RU1789700C - Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной промышленности и может быть использовано дл  добычи песчано-глинистых, фосфорных руд, строительных материалов, угл . Цель изобретени ,- повышение степени извлечени  полезного ископаемого за предельным контуром карьера при обеспечении безопасности работ в зоне возможного сдвиже- ни  пород массива. Месторождение отрабатывают открытым способом. После вскрыти  бур т скважины с поверхности, производ т гидроразмыв пород с формированием камер. Транспортируют полезное ископаемое на поверхность. Отработку полезного ископаемого ведут сначала за зоной сдвижени  пород. После чего укрепл ют массив пород по границе зоны сдвижени  путем формировани  искусственных целиков по высоте скважин снизу-вверх, пересекающих плоскость сдвижени , а после укреплени  массива отрабатывают полезное ископаемое в зоне сдвижени . Искусст- венные целики формируют поперек скважин гидроразмывом кольцеобразной щели и последующим заполнением ее скрепл ющим составом из смеси вскрышных пород и цемента. 3 з.п.ф-лы, 2 ил. СП с

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности , в частности к открытым способам разработки месторождений и может быть использовано дл  добычи песчано-глинистых , фосфорных руд, строительных материалов , титано-циркониевых песков, угл  и ДР.

Известен способ открытой разработки месторождений твердых полезных ископаемых , включающий их вскрытие и отработку карьером с посто нным его углублением и расширением до экономически целесообразного контура, вскрытие законтурных зон месторождений скважинами и отработку уступов карьера зар жением и взрыванием этих скважин.

Недостатки данного способа заключаютс  в увеличении затрат на отработку законтурных зон ввиду высокой стоимости ВВ, процесса зар жени  скважин, значительного выхода негабарита, повышенных потерь и разубоживание полезных ископаемых при взрывной их отработке.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающий вскрытие и отработку месторождени , бурение скважин с поверхности, гидроразмыв

vj 00 ЧЭ 4 О О

пород с формированием камер, транспортирование полезного ископаемого на поверхность . По данному способу после отработки основной части месторождени  карьером, законтурные крыльевые части месторождени  дорабатываютс  способом скважинной гидродобычи (СГД).

К недостаткам описанного способа следует отнести следующее:

- повышенные потери полезных ископаемых ввиду неполноты отработки законтурных зон карьера, значительных их размеров за счет недоизвлечени  запасов из зон сдвижени  откосов карьера;

- низка  обеспеченность безопасности отработки законтурных, крыльевых частей по причине отсутстви  геомеханического обеспечени  добычи запасов из них,

Целью изобретени   вл етс  повышение степени извлечени  полезного ископаемого за предельным контуром карьера при обеспечении безопасности работ в зоне возможного сдвижени  массива.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающем вскрытие и отработку месторождени , бурение скважин с поверхности, гидроразмыв пород сформированием камер, транспортирование полезного ископаемого на поверхность . Отработку полезного ископаемого сначала ведут за зоной сдвижени  пород, после чего укрепл ют массив пород по границе зоны сдвижени  путем формировани  искусственных целиков по высоте скважин снизу - вверх и пересекающих плоскость сдвижени , а после укреплени  массива отрабатывают полезное ископаемое в зоне сдвижени ; искусственные целики формируют поперек скважин; искусственные целики формируют гидроразмывом кольцеобразной щели и последующим заполнением ее скрепл ющим составом: в качестве скрепл ющего состава используют смесь из вскрышных пород и цемента.

Следует отметить, что каждый отличительный признак в отдельности не может способствовать достижению поставленной цели, а приведенные в совокупность отличительные признаки не обнаружены в известных технических решени х, что позвол ет считать данное техническое решение обладающим существенными отличи ми.

Отработка полезного ископаемого сначала за зоной сдвижени  пород позвол ет безопасно разрабатывать остаточные запасы полезного ископаемого за предельным контуром карьера и тем самым повысить степень его извлечени  из недр.

Укрепление массива пород по границе зоны сдвижени  путем формировани  искусственных целиков по высоте скважин снизу вверх и пересекающих плоскость

сдвижени  после отработки запредельных запасов обеспечивает максимальное извлечение полезного ископаемого при соблюдении условий безопасности ведени  горных работ в зоне сдвижени  пород.

0 Формированием искусственных целиков поперек скважин, гидроразмывом кольцеобразных щелей и заполнением их скрепл ющим составом достигаетс  надежное закрепление зоны сдвижени  пород в

5 плоскости скольжени  откосов карьера и тем самым достигаетс  геомеханическое обеспечение доработки запасов полезного ископаемого за предельным контуром карьера .

0 Использование в качестве скрепл ющего состава смеси из вскрышных пород и цемента снижает затраты на осуществление способа, улучшает его экологические аспекты и повышает эффективность способа в

5 целом,

На фиг. 1 представлена принципиаль- на  схема реализации способа в вертикальном разрезе; на фиг. 2 - то. же, дл  отдельного уступа в увеличенном масштабе.

0 Месторождение 1 вскрывают и отрабатывают карьером 2 до экономически оправданного контура. Законтуренные зоны 3 карьера вскрывают основными добычными скважинами 4 параллельно откосу карьера

5 2 (фиг. 1, 2). При необходимости за основными скважинами бур т дополнительные до- бычные скважины 5. После отработки добычных камер 6 из скважин 4 и 5 в основных скважинахсооружают в восход щем по0 р дке целики 7, а в плоскости скольжени  8 зоны сдвижени  сооружают, одновременно, вторую очередь дополнительных добычных скважин 9, из которых отрабатывают участок законтурной зоны перед скважинами 4

5 (фиг. 2).

Последовательность технологических операций по данному способу следующа . Вскрытие и отработку месторождени  1 ведут открытым способом до достижени 

0 экономически целесообразных контуров карьера 2 (фиг. 1). Остаточные запасы законтурной зоны 3 месторождени  1 отрабатывают гидроразмывом с образованием камер 6 через основные добычные скважины 4,

5 которые бур т на рассто нии равном величине плоскости скольжени  8 параллельно откосу карьера 2 (фиг, 1, 2). Если за скважинами 4 остаютс  достаточные дл  рентабельной выемки запасы полезных ископаемых, то их вскрывают дополнительными скважинами 5 и отрабатывают гидроразмывом . По окончании выемки полезных ископаемых из основных скважин 4, в них снизу-вверх гидроразмывом проход т через определенный интервал, в зависимости от типа пород и глубине скважин 4, кольцеобразные щели с нагнетанием в них скрепл ющего состава и формируют искусственные целики 7 поперек скважин (фиг. 2). Одновременно с креплением пород в скважинах 4 на рассто нии максимального радиуса размыва от них руб т дополнительные добычные скважины 9, в зоне плоскости скольжени  8 и дорабатывают через них остаточные запасы полезных ископаемых крыльевых частей месторождени  1 (фиг. 1), Наличие искусственных целиков 7 на краю плоскости 8 позвол ет предотвратить их разрушение. Дополнительно, дл  упрочени  целиков 7 на них в восход щем пор дке формируют из смеси пород вскрыши и цементного раствора более мощные целики.

Пример. Осадочное месторождение титано-циркониевых песков представлено выдержанным по мощности пластом с линзообразными крыльевыми част ми мощностью не более 2,0-3 м. Глубина залегани  - до 200 м. Месторождение вскрыто и отработано до границ его крыльев-линз карьером. Прот женность крыльев до 60 м. Дл  их отработки (запасы песков в них достигают 60000м) предложен способ скважинной гидродобычи (СГД) ввиду их легкой размываемое™ и достаточно устойчивых пород кровли - глин. В соответствие со схемой комбинированного способа карьер - СГД. за зоной сдвижени  откоса бур т основные скважины ниже почвы линзы на 1,5-2 м с диаметром обсадки 273 мм. Затем в скважины опускают скважинный гидродобычной снар д диаметром 219 мм и гидроразмывом в обе стороны от скважин на рассто нии 10-12 м формируют круговые добычные камеры высотой до 3 м. Одновременно, на рассто нии 15-20 м от основных скважин в направлении от эткоса карьера бур т р ды дополнительных скважин с диаметром обсадки 146-168 мм под СГС диаметром 108 мм (89 мм). Через эти скважины также производ т доработку крыльев - линз гидроразмывом . По окончании выемки песков из основных скважин в них, снизу вверх, с помощью СГС в почве и кровле камер, и далее через 10-15 м, проход т кольцевые щели шириной до 1,5-3 м, в которые также СГС нагнетают цементный раствор и укладывают на них смесь глинистых пород вскрыши и цемента в виде столба высотой 1,5-2 м. После формировани  таких искусственных целиков поперек основных скважин производ т доработку полезного ископаемого в зоне сдвижени  через дополнительные скважины.

Использование предложенного спосо- ба комбинированной разработки месторождений твердых полезных ископаемых позволит достичь положительного эффекта, выражающегос  в следующем:

- затраты на добычу твердых полезных 0 ископаемых сохран ютс  на прежнем уровне и даже снижаютс  при увеличении извлечени  полезных ископаемых из недр на 5-10%;

- обеспечиваетс  высока  безопас- 5 ность открытых горных работ и способа СГД за счет надежности креплени  откосов карьера;

-улучшаютс  социально-экологические аспекты горного производства за счет при- 0 менени  малооперационного, экологически чистого и социально благопри тного способа СГД;

Claims (4)

1. Способ открытой разработки место0 рождений полезных ископаемых, включающий вскрытие и отработку месторождени , бурение скважин с поверхности, гидроразмыв пород с формированием камер, транспортирование полезного ископаемого на

Ь поверхность, отличаю щи и с   тем, что, с целью повышени  степени извлечени  полезного ископаемого за предельным контуром карьера при обеспечении безопасности работ в зоне возможного сдвигани  пород

0 массива, сначала отработку полезного ископаемого ведут за зоной сдвижени  пород, после их отработки укрепл ют массив пород по границе зоны сдвижени  путем формировани  искусственных целиков по высоте

5 скважины снизу вверх и пересекающих плоскость сдвижени , после укреплени  массива отрабатывают полезное ископаемое в зоне сдвижени .

2. Способ по п. 1,отличающийс  0 тем, что искусственные целики формируют поперек скважин.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что искусственные целики формируют гидроразмывом кольцеобразной щели 5 и последующим заполнением ее скрепл ющим составом.

4. Способ по п. 3, отличающийс  тем, что в качестве скрепл ющего состава используют смесь из вскрышных пород и цемента.