协同采矿方法的创新思维与创新技法.pdf

712 第27卷第5期 2019 年 10 月 Vol.27No.5 Oct.， 2019Gold Science and Technology 协同采矿方法的创新思维与创新技法 金家聪， 陈庆发* 广西大学资源环境与材料学院， 广西南宁530004 摘 要 协同采矿方法作为一类新型采矿方法， 在开采复杂地下难采资源时颇具优势， 但迄今为止， 尚未有 学者对该类采矿方法的创新思维与创新技法进行系统分析与研究。基于此， 归纳了工程类常用的3种创新 思维及其对应的创新技法； 回顾并分析了20092018年我国学者发明的19种协同采矿方法的创新思维与 创新技法； 统计了创新思维与创新技法所占比重， 探讨了比重的启示作用。分析表明 组合创新思维及其 对应的创新技法在协同采矿方法创新活动中占主导地位， 一定时段内仍可继续发挥主流指导作用； 移植创 新和逆反创新2种思维应用较少， 对应的直接类比法、 逆向思考法等创新技法， 未来也有可能被用以创造协 同采矿方法。研究成果对于促进未来协同采矿方法的发明创造具有积极借鉴意义。 关键词 协同采矿方法； 金属矿山； 地下开采； 创新思维； 创新技法； 协同开采 中图分类号 TD851文献标志码 A文章编号 1005-2518 （2019） 05-0712-10DOI 10.11872/j.issn.1005-2518.2019.05.712 引用格式 JIN Jiacong， CHEN Qingfa.Innovative Mindsets and Innovative Techniques of Synergetic Mining s ［J］ .Gold Sci‐ ence and Technology， 2019， 27 （5） 712-721.金家聪， 陈庆发.协同采矿方法的创新思维与创新技法 ［J］ .黄金科学技术， 2019， 27 （5） 712-721. 我国金属矿产资源赋存的基本特点 ［1］是大型 矿床少， 中、 小型矿床多； 单金属矿少， 伴生金属及 多金属矿多； 管理粗放， 集约化程度低。随着开采 强度的增加， 易采资源逐渐消耗殆尽， 一些开采难 度大、 隐患多且工程目标复杂的难采资源逐渐受到 人们的重视。当前， 对于这部分复杂难采资源的开 发利用， 亟需一些采矿新理念、 新命题、 新理论、 新 技术和新方法予以指导 ［2］。 2008年陈庆发针对采空区隐患资源开采的技 术难题， 引入协同理念， 创造性地提出了 “隐患资源 开采与空区处理协同的矿业开发新技术模式” ， 2009年完成了博士学位论文 隐患资源开采与采空 区治理协同研究 ［3］， 自此在我国采矿工程学术界 拉开了 “协同开采” 研究的序幕。 “协同开采” 理念及其应用现已成为采矿工程 专业人员研究的热点 ［4-6］。就露天开采转地下开采 的过渡期开采安全条件差和产量衔接困难等技术 难题， Fan等 ［7］提出并建立了适合协同开采的楔形 转接新型过渡模式； 孙会熙等 ［8］针对某钒铁矿资源 开采及采空区处理方面的问题， 提出了钒铁矿分区 协同开采优化方案； 陈阳等 ［9］采用崩落法与充填法 协同开采选厂下的矿体， 首先采用正交试验设计得 到9种开采方案， 然后采用数值模拟得到最优开采 方案。 不仅如此， 我国学者还提出了大量协同采矿方 法典型方案， 如 大量放矿同步充填无顶柱留矿采 矿法、 分段凿岩并段出矿分段矿房采矿法和电耙 爆力协同运搬伪倾斜房柱式采矿法等。这些协同 采矿方法的提出， 极大地丰富了我国金属矿床地下 开采采矿方法体系。 协同采矿方法的发明创造， 既有发明人有意识 或无意识的创新思维引导， 同时也需要一定的技巧 收稿日期2018-09-25； 修订日期 2019-06-10 基金项目广西自然科学基金联合资助培育项目 “金属矿床协同采矿方法”（编号 2018GXNSFAA138105） 资助 作者简介金家聪 （1996-） ， 男， 重庆开县人， 硕士研究生， 从事采矿方法研究工作。cong.j.inia *通信作者陈庆发 （1979-） ， 男， 河南郸城人， 教授， 博士生导师， 从事非传统采矿工艺理论研究工作。chqf98121 2019 年 10 月第 27 卷 第 5 期713 金家聪等 协同采矿方法的创新思维与创新技法 与方法， 即 “创新技法” ［10］。目前国内外学者尚未 针对协同采矿方法的创新思维与创新技法开展研 究， 而通过分析现有协同采矿方法的创新思维与 创新技法， 并熟稔这些创新技法， 有助于按照协同 采矿科学规律启迪人们对采矿方法革新的创新性 思维， 有助于采矿工程从业者提高采矿方法的开 发效率。因此， 有必要对其进行理论研究， 促进协 同采矿方法的发展。 1现有协同采矿方法及工程类创新 思维与创新技法 经统计， 20092018年我国学者共提出了19种 协同采矿方法 ［3， 11-28］， 如表1所示。 由表1可知， 我国学者发明的协同采矿方法呈 逐年增多的趋势， 在一定程度上反映了 “协同开采” 理念在我国矿业的推广普及程度。 创新思维是设计者为满足社会客观需求而存 有的内在驱使力与创新活动的外在动力相结合， 在 科学理论与设计方法的指导下， 在创新活动中表现 出来的一种具有独创的能从捕捉瞬间灵感和想象 中产生新成果的高级复杂的思维活动 ［29］。 创新技法是人们借鉴大量成功的创新实例， 研 究其获得成功的思路历程， 经过分析、 归纳和总结， 寻找其规律和方法， 以便推进自主创新。创新思维 是一切创新活动和结果的前提， 每一种创新技法的 产生均以一定的创新思维规律为基础。发明创造 的成果是创新思维的结晶， 发明创造总是与创新思 维联系在一起， 创新思维是整个创造活动的实质和 核心 ［30］。 基于参考文献 ［31］ 、［32］ ， 归纳了当前工程类 常用的组合创新、 移植创新和逆反创新3种创新思 维及其对应的创新技法， 如表2所示。表2中 “/” 表 明该创新技法不再细分。 2协同采矿方法的创新思维与创新 技法 协同采矿方法隶属于采矿方法范畴， 因此可将 协同采矿方法划分为空场类、 充填类和崩落类三大 表 120092018 年我国学者提出的协同采矿法统计 Table 1Statistics of synergetic mining s proposed by Chinese researchers during 20092018 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 采矿方法名称 协同空区利用的采矿环境再造分段凿岩阶段矿房采矿法［3］ 大量放矿同步充填无顶柱留矿采矿方法［11］ 立体分区大量崩矿采矿方法［12］ 一种连续崩落采矿方法［13］ 分段凿岩并段出矿分段矿房采矿法［14］ 组合再造结构体中深孔落矿协同锚索支护嗣后充填采矿法［15］ 分条间柱全空场开采嗣后充填协同采矿法［16］ 垂直孔与水平孔协同回采的机械化分段充填采矿法［17］ 采场台阶布置多分支溜井共贮矿段协同采矿方法［18］ 一种缓倾斜薄矿体采矿方法［19］ 厚大矿体无采空区同步放矿充填采矿方法［20］ 一种地下矿山井下双采场协同开采的新方法［21］ 电耙爆力协同搬运伪倾斜房柱采矿法［22］ 柔性隔离层充当假顶的分段崩落协同采矿方法［23］ 垂直深孔两次放矿同步充填阶段采矿法［24］ 浅孔凿岩爆力电耙协同运搬分段矿房采矿法［25］ 底部结构下卡车出矿后期放矿充填同步的水平深孔留矿法［26］ 卡车协同出矿有底柱分段崩落法［27］ 卡车协同出矿分段凿岩阶段矿房法［28］ 提出年份 2009 2010 2011 2011 2013 2013 2014 2014 2015 2016 2016 2016 2016 2016 2017 2017 2017 2017 2017 依托单位 中南大学 广西大学 长沙矿山研究院 北京矿冶研究总院 广西大学 中南大学 中南大学 中南大学 广西大学 北京矿冶研究总院 武汉理工大学 马鞍山矿山研究院 广西大学 广西大学 武汉理工大学 广西大学 广西大学 广西大学 广西大学 第一提出人或发明人 陈庆发 陈庆发 周爱民 陈何 陈庆发 邓红卫 胡建华 李启月 陈庆发 陈何 雷涛 孙丽军 陈庆发 陈庆发 雷涛 陈庆发 陈庆发 陈庆发 陈庆发 Vol.27No.5Oct.， 2019 采选技术与矿山管理 714 类。协同采矿方法具体方案的类组归属应以地压 管理方法为依据， 将其归于三大类采矿方法的某一 类、 某一组， 以便采矿从业人员在选择与研究采矿 方法时参考 ［33］。 2.1空场类协同采矿方法 （1） 电耙爆力协同搬运伪倾斜房柱采矿法。 该采矿方法主要运用了组合创新思维； 创新技法主 要运用了组合法中的主体附加法和同物组合法。 以采用电耙运搬的伪倾斜房柱采矿法为主体， 将爆 力运搬方式作为附属物添入其中， 使回采矿房中的 矿石在爆力运搬、 电耙运搬方式的联合作用下顺利 进入溜矿井， 属主体附加法； 爆力运搬与电耙运搬 同物组合， 形成联合运搬方式， 运搬作业协同， 属同 物组合法。 （2） 采场台阶布置多分支溜井共贮矿段协同采 矿方法。该采矿方法主要运用了组合创新思维； 创 新技法主要运用了组合法中的同物组合法和异物 组合法。创新出矿结构中， 通过增加溜矿段来联系 各矿层， 以弥补溜矿功能的不足， 便于各矿层协同 出矿， 属同物组合法； 各溜矿段与溜矿井的贮矿段 进行组合， 便于会聚各矿层回采矿石后续放出， 属 异物组合法。 （3） 一种缓倾斜薄矿体采矿方法。该采矿方法 主要运用了组合创新思维和移植创新思维； 创新技 法主要运用了组合法中的异物组合法和类比法中 的直接类比法。从煤矿开采领域划分煤块为条带 进行直接类比， 将适用于煤矿开采领域的条带式开 采植入开采煤系地层覆盖下多层缓倾斜薄矿体 （金 属矿） 的领域， 进行机械化条带式开采， 属直接类比 法； 在条带式矿房回采完毕后， 部分充填采空区， 随 后进行爆破作业， 崩落上覆围岩， 切顶充填采空区， 即围岩崩落与采空区充填协调并进， 属异物组合法。 （4） 分段凿岩并段出矿分段矿房采矿法。该采 矿方法主要运用了组合创新思维； 创新技法主要运 用了组合法中的同物组合法。以分段凿岩分段矿 房采矿法为前提， 借鉴垂直深孔分段凿岩阶段矿房 法， 视矿体禀赋情况将部分分段进行同物组合， 结 合分段矿房法灵活性大、 损失贫化率小及阶段矿房 法采准工程量小的优势， 成为了一种合并分段， 即 在需进行合并的各分段底部布置独立的出矿结构， 使原本独立的各分段矿石经出矿结构后共用同一 出矿平巷得以协同出矿。 （5） 浅孔凿岩爆力电耙协同运搬分段矿房采 矿法。该采矿方法主要运用了组合创新思维； 创新 技法主要运用了组合法中的主体附加法和同物组 合法。类似于上述的电耙爆力协同运搬伪倾斜 房柱式采矿法， 以采用电耙运搬的分段矿房采矿法 为主体， 将爆力运搬方式作为附属物添入其中， 使 得爆力运搬与电耙运搬协同作业， 属主体附加法； 随后将2种运搬方式进行同物组合， 形成了较系统 的矿石运搬方式， 属同物组合法。 （6） 卡车协同出矿分段凿岩阶段矿房法。该采 矿方法创新思维主要运用了组合创新思维； 创新技 法主要运用了组合法中的主体附加法。以分段凿 岩的阶段矿房采矿法为主体， 将出矿能力较高的卡 车作为附属物添入其中， 突破了矿石转运的限制， 采用卡车直接受矿， 借助于无轨运输的优势使回采 矿石过程中的落矿作业和矿石运搬作业同步协调 进行。 （7） 一种地下矿山井下双采场协同开采方法。 该采矿方法主要运用了组合创新思维； 创新技法主 要运用了组合法中的重组组合法。沿矿体走向划 分若干矿块， 再对矿块内部进行结构重组， 从传统 表 2工程类常用的创新思维与创新技法 Table 2Common innovative mindsets and innovative techniques used in engineering 序号 1 2 3 创新思维 组合创新 移植创新 逆反创新 创新技法 组合法 形态分析法 信息交合法 移植法 类比法 逆向思考法 反求工程法 主体附加法 同物组合法 异物组合法 重组组合法 / / 原理移植 方法移植 结构移植 环境移植 直接类比法 仿生类比法 因果类比法 综合类比法 / / 2019 年 10 月第 27 卷 第 5 期715 金家聪等 协同采矿方法的创新思维与创新技法 的矿块内划分矿房矿柱重组成矿块内划分左右矿 房， 随后在2相邻矿块之间留设用以临时支护的矿 柱； 左右矿房工作面以阶梯式推进， 使矿块内形成 了回采矿石的双采场， 实现了双采场同时出矿； 左 右矿房回采工作完毕后， 以同样的方式回收左右矿 柱， 再次形成回采矿石的双采场。 （8） 协同空区利用的采矿环境再造无间柱分段 分条连续采矿法。该采矿方法主要运用了组合创 新思维和逆反创新思维； 创新技法主要运用了组合 法中的重组组合法和基于逆反创新思维的逆反思 考法。将较大规模的采空区或复杂空区通过采矿 环境再造的方式进行结构重组， 将大空区划为小空 区或将连续空区划为孤立空区， 然后将小空区或孤 立空区内嵌入矿山开采布局中加以利用， 属重组组 合法； 另辟蹊径， 逆反常规， 将矿块划分为矿房和矿 柱， 先回采矿柱并以高配比水泥砂浆进行胶结充填 再造采矿环境， 再回采矿房并以低配比的水泥砂浆 进行胶结充填， 属逆反思考法。 2.2崩落类协同采矿方法 （1） 卡车协同出矿有底柱分段崩落法。该采矿 方法主要运用了组合创新思维； 创新技法主要运用 了组合法中的主体附加法。该方法类似于上文的 卡车协同出矿分段凿岩阶段矿房法， 以垂直深孔落 矿的有底柱分段崩落法为主体， 将出矿能力较强的 卡车作为附属物添入其中， 突破矿石转运的限制， 采用卡车直接受矿， 借助于无轨运输的优势使回采 矿石过程中的落矿作业和矿石运搬作业同步进行。 （2） 柔性隔离层充当假顶的分段崩落协同采矿 方法。该采矿方法主要运用了组合创新思维； 创新 技法主要运用了组合法中的异物组合法和主体附 加法。以采用中深孔凿岩的无底柱分段崩落采矿 法为主体， 附属物为铺设的柔性隔离层假顶， 使矿 石与废石得到有效隔离， 其中柔性隔离层运用了异 物组合法， 将钢丝绳、 金属网及聚酯纤维这3种材料 进行异物组合， 形成可供工程使用的新材料； 随后 形成的柔性隔离层假顶作为主体采矿方法的附属 物， 避免了矿石与废石的直接接触， 属主体附加法。 （3） 一种连续崩落采矿方法。该采矿方法主要 运用了组合创新思维； 创新技法主要运用了组合法 中的主体附加法。以大直径深孔阶段崩落采矿法 为主体， 将阶段空场采矿法的采矿技术作为附属物 添入其中， 将矿体划分为矿块， 矿块内部再划分矿 房、 矿柱， 在矿块内回采矿石的过程中， 先利用阶段 矿房法回采矿房矿石， 形成回采后的采空区作为后 续矿柱和顶板回采时的爆破补偿空间， 随后对间 柱、 顶柱进行大直径爆破作业。 （4） 立体分区大量崩矿采矿方法。该采矿方法 主要运用了组合创新思维； 创新技法主要运用了组 合法中的重组组合法。沿矿体走向划分若干矿块， 再对矿块内部进行结构重组， 通过对大量崩矿技术 的渗析， 将矿块内部划分为补偿区域和大量崩矿区 域， 并在大量崩矿区域的三维立体范围内划分爆 区， 将其作为具有独立切割空间和爆破自由面的分 区。在矿块内率先形成补偿区域， 随后以区间微差 或同时爆破的方式实现所有分区一次性协同集中 大爆破。 2.3充填类协同采矿方法 （1） 大量放矿同步充填无顶柱留矿采矿法。该 采矿方法主要运用了组合创新思维； 创新技法主要 运用了组合法中的主体附加法和异物组合法。以 浅孔留矿采矿法为主体， 附属物即为铺设的复合隔 离层， 使矿石与废石得到有效隔离， 属主体附加法； 复合隔离层运用了异物组合法， 把杂草、 麻袋片和 防渗土工料等材料进行异物组合， 形成可供工程使 用的新型材料， 属异物组合法； 复合隔离层铺设在 留矿堆表面， 在进行放矿作业的同时又在进行充填 作业， 形成了一个新的整体， 属异物组合法。 （2） 垂直孔与水平孔协同回采的机械化分段 充填采矿法。该采矿方法主要运用了组合创新思 维； 创新技法主要运用了组合法中的重组组合法。 以传统分段充填采矿法为前提， 沿矿体的垂直方 向划分中段， 中段内划分分段， 沿矿体走向或垂直 矿体走向布置合理长度与宽度的矿房， 以此作为 回采单元， 对其进行结构重组， 划分垂直孔、 水平 孔两大回采区域， 先进行垂直孔爆破落矿， 随后进 行水平孔爆破压采， 矿房采下的矿石采用铲运机 协同大量出矿， 出矿作业完毕后立即进行充填， 并 预留上分段回采所需凿岩空间， 保证了矿山开采 系统的协同运作。 各协同采矿方法的创新技法汇总情况如表 3 所示。 （3） 组合再造结构体下中深孔落矿协同锚索支 Vol.27No.5Oct.， 2019 采选技术与矿山管理 716 护嗣后充填采矿方法。该采矿方法主要运用了组 合创新思维； 创新技法主要运用了组合法中的异物 组合法和同物组合法。首先在上盘围岩中沿矿体 走向掘进凿岩、 支护和出矿巷道， 采用中深孔布置 扇形炮孔并利用中深孔布置锚索支护上盘围岩， 使 爆破落矿工作和锚索支护工作 “合二为一” ， 属异物 组合法； 切顶后构筑的人工假顶又与锚索支护进行 组合， 起到协同支护的作用， 属同物组合法。 （4） 分条间柱全空场开采嗣后充填协同采矿 法。该采矿方法主要运用了组合创新思维； 创新技 法主要运用了组合法中的重组组合法和异物组合 法。以嗣后充填采矿法为基础， 将盘曲矿段进行重 组并组合成新的划分结构 （主、 次间柱） ， 先采次间 柱后采主间柱， 回采次间柱时保留顶板支撑， 进行 全空场开采， 矿石开采完毕进行一次性充填， 属重 组组合法； 回采主间柱时连带顶板一并回采， 边回 采边充填， 此时充填工艺和回采工艺进行了异物 组合。 （5） 厚大矿体无采空区同步放矿充填采矿法。 该采矿方法主要运用了组合创新思维； 创新技法主 要运用了组合法中的主体附加法和异物组合法。 类似于大量放矿同步充填无顶柱留矿采矿法， 以传 统阶段充填采矿法为主体， 附属物为铺设的柔性防 护层， 不仅使矿石与废石得到有效隔离， 还起到了 支撑防护的作用， 属主体附加法； 其中柔性防护层 运用了异物组合法， 把油毛毡、 SBS改性沥青防水 卷材等材料进行异物组合， 形成可供工程使用的新 材料； 随后由于复合隔离层的铺设， 在进行放矿作 业的同时又在进行充填作业， 形成新的整体， 属异 物组合法。 （6） 底部结构下卡车直接出矿后期放矿充填同 步的水平深孔留矿法。该采矿方法主要运用了组 合创新思维； 创新技法主要运用了组合法中的主体 附加法和异物组合法。以水平深孔留矿采矿法为 主体， 将出矿能力强的卡车作为附属物添入， 放矿 的同时卡车直接受矿， 属主体附加法； 此外， 主体水 平深孔留矿采矿法还添入了柔性隔离层作为附属 物铺设在留矿堆表面， 使矿石与废石相隔离， 属主 表 3各协同采矿方法的创新技法汇总 Table 3Summary of innovative techniques in various synergetic mining s 类别 空场类 崩落类 充填类 协同采矿方法 电耙爆力协同搬运伪倾斜房柱采矿法 采场台阶布置多分支溜井共贮矿段协同采矿方法 一种缓倾斜薄矿体采矿方法 分段凿岩并段出矿分段矿房采矿法 浅孔凿岩爆力电耙协同运搬分段矿房采矿法 卡车协同出矿分段凿岩阶段矿房法 一种地下矿山井下双采场协同开采的新方法 协同空区利用的采矿环境再造分段凿岩阶段矿房采矿法 卡车协同出矿有底柱分段崩落法 柔性隔离层充当假顶的分段崩落协同采矿方法 一种连续崩落采矿方法 立体分区大量崩矿采矿方法 大量放矿同步充填无顶柱留矿采矿方法 垂直孔与水平孔协同回采的机械化分段充填采矿法 组合再造结构体中深孔落矿协同锚索支护嗣后充填采矿法 分条间柱全空场开采嗣后充填协同采矿法 厚大矿体无采空区同步放矿充填采矿方法 底部结构下卡车出矿后期放矿充填同步的水平深孔留矿法 垂直深孔两次放矿同步充填阶段采矿法 创新思维 组合创新 组合创新 组合创新和移植创新 组合创新 组合创新 组合创新 组合创新 组合创新和逆反创新 组合创新 组合创新 组合创新 组合创新 组合创新 组合创新 组合创新 组合创新 组合创新 组合创新 组合创新 创新技法 主体附加法、 同物组合法 同物组合法、 异物组合法 异物组合法、 直接类比法 同物组合法 主体附加法、 同物组合法 主体附加法 重组组合法 重组组合法、 逆向思考法 主体附加法 主体附加法、 异物组合法 主体附加法 重组组合法 主体附加法、 异物组合法 （2） 重组组合法 异物组合法、 同物组合法 重组组合法、 异物组合法 主体附加法、 异物组合法 （2） 主体附加法 （2） 、 异物组合法 主体附加法、 异物组合法 注“创新技法” 一列， 括号内数字表示在该协同采矿方法中对应的创新技法使用次数， 未标明的默认为1次 2019 年 10 月第 27 卷 第 5 期717 金家聪等 协同采矿方法的创新思维与创新技法 体附加法； 随着柔性隔离层在留矿堆表面的铺设， 使得落矿作业与废石充填相协调， 即矿石落矿与充 填作业进行了异物组合。 （7） 垂直深孔两次放矿同步充填阶段采矿法。 该采矿方法主要运用了组合创新思维； 创新技法主 要运用了组合法中的主体附加法与异物组合法。 与大量放矿同步充填无顶柱留矿采矿法和厚大矿 体无采空区同步放矿充填采矿法相类似， 该采矿方 法同样采用以空场嗣后充填采矿法为主体， 将引入 的聚氨酯钢丝网作为附属物， 起到防护作用， 并使 矿石与废石得到有效隔离， 属主体附加法； 随着聚 氨酯钢丝网的铺设， 在进行放矿作业的同时又在进 行充填作业， 即形成了放矿同步充填， 形成新的整 体， 属异物组合法。 对各协同采矿方法所采用的创新思维与创新 技法进行统计， 结果如表3所示。 一般来说， 应用创新思维和创新技法次数越多 的协同采矿方法， 其创新的难度越大， 创新性也越 强； 反之则反。 3各创新思维与创新技法占比分析 为了更加直观地了解各创新思维与创新技法 在现有协同采矿方法中的应用情况， 对照表 2， 对 19种协同采矿方法中创新思维与创新技法所占比 重进行统计， 结果如表4所示。 由表4可知， 创新思维中， 组合创新思维使用 次数为19次 （所占比重为0.9048） ， 移植创新思维和 逆反创新思维各使用 1 次 （各自所占比重均为 0.0476） ； 创新技法中， 主体附加法使用次数为11次 （所占比重为0.3110） ， 异物组合法为11次 （所占比 重为 0.3110）， 同物组合法为 5 次（所占比重为 0.1414） ， 重组组合法为5次 （所占比重为0.1414） ， 直接类比法为1次 （所占比重为0.0476） ， 逆向思考 法为1次 （所占比重为0.0476） ， 未得到应用的创新 技法比重为0。 可见， 组合创新是当前协同采矿方法创新活动 中采用的主要创新思维， 基于组合创新思维的创新 技法主要有主体附加法、 异物组合法、 同物组合法 和重组组合法； 移植创新、 逆反创新以及基于这2 种创新思维的创新技法 （直接类比法、 逆向思考法） 所占比重较小。 根据表4中的比重数据， 可以得到如下结论 （1） 创新思维方面①组合创新是当前协同采矿方 法创新活动中采用的最主要的创新思维； ②移植创 新思维与逆反创新思维应用较少。（2） 创新技法方 面①基于组合创新思维的组合法 （主体附加法、 同 物组合法、 异物组合法和重组组合法） 得到了较广泛 的应用， 且组合法中的主体附加法和异物组合法应 用频率高于同物组合法和重组组合法； ②基于组合 创新思维的形态分析法和信息交合法未得到应用； ③基于移植创新思维的类比法 （直接类比法） 得到 少量应用， 而移植法 （原理移植、 方法移植、 结构移植 和环境移植） 和类比法 （仿生类比法、 因果类比法和 综合类比法） 未得到应用；④基于逆反创新思维的 逆向思考法得到少量应用， 而反求工程法未得到 应用。 4启示 未来协同采矿方法创新活动中， 一定时段内， 仍可继续发挥组合创新思维的指导作用， 积极采用 对应的主体附加法、 异物组合法、 同物组合法和重 组组合法等创新技法， 通过以下4种途径实现（1） 以发展成熟的传统采矿方法为主体， 将部分新结 构、 新技术附加到传统采矿方法的采场结构或回采 工艺方面， 形成新型协同采矿方法， 例如厚大矿体 无采空区同步放矿充填采矿法中附加以柔性隔离 层到采场结构方面， 降低了矿石贫化率， 提高了回 采的安全性。（2） 将不同功能、 结构和方法等进行异 物组合， 形成新型协同采矿方法， 例如组合再造结 表 4现有协同采矿方法应用的创新思维与创新 技法比重 Table 4Proportion of innovative mindsets and innova⁃ tive techniques of existing synergetic mining s 序号 1 2 3 创新思维 组合创新 移植创新 逆反创新 使用次 数/次 19 1 1 所占 比重 0.9048 0.0476 0.0476 创新技法 主体附加法 同物组合法 异物组合法 重组组合法 直接类比法 逆向思考法 使用次 数/次 11 5 11 5 1 1 所占 比重 0.3110 0.1414 0.3110 0.1414 0.0476 0.0476 Vol.27No.5Oct.， 2019 采选技术与矿山管理 718 构体下中深孔落矿协同锚索支护嗣后充填采矿方 法中爆破落矿和锚杆支护异物组合， 使回采工作安 全可靠， 工程利用率和生产能力得到极大提高。（3） 将相同功能、 结构和方法等以数量上的叠加， 即同 物组合， 形成新型协同采矿方法， 例如采场台阶布 置多分支溜井共贮矿段协同采矿方法中， 溜矿段同 物组合形成多分支溜井共贮矿段结构， 使贮矿能力 大大增加， 有效解决了矿石运输受溜井贮矿能力制 约的问题， 降低了出矿管理难度。（4） 通过对传统采 矿方法进行深入分析， 将其构造进行解构重组， 形 成新型协同采矿方法， 例如一种地下矿山井下双采 场协同开采方法中矿块内部进行结构重组， 实现了 2个采场同时回采， 生产能力提高一倍， 双采场同步 出矿， 提高了出矿效率。 与此同时， 虽然移植创新思维与逆反创新思维 所占比重较低， 但不排除二者在未来协同采矿方法 的创新活动中的思维指导作用； 基于移植创新思维 的移植法 （原理移植、 方法移植、 结构移植和环境移 植） 、 类比法 （直接类比法、 仿生类比法、 因果类比法 和综合类比法） 和基于逆反创新思维的逆向思考 法、 反求工程法仍有较大的应用潜力， 未来仍有可 能被用来创造大量新型协同采矿方法。 参考文献 （References） ［1］曹新元， 吕古贤， 朱裕生.我国主要金属矿产资源及区 域分布特点 ［J］ .资源产业， 2004， 6 （4） 20-22. 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