen der gegenüberliegenden
Böschung
ausgebildet wird und als Endtor der nichtzugänglichen Seite der Minerallagerstätte in Übereinstimmung
mit den Grundlagen der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird.
Der einfache Torzugang dient entweder als Kopfzugang oder hinterer
Zugang für
das Abbausystem in der gleichen Weise, wie die gegenüberliegende
Böschung,
die dadurch ersetzt wird. Entsprechend den Grundlagen der vorliegenden
Erfindung beginnt das Kurzstrebbaugerät die Bildung des einfachen
Toreingangs durch Schneiden in den Endbereich der Einsetzungsböschung gegenüberliegend
der unzugänglichen
Seite der Minerallagerstätte,
um effektiv eine gegenüberliegende
Böschung
oder Vorderseite entlang der unzugänglichen Seite der Minerallagerstätte auszubilden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Ein
vollständigeres
Verständnis
des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann
erreicht werden durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung,
wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen, wenn sie in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen wahrgenommen werden, wobei:
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1 ist
eine Draufsicht auf eine beispielhafte Minerallagerstätte, die
in parallele Abbaustrecken aufgeteilt ist;
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2 ist
eine vergrößerte Draufsicht
auf einer der Abbaustrecken der Minerallagerstätte der 1;
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3 ist
eine vergrößerte Draufsicht
einer Teilansicht der Abbaustrecke der 2 Beginn
des Strebbaus;
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4 ist
eine vergrößerte Draufsicht
einer Teilansicht der Abbaustrecke der 2 nach dem Beginn
des Kurzstrebbaus;
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5 ist
eine vergrößerte Draufsicht
auf ein Abbausystem entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
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5a ist
eine Schnittdarstellung entlang der Linie 5A-5A der 5;
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6 ist
eine vergrößerte Draufsicht
auf das Abbausystem der 5 während einer einleitenden Einrichtungs-
und Geräteeinführungsphase
entsprechend einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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6a ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 6A-6A der 6;
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7a und 7b sind
jeweils Vorder- und Seitenansichten eines Ausführungsbeispiels eines Eingangsschutzdaches;
und
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8a und 8b sind
jeweils Vorder- und Seitenansichten eines Ausführungsbeispiels eines Ausgangsschutzdaches.
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9 ist
eine Draufsicht auf eine anfängliche Förderphase
entsprechend einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, die der anfänglichen Einrichtungs- und
Geräteeinrichtungsphase
der 6 folgt;
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9a ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 9A-9A der 9;
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10 ist
eine Draufsicht auf eine exemplarische einleitende Systemumkehrungsphase
entsprechend eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung, die der Eingangsförderphase der 9 folgt;
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10a ist eine Schnittansicht entlang der Linie
10A-10A der 10;
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11 ist
eine Draufsicht auf eine volle Förderphase
entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung, die der anfänglichen Systemumkehrungsphase
der 10 folgt;
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11a ist eine Schnittansicht entlang der Linie
11A-11A der 11;
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12 ist
eine Draufsicht auf eine Geräteentnahmephase
entsprechend einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, die auf die volle Förderphase der 11 folgt;
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12a ist eine Schnittansicht entlang der Linie
12A-12A der 12;
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13 ist
eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, die ein Strebbaugerät verwendet;
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13a ist eine Schnittansicht entlang der Linie
13A-13A der 13;
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14 ist
eine Draufsicht auf ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Bergabbausystems
entsprechend den Grundlagen der vorliegenden Erfindung;
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15 ist
eine Draufsicht auf das Abbausystem der 14 während einer
anfänglichen
Einrichtungs- und Geräteeinführungsphase
entsprechend eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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15a ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie
15A-15A der 15;
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16 ist
eine Draufsicht auf eine anfängliche
Förderphase
entsprechend einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, die der anfänglichen Einrichtungs- und
Geräteeinführungsphase
der 15 folgt;
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17 ist
eine Draufsicht auf eine anfängliche
Eintorausbreitungsphase entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung, die der anfänglichen
Förderphase
der 16 folgt;
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18 ist
eine Draufsicht auf eine anfängliche
Förderphase
der 16, die der Einfachtorausbreitungsphase der 17 folgt;
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19 ist
eine Draufsicht auf eine exemplarische, anfängliche Systemumkehrphase entsprechend
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, die der anfänglichen Förderphase der 18 folgt;
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19a ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie
19A-19A der 19;
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20 ist
eine Draufsicht auf eine volle Produktionsphase entsprechend einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, die der anfänglichen Systemumkehrphase
der 19 folgt; und
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21 ist
eine Draufsicht auf eine Geräteentnahmephase
entsprechend einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, die der vollen Produktionsphase der 20 folgt.
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Detaillierte
Beschreibung der vorliegenden Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein wirtschaftliches und bequemes Abbausystem
bereit, das dazu ausgebildet ist, Mineralablagerungen aus einer Minerallagerstätte mit
kleinsten Verlustzeiten zu entnehmen. Die Vorrichtung und das Verfahren
zum Gewinnen der Minerallagerstätten
wird angegeben durch Kombination von Tagebau mit Untergrundstrebbau-
oder Kurzstrebbautechniken. Genauer Bezug nehmend auf eine Minerallagerstätte 501 in 5 verwendet
das Abbausystem der vorliegenden Erfindung Tagebau, um eine stabile
Böschung 502 und
einen Böschungsansatz 503 um
die Minerallagerstätte
501 herum auszubilden, um ein Einführen des Abbausystems nach
Untertage zu ermöglichen. Der
Tagebau wird jedoch in unterschiedlichen Etappen ausgeführt, die
mit dem Abbaubereich A zwischen den Linien a und aN beginnen, dann
Abbau des Bereiches B, fortschreitend zu den Linien b und bN, gefolgt
von nachfolgenden Oberflächenkonturschnitten,
die in Schrittgrößen von
ungefähr
200 Fuß bis
500 Fuß für jeden
Abbaubereich bis zum Ende der Minerallagerstätte 501 fortschreiten.
Der Böschungsansatz 503 ist
typischerweise zwischen 80 und 100 Fuß breit.
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Bezug
nehmend ebenfalls auf 5a beginnt das Abbausystem durch
Tagebau mit einem anfänglichen
Oberflächenkonturschnitt
im Abbaubereich A durch Ausbildung eines Böschungsansatzes zur Unterstützung des
Abbaugerätes,
nämlich
des Böschungsansatzes 510 und
einer stabilen Böschung,
die das Einsetzen des Gerätes
in einen Flöz 504 der
Minerallagerstätte 501 untertage
ermöglicht, nämlich die
Einsetzungsböschung 520,
um einen kontinuierlichen Abbauvorgang ohne die Notwendigkeit der
Entwicklung separater Untertageabbaustrecken 12 (vgl. 1)
durchführen
zu können.
Obwohl ein Strebbau- oder Kurzstrebbausystem verwendet werden kann,
ist ein kontinuierlicher Kurzstrebbauvorgang detailliert dargelegt,
und ein Strebbauvorgang ist dargelegt (13 und 13a) in dem Umfang, in dem er sich von dem Kurzstrebbauvorgang unterscheidet.
Material, das aus dem anfänglichen Schnitt
in dem Abbaugebiet A ausgegraben wurde, wird an einem existierenden
Böschungsansatz
angelagert oder als überschüssige Abraumfüllung verwendet.
Die Höhe
der Einsatzböschung 520 kann
ungefähr
40 Fuß betragen
mit einer Sicherheitsböschung 530,
die oberhalb der Einsetzungsböschung 520 eingeschnitten
ist. Es ist wichtig, dass dieser anfängliche Schnitt so gerade wie
möglich
ausgeführt wird,
um jegliche Probleme mit dem Einführen der Geräte nach
Untertage zu vermeiden.
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Bezugnehmend
wiederum auf 5 wird die Einsetzungsböschung 520 im
Wesentlichen rechtwinklig zu der Richtung, in der der Abbau fortschreiten
wird, angelegt, wie durch den Pfeil M angedeutet und im Wesentlichen
parallel zu der Richtung der Mineralförderung, wie durch den Doppelpfeil
P angedeutet. Bezüglich
des Kurzstrebbaus werden die Fräser
des Kurzstrebbaugerätes
in eine Richtung orientiert sein, die im Wesentlichen senkrecht
zu dem Pfeil M ist. Der anfängliche
Oberflächenkonturschnitt
umfasst eine stabile Böschung
und einen Böschungsansatz
auf beiden Seiten des Plattformbereichs, also der Böschungsansatz 550 und
gegenüberliegende Böschung 555 auf
einer Seite und den Böschungsansatz 560 mit
gegenüberliegender
Böschung 565 auf der
anderen Seite. Die Einsatzböschung 520 erstreckt
sich zwischen den gegenüberliegenden
Erdböschungen 555, 565.
Obwohl das oben beschriebene System im Wesentlichen in die Richtung,
die durch den Pfeil M angegeben wird, geht, kann es in bestimmten
Situationen notwendig sein, die Richtung der Förderung P, die durch den Doppelpfeil
PN angegeben ist, so zu ändern,
dass der Förderpfad
so kurz wie möglich
ist. Die gegenüberliegenden
Erdböschungen 555, 565 sind
dennoch im Wesentlichen rechtwinklig zu der geänderten Richtung des Abbaus,
wie durch den Pfeil MN angedeutet. Es ist klar, dass dieses System
für Änderungen
in relativ jede Richtung ausgelegt ist und daher vollständig anpassbar
an die Veränderungen
des Mineralflözes 504 in einem
ausgewählten
Bereich ist. Da das System für eine
schnelle Verlagerung ausgebildet ist, kann der Anwender die Vorteile
des vorliegenden Systems erkennen.
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Wenn
sich das Abbausystem in den Mineralflöz 504 (5a)
hineinbewegt und wenn Veränderungen
in der Förderrichtung
in der Art und Weise, wie sie oben beschrieben ist, wenn sie notwendig sind
implementiert wurden, wird der Tagebau beim Fortschreiten der Förderung
fortgeführt,
bis das Ende des Mineralflözes 504 erreicht
ist. Der Tagebau bildet einen Entnahmeböschungsansatz 590 aus,
die ausgebildet wurde in Übereinstimmung
mit den Prinzipien, die oben bezüglich
des Einsetzungsböschungsansatzes 510 diskutiert
wurden. Eine Entnahmeböschung 540 wurde
ebenfalls geformt und ist hergestellt in Übereinstimmung mit der Einsetzungsböschung 520 und
gezeigt in 5a. Wenn das Abbaugerät seinen
letzten Schnitt durch das Mineralflöz 504 macht, wird
das Abbaugerät
aus der Minerallagerstätte 501 entfernt
auf eine Weise, die detaillierter weiter unten beschrieben ist.
Beachten Sie, dass nicht die gesamte Minerallagerstätte 501 abgefertigt werden
muss (das bedeutet, dass der Abbauvorgang beginnen könnte mit
einem Abbaugebiet A und dann in einem Abbaubereich Z fortfahren
kann, um jede Zerstörung
des Abbaubereichs X zu vermeiden, in Übereinstimmung mit üblichen
Abbaudesignverfahren).
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Es
wird nun Bezug genommen auf die 6 bis 12a. Im Allgemeinen sind unterschiedliche Phasen
des Abbausystems entsprechend den Grundlagen der vorliegenden Erfindung,
wie sie oben beschrieben ist und Verwendung beispielsweiser Kurzstrebbautechniken
gezeigt. Bezug nehmend insbesondere auf 6 ist eine
Draufsicht auf die anfängliche
Einrichtungs- und
Geräteeinführungsphase 600 eines
exemplarischen Kurzstrebbausystems gezeigt. Eine Plattformböschung 610 ist
zunächst
geformt nachdem der Mineralflöz 604 mittels
Tagebau abgebaut wurde in Übereinstimmung
mit den oben diskutierten Prinzipien. Eine Arbeitsplattform 615 für die Geräte wird
an einer Eingangsböschung 620 ausgebildet.
Wie oben beschrieben, umfasst der Tagebau eine stabile Böschung,
die auch als Endwand bezeichnet wird, und Böschungsbereiche auf beiden Seiten
der Arbeitsplattform 615 für die Geräte, also der Böschungsansatz 650 und
die Böschung 655 auf einer
Seite und der Böschungsansatz 660 und
die Böschung 665 auf
der anderen Seite. Die gegenüberliegenden
Böschungen 655, 665 in
dem Bereich, der abgebaut wird, dienen als Endtore und können sowohl
als Kopftor oder als Endtor, wie oben beschrieben, verwendet werden.
Dies ist ein wichtiger Vorteil, da die hier beschriebene Erfindung
die Notwendigkeit für
unabhängige
Kopftore oder Endtore, die bei Systemen des Standes der Technik
erforderlich sind, beseitigt, wodurch die Abbaukosten wesentlich
reduziert werden. Eine bewegliche Energieunterstation 670 kann
auf der Arbeitsplattform 615 für die Geräte angeordnet werden, um den
verschiedenen Teilen des Systems Energie zuzuführen.
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In
der Geräteeinführungsphase 600 führt ein kontinuierliches
Abbaugerät 645 anfängliche
Schnitte in das Mineralflöz 604 aus,
um einen Startzugang 680 auszubilden. Nachdem einige aufeinanderfolgende
Schnitte gemacht wurden, beginnend an dem Startzugang 680 und
sich bewegend von einer Böschung 655 zu
der gegenüberliegenden
Böschung 665,
wird eine Einsetzungspassage 685 ausgebildet. Ein Schildträger 672 kann
nun Dachunterstützungen 664 hinter
dem Bereich, der durch das kontinuierliche Abbaugerät 665 abgebaut
wurde, einsetzen. Die Dachunterstützungen 674 sind in
der Arbeitsplattform 615 für die Geräte gezeigt, nachdem sie in
den Startzugang 680 und die Startpassage 685 eingesetzt
wurden und ebenfalls bereit sind zum Einsetzen durch den Schildträger 672.
Ein Eingangsschutzdach 700 und ein Ausgangsschutzdach 800 werden
an den im wesentlichen gegenüberliegenden
Erdböschungen 655, 665,
wie sie durch die Einführungsböschung 620 definiert
werden, aufgebaut.
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Mineralabraum 720,
der während
der Bildung der Zugangsböschungsansätze 650, 666 ausgebildet
wurde, wird an und um die Dachunterstützungen 664 platziert,
um die Ausbildung der Startpassage 685 zu vollenden. Diese
Verwendung von überschüssigem Mineralabraum 720,
der die Startpassage 685 effektiv abgedichtet und einen
Belüftungsweg
innerhalb der Startpassage 685 ausbildet, beseitigt die Notwendigkeit,
den Abraum zu Entsorgungsorten zu transportieren. Diese nützliche
Verwendung des Abraums 720 stimmt mit neuerlichen Gerichtsentscheidungen überein,
insbesondere denen, die den Clean Water Act umfassen, durch Vorsehen
einer sofortigen Verwendung für
den Abraum 720, im Gegensatz zu älteren Systemen, die üblicherweise
den Abraum 720 als Talfüllung
verwenden. Entsprechend ist ein sofortiger Nutzen der vorliegenden
Erfindung, die Notwendigkeit für
Entsorgungsstellen zu eliminieren, durch Ablagern und Verwenden
des Abraums 720, der während
des Abbauvorganges erzeugt wurde.
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Bezugnehmend
nun auf die 6a wird eine Schnittdarstellung
der Phase 600 entlang der Linien 6A-6A der 6 gezeigt.
Die Arbeitsplattform 610 wird gezeigt, die unterhalb der
Einsatzböschung 620 für die Geräte geformt
ist. Eine Sicherheitsböschung 630 ist
gezeigt, die anschließend
an die Geräteeinführungsböschung 620 geformt
ist und das existierende Deckgebirge 601. Der Abraum 720 ist
gezeigt, der die Startpassage 685 angrenzend an die Dachunterstützungen 674 umschließt, während das
kontinuierliche Baugerät 665 (6)
Schnitte zwischen der Böschung 655 und
der gegenüberliegenden
Böschung 665 (6)
beendet. Der Abraum 720 erzeugt eine effektive Abdichtung
der Startpassage 685, die eine gute Belüftung der Startpassage 685 und
nachfolgender Schnitte in das Mineralflöz 604 ermöglicht.
Dachunterstützungen 674 sind
gezeigt in der Startpassage 685 anschließend an
das Mineralflöz 604 und
unterstützend
die Sicherungsböschung 430 in
dem Bereich neben der Geräteeinsatzwand 620.
Wie zu sehen ist, wurden die Dachunterstützungen 674 in den
Bereich vorgeschoben, der durch das kontinuierliche Abbaugerät 675 (6)
abgebaut wurde.
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Bezugnehmend
nun auf die 7a bis 7b und 8a bis 8b werden
das Eingangsschutzdach 700 und das Ausgangsschutzdach 800 jeweils
exemplarisch in Vorder- und Seitenansichten gezeigt. Die Aufstellung
des Eingangsschutzdaches und Ausgangsschutzdaches während des Abbauvorgangs
vereinfacht die Belüftung
während der
Verwendung der vorliegenden Erfindung und stellt einen bequemen
Ort zum Einsetzen und Entnehmen des kontinuierlichen Abbaugerätes 665 bereit
und stellt weiterhin einen sicheren Zugang und Ausgang in den Abbaubereich
bereit, wie er durch die Main Safety and Health Administration (MSAH)
gefordert ist. Entsprechend ist es bevorzugt, dass sowohl das Eingangsschutzdach 700 als
auch das Ausgangsschutzdach 800 einen Luftstrom zwischen
dem Eingangsschutzdach 700 und dem Ausgangsschutzdach 800 erlauben,
um die Belüftung
des Bereiches zwischen dem Eingangsschutzdach und dem Ausgangsschutzdach
zu vereinfachen.
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Das
Eingangsschutzdach 700 umfasst ein Dach 750, das
vorzugsweise aus Stahlplatten besteht, Unterstützungspfeiler 755,
die mit dem Dach 750 verbunden sind und wenigstens eine
Tür 760 zum
Verschließen
des Schutzdaches 700. Die Tür 760 kann mit dem
Eingangsschutzdach 700 über Scharniere 765 oder
andere angemessene Verbindungsmittel verbunden sein. Ein Fundament 770 ist mit
den Pfeilern 755 gegenüberliegend
dem Dach 750 verbunden. Ein Abbauriemen 775 kann
mit den Türen
verbunden sein und sich entlang des Fundaments 770 erstrecken,
um eine Luftabdichtung während
der Verwendung zu ermöglichen,
um eine gute Belüftung
zu ermöglichen.
Das Ausgangsschutzdach 800 umfasst ein Dach 812,
das vorzugsweise Stahlplatten umfasst, ein Fundament 814 und
Pfosten 816, die das Dach 812 mit dem Fundament 814 verbinden.
In bestimmten bevorzugten Ausführungsbeispielen
sind die Pfosten I-Träger
aus Stahl. Gleichfalls können
das Dach 812 und das Fundament 814 I-Träger sein
zur strukturellen Stabilität.
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Obwohl
dies nicht ausdrücklich
gezeigt ist, kann das Ausgangsschutzdach Türen in der oben beschriebenen
Weise umfassen. Weil das Eingangsschutzdach 700, Ausgangsschutzdach 800 und
Abraum 720 (6 und 6a) eine
effektive Luftabdichtung erzeugen, können das Eingangsschutzdach 700 und,
wenn dies verlangt wird, das Ausgangsschutzdach 800 mit
einem umkehrbaren Belüftungsgebläse versehen
sein, so dass die Richtung der Belüftung entsprechend der Abbaurichtung
umgekehrt oder reorientiert werden kann. Das Belüftungsgebläse wird detailliert weiter
unten beschrieben.
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Bezug
nehmend nun auf die 9 wird eine Draufsicht auf eine
anfängliche
Förderphase 900 gezeigt,
die der anfänglichen
Einrichtungs- und Geräteeinführungsphase 600 des
exemplarischen Abbausystems der 6 nachfolgt,
gezeigt. In der anfänglichen
Förderphase 900 ist
die Startpassage 685 (nicht gezeigt) fertiggestellt und
Abraum 720 wurde auf die oben beschriebene Weise angeordnet,
um eine Luftabdichtung zwischen den im Wesentlichen gegenüberliegenden
Böschungen 655, 665 zu
erreichen. Ein Belüftungsgebläse 910 ist
gezeigt, das mit dem Eingangsschutzdach 700 verbunden ist,
um den Fräsbereich
zwischen dem Eingangsschutzdach 700 und dem Ausgangsschutzdach 800 effektiv
zu belüften.
Ein Fördersystem 920 ist
gezeigt an einem Ende der Deckenunterstützung 674 zum Fördern des
abgebauten Materials zum Ausgangsschutzdach 800 und ist
verbunden mit einem zweiten Fördersystem 930 zum
Transportieren des abgebauten Materials zu einer außerhalb
liegenden Halde 940. Das Eingangsschutzdach 700 und
Ausgangsschutzdach 800 sind vorgerückt entlang der Außenseite
des Mineralflözes 604 bezüglich der 6 gezeigt,
aber ein solches Vorrücken
ist nicht erforderlich während
dieser Phase 900. Das kontinuierliche Abbaugerät 875 fährt in das
Mineralflöz 604 und
bewegt sich von einer Böschung 655 zur
gegenüberliegenden
Böschung 665. Die
Dachunterstützungen 674 hinter
dem kontinuierlichen Abbaugerät 665 schreiten
von der Böschung 655 in
die Richtung, die durch den Pfeil M angedeutet ist, fort, nachdem
das kontinuierliche Abbaugerät 665 in
das Mineralflöz 604 in
Richtung der Böschung 665 fortgefahren
ist in der Richtung, die durch den Pfeil P1 um
eine erste Abbaustrecke 950 auszubilden. Das kontinuierliche
Abbaugerät 665 kann
einen Ausleger 960 oder etwas ähnliches aufweisen, um das
abgebaute Material dem Transportsystem 920 zuzuführen. Der
Abraum 720 wurde entlang der gegenüberliegenden Böschungen 655, 665 sofort
hinter dem Eingangsschutzdach 700 und dem Ausgangsschutzdach 800 angeordnet,
nachdem sie vorgerückt
sind und dadurch Abdichten der Startpassage 685.
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Bezug
nehmend nun auf die 9a ist eine Schnittdarstellung
der Phase 900 entlang der Linie 9A-9A der 9 gezeigt.
Der Abraum 720 ist gezeigt, der die Dachunterstützungen 674 umfasst,
um die Ausbildung einer Luftabdichtung entlang der Geräteeinsetzungsböschung 620 und
zwischen den gegenüberliegenden
Böschungen 655, 665 zu
vereinfachen, was ermöglicht,
dass das Belüftungsgebläse 910 (nicht
gezeigt) effektiv den Bereich zwischen dem Eingangsschutzdach 700 und
dem Ausgangsschutzdach 800 (9) belüftet, während die
erste Abbaustrecke 940 ausgeformt wird.
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Bezug
nehmend nun auf die 10 wird eine Draufsicht auf
die zweite Förderphase 1000 gezeigt,
die der anfänglichen
Förderphase 900 der 9 folgt.
In dieser Phase 1000 stürzt
ein "Bruch" 1010 lockeren
Materials hinter den Dachunterstützungen 674 ein.
Das kontinuierliche Abbaugerät 675 ist
durch das Mineralflöz 604 hindurchgeführt worden,
zu dem Ausgangsschutzdach 800 und dem Endtorbereich gegenüberliegend
der Böschung 665, um
die erste Abbaustrecke 950 zu vollenden. Das Abbaugerät 665 wird
dann umgedreht, wie durch die durchbrochene Linie R gezeigt, und
tritt wiederum in das Mineralflöz 604 ein
für einen
zweiten Förderschnitt
in die Richtung des Pfeils P2. Da die Abbaugeräte an der
Böschung 655 nicht
entnommen werden und neu positioniert werden müssen aufgrund der Innovation
der vorliegenden Erfindung, können
signifikante Kosteneinsparungen und Anstiege der Effizienz realisiert
werden als Resultat der Beseitigung von Verlustzeiten, der Verringerung
von Personal und dem existierenden Ort zum Beginnen des zweiten Förderschnittes,
wie durch den Pfeil P2 gezeigt. In Übereinstimmung
mit diesen Vorteilen wurde das Ausgangsschutzdach 800 von
der Position A zur Position B bewegt, um den ersten Förderschnitt
(10 und 10a)
durch das Mineralflöz 604 zu
berücksichtigen.
Die Dachunterstützungen 674 hinter
dem kontinuierlichen Abbaugerät 665 wurden
in das Mineralflöz 604 in
der Richtung, die durch den Pfeil M angezeigt ist, bewegt, um das
Dach in dem Bereich hinter dem kontinuierlichen Abbaugerät 675 zu
unterstützen.
Das Belüftungsgebläse 910 wird
umgekehrt beim Wiedereintritt des kontinuierlichen Abbaugeräts 665,
um die Belüftung
in der richtigen Richtung zu vereinfachen. Abraum 720 wird
weiterhin entlang der gegenüberliegenden
Erdböschungen 655, 665 in dem
Bereich hinter den Vordächern 700, 800 abgelagert,
um das Luftdichtung aufrecht zu erhalten.
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Bezug
nehmend nun auf die 10a ist eine Schnittansicht
der zweiten Förderphase 1000 entlang
der Linie 10A-10A der 10 gezeigt. Die ursprüngliche
Luftabdichtung, die durch den Abraum 720 gebildet wurde,
ist in der gleichen Position bezüglich
der Geräteeinführböschung gezeigt,
jedoch ist der Bruch 1010 gezeigt, der hinter den Dachunterstützungen 674 kollabiert
ist. Das Zusammenstürzen des
Bruchs 1010 hinter den Dachunterstützungen 674 vereinfacht
weiterhin die Ausbildung einer Luftabdichtung zwischen dem Eingangsschutzdach 700 und
dem Ausgangsschutzdach 800 gegenüberliegend dem Mineralflöz 604,
wenn das kontinuierliche Abbaugerät 675 betätigt wird.
In dieser Beziehung wird erkannt werden, dass eine Entfernung des Deckgebirges
nicht notwendig ist, da das Deckgebirge einstürzt, um den Bruch 1010 zu
formen, wobei Schichten oberhalb des Bruchs 1010 verbogen
werden oder brechen, aber nicht vollständig einstürzen und dabei die Notwendigkeit
beseitigt wird, Teile des Deckgebirges abzutransportieren, die bei
früheren Systemen
entfernt wurden. Dies in Verbindung mit der fortschreitenden Verwendung
des Abraums 720, während das
kontinuierliche Abbaugerät 675 in
das Mineralflöz 604 eintritt,
resultiert in den großen
Verminderungen des Umwelteinflusses trotz des vollständigen oder
beinahe vollständigen
Entnehmen des abgebauten Materials.
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Bezug
nehmend nun auf die 11 wird eine Draufsicht auf
eine kontinuierliche Förderphase 1100,
die der zweiten Förderphase 1000 der 10 folgt,
gezeigt. Das kontinuierliche Abbaugerät 675 ist deutlich
in das Mineralflöz 604 zu
diesem Zeitpunkt der Phase 1100 eingetaucht in der Richtung,
die durch den Pfeil M angedeutet wird. Förderung findet statt in der
Richtung der Linie, die durch den Pfeil Px angedeutet
ist, die eine weitere Abbaustrecke 1150 durch das Mineralflöz 640 bildet.
Abraum 720 wurde verwendet, um die Geräteeinsetzungsböschung 620 angrenzend
an die Arbeitsplattform 615 zum Einsetzen der Geräte und entlang
der gegenüberliegenden Böschungen 655, 665 bis
zu den Schutzdächern 700, 800 aufzufüllen, um
eine Rekultivierung des Abbaubereichs mit kleinstem Umwelteinfluss
zu ermöglichen.
Das Auffüllen
wird fortgeführt
während
das kontinuierliche Abbaugerät 675 weiter
in das Mineralflöz 604 eintaucht.
Zum Beispiel wird in dieser Phase 2100 Abraum 720 entlang
gegenüberliegenden
Böschungen 655, 665 abgelagert,
um die Ausbildung des Luftdichtung zu vereinfachen und zum Ablagern des
Füllmaterials
und dabei eine Rekultivierung in kurzen 200 Fuß bis 500 Fuß langen
Sektionen zu ermöglichen,
um annäherungsweise
die ursprüngliche Kontur
ohne Erzeugung von Abfall herzustellen. Entsprechend sind jüngste gesetzgeberische
und Gerichtsentscheidungen, die die Arten des Abfalls beschränken, nicht
länger
anwendbar auf die vorliegende Erfindung im Gegenteil zu früheren Systemen.
Die vorliegende Erfindung berücksichtigt
daher nicht nur den Abfall durch Entfernung des Deckgebirges durch Zusammenstürzen in
Bruch in der Abbaustrecke 685, 950, 1150,
die durch das kontinuierliche Abbaugerät 675 geformt werden,
sondern berücksichtigt
auch erzeugten Abraum 720 durch Bereitstellen einer Ablagerung
und Verwendung, die die Abbaueffizienz und Förderung verbessert. Das Eingangsschutzdach 700 und
Ausgangsschutzdach 800 wurden jeweils entlang der im Wesentlichen
gegenüberliegenden
Böschungen 655, 665 des
Mineralflözes 604 bewegt. Der
Bruch 1010 wurde aufgrund des Abraumkollapses ausgeformt
und nicht durch Entfernen und Auffüllen, wie in früheren Systemen
erforderlich in den Bereichen hinter der Dachunterstützung 674,
die kürzlich
durch das kontinuierliche Abbaugerät 675 abgebaut wurden
und dadurch wesentlich weniger Umwelteinfluss aufweisen, als frühere Systeme.
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Bezug
nehmend nun auf die 11a ist eine Schnittdarstellung
der fortschreitenden Förderphase 1100 entlang
der Linie 11A-11A der 11 gezeigt. Der Bruch 1010,
der das Material repräsentiert,
das nicht während
des Abbauvorgangs entfernt wurde, wird in dem Bereich hinter der
Dachunterstützung 674 als
zusammengestürzt
gezeigt. Das kontinuierliche Abbaugerät 675, die Dachunterstützungen 674, und
das Transportsystem 920 sind gezeigt während sie in das Mineralflöz 604 in
der Richtung, die durch den Pfeil M angedeutet ist, eingeführt sind.
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Bezug
nehmend nun auf die 12 ist eine Draufsicht auf eine
Geräteentnahmephase 1200,
die der kontinuierlichen Förderphase 1100 der 11 folgt,
gezeigt. In der Entnahmephase 1200 hat das kontinuierliche
Abbaugerät 675 eine
Geräteentnahmeböschung 540 erreicht,
die sich neben einem Geräteentnahmebereich 590 zwischen
einem Endtor 1210 und Endtor 1220 erstreckt. Die
Vordächer 700, 800 sind
zu den Endtoren 1210, 1220 vorgerückt, um bei
Belüftung
und Entnahme und Repositionierung des kontinuierlichen Abbaugeräts 675 zu
unterstützen.
Während
dieser Phase 1200 führt
das kontinuierliche Abbaugerät 675 seinen
letzten Schnitt durch den übrig
bleibenden Bereich des Mineralflözes 604 (nicht
gezeigt) und tritt aus dem Mineralflöz 604 durch das Ausgangsschutzdach 800 aus.
Die Ausrichtung des letzten Schnittes kann umgekehrt sein abhängig von
der Größe des Mineralflözes 604 und der
Position des kontinuierlichen Abbaugerätes 675 in dem vorletzten
Schnitt. Der Bruch 1010 ist vollständig zusammengefallen und füllt die
verbleibenden Abbaustrecken auf und Abraum 720 wird weiterhin verwendet,
um die gerade abgebauten Bereiche zu Rekultivieren. Schichten oberhalb
des Bruch 1010 können
brechen und sich verbiegen, doch stürzen sie nicht vollständig ein.
Tatsächlich
zeigt die äußere Oberfläche des
Deckgebirges, wenn sie von der Oberfläche aus betrachtet wird, wenig
oder kein Zeichen der Abbauvorgänge
Untertage, die in Übereinstimmung
mit den Grundlagen der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde.
Die Energieunterstation 670 wurde vorgerückt zusammen
mit dem kontinuierlichen Abbaugerät 675, um eine gleichmäßige Stromversorgung
des System zu ermöglichen.
Es kann klar gesehen werden, dass die Entfernung des kontinuierlichen
Abbaugerätes 675 erreicht
werden kann mit wenig Aufwand aufgrund der Position des Eingangsschutzdachs 700,
Ausgangsschutzdachs 800 und den Verfahren, wie sie oben
beschrieben sind. Große Kosteneinsparungen
und Verbesserungen der Produktionseffizienz sind daher erreichbar
mit wenig oder keinem Umwelteinfluss.
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Bezug
nehmend nun auf 12a ist eine Schnittdarstellung
der Phase 1200 entlang der Linie 12A-12A der 12 gezeigt.
Die Dachunterstützungen 675 sind
gezeigt, die die Geräteentnahmeböschung 640 unterstützen und
Sicherheitsböschung 1230 während des
letzten Schnittes und Entfernung des kontinuierlichen Abbaugeräts 675,
des Förderers 920 und
der Dachunterstützungen 674.
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Bezug
nehmend nun auf die 13 wird eine Draufsicht auf
einen ersten Förderschnitt 1300 für ein beispielsweises
Strebbausystem gezeigt. Wie oben beschrieben, teilt das Strebbausystem
viele Ähnlichkeiten
mit dem Kurzstrebbausystem, das oben beschrieben wurde. Beispielsweise
wird vor dem ersten Förderschnitt 1300 eine
Arbeitsplattform 1310 zunächst geformt, nachdem das Mineralflöz 1304 mittels
Tagebau abgebaut wurde in Übereinstimmung
mit den oben diskutierten Prinzipien. Eine Arbeitsplattform 1315 für Geräte ist ausgebildet
an einer Einsetzungsböschung 1320.
Wie oben beschrieben, umfasst der Tagebau eine stabile Böschung 1320,
einen Böschungsansatz
auf beiden Seiten der Arbeitsplattform 1315 für die Geräte, also
eine Böschung 1350 und
eine gegenüberliegende
Böschung 1355 auf
der einen Seite und der Böschungsansatz 1360 und
die gegenüberliegende
Böschung 1365 auf der
anderen Seite. Die gegenüberliegenden
Böschungen 1355, 1365 in
dem Bereich, der abgebaut wird, dienen als Endtore und können sowohl
als Kopftor oder als Endtor, wie oben beschrieben, dienen, für das Abbausystem
entsprechend der Richtung der Förderbewegung.
Dies ist ein wichtiger Vorteil, da die hier beschriebene Erfindung
die Notwendigkeit unabhängiger
Kopftore oder Endtore, die von früheren Systemen gefordert wurden,
eliminiert, wodurch die Abbaukosten wesentlich reduziert werden. Eine
Energieunterstation 1370 kann in dem Bereich 1315 der
Arbeitsplattform errichtet werden, um Energie unterschiedlichen
Teilen des Systems zur Verfügung
zu stellen.
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Vor
dem ersten Förderschritt 1300 des
Strebbausystems macht ein kontinuierliches Abbaugerät 1375 erste
Schnitte in das Mineralflöz 1304,
um einen Startzugang 1380 auf die Weise, die oben beschrieben
wurde bezüglich
des Kurzstrebbausystems zu formen. Nachdem mehrere aufeinanderfolgende
Schnitte gemacht wurden, beginnend an dem Startzugang 1380,
sich bewegend von einer gegenüberliegenden
Böschung 1355 zu
der anderen gegenüberliegenden
Böschung 1365,
ist eine Einsetzungspassage 1385 ausgeformt. Dachunterstützungen 1374 werden
hinter dem Bereich, der abgebaut wurde, durch das Strebbaugerät 1375 in
der oben beschriebenen Weise platziert. Ein Eingangsschutzdach 1390 und
ein Ausgangsschutzdach 1392 werden an den im Wesentlichen
gegenüberliegenden Böschungen 1355, 1365 angeordnet,
wie sie durch die Einsetzböschung 1320 definiert
sind.
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Abraum 1395,
der während
der Bildung der Zugangsböschungen 1350, 1360 erzeugt
wurde, wird an und um die Dachunterstützungen 1374 gelagert,
um die Ausbildung der Startpassage 1385 zu vollenden. Diese
Verwendung von überschüssigem Abraum 1395,
die die Startpassage 1385 effektiv abgedichtet und einen
Belüftungsweg
innerhalb der Startpassage 1385 ausbildet, eliminiert die
Notwendigkeit, den Abraum 1395 an Entsorgungsorte zu transportieren.
Diese nützliche
Verwendung des Abraums 1395 entspricht jüngsten Gerichtsentscheidungen,
insbesondere solchen, die den Cleanwater Act umfassen, durch Vorsehen
einer sofortigen Verwendung des Abraums 1395 im Gegensatz
zu früheren
Systemen, die den Abraum 1395 üblicherweise als Talfüllung entsorgen.
Entsprechend ist ein sofortiger Nutzen der vorliegenden Erfindung,
die Notwendigkeit für
Entsorgungsorte zu eliminieren durch das Ablagern und Verwenden
des Abraums 1395, der während
des Abbauprozesses erzeugt wird.
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In
dem ersten Förderschnitt 1300,
nachdem die Startpassage 1385 erzeugt wurde in der oben
beschriebenen Art und Weise, wird ein Strebbaugerät 1375 in
die Startpassage 1385 gesetzt und fährt fort, in das Mineralflöz 1304 in
Richtung, die durch den Pfeil M1 angedeutet
ist, zu schneiden, aber in kleineren Schritten, als in dem kontinuierlichen
Abbaugerät,
das oben beschrieben wurde in das Mineralflöz 1304. Die Förderung
findet statt in einer Richtung, die durch den Pfeil P1 angegeben
ist. Bohrermeißel
des Strebbaugeräts 1375 sind
in einer Richtung parallel zu M1 orientiert.
Während
nacheinander folgende Schnitte in das Mineralflöz 1304 eingebracht
werden, werden die Dachunterstützungen 1374 in
die gerade abgebauten Bereiche vorgerückt. Belüftung ist vorgesehen durch
die Verwendung eines Belüftungsgebläses 1397,
das mit dem Eingangsschutzdach 1390 verbunden ist. Belüftung findet
daher statt zwischen den gegenüberliegenden
Böschungen 1355, 1365 beginnend
an dem Endtor 1398 und fortschreitend in Richtung des Endtors 1399.
Es ist klar, dass die Belüftungsrichtung
umgekehrt werden kann, abhängig von
den Umständen.
Da das Strebbaugerät 1075 beim
Erreichen des Endtors 1399 den Fressbereich des Mineralflözes 1304 nicht
verlassen muss, können,
nachdem der erste Förderschnitt 1300 fertiggestellt
wurde, weitere Schnitte gemacht werden, wodurch die Verlustzeiten
herabgesetzt werden können aufgrund
der Eliminierung des Umziehens von Geräten.
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Bezug
nehmend nun auf 13a ist eine Schnittansicht
des ersten Förderschnittes 103 entlang
der Linie 13A-13A der 13 gezeigt. Die Arbeitsplattform 1310 ist
gezeigt, die unterhalb der Geräteeinführungsböschung 1320 ausgeformt
ist. Eine Sicherheitsböschung 1330 ist
gezeigt, die anschließend
an die Geräteeinsetzungsböschung 1320 geformt
ist und der existierende Deckgebirge 1301. Abraum 1395 ist
gezeigt, der den Startzugang 1385 anschließend an
die Dachunterstützungen 1374 umschließt, während das
Strebbaugerät 1375 Schnitte zwischen
der Böschung 1355 und
der gegenüberliegenden
Böschung 1365 (13)
vervollständigt.
Der Abraum 1395 bildet eine effektive Versiegelung der Startpassage 1385 aus,
die eine gute Belüftung
der Startpassage 1385 ermöglicht und daraufhin folgende
Schnitte in das Mineralflöz 1304.
Dachunterstützungen 1374 sind
gezeigt in der Startpassage 1385 neben dem Mineralflöz 1304 und
unterstützend
die Sicherheitsböschung 1330 in
dem Bereich neben der Geräteeinsetzungsböschung 1320.
Wie zu sehen ist, sind die Dachunterstützungen 1374 in einen
Bereich vorgerückt,
der von dem Strebbaugerät 1375 abgebaut
wurde.
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Bezug
nehmend wiederum auf die 5 und 5a verwendet
das gezeigte Abbausystem den Tagebau um die stabile Böschung 502 und
die Arbeitsplatte 503 um die gesamte Minerallagestätte 501 herum
auszubilden, um das Einbringen und Herausnehmen des Abbausystems
Untertage zu ermöglichen.
Es ist jedoch klar, dass sowohl die Einsetzungsböschung 520 als auch
die Entnahmeböschung 540 ein
Ausführungsbeispiel
einer Einsetzungs/Entnahmetechnik zur Verwendung mit dem Tagebauabbau
sind, die die stabile Böschung 502 um den
Rest der Minerallagerstätte 501 ausbilden,
der letztlich die gegenüberliegenden
Böschungen 555, 565 ausformt.
Jede Einsetzungs- oder Entnahmetechnik kann verwendet werden anstatt
der Einsetzungsböschung 520 oder
der Entnahmeböschung 540.
Beispielsweise kann der Startzugang 18, der oben beschrieben
ist, verwendet werden als die Einsetzungstechnik in Verwendung mit
den Haupttoren 16 zur Entnahme, wie in 2 gezeigt.
Beide Seiten der Minerallagerstätte 501 bleiben
zugänglich
für den Tagebau,
um die gegenüberliegenden
Böschungen 555, 565 auf
jeder Seite der Einsetzungs- und/oder Entnahmeorte in Übereinstimmung
mit den Grundlagen der vorliegenden Erfindung auszuformen.
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Obwohl
beide Seiten der Minerallagerstätte 501 zugänglich sein
müssen,
um die gegenüberliegenden
Erdböschungen
oder Endwände 555, 565 auszubilden,
ist es möglich,
dass eine Seite der Minerallagerstätte 501 nicht zugänglich ist,
da sie durch entgegenstehende Eigentumsverhältnisse, geologische Anomalien
oder andere physikalische Barrieren blockiert ist. Wenn eine Seite
nicht zugänglich
ist als Resultat einer solchen Barriere, dann ist ein dauerhafter
oder einzelner Torzugang ausgebildet als ein Untertagetunnel oder
eine Passage, die die gegenüberliegende
Böschung
ersetzt und als Endtor für
eine nicht zugängliche
Seite der Minerallagerstätte 501 dient
in Übereinstimmung
mit den Grundlagen der vorliegenden Erfindung, wie sie in 14 gezeigt
ist. Diese alternative Ausführungsform
des Bergbausystems verwendet Tagebau auf einer Seite der Minerallagerstätte 1401,
um eine stabile Böschung 1402 und eine
Arbeitsplattform 1403 in Übereinstimmung mit den Grundlagen
der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben ist, auszubilden.
In dieser Ausführungsform
jedoch ist die Minerallagerstätte 1401 nicht
zugänglich
von der anderen Seite resultierend aus einer physikalischen Barriere,
die durch die gestrichelte Linie PB angezeigt ist. Daher ist ein
durchgängiger
oder Einzeltorzugang ausgebildet als durchgängiger Untertagetunnel oder
Passage, die die gegenüberliegende
Böschung
ersetzt und die als Endtor für
die nicht zugängliche
Seite der Minerallagerstätte 1401 entlang
der Linie PB in Übereinstimmung
mit den Grundlagen der vorliegenden Erfindung bildet.
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Das
Bergbausystem der vorliegenden Erfindung verwendet Tagebau, um die
stabile Böschung 1402 und
die Arbeitsplattform 1403 um die zugängliche Seite der Minerallagerstätte 1401 auszubilden, um
ein Einsetzen des Bergbausystems Untertage zu ermöglichen
von dieser Seite der Lagerstätte 1401 aus.
Der Einfachtorzugang funktioniert entweder als Kopftor oder als
Endtor für
das Bergbausystem auf die gleiche Weise, wie die dadurch ersetzte
gegenüberliegende
Böschung.
Daher dienen sowohl die Böschung 1402 und
die Eintorpassage als Endtore für das
Bergbausystem. Das Bergbausystem beginnt durch Verwendung von Tagebau
und Abbau des Bereichs A zur Ausbildung einer Arbeitsplattform zur Unterstützung der
Abbaugeräte,
der Plattform 1410 und einer stabilen Einsetzungsböschung 1420,
wie oben beschrieben. Entsprechend der Grundlagen der vorliegenden
Erfindung beginnt ein kontinuierliches Kurzstrebbaugerät die Ausbildung
des Einfachtorzugangs durch Schneiden in den Endbereich der Einsetzungsböschung 1420 neben
der nicht zugänglichen
Seite der Minerallagerstätte
an einem Toreinsetzungspunkt X. Die Wand des Tunnels gegenüberliegend
der Eigentumsbarriere PB funktioniert effektiv als die andere gegenüberliegende
Böschung
entlang der nicht zugänglichen
Seite der Minerallagerstätte 1401,
die hiernach als gegenüberliegende
Torwand 1404 bezeichnet wird. Der Tagebau auf der zugänglichen
Seite wird in Schritten durchgeführt,
die oben beschrieben sind beginnend mit dem Abbaubereich A zwischen
den Linien A und A',
dann Abbau des Bereiches B fortschreitend zu den Linien b und b' gefolgt bei nachfolgendem
Tagebaustätten
die in Schritten von ungefähr
200 Fuß bis
500 Fuß für jedes
Abbaugebiet bis zum Ende der Minerallagerstätte 1401 fortgeführt wird.
Daher bildet das kontinuierliche Kurzstrebbaugerät die gegenüberliegende Torwand 1404 und
ein Arbeitsbereich 1405 macht die unzugängliche Seite der Minerallagerstätte 1401 zugänglich gemäß der Grundlagen
der vorliegenden Erfindung, so dass sowohl Kurzstrebbau als auch
Strebbau erreicht werden kann, wie im Wesentlichen oben beschrieben
und genauer unten beschrieben.
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Die
Einsetzungsböschung 1420 ist
im Allgemeinen senkrecht zu der Richtung, in der der Abbau fortschreiten
wird, wie sie durch den Pfeil M angezeigt ist und im Allgemeinen
parallel zu der Richtung des Mineralabbaus, wie durch den Doppelpfeil
P gezeigt. Der anfängliche
Tagebauschnitt umfasst die stabile Böschung 1402, den Böschungsansatzbereich 1403 auf
der zugänglichen
Seite des Arbeitsplattformbereichs 1410, also dem Böschungsansatz 1450 und
der gegenüberliegenden
Böschung 1455 auf
der einen Seite, während
das Kurzstrebbaugerät (nicht
gezeigt) die Arbeitsplattform 1460 mit der gegenüberliegenden
Torwand 1465 ausbildet auf der nicht zugänglichen
Seite des Plattformbereichs 1410 auf dem Toreinsatzpunkt
X. Die Einsatzböschung 1420 erstreckt
sich zwischen der gegenüberliegenden
Böschung 1455 und
der gegenüberliegenden Torwand 1465,
die beide als Endtore entsprechend der vorliegenden Erfindung dienen.
Obwohl das System, wie es oben beschrieben ist, gewöhnlich in
der Richtung, die durch den Pfeil M gezeigt ist, fortschreitet,
kann es in gewissen Situation notwendig sein, die Richtung der Förderung
P, wie sie durch den Doppelpfeil P' angedeutet ist, so zu ändern, dass
der Förderpfad
so kurz wie möglich
ist, wie oben beschrieben. Die gegenüberliegende Böschung 1455 und
die Torwand 1465 sind dennoch im Allgemeinen rechtwinklig
zu der veränderten
Richtung des Abbaus, wie durch den Pfeil M' gezeigt.
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Während das
Bergabbausystem in das Mineralflöz
vorstößt, wenn Änderungen
in der Förderrichtung
auf die oben beschriebene Weise implementiert werden, wenn es notwendig ist,
werden Tagebau und Eintorabbau weiterhin fortgeführt während des Fortschreitens der
Förderung,
bis das Ende des Mineralflözes
erreicht ist am Ende der Minerallagerstätte 1401. Der Tagebau
formt eine Austrittsplattform 1490, die in Übereinstimmung
mit den Prinzipien, die oben diskutiert wurden, bezüglich der
Arbeitsplattform 1410 ausgebildet wird und eine Geräteentnahmeböschung 1440 in Übereinstimmung
mit den Techniken, die verwendet werden, um die Einsetzungsböschung 1420 auszubilden.
Wenn das Abbaugerät
seinen letzten Schnitt durch das Mineralflöz macht, wird das Abbaugerät aus der
Minerallagerstätte 1401 auf
die Weise, die unten detailliert beschrieben ist, entfernt.
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Bezug
nehmend nun auf die 15 bis 21 im
Allgemeinen sind unterschiedliche Phasen zur Verwendung des Bergabbausystems
entsprechend den Grundlagen der vorliegenden Erfindung, wie sie
bezüglich
der 14 beschrieben wurde und unter Verwendung von
Kurzstrebbautechniken. Bezug nehmend genauer auf die 15 ist
eine Draufsicht auf die anfängliche
Einrichtungs- und Geräteeinführungsphase 1500 für ein beispielsweises
Kurzstrebbausystem gezeigt zum Abbau einer Minerallagerstätte 1501 mit
einem Mineralflöz 1504 (siehe 15a, eine Schnittdarstellung entlang der Linie 15A-15A
der 15). Eine Arbeitsplattform 1510 ist zunächst geformt
nach dem Tagebau den Mineralflöz 1504 in Übereinstimmung
mit den oben diskutierten Grundlagenabgebaut hat. Eine Plattform 1515 für die Geräte ist an
einer Einsetzungsböschung 1520 ausgeformt.
Wie oben beschrieben, bildet der Tagebau eine stabile Böschung und
Arbeitsplattformbereich auf einer Seite der Plattform 1515 für die Geräte, also die
Arbeitsplattform 1550 und die Böschung 1555. Die Böschung 1555 in
dem Bereich, der abgebaut wird, dient als Endtor und kann entweder
als Kopftor oder als Endtor wie oben beschrieben verwendet werden.
Dies ist ein wichtiger Vorteil, da die hierin beschriebene Erfindung
die Notwendigkeit unabhängiger
Kopftore oder Endtore, wie sie durch Systeme des Standes der Technik
erforderlich sind, eliminiert, wodurch die Abbaukosten wesentlich
reduziert werden können.
Eine Energieunterstation 1570 kann in dem Bereich 1515 für die Geräte vorgesehen
werden, um Energie für
unterschiedliche Teile des Systems bereit zu stellen.
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In
der Geräteeinsetzungsphase 1500 macht ein
kontinuierliches Abbaugerät 1575 anfängliche Schnitte
in das Mineralflöz 1404,
um einen Startzugang 1580 auszubilden. Nachdem mehrere
aufeinander folgende Schnitte gemacht wurden, beginnend an dem Startzugang 1580 und
sich bewegend von einer Böschung 1555 in
einen Bereich nahe der Eigentumsgrenze PB, ist eine Startpassage 1585 geformt. Ein
Schildträger 1572 setzt
Dachunterstützungen 1573 hinter
dem Bereich, der mittels des kontinuierlichen Abbaugeräts 1575 abgebaut
wurde, ein, wie in der Position bei 1574 gezeigt. Ein bewegliches Schutzdach 1590 und
ein stationäres
Schutzdach 1595 sind an der Böschung 1555 und dem
Bereich X nahe der Eigentumsgrenze PB am anderen Ende der Einsetzungsböschung 1520 angeordnet.
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Abraum 1525,
der während
der Bildung der Zugangsplattform 1515 gebildet wurde, wird
an und um die Dachunterstützungen 1574 angeordnet,
um die Ausbildung der Startpassage 1585 abzuschließen. Diese
Verwendung von überschüssigem Abraum 1525,
die effizient die Startpassage 1585 abgedichtet und einen
Belüftungspfad
in der Startpassage 1585 ausbildet, eliminiert die Notwendigkeit,
den Abraum 1525 zu Entsorgungsorten zu transportieren. Diese
nützliche
Verwendung des Abraums 1525 stimmt mit den jüngsten Gerichtsentscheidungen, insbesondere
diesen die den Clean Water Act, wie oben beschrieben umfassen, einher.
Das bewegliche Schutzdach 1590 und das feste Schutzdach 1595 sind ähnlich denen,
die oben detailliert beschrieben wurden.
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Bezug
nehmend nun auf die 16 ist eine Draufsicht auf eine
anfängliche
Förderphase 1600 entsprechend
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung gezeigt, die der Geräteeinführungsphase der 15 folgt.
In der anfänglichen
Förderphase 1600 wurde
die Startpassage 1585 fertiggestellt und Abraum 1525 wurde
auf die oben beschriebene Art und Weise abgelagert, um eine Luftabdichtung
zwischen der Böschung 1555 und dem
abgebauten Bereich neben dem festen Schutzdach 1595 zu
versiegeln. Ein Belüftungsgebläse 1610 ist
gezeigt, das mit dem stationären
Schutzdach 1595 verbunden ist, um den Schnittbereich zwischen dem
beweglichen Schutzdach 1590 und dem festen Schutzdach 1595 effektiv
zu belüften.
Ein Transportsystem 1620 ist gezeigt an einem Ende der
Dachunterstützungen 1574 zum
Transportieren abgebauten Materials zu dem beweglichen Schutzdach 1590 und ist
verbunden mit einem zweiten Fördersystem 1630 zum
Transportieren des abgebauten Materials an eine äußere Halde 1640. Das
bewegliche Schutzdach 1590 ist vorwärts bewegt entlang der Außenseite
des Mineralflözes 1504 (nicht
gezeigt) gezeigt bezüglich
der 15, aber solches Vorschieben ist nicht notwendig
während
dieser Phase 1600. Das kontinuierliche Abbaugerät 1575 dringt
in das Mineralflöz 1504 ein
und bewegt sich von der Böschung 1555 zu
dem Bereich nahe dem stationären
Schutzdach 1595. Die Dachunterstützungen 1594 hinter dem
kontinuierlichen Abbaugerät 1575 stoßen von der
Böschung 1555 in
die Richtung, die durch den Pfeil M angedeutet ist, vor, nachdem
das kontinuierliche Abbaugerät 1575 in
das Mineralflöz 1504 vorgerückt ist
in Richtung des Bereichs nahe dem festen Schutzdach 1595 in
der Richtung, die durch den Pfeil P1 angedeutet
ist, bis es die Toreinsetzungsposition X erreicht und dadurch die
erste Abbaustrecke 1585 fertig stellt. Das kontinuierliche
Abbaugerät 1575 kann
einen Ausleger 1650 oder etwas ähnliches haben, um abgebautes
Material dem Transportsystem 1620 zuzuführen. Der Abraum 1520 wurde
entlang der Böschung 1555 abgelegt
in dem direkten Bereich, der vorgehend abgebaut wurde während der Ausbildung
der Startpassage 1585 und hinter dem beweglichen Schutzdach 1590 nachdem
des vorgerückt
wurde und dadurch Verschließen
und Versiegeln der ersten Abbaustrecke 1585. Ein Schaufel 1660 und
Dachsieb 1670 sind gezeigt, die in dem Plattformbereich 1515 für die Geräte angeordnet sind,
zur Verwendung in dem Bereich nahe des stationären Schutzdachs 1595.
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Bezug
nehmend nun auf 17 ist nun eine Draufsicht auf
den ersten Schritt für
eine exemplarische Endtorabbauphase 1700 entsprechend einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung gezeigt, die der anfänglichen Förderphase 1600 der 16 folgt.
Wenn das Abbaugerät 1575 das
Ende des ersten Förderschnittes
am Ende des stationären Schutzdachs 1595 erreicht,
wird er um 90° gedreht und
im Wesentlichen parallel zu der Eigentumsgrenze PB und vorwärts bewegt
in eine Richtung, die durch den Pfeil M1 beschrieben
ist, um einen Eintorzugang 1710 auszubilden. Der Eintorzugang 1710, der
durch das Abbaugerät 1575 ausgebildet
wird, umfasst einen Boden oder einen Plattformbereich 1760 und
eine neu geformte Torwand 1765, die sich entlang der Pfade
erstreckt, die jeweils durch 1560 und 1565 bezeichnet
sind, wenn das Abbaugerät 1575 in
die Richtung des Pfeils M1 sich bewegt,
um eine Einzeltorpassage 1775 zu formen. Der Einzeltorzugang 1710 kann
um 20 Fuß in
der Breite und einer Ausdehnung von 12 bis 18 Fuß in das Mineralflöz 1504 sein.
Während
das Abbaugerät 1575 in
das Mineralflöz 1504 schneidet,
stößt es Material
auf die Schaufel 1660, die direkt hinter dem kontinuierlichen Abbaugerät 1575 angeordnet
ist, aus. Ein batteriegetriebenes Zuggerät kann vorgesehen sein anstelle der
Schaufel 1660, sollten dies die Umstände erfordern. Die Schaufel 1660 fährt dann
fort, um das herausgeschnittene Material auf den Förderer 1620 zum Entfernen
zu werfen.
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Bezug
nehmend nun auf 18 ist eine Draufsicht auf eine
zweite Förderphase 1800,
die dem ersten Schritt der Eintorabbauphase 1700 der 17 folgt,
gezeigt. Nachdem der Eintorzugang 1710 geformt ist, entfernt
sich das kontinuierliche Abbaugerät 1775 rückwärts von
der Vorderseite des Eintorzugangs 1710 und dreht sich um
90°, so
dass das Abbaugerät 1575 in
die Richtung, die durch den Pfeil P2 angedeutet
ist, um den Abbau in der entgegengesetzten Richtung fortzuführen. Das
Gebläse 1610 in
dem stationären
Schutzdach 1595 dreht die Richtung um, um Luft in Richtung
des beweglichen Schutzdachs 1590 (nicht gezeigt) zu blasen
und daher die Systemumkehrung in der gleichen Weise wie oben beschrieben,
zu unterstützen.
Das kontinuierliche Abbaugerät 1575 fährt dann
fort durch das Mineralflöz 1504 zu
dem beweglichen Schutzdach 1590, wobei abgebautes Material
auf das Transportband 1620 ausgestoßen wird. Vor der Rückkehr des
kontinuierlichen Abbaugerätes 1575 tritt
das Dachsieb 1670 in den Eintorzugang 1710 ein
und verriegelt das Dach des Eintorzugangs 1710 zur Unterstützung. Obwohl
es nicht eindeutig in dieser Figur gezeigt wird, kann eine Reihe
von Brücken
auf der Seite des Eintorzugangs 1710 in der Nähe des Mineralflözes 1504 und
einem abgebauten Bereich angeordnet werden, um zusätzliche
Unterstützung
für den
Eintorzugang 1710 hinzuzufügen und eine "Brechlinie" vorzugeben, um ein
einheitliches und kontrolliertes Zusammenstürzen des Bruchs (vgl. 9)
nahe dem Eintorzugang 1710 zu ermöglichen. Die Schaufel 1660 wird
an einen bequemen Ort für
zukünftige
Verwendung gebracht, wie der Arbeitsplattformbereich 1515 für die Geräte.
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Bezug
nehmend nun auf die 19 ist eine Draufsicht auf eine
exemplarische Anfangsphase der Systemumkehr 1900 entsprechend
eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung gezeigt, die der zweiten Förderphase 1800 der 18 folgt. Wenn
das kontinuierliche Abbaugerät 1575 die
Böschungsseite 1555 des
Mineralflözes 1604 (siehe 19a) erreicht, wie es in der Position 1575' gezeigt ist,
tritt das kontinuierliche Abbaugerät 1575' aus dem beweglichen Schutzdach 1590 aus
und dreht sich dann herum, wie durch die gestrichelte Linie R gezeigt.
Das kontinuierliche Abbaugerät 1575 beginnt
dann zurückzuschneiden
durch die Vorderseite des Mineralflözes 1504 in der Richtung,
die durch den Pfeil P3 angedeutet ist in
Richtung der Torwand 1765. Das Gebläse 1610 wird wiederum
umgedreht, so dass eine gute Vorderseitenbelüftung Untertage erreicht wird.
Nachdem dieser zweite volle Vorderseitenschnitt durchgeführt wurde,
wird der Eintorzugang 1710 in die Richtung, die durch den
Pfeil M2 angedeutet wird, fortgeführt, um
die Eintorpassage 1710 (siehe 20) auszubilden.
Bruch 1910 ist gegenüber
den Dachunterstützungen 1574 gezeigt, während er,
wie oben beschrieben und weiter unten detaillierter beschrieben,
zusammenstürzt.
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Bezug
nehmend nun auf die 20 ist eine Draufsicht auf eine
fortschreitende Förderphase 2000 gezeigt,
die der Systemumkehrphase 1900 der 19 folgt.
Nachdem das kontinuierliche Abbaugerät 1575 wesentlich
in das Mineralflöz 1504 (nicht
gezeigt) in der Richtung, die durch den Pfeil M angedeutet wird,
wird die Förderung
fortgeführt
durch Hin- und Zurückbewegung
wie gezeigt, zum Beispiel in der Richtung der Linie, die durch den
Pfeil Px angedeutet ist, und Formung einer
weiteren Abbaustrecke 2050 durch das Mineralflöz 1504 (nicht
gezeigt). Abraum 1525 wurde verwendet, um die Geräteeinsetzungsböschung 1520 neben
dem Arbeitsplattformbereich 1515 für die Geräte und entlang der Böschung 1555 aufzufüllen bis
zu dem Bereich, der gerade erst abgebaut wurde, um eine Urbarmachung
des Abbaubereiches mit kleinstmöglichem
Umwelteinfluss zu ermöglichen.
Das Auffüllen
wird fortgeführt,
während das
Abbaugerät 1575 weiter
in das Mineralflöz 1504 hineinfährt. Zum
Beispiel wurde in dieser Phase 2000 der Abraum 1525 entlang
der Böschung 1555 abgelegt,
um die Ausbildung einer Luftdichtung zu erleichtern und um das Füllmaterial
dadurch abzulegen und dadurch zu ermöglichen, dass ein Wiederherstellen von
kurzen 200 bis 500 Fuß langen
Abschnitten möglich
ist, um die originale Kontur anzunähern, ohne Abfall zu generieren.
Entsprechend neuerlichen legislativen und judikativen Entscheidungen,
die die Typen von Abfall beschränken,
werden durch die vorliegende Erfindung umgangen, anders als bei
früheren
Systemen. Die vorliegende Erfindung eliminiert den Abfall durch
Entfernung des Deckgebirges, da der Bruch 910 einfach zusammenstürzt in den
Abbaustrecken 1585, 2050, die durch das kontinuierliche Abbaugerät 1575 gebildet
sind und verwendet auch den Abraum 1525, um die Kontur
der Landschaft wieder herzustellen, wodurch auch die Abbaueffizienz und
die Förderung
verbessert wird.
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Das
bewegliche Schutzdach 1590 wurde entlang der Böschung 1555 bewegt
und eine Einfachtorpassage 1775 wurde in der Richtung,
die durch den Pfeil M angedeutet ist, vorgetrieben, um damit fortzufahren,
die gegenüberliegende
Torwand 1765 zu formen. Der Bruch 1910 wurden
aufgrund des Abraumzusammensturzes geformt eher als durch Entfernung
und Auffüllen,
die in den früheren Systemen
in den Bereichen hinter den Dachunterstützungen 1574 nach
dem durch das kontinuierliche Abbaugerät 1575 abgebaut wurde,
und dadurch signifikant weniger Schaden der Umwelt zugeführt wird, als
in früheren
Systemen. Brücken 2010 sind
an der Torwand 1775 installiert, um die Eintorzugangspassage 1775 zu
unterstützen,
während
der Bruch 1910 geformt wird, wie oben beschrieben.
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Bezug
nehmend nun auf die 21 ist eine Draufsicht auf eine
Entnahmephase 2100 der Geräte gezeigt, die der fortgeführten Förderphase 2000 der 20 folgt.
In der Entnahmephase 2100 hat das kontinuierliche Abbaugerät 1575 eine
Geräteentnahmeböschung 2110 erreicht,
die an einem Geräteentnahmebereich 2120 zwischen
dem Ende der Böschung 1555 und
dem Ende der Torwand 1765 gebildet ist, erreicht. Das bewegliche
Schutzdach 1590 wurde vorgeschoben, um die Belüftung und
Entfernung und Repositionierung des kontinuierlichen Abbaugerätes 1575 zu
unterstützen.
Während
dieser Phase 2100 macht das kontinuierliche Abbaugerät 1575 seinen
letzten Schnitt durch das Mineralflöz 1504, während es
von der Torwand 1765 kommt und von der Böschung 1555 durch
das bewegliche Schutzdach 1590 austritt. Die Richtung des
letzten Schnittes kann umgekehrt sein abhängig von der Größe des Mineralflözes 1504 und
der Position des kontinuierlichen Abbaugerätes 1575 in dem vorletzten
Schnitt. Der Bruch 1910 ist vollständig zusammengestürzt und
füllt die
verbleibenden Abbaustrecken auf, außer der Einfachtorpassage 1775,
die weiterhin durch die Brücken 2010 unterstützt ist
und Abraum 1525 wird weiterhin vollendet, um den zuletzt abgebauten
Bereich zu rekultivieren. Schichten oberhalb des Bruchs 1910 können brechen
oder verbiegen, aber stürzen
nicht vollkommen zusammen. Tatsächlich,
wenn von der Oberfläche
betrachtet, zeigen externe Oberflächen des Deckgebirges wenig
oder keine Zeichen der Untertageabbauvorgänge, die in Übereinstimmung
mit den Grundlagen der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden.
Es kann einfach gesehen werden, dass die Entfernung des kontinuierlichen
Abbaugerätes 1575 einfach
erreicht werden kann mit wenig Aufwand aufgrund der Anordnung des
Eingangsschutzdachs 1590 und den oben beschriebenen Verfahren.
Große
Kosteneinsparungen und Vergrößerungen
der Produktionseffizienz sind daher erreichbar mit wenig bis keinem
Einfluss auf die Umwelt.
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Die
vorliegende Erfindung entsprechend der 5 bis 13 bietet
viele Vorteile gegenüber
den früheren
Bergbausystemen. Diese umfassen Vorteile gegenüber konventioneller Untertagestrebbau/Kurzstrebbausysteme
und Vorteile gegenüber
konventionellen Tagebauvorgängen.
Bezüglich
der konventionellen Untertagestrebbau/Kurzstrebbausysteme operiert
das Abbausystem der vorliegenden Erfindung von fortgesetztem Oberflächenzugang
und benötigt
keine Feldformation, Kopftor- und Endtorzugänge, Shuttlefahrzeuge, Dachverstrebungen, Schaufel
und einen Personentransporter. Geschätzte Kapitalkostenverminderungen
von 25 bis 30% gegenüber
den konventionellen Strebbausystemen und um 15 bis 20% Reduktion
gegenüber
konventionellen Kurzstrebbausystemen bei gleicher Produktionskapazität können realisiert
werden. Zweitens, direkt proportional zur Reduktion der Geräteanforderungen,
die oben besprochen wurde, ist eine Reduktion in Personalanforderungen,
die in einer geschätzten Personalkostenreduktion
von 30 bis 40% gegenüber konventionellen
Strebbausystemen und ungefähr
20 bis 30% gegenüber
konventionellen Kurzstrebbausystemen äquivalenter Produktionskapazität beträgt. Drittens,
aufgrund der Reduktion in Personalanforderungen wird die Anfahrtszeit
zu den Mineralflözen
reduziert und die Eliminierung von Umzügen resultiert in einer 10
bis 15%-igen Erhöhung
der Förderung. Endlich
durch die einzigartige und neue Kombination von Tagebau- und Untertagebautechnologien
und der Eliminierung von Untertagezugängen kann die vorliegende Erfindung
nahezu 100 der Mineralressourcen entnehmen, eine gewaltige Verbesserung gegenüber den
typischen 75% bis 85% Entnahme, die mit konventionellen Strebbau-
und Kurzstrebbausystemen erreicht wird.
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Verglichen
mit konventionellen Tagebauvorgängen
für die
Ausführungsformen,
die in 5 bis 13 beschrieben sind, sind ähnliche
Verbesserungen in Effizienz und Förderung realisiert. Als erstes
erfordert die vorliegende Erfindung eine relativ kleine Böschungsfläche aufgrund
der relativ kleines Erdbewegungsgerät verwendet wird verglichen
zu dem größeren Gerät, das in
konventionellen Tagebauoperationen verwendet wird. Zweitens sind
die Personalanforderungen wesentlich reduziert aufgrund der Reduktion
der Geräteanforderungen
verglichen zu den konventionellen in großem Umfang betriebenen Tagebauvorgängen, die
in ungefähr
10 bis 20% Personalkostenreduktion gegenüber konventionellen Tagebausystemen äquivalenter
Förderkapazität und Ressourcenentnahmepotential.
Dies resultiert in einer proportionalen Erhöhung der Förderkapazität (auf einer Tonnen pro Mannstundebasis)
von ungefähr
10 bis 20%. Viertens, weil die vorliegende Erfindung ungefähr 100 der
Mineralressourcen gewinnen kann, bis dies äquivalent zur Ausbeutung, die
durch in großem
Umfang durchgeführte Bergspitzenentfernungen
erreicht werden kann und signifikant besser als die üblichen
65 bis 85% Ausbeutung, die in konventionellen Oberflächen/Gewinnungsbohrer-
oder Oberflächen/Böschungsabbausystem.
Schließlich,
aufgrund der kleinen Oberflächenanforderung
der Förderböschung,
die nachfolgend vollständig
regeneriert wird um die originale Kontur anzugleichen, ist die Oberflächenbeeinträchtigung
und die damit verbundenen Umwelteinflüsse signifikant kleiner als
die, die mit typischen in großem Umfang
ausgeführten
Oberflächenabbau
(speziell bei Deckgebirgeabtrag) Vorgängen. So eine Verbesserung
resultiert in ungefähr
70% Reduktion der Beeinträchtigung
der Oberfläche
verglichen mit Deckgebirgeentfernungsvorgängen.
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Bezüglich der
Ausführungsform,
die in den 15 bis 21 beschrieben
sind, sind ähnliche Vorteile
erreicht. Diese umfassen ebenfalls Vorteile verglichen mit konventionellen
Untertagestrebbau-/Kurzstrebbausystemen und Vorteile verglichen mit
konventionellen Tagebauoperationen. Bezüglich konventioneller Untertagestrebbau-/Kurzstrebbausystemen,
operiert das Abbausystem der vorliegenden Erfindung von kontinuierlichem
Oberflächenzugang
aus und benötigt
daher keine Feldformation und keinen Personaltransport. Geschätzte Kapitalkostenreduktionen
von ungefähr
15% bis 25% gegenüber konventionellen
Strebbausystemen und ungefähr
10 bis 20% Reduktion gegenüber
konventionellen Kurzstrebbausystemen äquivalenter Förderkapazität können realisiert
werden. Zweitens, direkt proportional zur Reduktion der Geräteanforderungen,
die oben diskutiert wurden, ist eine Reduktion der Personalanforderungen,
die in einer geschätzten
Personalkostenreduktion von ungefähr 25 bis 30% gegenüber konventionellen
Strebbausystemen und ungefähr
15 bis 20% gegenüber
konventionellen Kurzstrebbausystemen äquivalenter Förderkapazität beträgt. Drittens,
aufgrund der Reduktion der Personalanforderungen, wird die Einfahrzeit
zu dem Mineralflöz
und die Eliminierung von Umzügen
in ungefähr
10 bis 15% Anstieg der Förderung
resultieren. Schließlich, durch
die einzigartige und neue Kombination von Tagebau- und Untertagebautechnologien
und die Eliminierung von Untertagezugängen, kann die vorliegende
Erfindung der 15 bis 21 nahezu
90 bis 95% der Mineralressourcen gewinnen, eine große Verbesserung
gegenüber
den typischen 75 bis 85% Ausbeutung, die in konventionellen Strebbau-
und Kurzstrebbausystemen erreicht werden.
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Verglichen
mit konventionellen Tagebauoperationen kann für die Ausführungsform, die in den 15 bis 21 beschrieben
ist, ähnliche
Effizienzvergrößerungen
und Förderverbesserungen
realisiert werden. Erstens, benötigt
die vorliegende Erfindung eine relativ kleine Böschungsfläche aufgrund der relativ kleines
Erdbewegungsgerät
verglichen mit dem größeren Gerät, das in
konventionellen Tagebauoperationen benötigt wird, benötigt. Zweitens sind
die Personalanforderungen wesentlich reduziert aufgrund der Reduktion
der Geräteanforderungen verglichen
mit üblichen
in großem
Umfang durchgeführten
Tagebauoperationen, die in einer Reduktion von 10 bis 15% der Personalkosten
gegenüber
konventionellen Tagebausystemen äquivalenter
Förderkapazität und Ressourcenausbeutungspotential
resultiert. Dies resultiert in einem proportionalen Anstieg der
Förderleistung
(in einer Tonnen pro Mannstundebasis) von ungefähr 10 bis 15%. Viertens, da die
vorliegende Erfindung ungefähr
90 bis 95% Ausbeutung der Mineralressourcen erreicht, ist dies äquivalent
zu einer Ausbeutung, die bei in großem Umfang durchgeführter Entfernung
einer Bergspitze erreicht wird und signifikant besser, als die üblichen
65 bis 85% Ausbeute, die in konventionellen Oberflächen/Gewinnungsbohrer-
oder Oberflächen/Böschungsabbausystemen
erreicht werden. Schließlich,
aufgrund der kleinen Oberflächenanforderung für die Böschung,
die nachfolgend vollständig
wieder hergestellt wird, um die originale Kontur anzugleichen, ist
die Oberflächenstörung und
damit verbundene Umwelteingriffe signifikant geringer, als diese, die
mit typischen in großem
Umfang ausgeführten Tagebau
(speziell mit Entfernung des Deckgebirges) Operationen. Diese Verbesserungen
resultieren in ungefähr
einer 70%-igen Reduktion der totalen Störung der Oberfläche verglichen
mit Deckgebirgeentfernungsoperationen. Insgesamt machen die Ausführungsformen,
die in 15 bis 21 gezeigt
sind, den Abbau viel einfacher, insbesondere, wenn Eigentumszonen
den Bergbauer davon abhalten, die Ausführungsbeispiele der 15 bis 13 zu
verwenden.
-
Andere
Vorteile umfassen die Eliminierung der Notwendigkeit für große Talfüllungen
und Sedimentierteiche. Falls Sprengungen notwendig sind, kann die
Anzahl und die Größe der Sprengungen
wesentlich reduziert werden. Sicherheit wird sichergestellt durch
die Verwendung der Dachunterstützungen,
Vordächer,
Dachverstrebungen, Brücken
und anderer Abschirmungen.
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Wichtig
ist, dass Bundesgesetzgebung (z. B. der Clean Water Act) und Gerichtsentscheidungen Bedenken
gegen viele Bergbauer in der Industrie geäußert haben aufgrund von neben
anderen Dingen, Beschränkungen,
die sich auf den Abfallabtransport auf Abbaugebieten beziehen. Die
vorliegende Erfindung bietet ein wirtschaftliches, effizientes und
hochproduktives System, das mit der Bundesgesetzgebung und Gerichtssystemen
konform geht aufgrund kleinen oder keinem Umwelteinfluss in dem
Abbaubereich. Dies wird durch die oben diskutierten Grundlagen erreicht,
mit besonderer Betonung auf der Eliminierung nicht verwendeten Abraums,
der in der vorliegenden Erfindung dazu verwendet wird, ein Luftdichtung
auszubilden und die äußere Oberfläche der
Mine wieder herzustellen. Dies wird weiterhin erreicht durch das
Zusammenstürzen
der Bruch hinter dem Langwand- oder Kurzstrebbaugerät, das die Notwendigkeit
der Entfernung der Bruch nach dem Abbauen eliminiert. Schließlich ist
es wichtig darauf hinzuweisen, dass das System der vorliegenden
Erfindung diese Ziele und Vorteile erreicht, ohne die Sicherheit
der Bergleute zu beeinträchtigen.
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Die
vorliegende Beschreibung ist die von bevorzugten Ausführungsbeispielen
zur Implementierung der Erfindung und der Umfang der Erfindung soll nicht
notwendigerweise durch diese Beschreibung eingeschränkt werden.
Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist stattdessen durch die
folgende Ansprüche
definiert.
-
Zusammenfassung
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Ein
Verfahren zum Gewinnen von Minerallagerstätten in einem Mineralvorkommen
(1501), wobei ein Bereich von einer abfallenden Oberfläche aus zugänglich ist
und der übrige
Bereich nicht zugänglich
ist, wird beschrieben. Die abfallende Oberfläche wird abgebaut, um einen
Böschungsansatz
(1515) und eine Böschung
herzustellen, um den Zugang zu dem Mineralvorkommen um den zugänglichen
Bereich herum zu ermöglichen.
Eine Oberfläche
wird in der Böschung
geformt, um eine Einsetzungsböschung
(1520) zwischen einer Endböschung, die sich von der Einsetzungsböschung aus
erstreckt und dem nicht zugänglichen
Bereich (PB) des Mineralvorkommens auszubilden. Ein Startzugang
(1580) wird ausgebildet, um in das Mineralvorkommen über die
gesamte Länge
der Einsetzungsböschung
von der Endböschung
bis zu dem nicht zugänglichen
Bereich des Mineralvorkommens (1501) einzuschneiden. Dachunterstützungen
werden in den Startzugang eingeschoben, wobei Abraum zugefügt wird,
um eine Startpassage auszubilden von der Endböschung aus zu dem nicht zugänglichen
Bereich des Mineralvorkommens. Strebbau und Kurzstrebbautechnologien werden
dann verwendet, um das Mineralvorkommen entlang der Startpassage
abzubauen.
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