EA039809B1 - Способ сооружения подземной противофильтрационной завесы с системой дренажа для выщелачивания вышерасположенных рудных объектов - Google Patents

Способ сооружения подземной противофильтрационной завесы с системой дренажа для выщелачивания вышерасположенных рудных объектов Download PDF

Info

Publication number
EA039809B1
EA039809B1 EA202000256A EA202000256A EA039809B1 EA 039809 B1 EA039809 B1 EA 039809B1 EA 202000256 A EA202000256 A EA 202000256A EA 202000256 A EA202000256 A EA 202000256A EA 039809 B1 EA039809 B1 EA 039809B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
waterproofing
ore
development
leaching
working
Prior art date
Application number
EA202000256A
Other languages
English (en)
Other versions
EA202000256A1 (ru
Inventor
Юрий Григорьевич Желябовский
Константин Юрьевич Желябовский
Original Assignee
Юрий Григорьевич Желябовский
Константин Юрьевич Желябовский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Григорьевич Желябовский, Константин Юрьевич Желябовский filed Critical Юрий Григорьевич Желябовский
Priority to EA202000256A priority Critical patent/EA039809B1/ru
Publication of EA202000256A1 publication Critical patent/EA202000256A1/ru
Publication of EA039809B1 publication Critical patent/EA039809B1/ru

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/28Dissolving minerals other than hydrocarbons, e.g. by an alkaline or acid leaching agent
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C41/00Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
    • E21C41/16Methods of underground mining; Layouts therefor
    • E21C41/22Methods of underground mining; Layouts therefor for ores, e.g. mining placers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Bulkheads Adapted To Foundation Construction (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, использующей процесс выщелачивания металлов из руды непосредственно в недрах или из отвалов, сформированных на дневной поверхности. Потенциальными объектами применения могут быть природные металлогенные рудные и россыпные месторождения, а также техногенные отвалы металлосодержащего сырья. Для обеспечения технологичной и экологически безопасной циркуляции выщелачивающего раствора требуется наличие надёжной противофильтрационной завесы достаточных размеров под обрабатываемым рудным объектом и раствороприёмников, расположенных над гидроизоляцией и включенных в технологическую схему. Изобретение предлагает способ подземного сооружения такой завесы, что позволит обрабатывать крупнообъёмные рудные объекты непосредственно на месте их нахождения. Для этого проходят подходную выработку 2, затем два транспортно-вентиляционных штрека 3, концы которых соединяют подготовительной выработкой 4. Подготовительную выработку пошагово перемещают в поперечном направлении за счёт отбойки боковой стенки лентами 14. Каждый вновь обнажённый участок подошвы покрывают гидроизоляционным слоем 6, затем полимерной плёнкой 7, защитным слоем 8 и крупнокусковой породой 9. Гидроизоляцию смежных участков надёжно стыкуют между собой. По мере продвижения подготовительной выработки через заданное количество шагов монтируют раствороприёмники из перфорированных труб 10, концы которых выпускают в штреки и подключают к магистральному трубопроводу 11.

Description

Описание изобретения
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, использующей процесс выщелачивания металлов из руды непосредственно в недрах или из отвалов, сформированных на дневной поверхности. Потенциальными объектами применения могут быть природные металлогенные рудные и россыпные месторождения, а также техногенные отвалы металлосодержащего сырья.
Для таких объектов главными условиями успешного применения выщелачивания являются
A) природные: присутствие полезного компонента в соединениях, растворимых минеральными или органическими кислотами, щелочами, растворами солей; достаточная естественная водопроницаемость руд или возможность её создания искусственным путём; благоприятные гидрогеологические условия;
Б) горнотехнические: возможность осуществления подачи реагента к руде; возможность откачки продукционных растворов; гарантированная защита окружающей среды от неуправляемого растекания растворов за пределы технологической зоны;
B) химико-технологические: возможность эффективного извлечения полезных компонентов из продуктивных растворов.
Изобретение ставит целью обеспечить выполнение горнотехнических условий, а именно, двух последних пунктов, так как подача реагента к руде не вызывает значимых трудностей и может быть произведена различными общеизвестными способами.
Известны технологии подземного выщелачивания. К ним относятся скважинное подземное выщелачивание (СПВ) [1] и шахтное выщелачивание (ШВ) [2].
При СПВ вскрытие, подготовку месторождений и извлечение полезных компонентов в раствор осуществляют через скважины, пробуренные с поверхности. Функционально скважины делятся на закачные и откачные. В закачные скважины подают растворитель, который, проходя через руду, выщелачивает полезные компоненты. Продуктивный раствор откачивают через откачные скважины на поверхность, где подвергают экстракции. Управление потоками раствора осуществляют за счёт поиска оптимального расположения скважин в плане: рядами, многоугольниками, кольцами. Однако добиться идеального функционирования такой системы невозможно.
Технологическая зона ограничивается периферийными откачными скважинами, а раствор по естественной трещиноватости может распространяться и за её пределы. При этом он не только исключается из технологического процесса и безвозвратно теряется, но и загрязняет прилегающий горный массив. Зона загрязнения может значительно расширяться за счёт переноса вредных компонентов подземными водами.
Шахтное выщелачивание производят по различным технологическим схемам в зависимости от горно-геологических условий. Различия могут выражаться в способе подготовки руды к выщелачиванию и технологии доставки раствора к обрабатываемому блоку. Идентичным для всех схем является организация приёма продуктивных растворов. Для этого ниже обрабатываемого блока проходят дренажные выработки, в которые дренирует раствор после прохождения через руду. Там его собирают и подают к месту дальнейшей переработки.
При такой схеме площадь горизонтального сечения зоны выщелачивания намного превышает площадь сбора раствора. Такой дисбаланс площадей не может гарантировать исключение проскока продуктивного раствора между дренажными выработками. В результате, он безвозвратно потеряется в недрах и нанесёт экологический ущерб.
Экологически безопасной и технологически надёжной является схема циркуляции раствора при кучном выщелачивании [3]. Это обеспечивает специально подготовленное основание под штабелем руды, выполняющее функцию противофильтрационной завесы с дренажной системой и отвечающее следующим условиям:
1) площадь основания превышает площадь штабеля руды;
2) основание надёжно гидроизолировано;
3) над гидроизоляцией устроена дренажная система сбора раствора и перекачки его к установке экстракции.
Такая конструкция основания может быть признана эталоном для организации технологически надёжного и экологически безопасного процесса выщелачивания. Однако до настоящего времени её использование ограничено только кучным выщелачиванием, потому что применяют наземный способ её сооружения. Для этого выбирают подходящую по размеру и рельефу площадку, производят планировку, после чего формируют гидроизоляционную защиту из глинистых материалов и полимерной плёнки, над ней устраивают дренаж из крупнокускового материала и монтируют раствороприёмники в виде горизонтально уложенных перфорированных труб. После завершения подготовки такого основания на него укладывают штабель руды и запускают процесс выщелачивания.
Значительно расширить сферу применения технологии выщелачивания крупнообъёмных рудных объектов можно, если разработать способ сооружения противофильтрационной завесы, аналогичной основанию кучи, непосредственно под объектами выщелачивания, такими как рудная залежь, находящаяся в естественном состоянии в недрах, или техногенные отвалы, сформированные в ходе различных производственных процессов. При этом отпадает необходимость добычи руды или перемещения техно- 1 039809 генного отвала на новое место, а также исключаются затраты на формирование штабеля.
Поставленная задача может быть решена только подземным способом. Для этого задают границы противофильтрационной завесы, взяв за основу контур горизонтальной проекции рудного объекта 1 и добавив к нему резервную зону для гарантии полного перехвата выщелачивающего раствора. Определяют оптимальную высотную отметку завесы. По границам двух противоположных сторон завесы проходят транспортно-вентиляционные штреки 3. Концы штреков соединяют пионерной подготовительной выработкой 4. Подошву этой выработки покрывают гидроизоляционным слоем 6 из глинистого материала или раствора на основе цемента с инертными наполнителями. Сверху укладывают полимерную плёнку 7, которую закрывают защитным слоем 8 из глины или песка.
Боковая стенка подготовительной выработки выполняет роль протяжённого забоя, за счёт продвижения которого перемещают выработку в поперечном направлении и поочерёдно, отдельными участками создают площадную основу будущей противофильтрационной завесы.
Продвижение забоя осуществляют пошагово. Для этого породу отбивают лентами толщиной, равной величине выбранного шага. После отгрузки породы на вновь подготовленном участке подошвы укладывают гидроизоляцию той же конструкции, что и на предыдущем. При этом обеспечивают надёжную стыковку с ранее уложенной гидроизоляцией. В результате образуется расширенная площадка с однотипной гидроизоляцией.
Поверх гидроизоляции монтируют раствороприёмник 10 из перфорированных труб, концы которого выпускают в штреки, что обеспечивает возможность профилактического обслуживания раствороприёмника в течение всего срока эксплуатации.
Перед отбойкой следующей ленты часть выработанного пространства, противоположного забою, закладывают крупнокусковой породой 9 на всю высоту выработки. Размер закладки по подошве равен величине шага. Эта закладка в будущем будет выполнять роль дрены для выщелачивающего раствора. Одновременно она поддерживает потолочину от обрушения, обеспечивая безопасные условия работы в забое. При слабых породах, требующих крепления потолочины, массив из закладки используют в качестве опоры для крепления призабойной зоны металлическими балками 12 с вертикальными стойками 13.
Таким образом, многократно повторяя вышеописанные технологические циклы создают надёжную противофильтрационную завесу с дренажной системой и раствороприёмниками непосредственно под рудным объектом. Поставляя раствор, одним из известных способов, в зону выщелачивания запускают гидрометаллургический процесс.
Практическая реализация
До начала строительства, в зависимости от параметров рудного объекта 1, определяют плановые границы и высотную отметку будущей противофильтрационной завесы.
Сооружение завесы начинают с проходки подходной выработки 2. Для условий подготовки к выщелачиванию техногенных отвалов или не задействованных эксплуатацией подземных месторождений это наклонная выработка, имеющая выход на дневную поверхность. Для действующих подземных рудников - это выработки, исходящие из ближайших рудничных выработок.
Из подходной выработки по границам двух противоположных сторон завесы проходят транспортно-вентиляционные штреки 3. Срок эксплуатации подходной выработки и штреков равняется времени выщелачивания рудного объекта, так как они, кроме основного предназначения, обеспечивают доступ к раствороприёмникам, которые нуждаются в профилактическом обслуживании. Поэтому, по необходимости, эти выработки должны быть закреплены соответствующим надёжным способом.
Концы штреков сбивают пионерной подготовительной выработкой 4 прямоугольного сечения. В скальных породах выработку проходят без крепления или ограничиваются анкерной крепью. Слабые неустойчивые породы крепят металлическими балками, которые в дальнейшем используют в качестве элементов 12 передвижной крепи.
На подошву пионерной подготовительной выработки укладывают слой глины 6, уплотняют его, накрывают полимерной плёнкой 7, стыки проклеивают или обеспечивают надёжное соединение другим способом, плёнку перекрывают защитным слоем 8 из глины или песка.
Подготовительную выработку из положения пионерной пошагово продвигают в поперечном направлении путём отбойки ленты породы 14 из боковой стенки. Способ отбойки выбирают на основании физико-механических характеристик породы. Толщина ленты равна шагу продвижения. Отбитую породу отгружают. После отгрузки породы, на вновь подготовленном участке подошвы формируют гидроизоляционное покрытие той же конструкции, что и на предыдущем участке. Оба фрагмента гидроизоляции надёжно стыкуют. В результате образуется расширенная площадка с однотипной гидроизоляцией.
Перед отбойкой следующей ленты часть выработанного пространства, противоположного забою, на всю высоту выработки закладывают крупнокусковой породой 9. Горизонтальная мощность закладки равна шагу продвижения. Эта закладка в будущем будет выполнять роль дрены для выщелачивающего раствора. Одновременно она поддерживает потолочину от обрушения, обеспечивая безопасные условия работы в забое.
При неустойчивых породах кровли её крепят балками 12, один конец которых опирают на закладку из крупнокусковой закладки 9. Вторую точку опоры балок обеспечивают установкой вертикальных стоек
- 2 039809
13. Такая конструкция крепи надёжно защищает рабочую зону. При этом обеспечивает нормальный доступ к забою 14 и может технологично передвигаться вслед за движением забоя.
По мере продвижения выработки через заданное количество шагов поверх гидроизоляции параллельно забою укладывают перфорированные трубы 10, которые в результате дальнейших операций перекрываются крупнокусковой закладкой и становятся приёмниками раствора, прошедшего через руду. Концы труб 10 выводят в штреки, соединяют между собой трубопроводом 11 и связывают с насосной станцией, которая подаёт раствор в технологическую цепочку для дальнейшей переработки.
Многократным повторением технологических циклов создают из отдельных фрагментов единую площадную противофильтрационную завесу с дреной и раствороприёмниками.
Использованные источники.
1. М.И. Фазлуллин, Г.И. Авдонин, А.Б. Белоусов и др. Скважинное подземное выщелачивание золота. М.: Изд-во Винпресс, 2017.
2. Выщелачивание подземное//Горная энциклопедия.
http://www.mining-enc.rU/v/vyschelachivanie-podzemnoe
3. Кучное выщелачивание золотосодержащих руд.//© СтудИзба.
https://studizba.com/lectures/129-inzhenerija/1925-metallurgija-blagorodnyh-metallov/37655-10-kuchnoevyschelachivanie-zolotosoderzhaschih-rud.html
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims (4)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1 - рудный объект; 2 - подходная выработка; 3 - транспортно-вентиляционный штрек;
1. Способ сооружения противофильтрационной завесы с системой дренажа для выщелачивания вышерасположенных рудных объектов, отличающийся тем, что его реализовывают подземным способом, для чего проходят два транспортно-вентиляционных штрека по противоположным границам будущей завесы, концы штреков сбивают пионерной подготовительной выработкой, на подошву которой укладывают слой гидроизоляционного материала, затем полимерную плёнку, сверху плёнку перекрывают защитным слоем из глины или песка, пионерную подготовительную выработку из первоначального положения начинают пошагово перемещать в поперечном направлении, для этого отбивают породу по всей площади боковой стенки на глубину выбранного шага, отбитую породу отгружают, площадь вновь образованной подошвы гидроизолируют тем же методом, что и предыдущую, при этом обеспечивают надёжную стыковку гидроизолирующих покрытий между собой, выработанное пространство, противоположное забою, на всю высоту от подошвы до потолочины закладывают крупнокусковым материалом из прочной породы, подвигая массив из закладки в горизонтальном направлении на величину шага, технологические циклы повторяют до тех пор, пока подготовительная выработка не займёт конечное положение, по мере продвижения выработки через заданное количество циклов поверх гидроизоляции параллельно забою укладывают перфорированные трубы, которые после перекрытия крупнокусковым материалом будут выполнять роль раствороприёмников, концы перфорированных труб выводят в подготовительные штреки, где их подключают к магистральному трубопроводу.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для обеспечения безопасности производства работ в неустойчивых породах призабойную потолочину крепят балками, которые одним концом защемляют между массивом из закладочного крупнокускового материала и потолочиной, под консольную часть подводят вертикальные стойки таким образом, чтобы они не создавали помех для работы в забое, по мере продвижения забоя вслед за ним передвигают крепёжные балки и переносят стойки.
- 3 039809
Горизонтальная проекция и вертикальное сечение
4 - пионерная подготовительная выработка; 5 - подготовительная выработка в текущем положении; 6 - гидроизоляционный слой; 7- полимерная плёнка; 8 - защитный слой; 9крупнокусковая закладка; 10-перфорированная труба; И-трубопровод; 12-балка крепления потолочины; 13-поддерживающая стойка; 14-очередная лента отбиваемой породы
EA202000256A 2020-08-03 2020-08-03 Способ сооружения подземной противофильтрационной завесы с системой дренажа для выщелачивания вышерасположенных рудных объектов EA039809B1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA202000256A EA039809B1 (ru) 2020-08-03 2020-08-03 Способ сооружения подземной противофильтрационной завесы с системой дренажа для выщелачивания вышерасположенных рудных объектов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA202000256A EA039809B1 (ru) 2020-08-03 2020-08-03 Способ сооружения подземной противофильтрационной завесы с системой дренажа для выщелачивания вышерасположенных рудных объектов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA202000256A1 EA202000256A1 (ru) 2022-02-28
EA039809B1 true EA039809B1 (ru) 2022-03-16

Family

ID=80631344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA202000256A EA039809B1 (ru) 2020-08-03 2020-08-03 Способ сооружения подземной противофильтрационной завесы с системой дренажа для выщелачивания вышерасположенных рудных объектов

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA039809B1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU825965A1 (ru) * 1979-08-13 1981-04-30 Mo Geologorazvedoch Inst Способ разработки месторождений полезных ископаемых подземным выщелачиванием
SU1339237A1 (ru) * 1986-04-17 1987-09-23 Фрунзенский политехнический институт Способ формировани противофильтрационных завес при добыче полезных ископаемых подземным выщелачиванием
RU2327873C1 (ru) * 2006-09-25 2008-06-27 Открытое акционерное общество "Учалинский горно-обогатительный комбинат" Способ комплексного освоения месторождений полиметаллических руд
RU2687715C1 (ru) * 2018-05-07 2019-05-15 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук Способ комбинированной разработки россыпных месторождений золота

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU825965A1 (ru) * 1979-08-13 1981-04-30 Mo Geologorazvedoch Inst Способ разработки месторождений полезных ископаемых подземным выщелачиванием
SU1339237A1 (ru) * 1986-04-17 1987-09-23 Фрунзенский политехнический институт Способ формировани противофильтрационных завес при добыче полезных ископаемых подземным выщелачиванием
RU2327873C1 (ru) * 2006-09-25 2008-06-27 Открытое акционерное общество "Учалинский горно-обогатительный комбинат" Способ комплексного освоения месторождений полиметаллических руд
RU2687715C1 (ru) * 2018-05-07 2019-05-15 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук Способ комбинированной разработки россыпных месторождений золота

Also Published As

Publication number Publication date
EA202000256A1 (ru) 2022-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2013358812B2 (en) Solid-filling coal mining method with two pre-excavated tunnels for advancing
RU2339818C1 (ru) Способ дегазации свиты сближенных угольных пластов при столбовой системе разработки
WO2014187163A1 (zh) 一种特厚煤层倾斜分层固体充填采煤方法
CN108756885A (zh) 一种矿岩极破碎的急倾斜矿体的下向或上向胶结充填机械化采矿方法
RU2635927C1 (ru) Способ закладки открытого забоя эоловым песком в угольном пласте неглубокого залегания в западных опустыненных районах горных работ
RU2333363C1 (ru) Способ управления газовыделением при разработке свиты высокогазоносных угольных пластов
RU2344291C2 (ru) Система разработки месторождений
RU2439323C1 (ru) Способ отработки наклонных рудных залежей
RU2693806C1 (ru) Способ проходки горных выработок
EA039809B1 (ru) Способ сооружения подземной противофильтрационной завесы с системой дренажа для выщелачивания вышерасположенных рудных объектов
RU2449125C1 (ru) Способ разработки мощных пологих рудных тел
RU2132950C1 (ru) Способ комбинированной разработки месторождений р.б.юна
RU2435956C1 (ru) Способ открыто-подземной разработки мощного пологого угольного пласта
RU2114307C1 (ru) Способ открытой разработки обводненных месторождений полезных ископаемых площадного залегания
RU2231642C1 (ru) Способ вскрытия и разработки вытянутых по простиранию и падению угольных месторождений с пологопадающими и наклонными пластами большой мощности
RU2099524C1 (ru) Комбинированный способ разработки свиты крутых угольных пластов
RU2102592C1 (ru) Способ разработки пластовых месторождений горючих ископаемых
RU2184850C1 (ru) Способ подземной разработки мощных пологих месторождений руд малой крепости
RU2762170C1 (ru) Способ разработки тонких и маломощных крутопадающих рудных тел
RU2030581C1 (ru) Способ комбинированной разработки мощных рудных тел
Schissler Coal mining, design and methods of
SU1317128A1 (ru) Способ разработки мощных рудных залежей
RU96109970A (ru) Комбинированный способ разработки свиты крутых угольных пластов
RU2083833C1 (ru) Способ разработки крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства
RU2038476C1 (ru) Способ разработки угольных месторождений