RU2029866C1

RU2029866C1 - Method to produce mineral resources

Info

Publication number: RU2029866C1
Authority: RU
Inventors: Э.Я. Кипко; Ю.А. Полозов; Ю.Н. Спичак; Г.С. Левчинский; А.В. Попов; А.Э. Кипко; Н.Н. Тельных; С.И. Ткаченко; В.А. Левченко; В.В. Рудаков; Л.А. Сафонов; В.М. Зуев; П.Е. Новик; В.А. Лагунов
Priority date: 1990-12-04
Filing date: 1990-12-04
Publication date: 1995-02-27

Abstract

FIELD: mining. SUBSTANCE: operation to disrupt and excavate Kimberly ore is carried out concurrently by drilling descending well and descending ore excavation. Drilling is carried out from the surface by consequent development kimberlite pipe over perimeter. Drilling is initiated from the center of kimberlite pipe and each subsequent row of wells is drilled out with diameter greater than previous one. Drilling any subsequent row is initiated after previous row has been abandoned. In doing so well abandoning is performed by pressing grouting solutions on the base of kimberlite production wastes. EFFECT: environmental protection by reuse of production wastes. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, в частности предназначено для добычи кимберлитовых руд на месторождениях алмазов, а также может быть использовано для добычи руд редких и радиоактивных металлов. The invention relates to mining, in particular, it is intended for the extraction of kimberlite ores in diamond deposits, and can also be used for the extraction of ores of rare and radioactive metals.

Известны способы разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом [1] . Этим способом добывают руды всех редких и радиоактивных металлов. Добычу кимберлитовых руд в настоящее время осуществляют исключительно открытым способом. Known methods of developing mineral deposits in an open way [1]. In this way, ores of all rare and radioactive metals are mined. The extraction of kimberlite ores is currently carried out exclusively by open pit mining.

Способ заключается в разрушении горной породы (например, взрывом), выемке руды и ее последующей транспортировке (автомобильным транспортном, например) к месту обогащения. The method consists in the destruction of the rock (for example, an explosion), the extraction of ore and its subsequent transportation (by road, for example) to the place of concentration.

По сравнению с подземным способом разработка месторождений открытым способом обеспечивает значительно лучшие технико-экономические показатели, но вместе с тем она сопряжена с рядом качественных последствий: нарушением земель, изменением микроклимата и водного баланса и т.п. Это требует решения ряда вопросов по охране природы в местах ведения открытых горных работ. Одновременно возникает проблема утилизации отходов обогащения. Все эти вопросы являются проблемными и в настоящее время не решаются повсеместно. Compared to the underground method, open pit mining provides significantly better technical and economic indicators, but at the same time it is associated with a number of qualitative consequences: disturbed land, changes in microclimate and water balance, etc. This requires solving a number of issues of nature conservation in open-cast mining sites. At the same time, the problem of recycling enrichment waste arises. All these issues are problematic and are not currently being addressed everywhere.

Известна система разработки, при которой выемку полезного ископаемого осуществляют за счет бурения скважин на крутых пластах легкими буровыми станками с последующим их расширением специальным комбайном, который движется по скважине сверху вниз под действием собственного веса [2]. A well-known development system in which the extraction of minerals is carried out by drilling wells on steep seams with light drilling rigs, followed by their expansion by a special combine that moves down the well under the action of its own weight [2].

Известна также система разработки с бурением скважин и последующим их расширением гидромониторами с высоким давлением воды [2]. Also known is a development system with drilling wells and their subsequent expansion with high pressure water monitors [2].

По технологии осуществления эти способы являются более близкими к предлагаемому изобретению, однако непригодны при добыче именно кимберлитовой руды. Строение кимберлитовой трубки требует строго вертикального бурения прилегающих друг к другу кольцевых рядов скважин, при этом каждая скважина должна буриться одним диаметром на всю глубину (расширение исключено по условиям техники безопасности). According to the implementation technology, these methods are closer to the proposed invention, however, they are unsuitable for the extraction of kimberlite ore. The structure of the kimberlite pipe requires strictly vertical drilling of adjacent annular rows of wells, with each well having to be drilled with the same diameter to the entire depth (expansion is excluded under safety conditions).

Поэтому в качестве ближайшего аналога выбран способ открытой разработки наклонных и крутых залежей [1] как единственный применяемый в настоящее время при разработке алмазных месторождений. Therefore, as the closest analogue, the method of open development of inclined and steep deposits [1] was chosen as the only one currently used in the development of diamond deposits.

Цель изобретения - сохранение окружающей среды в зоне разработки месторождения, утилизация промышленных отходов, снижение материальных затрат на добычу кимберлитовых руд и последующую рекультивацию земель. The purpose of the invention is the preservation of the environment in the development zone of the deposit, the disposal of industrial waste, reducing material costs for the extraction of kimberlite ores and subsequent land reclamation.

Цель достигается тем, что разрушение и выемку кимбеелитовой руды осуществляют одновременно путем бурения, для чего с поверхности последовательно по периметру разбуривают кимберлитовую трубку и нисходящими заходками (сверху вниз) производят выемку руды. Бурение начинают с центра кимберлитовой трубки и каждый последующий ряд скважин разбуривают диаметром большим, чем предыдущий, а бурить каждый последующий ряд начинают после ликвидации предыдущего. Ликвидацию скважин осуществляют путем нагнетания тампонажного раствора, приготовленного на основе отходов кимберлитового производства. The goal is achieved by the fact that the destruction and excavation of the kimbeelite ore is carried out simultaneously by drilling, for which a kimberlite pipe is drilled sequentially along the perimeter from the surface and the ore is excavated by descending (from top to bottom). Drilling begins from the center of the kimberlite pipe and each subsequent row of wells is drilled with a diameter larger than the previous one, and each subsequent row is drilled after the previous one is liquidated. Liquidation of wells is carried out by injection of cement slurry prepared on the basis of kimberlite production waste.

На фиг. 1 показана схема отработки рудного тела в плане; на фиг. 2 - то же, в разрезе. In FIG. 1 shows a plan for mining an ore body in plan; in FIG. 2 - the same, in the context.

На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения:
контур кимберлитовой трубки А;
центральная скважина 1;
скважины 2 второго ряда;
скважины 3 третьего ряда;
r₁, r₂, r₃ - радиуcы cкважин
Осуществляют способ в следующей последовательности:
1). В центре кимберлитовой трубки А устанавливают буровую установку и начинают бурение центральной скважины 1 радиусом r₁. Бурение выполняют с разбуриванием породы по всему забою. В качестве буровой установки используют, например реактивно-турбинную установку типа РТБ (диаметр бурения от 1,02 до 3,0 м и глубина бурения до 1000 м). От выбуренной породы забой очищается восходящим потоком циркулирующего промывочного раствора, т.е. разбуренная порода (кимберлит) сразу же выдается на поверхность, откуда транспортируется к месту обогащения.In FIG. 1 and 2, the following notation is accepted:
kimberlite pipe circuit A;
central well 1;
wells 2 of the second row;
wells 3 of the third row;
r ₁ , r ₂ , r ₃ - well radii
The method is carried out in the following sequence:
1). In the center of the kimberlite pipe A, a drilling rig is installed and drilling of the central well 1 of radius r ₁ begins. Drilling is performed with drilling the rock throughout the face. As a drilling rig use, for example, a RTB-type turbine-jet rig (drilling diameter from 1.02 to 3.0 m and drilling depth up to 1000 m). From the cuttings, the face is cleaned by an upward flow of a circulating washing solution, i.e. drilled rock (kimberlite) is immediately exposed to the surface, from where it is transported to the enrichment site.

2). После полной отработки полезного ископаемого из скважины 1 буровую установку заменяют комплексом тампонажного оборудования и нагнетают в скважину 1 тампонажный раствор до ее полного заполнения (ликвидации). Тампонажный раствор приготовляют на основе шламов обогатительного производства кимберлитов. Таким образом, выбуренная кимберлитовая руда после переработки и извлечения алмазов возвращается в составе тампонажного раствора обратно в скважину, т.е. технология является безотходной. 2). After complete mining of minerals from well 1, the drilling rig is replaced by a set of grouting equipment and 1 grouting solution is injected into the well until it is completely filled (liquidated). Cement slurry is prepared on the basis of slimes from the kimberlite enrichment plant. Thus, the drilled kimberlite ore after processing and extraction of diamonds is returned as a part of the cement slurry back to the well, i.e. the technology is non-waste.

3). После ликвидации скважины 1 начинают бурить скважины второго ряда 2 радиусом r₂. В результате опытно-промышленных испытаний установлено, что потери полезного ископаемого будут меньше, если радиус бурения скважин последующего ряда больше, чем предыдущего, т.е. выполняется неравенство r_n < r_n+1.3). After the liquidation of the well 1, the wells of the second row 2 of radius r ₂ begin to be drilled. As a result of pilot tests, it was established that mineral losses will be less if the radius of drilling of the next row of wells is greater than the previous one, i.e. the inequality r _n <r _{n + 1} holds.

При этом бурение большим диаметром экономически выгоднее (объем бурения меньше). At the same time, drilling with a large diameter is economically more profitable (the volume of drilling is less).

Скважины большого диаметра можно бурить, например, буровыми установками типа УЗТМ или буровыми комбайнами ПД-2 (диаметр бурения до 6,2 м). Large diameter wells can be drilled, for example, with UZTM-type drilling rigs or PD-2 drilling combines (drilling diameters up to 6.2 m).

Технология разрушения и выемка руды такая же, как и в предыдущей скважине 1. The destruction technology and ore extraction is the same as in the previous well 1.

4). Бурение скважин второго ряда можно вести как последовательно одной буровой установкой, так и одновременно несколькими установками. При этом ликвидацию скважин так же можно осуществлять как после окончания бурения, так и параллельно с бурением (в зависимости от условий производства). Однако необходимо учесть, что поскольку последующий ряд скважин частично перекрывает предыдущий (имеет место частичная перебурка), то бурение последующей скважины следует начинать после стабилизации тампонажного раствора в смежных скважинах предыдущего ряда. 4). Drilling of wells of the second row can be carried out both sequentially with one drilling rig, and simultaneously with several rigs. At the same time, well liquidation can also be carried out both after completion of drilling and in parallel with drilling (depending on production conditions). However, it is necessary to take into account that since the next series of wells partially overlaps the previous one (there is a partial resurfacing), the drilling of the subsequent well should begin after stabilization of the cement slurry in adjacent wells of the previous row.

5). Таким же образом (ряд за рядом) производим разрушение и выемку всего полезного ископаемого из рудного тела кимберлитовой трубки. 5). In the same way (row by row) we carry out the destruction and excavation of the entire mineral from the ore body of a kimberlite pipe.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING MINERAL RESOURCES, including the destruction and excavation of minerals by drilling wells, their loading and transportation, the elimination of the developed space of wells filling it with filling material, characterized in that, in order to preserve the environment, recycle industrial waste and reduce the cost of remediation when the development of kimberlite pipes from the earth's surface, the extraction of cyberlite ore by drilling wells from the earth's surface is carried out by drilling downstream wells but from well to well, the development begins from the center of the kimberlite pipe by drilling a central well, followed by concentric rings around the central well, with each subsequent ring being drilled with bore diameters larger than the diameter of the wells of the previous ring, each subsequent ring of wells being drilled after the liquidation of the previous one with overlapping cross-sections of the lap holes in the drilled well ring, as well as with the cross-section of the wells in the previous present drilled wells ring and abandonment produce injecting cement slurry through kimberlite waste.

2. The method according to claim 1, characterized in that the production of kimberlite ore and the elimination of wells is carried out by simultaneous drilling of several wells.