JPS5873885A - 採鉱分析およびこれに用いる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鉱物の採鉱に関するもので、特に金、ウランお
よび石炭のようなｆ−状堆積物および非層状堆積物の採
鉱に関するものである。然し本発明はこれ等の用途に制
限されるものではない。

すべての採鉱場においては鉱石含有領域は、定量的にも
定性的にも変化する。従って特定の鉱石を採鉱するため
の能力は所定の採掘場の切羽における岩石の性質につい
ての正確な知識に左右される。この情報により経済的採
鉱範囲が選定でき、採鉱した鉱石の品位および生産割合
を制御するこ・とがで叡る。下盤２よび上盤の条件を検
査することおよび構造上の不連続性を協議することがこ
れ等の目的に密接に関係する。

現在鉱山は探鉱試錐孔から集めらｎるデータで計画され
る。表面試錐は費用がかかるので、試錐孔は著しく離間
し、従って鉱体の一般的性質を示すだけでおる。従って
更に適切なデータが切羽において採鉱操作中東められる
。品位調整のための現在の操作には、゛ｊ試料を規則正
しい間隔で採掘場の切羽で人手にハ集めることが含まれ
る。試料が分析され、然る後採鉱が分析２よびこれから
断定並びに普通使用されている他のデータに基づいて進
められる。然しこの技術に伴う問題は分析が採鉱を実際
に行っている採掘場切羽自体の性質並びに切羽から離面
する岩石の性質を考慮しないことであり；このようにし
て採鉱が進められ、判断された結果が利用できる場合に
調整される。

各゛鉱□山にはそれ自体の特定の問題がある。例えば錫
を採鉱する場合、引き合う領域はしばしば不規則に分布
する。多くの硫化物め堆−一では、経済的−界は、植々
の貢□献する金属の関数として表わすことができる。多
薄層および多植石炭の鉱山においては、種々の薄層の位
置、品位および寸法をしばしば検査しなければならない
。

試験穿孔を表面から試錐する場合には、ワイヤライン検
層を使′用して穿孔の試料採取を連続的に行うのが普通
である。ｆｉＡシかかる装置は試録を垂直上向き方向を
含むすべての方向に行う地下使用には”適さない。

米国特許ｌＮ８０１５４７７号明細書には、採炭機のカ
ッティング・ビットに＠接する試験プローブを使用する
石炭−岩石感知装置が提案されている。この技術は採炭
′機を進行状態に維持することを可能にするが、他の点
では制限された１ｄｌｌ＃Ｉｉシかない。

本発明の目的は優ｎた採鉱分析法を提供することにある
。

本発明の方法は岩′石切羽の前方の岩石中に形成される
穿孔中にプローブを位置させ、プローブを穿孔に沿って
移動させ、プローブから岩石に閑して得たデータを記録
する工程を含む。

使用するプローブは１つの性質について、或いはまた多
数の性質についての情報を提供することができる１、記
録されたデータは主として岩石自体の物理特性、更に特
に岩石中の所望鉱石の位置および品位に関ｔａものであ
る。プローブにより得られる鉱石あ有効且つ安全な採鉱
に必須の関連する情報は岩石中の断裂、孔、不連続性等
に関するもめである。゛ 更に本発明の方法は穿孔の偏倚を記録する工程を含む。

このデータは穿孔の角度方向および基準線からの負度方
向の偏倚に関するものである。

また本発明によると穿孔中の予定された流体の存在を検
出することができる。かかる厖体は気体、例えば有害ガ
スまたはロエ燃性ガスまたは液体、例えば水の場合があ
る。後者の場合には、採掘場の前方の高圧水または痕跡
の元素を含有する水を検出することが望ましい。圧縮さ
れた有害ガスの早期検出により制御された安全な一方法
で脱ガスを行うことが可能である。

本発明の好適例においては、プローブを着しく硬い押棒
装置によ−り穿孔に沿って少くとも１方向に強制的に動
かす。押棒の使用によりプローブをすべての穿孔におい
てその傾斜に関係なく使用することができる。或いはま
たプローブに加圧流体を適用することによりプローブを
穿孔に沿って少くとも１方向に動かすことができる。例
えば圧搾空気若しくは加圧水を密封されていない穿孔の
口部に導入してグローブを穿孔に沿って堆遣させる１ ことができる。

本発明はまたプローブと、このプローブを採掘−切羽の
前方の岩石中に形成された穿孔に沿って動かすための手
段と、プローブにより穿孔中のプローブの位置に関して
得られたデータの記録装置な備えた採鉱分析装置を提供
せんとするにある。

使用するプローブは、１つの性質或いはまた多数の性質
についてのデータを提供することができる。従ってプロ
ーブは複式プローブとすることができ、Ｉｌ数の感知ま
たは検出装置を備える０用途により決定されるが、記録
されるデータは、少くとも放射能測定、例えばガンマ巌
または中性子検層、電気的測定例えば自己電位、抵抗ま
たは抵抗率、或いは誘導分極（１ｎｄｕｃｅｄ　ｐｏｌ
ａｒｉｓａｔｉｏｎ　　）検層または誘導、ソニック若
しくはＸ線螢光検層、或いは他の性質に悉づいたものと
することができる。

主として岩石の？１４特性についてのデータが記録され
１更に特に鎖体の位置、寸法および品位に関す７′ｆ１
並？″″岩石中０不連続性８１０断裂等に関するデータ
￥（記録される。

プローブはまた穿孔の方向についてのデータを提供する
ためデビオメータ（（１ｅＶｉＯｍｅｔｅｒ　）を備え
る。デビオメータは任意適当な形のもの、例えば磁気、
重力またはジャイロを基にしたものとすることができる
ＩＯ）、穿孔ケーシングがある場合には該ケーシングの
形に関係ないように不活発な（１ｎｅｒｔｉａ　）形の
ものが好ましい。

装置には、更に穿孔内の水または有害若しくは可燃性ガ
スの如き予定された流体の存在を検出するための手段を
設けることができる。

本発明においては、プローブの運動を行うための手段は
、連接構造の相互に連結し得る着しく硬い複数個の押棒
から成る。

押棒を使用してプローブを穿孔に沿っていずれかの方向
に動かすことができる。本発明の他の例においては、押
棒を用いてプローブを穿孔に旧って一つの方向に、即ち
穿孔の口部からＩＲ部へ動かし、プローブに取付けられ
１０−プと離線に移動するケーブルにより穿孔から重用
す。

プローブの信号のその位置に対する相関は、若干の方法
により達成される。例えば押棒によるプローブの運動に
より、直接的または間接的にプローブの信号を実際に記
録するため便用する媒体の従属運動が起される。或いは
また、プローブの４８号才よびプローブの位置のパラメ
ータは、プローブの位置を時間に対し記録し同時に同じ
時間の尺度で信号を記録することにより時間基準で相関
させることができる。次いで２つの別の記録を組合せて
プローブの信号と位置の時間と関係ない記録を得ること
ができる。本発明に＋ると、記録した情報は既知方法に
より、好ましくは計算器を用いて分析することができ、
最通方法の採鉱に関する情報が導かれる。分析はその場
でせりかまたは記録したデータを地上に運んで処理する
ことができるＯ 次に本発明を図面につき説明する。

第１図に本発明の装置８を地上で使用する例を示す。こ
の＃置は採堵場切羽ｌＯの炭層に隣接させて位置させる
。図示する炭層は良質炭の層１２および１４と低品位炭
の層１６，１８および２０を有する。この状態で、例示
する目的で、炭層は、経済的観点から良質炭の層１２お
よび１４を、低品位炭のむしろ狭い層１８と一緒に抜き
収り、次いで層１６および２０を採鉱することにより最
もよく採掘できると計算されたと見做した。これを効率
的に行うために、各層のすべての適当なパラメータ、岡
えば品位、深さ、輪、傾斜等を測定する会費がある。

このことは本発明においては次の方法で達成される。数
個の穿孔２２．２４ｅ炭層が所定方向で交差するように
切羽にあける。次いで各穿孔に１理ソンデｇ６を使用し
て鉱石の特性を切羽から測定した穿孔の長さの関数とし
て記録する。ソング！！６を穿孔に沿って、データを記
録する装置８により動かす。

情報は、穿孔の方向および位置に関係しなければならな
い。穿孔の垂直面における角度方向は容易に測定され、
−力水平向における角度方向は所定の基準画直面から容
易に測定される。穿孔の口、、、・番。

部の高さをＦ盤から測定するかまたは若干の他の適当な
基準を使用することができる。

第８図は装置８における使用原珈を示す。複数個の相互
に連結される押棒２８をソング８６に固、定し、この方
法でソングを穿孔に沿っていかなる方向にも、即ち上方
、上方、水平等に動かすことができる。使用する押棒の
数は穿孔の長さに゛よってのみ決定され、ソングを取出
す除押棒をはずしてその取扱いを容易にすることができ
る。

各押棒はその長さに沿って崗を設けて形成し、実際には
ラックを形成する。デザインは瞬接する欅の端部゛にお
ける曙が規則正しく、実際の目的には押棒のアセンブリ
イが細長いラックを形成するようなものである。

押棒は、ラックとかみあうピニオン８２の回転軸に枢着
する案内ａＯを１１！過する。この案内８０が押棒を垂
直面で任意の角度にあるようにし、同時にピニオンとラ
ックを相互にしつかり掛合させるＯ ピニオン８２ははめ−８４とかみ合い、これによりカセ
ット許コ□−ダー８６のテープ前ａ４備を駆動する。ソ
ング２６が穿孔に沿って移動する際既知の方法で電気信
号を発生し、該信号は献体よたは岩石の性質或いは空所
により決定される。これ等の信号はケーブル８８を介し
て記録針に伝送される。記録針をラックおよびピニオン
の配置により正確に決定されるように前進させるので、
記録された電気信号は測定している穿孔に沿う距離、即
ち穿孔の内側のソングの位置に容易に相関する。

装置を各穿孔に対してこの方法で使用して鉱石および岩
石の性質を切羽１Ｇからの距離の関数として正確に記録
する。各穿孔の方向および位置がわかるので、データー
を既知方法で分析してかなりの精度で採掘すべき献体の
完全な状況をつくることができる。この情報に基づき、
正確に切羽の採掘を実施する方法を決定することができ
る。

押棒２８はほぼＤの横断面形状を有し、歯がＤの平坦な
自直調部上に形成されている。ケーブル８Ｂをこの一部
に隣接して都合よく設けることができる。或いはまた各
押棒に長さ方向の溝を設け、この溝にケーブルを受入れ
るか、またはケーブル把持具を設け、ケーブルが穿孔中
に逆に割り込むのを防止する。ラックおよびピニオンの
配置はデータを距離の関数として記録することができる
唯一の手段ではない。押棒は例えば歯を設けることなく
一層簡単に形成し、コード、ケーブルまたは同様の可撓
性部材を取付けこれに距離を測定するため目盛りをつけ
、記録計に巻回するがまたは記録計を作動させるのＫｌ
ｅ用することができる。ケーブルをソングにまたは押棒
をアセンブリイの誘導端部に固定してケーブルをリール
に巻きソングおよび棒を穿孔から取出すことができ暮よ
うにできる。図示する例においては、ケーブル８８Ｆｉ
ソンデの信号の伝送２よひソングの位置の測定に同時に
役立つ。

或いはまた！ｌｉｉ己録酎と同耐速度で作動するがまた
は同期化される第２記録計を使用して棒の運動を記録す
ることができる。例えば棒に規則正しい間隔で磁石を取
付け、磁石の通過を適当な検出器により感知させ、記録
さ−ぜる。次いでソングの信号の記録を前記の如く第１
記録計で行い、後の段階で２組の信号を相関させる。

ラックおよびピニオンの配置を１１固のローラに置き換
え、このローラを棒とｌＩ！擦掛合させ、欅の運動によ
り回転させ、記録計を作動させることができる。

棒２８を、連接構造とし玉継手のような回り継手により
相互に連結すること系できる。これにより穿孔の方向の
変化に棒が従う“ようにできる。史に簡単に、棒を可撓
性とし、例えばアルミニウムまたはガラス若しくは炭素
の繊維からつくり、これ等の棒により押力を伝え一方ソ
ンデの位置を測定するためラックおよびピニオンの配置
を使用する場合に特にねじれに対する安定性を維持する
。

棒は任意適当な外観を有する中空またはむくとすること
ができ、−緒にねじで連結するかｔｆｔは相互連結用差
込み形かけがねを有するか或いは他の任意の迅速連結手
段を有する。

本発明を石炭の採掘に関して記載し友が、この方法を行
う場合装置は引火性鉱山において使用するため防炎性で
ある。本発明は石炭の採掘に制限されないことは勿論で
あり＼本発明は他の任意の形の探査および分析の目的に
適用することができる。計画する用途の種類により使用
するプローブ１九はソンデの形が決定されるが、本発明
は特定の形のプローブに制限されない。適当なプローブ
の形はＯＩＭ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ　１９８１年４月第７
４巻Ａａ２ｓ。

８４頁以下にに２ｇされている。また使用するプローブ
は光学ビューアを備え、光学的像をファイバーオプチツ
クケーブルを斤Ｃて岩石切羽まで伝送する。この技術は
鉱石および岩石の直接視覚試験および岩石の構造上の特
徴等の拭清を可能にする。

長い穿孔を採掘場の切羽から前方に試錐する場合に穿孔
の偏倚または偏向が予期される。この偏倚はプローブに
より噴出される特徴の真の位置を固定す゛ることができ
るように測定しなければならない。本発明によると押棒
のアセンブリイにより運ばれるプローブはこの目的のた
めデビオメータを備える場合がある。デビオメータによ
り得られるデータはデータをソンデｅｈら真の空間の次
元関係におくことｔｔ′可能にする。

ψに 同様の方法で穿゛孔内の有害ガス、圧力水または他の任
意の流体の存在を感知するための検出器を用いることが
できる。本発明は穿孔内で感知した液体の献体に対する
位置を決定することを可能にする。

特に穿孔がケーシングを備える場合穿孔に沿ってプロー
ブを曲進させるために押棒な使用することは絶体必要な
ことではない。

第８図に穿孔４６の硬いケーシング４４の内側に位置す
る、従輌ケーブル４２を有するプローブ４０を示す。プ
ローブ４０は、プローブの両端間に及ぼされる差圧によ
り正味の力が鋤くよ・うに加圧流体４８を穿孔内に導入
することにより穿孔に沿って一層深く進める。プローブ
を進めることにより移動されるケーシング内の流体をケ
ーシングと穿孔の壁との間の環状間隙を経て追い出す。

プローブが穿孔内の所望位置に達すると、ケーブル４２
にかかる張力により制御した方法で引込められる。プロ
ーブからのデータをケーブル４２により伝送し、ケーブ
ル４２を同時に穿孔内のプローブの位置の測定を立証す
るのに用いる。プローブを頭上の穿孔において使用する
場合は、プローブをケーシング４４の内壁に摩擦掛合さ
せることにより重力だけの作用下で穿孔内を降下するの
を防止できる。かかる密接掛合番・Ｊシールとして作用
し加圧液体がプローブを迂回するのが防止される。

他の配置としてプローブをケーシングの端部に適当な形
でくさびで止めることができる。このケーシングにはプ
ローブにより噴出またｌ受用される信号を通す窓または
プローブに隣接する孔を設けることができる。プローブ
からのデータはケーシングを皐出す際に記録きれ、ケー
シング自体はプローブの位置の測定を行うために使用さ
れる。これによりケーシングはほぼ押棒２８の役割をは
たす。

ここまではすべての場合プローブからのデータは硬質ワ
イヤ法によ０記録計に伝達されるように記載した。この
ことが絶対的のものでないことは明らかであり、ケーブ
ルがじゃまである場合には、プローブに設けた無線送信
機またｒｉ無線トランスポンダー５０と置き換えること
ができる。伝送された信号は適当な無線受信機５２によ
り記録針で受信される。押棒を使用する場合には、押棒
を金属製とするかまたは棒中に金属素子を埋込んで電波
の伝搬用伝導ガイドとして作用させる。同様にしてプロ
ーブを金稿製ケーシング内におく場合には、ケーシング
は導波管形構造体として作用し、電波の伝搬を、少くと
もかなりの距離に亘って助ける。

本発明の装置により得られるデータはその場でまた地上
で計算機により迅速に処、理され、処理されるとデータ
は切羽で鎖体の最もよい採掘を行うのに利用される。デ
ータはま危地の目的、例えば財政および鉱石生産計画、
販売および探査に利用できる。本発明の利点は、鎖体の
試料が採鉱切羽からあらゆる方向に迅速に、正確に且つ
簡単な方法で採取されることに存する。

本明細書において「岩石切羽」またｒｉｒ採鉱切羽」と
は、採鉱操作が行われている実際の採掘場１．．″・・ の切羽を意味し、また例えば古１い採掘場を、おそらく
採鉱技術または市場の価値の変化により、再評価する場
所で探査および試料採取を行う地す表面を包含する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の採鉱分析装置の地下における使用の説
明図、 第２図は第１図に示す採鉱分析装置の拡大説明図、 第８図は本発明の他の装置の地下における使用の説明図
である。 ８・・・本発明の装置１　１０・・・採掘場切羽１８．
１４・・・良質炭の盾 １６．１８．２０・・・低品位炭の層 ２２．２４・・・穿孔　　　２６・・・ソンデ２８・・
・押棒　　　　　　８０・・・案内８２・・・ビニオン
　　　　８４・・・はめ歯８６・・・カセットレコーダ
ー ８８・・・ケーブル　　　　４０・・・プローブ鳴ト・
・トレーリイ１グケーブル ４４・・・ケーシング・１　４６・・・穿孔４８・・・
加圧流体 ６０・・・無線送信機または無線トランスポンダー６２
・・・無線受信機 図面の浄書（内容（こ変更なし） 手続袖正書 １、事件の表示 昭和５７年　特許願第　２２９２６号 一本発明の名称 採鉱分析およびこれに用いる装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　岩石切羽（１０）の岩石中に前方に形成した穿孔（
   ｉｌｌ、２％：、４６）にブロープロ１゜４０）を配置
   し、 プローブを穿孔（ｊａ２，２４．２６　）に沿って動か
   し、 プローブから岩石に対して得たデータを記録することを
   特徴とする採鉱分析方法。 龜　検層し九データが岩石中の所望の鉱石（１２゜１４
   　、１６　、１８　、２０　）の位、置および品位に関
   するものである特許請求の範囲第１項記載の方法。 ＆　穿孔の偏倚を特徴とする特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の方法。 ４　穿孔中の予定した流体の存在を検出する特許請求の
   範囲第１．８または８項記載の方法。 ４　プローブ（２６）を実質的に硬い棒装置（２８）に
   より穿孔（２２、２４）に沿い少くとも１つの方向に動
   かす特許請求の範囲第１．２．８または４項記載の方法
   。 ａ　プローブ（４０）に加圧流体を適用することにより
   プローブを穿孔（４６）に沿い少くとも１つの方向に動
   かす特許請求の範囲第１．２゜８または４項記載の方法
   。 ｉ　プローブ（２６、４０）と、岩石切羽（ｌＯ）の岩
   石中に前方に形成した穿孔（２ｇ、２４゜８６）に沿っ
   てプローブを−かせるための装置Ｂｓ　）と、穿孔中の
   プローブの位置に対してプローブにより得られたデータ
   を記録する丸めの装置（８４、８６）を備えたことを特
   徴とする採鉱分析用装置。 ａ　プローブ（２６、４０）が岩石の物理的特性に対す
   るデータを提供する特許請求の範囲１８７項記載の装置
   。 象　プローブ（２６、４０）が穿孔の方法に対するデー
   タを提供する特許請求の範囲＃！７項ま丸は第８項記載
   例装置。 ＩＱ、　　プローブ（２６、４０）が穿孔中の予定した
   流体の存在を検出する装置を備える特許請求の範囲第７
   ，８または９項記載の装置。 ＩＬ　　プローブを動かすための装置が、相互に連結可
   能な複数個の実質的に硬い棒（２８）を備える特許請求
   の範囲第７．８．９または１０項記載の装置。 １１　　記録装置（８６）の操作が棒（２８）の運動に
   より左右される特許請求の範囲第１１項記載の装置。 ｌ＆　穿孔からプローブ（４０）を取出すためのケーブ
   ル装置を備えた特許請求の範囲第１１項または第１２項
   記載の装置。 １４　　プローブがデータをに２−装置に伝送する装置
   を備えた％ｉＦ［ｉ４求の範囲第７〜１８項のいずれか
   の墳に記載の装置。