RU2180399C1

RU2180399C1 - Process of underwater excavation of gravel and sand mixture

Info

Publication number: RU2180399C1
Application number: RU2001115731/03A
Authority: RU
Inventors: Н.И. Бабичев; С.А. Клочко; С.А. Серов; Д.Л. Салоп; А.Ю. Фильчуков
Original assignee: Бабичев Николай Игоревич; Клочко Сергей Анатольевич; Серов Сергей Анатольевич; Салоп Дмитрий Львович; Фильчуков Александр Юрьевич
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2002-03-10

Abstract

FIELD: mining industry, mining of construction rock products, working of deposits of gravel and sand mixture occurring in water-bearing horizons. SUBSTANCE: process of underwater excavation of gravel and sand mixture includes excavation of initial trench with width equal to width of mining block as minimum and with depth equal to height of underwater part of mining bench, flooding of initial trench, arrangement of mining equipment ( hydraulic mining aggregate including hydraulic mining and hydraulic giant tools ) in it. Block is mined by undercutting, Intake funnel is formed in soil of bench before undercutting of first stope. Gravel ad sand mixture is washed out in block by sector stopes from single set of mining equipment by means of side face and wash-out of mass of stope is carried out after its caving. Mining equipment is moved as soon as due block is excavated, pulp is lifted to surface and transported to ground complex. EFFECT: possibility of mining of gravel and sand deposits by higher benches which leads to raised efficiency of mining operations. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области добычи нерудных строительных материалов, обеспечивающей сырьевую базу промышленного и гражданского строительства, и может быть использовано при разработке месторождений гравийно-песчаных смесей, залегающих преимущественно в водоносных горизонтах. The invention relates to the field of extraction of non-metallic building materials, providing a raw material base for industrial and civil construction, and can be used in the development of deposits of gravel and sand mixtures, occurring mainly in aquifers.

Известен способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси, включающий выемку первоначального котлована, его заводнение, размещение в нем земснаряда, разработку блока с разрушением гравийно-песчаной смеси в добычной заходке, перемещение земснаряда по мере выемки очередного блока и транспортирование разрушенной гравийно-песчаной смеси к зумпфу землесосной станции или на переработку (Ю.Д.Буянов, А.А.Краснопольский Разработка месторождений нерудных полезных ископаемых М., Недра, 1973, стр. 280-292). There is a method of underwater extraction of gravel and sand mixture, including excavation of the original pit, its flooding, placement of a dredger in it, development of a block with the destruction of the gravel and sand mixture in the mining entry, moving the dredger as another block is excavated and transporting the destroyed gravel and sand mixture to the sump dredging station or for processing (Yu.D. Buyanov, A.A. Krasnopolsky Development of non-metallic mineral deposits M., Nedra, 1973, pp. 280-292).

Недостатком данного способа является сравнительно небольшая глубина разработки, определяемая в основном параметрами рабочего органа земснаряда. The disadvantage of this method is the relatively small depth of development, determined mainly by the parameters of the working body of the dredger.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси, включающий выемку первоначального котлована шириной, по меньшей мере равной ширине добычного блока, и глубиной, равной высоте подводной части добычного уступа, заводнение первоначального котлована, размещение в нем добычного оборудования, разработку блока с подрезкой и размывом гравийно-песчаной смеси в добычной заходке, перемещение добычного оборудования по мере выемки очередного блока, подъем пульпы на поверхность и ее транспортирование на поверхностный комплекс (Г.А.Нурок Технология и проектирование гидромеханизации горных работ М., Недра 1965, стр. 98, 355-356, 366-371, 361-365). The closest in technical essence and the achieved result is a method of underwater extraction of gravel-sand mixture, including excavation of the initial pit with a width at least equal to the width of the mining block, and a depth equal to the height of the underwater part of the mining ledge, flooding the initial pit, placing mining equipment in it , development of a block with cutting and erosion of a gravel-sand mixture in a mining approach, moving mining equipment as another block is removed, raising pulp on a lead ited and its transport to the surface complex (G.A.Nurok jetting technology and designing of mining operations M., Nedra 1965, p. 98, 355-356, 366-371, 361-365).

Недостатком данного способа также является сравнительно небольшая высота уступа, определяемая в основном параметрами рабочего органа земснаряда. The disadvantage of this method is the relatively small height of the ledge, determined mainly by the parameters of the working body of the dredger.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение эффективности разработки месторождений гравийно-песчаных смесей. The problem to which this invention is directed, is to increase the efficiency of development of deposits of gravel and sand mixtures.

Технический результат, который может быть получен при реализации данного изобретения, состоит в повышении высоты уступа. The technical result that can be obtained by implementing this invention is to increase the height of the ledge.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе подводной добычи гравийно-песчаной смеси, включающем выемку первоначального котлована шириной, по меньшей мере равной ширине добычного блока, и глубиной, равной высоте подводной части добычного уступа, заводнение первоначального котлована, размещение в нем добычного оборудования, разработку блока с подрезкой и размывом гравийно-песчаной смеси в добычной заходке, перемещение добычного оборудования по мере выемки очередного блока, подъем пульпы на поверхность и ее транспортирование на поверхностный комплекс, согласно изобретению в качестве добычного оборудования используют скважинный гидродобычной агрегат, включающий гидродобычной и гидромониторный снаряды, размещенный на плавучей управляющей установке, перед подрезкой первой заходки в блоке в почве уступа формируют приемную воронку, размыв гравийно-песчаной смеси в блоке ведут секторными заходками с одной установки добычного оборудования боковым забоем, а размыв массива заходки осуществляют после его обрушения. The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of underwater extraction of gravel and sand mixture, including excavation of the initial pit with a width of at least equal to the width of the mining block and a depth equal to the height of the underwater part of the mining ledge, flooding the initial pit, placing mining equipment in it , development of a block with trimming and erosion of gravel and sand mixture in a mining approach, moving mining equipment as another block is removed, raising the pulp to the surface and transportation to the surface complex, according to the invention, a downhole hydraulic production unit is used as production equipment, including hydraulic production and hydromonitor shells located on a floating control unit, before receiving the first entry in the block in the ledge soil, a receiving funnel is formed, washing the gravel-sand mixture in the block is carried out by sector calls from one installation of mining equipment with a side face, and erosion of the array of calls is carried out after its collapse.

В указанную совокупность включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата во всех случаях использования изобретения, на которые испрашивается объем правовой охраны. The indicated set includes all the signs, each of which is necessary, and all together are sufficient to achieve the specified technical result in all cases of using the invention for which the scope of legal protection is claimed.

В частных случаях использования изобретение характеризуется следующей совокупностью признаков. In particular cases of use, the invention is characterized by the following set of features.

Размыв обрушенной заходки осуществляют в период подрезки следующей заходки энергией отраженной струи гидромониторного снаряда. The erosion of the collapsed approach is carried out during the trimming of the next sunset with the energy of the reflected jet of the jetting projectile.

Ширину блока принимают равной двум длинам эффективной струи гидромониторного снаряда в затопленном забое. The width of the block is taken equal to two lengths of the effective jet of a hydro-monitoring projectile in the flooded face.

Гидродобычной снаряд при работе добычного оборудования имеет опору на дно приемной воронки. Hydraulic mining projectile during operation of the mining equipment is supported on the bottom of the receiving funnel.

Способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси поясняется фиг. 1 и 2, где на фиг. 1 представлена схема отработки блока, вид в плане, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1. The method of underwater extraction of gravel and sand mixture is illustrated in FIG. 1 and 2, where in FIG. 1 is a block mining diagram, a plan view, and FIG. 2 is a section A-A of FIG. 1.

Способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси осуществляется следующим образом. The method of underwater extraction of gravel and sand mixture is as follows.

Экскаватором-драглайном или грейферным экскаватором создают первоначальный котлован (не показан) длиной, достаточной для размещения плавучей управляющей установки с добычным оборудованием. Ширину первоначального котлована принимают равной ширине добычного блока. Ширину блока принимают равной двум длинам эффективной струи гидромониторного снаряда в затопленном забое. Длину блока принимают равной длине эффективной струи гидромониторного снаряда в затопленном забое. Глубина первоначального котлована определяется глубиной разработки. An excavator-dragline or a clamshell excavator creates an initial pit (not shown) long enough to accommodate a floating control unit with mining equipment. The width of the original pit is taken equal to the width of the mining block. The width of the block is taken equal to two lengths of the effective jet of a hydro-monitoring projectile in the flooded face. The length of the block is taken equal to the length of the effective jet of a hydro-monitoring projectile in the flooded face. The depth of the original pit is determined by the depth of development.

После заводнения первоначального котлована в него спускают понтон плавучей управляющей установки 1, на котором монтируют добычное оборудование, насосную станцию (не показана) и производят монтаж водоводов 2, подающих воду на гидромониторный 3 и гидродобычной 4 снаряды. Кроме того, посредством шаровых шарниров соединяют между собой плавучий пульповод 5, пульповод 6 плавучей управляющей установки 1 и береговой пульповод 7. After flooding the original pit, the pontoon of the floating control unit 1 is lowered into it, on which mining equipment, a pumping station (not shown) are mounted and pipelines 2 are installed, supplying water to the hydromonitor 3 and hydro-mining 4 shells. In addition, by means of ball joints, a floating slurry line 5, a slurry line 6 of a floating control unit 1 and a coastal slurry line 7 are connected to each other.

В качестве понтона плавучей управляющей установки 1 может быть использован понтон серийно выпускаемого земснаряда небольшой производительности, например 8НЗ Минстроя или 100-40к. В качестве добычного оборудования может быть использован скважинный гидродобычной снаряд, например СГ-14, и скважинный гидромониторный снаряд СГМ-2, имеющий боковые и торцевые струеформирующие насадки. As the pontoon of the floating control unit 1, a pontoon of a commercially available dredger of small capacity, for example, 8NZ Minstroy or 100-40k, can be used. As production equipment, a downhole hydraulic production projectile, for example, SG-14, and an SGM-2 downhole hydromonitor projectile, having side and end jet forming nozzles, can be used.

Посредством маневрирования плавучей управляющей установки 1 гидромониторный 3 и гидродобычной 4 снаряды размещают в рабочем положении в непосредственной близости к забою 8 добычного блока 9 и с этой установки в почве 10 уступа 11 гидромониторной струей, образуемой торцевой струеформирующей насадкой гидромониторного снаряда 3, формируют приемную воронку 12. Размытая при формировании приемной воронки 12 гравийно-песчаная смесь поступает к всасу гидродобычного снаряда 4 и посредством гидроэлеватора гидродобычного снаряда 4 поднимается на поверхность. Посредством пульповода 6 плавучей управляющей установки 1, плавучего пульповода 5 и берегового пульповода 7 добытую гравийно-песчаную смесь подают на поверхностный комплекс (не показан). By maneuvering the floating control unit 1, the hydraulic monitor 3 and the hydraulic mining 4 shells are placed in a working position in close proximity to the face 8 of the mining block 9 and from this installation in the soil 10 of the ledge 11 with a hydraulic monitor stream formed by the end jet forming nozzle of the hydraulic monitor 3, form a receiving funnel 12. The gravel and sand mixture washed out during the formation of the receiving funnel 12 enters the inlet of the hydro-mining projectile 4 and, by means of the hydro-elevator of the hydro-mining projectile 4, rises rhnost. By means of the slurry line 6 of the floating control unit 1, the floating slurry line 5 and the shore slurry line 7, the mined gravel-sand mixture is fed to a surface complex (not shown).

Плавучая управляющая установка 1 удерживается на месте с помощью лебедок 13, размещенных на понтоне, и тросов 14, заякоренных на берегу 15. В качестве опоры может быть также использован гидродобычной снаряд 4, который для этого должен быть выполнен с опорным башмаком 16 в нижней своей части, который при работе добычного оборудования заглубляется в дно приемной воронки 12 по мере ее формирования и создает тем самым дополнительную опору. The floating control unit 1 is held in place by means of winches 13 located on the pontoon and cables 14 anchored on the shore 15. As a support, a hydro-mining projectile 4 can also be used, which for this must be made with a support shoe 16 in its lower part , which, when operating the mining equipment, is buried in the bottom of the receiving funnel 12 as it is formed and thereby creates additional support.

После формирования приемной воронки 12 на необходимую глубину гидродобычной снаряд 4 фиксируют на ее дне и приступают к подрезке массива первой секторной заходки 17 в блоке. Подрезку осуществляют боковым забоем гидромониторной струей, образуемой боковой струеформирующей насадкой гидромониторного снаряда 3, посредством медленного поворота гидромониторного снаряда 3 вокруг своей продольной оси на некоторый угол. Скорость поворота, при которой обеспечивается сплошная подрезка массива секторной заходки без оставления целиков, может быть определена в процессе опытных работ, или моделированием, или иным доступным методом. After the formation of the receiving funnel 12 to the required depth of the hydro-mining projectile 4 is fixed at its bottom and begin to trim the array of the first sector entry 17 in the block. Undercutting is carried out by a side face with a jet of water formed by a side jet forming nozzle of a hydro-monitor 3, by slowly turning the hydro-monitor 3 around its longitudinal axis by a certain angle. The turning speed, at which continuous trimming of the sector-wide array without securing the pillars, can be determined in the process of experimental work, or by modeling, or by any other available method.

Размытая гравийно-песчаная смесь поступает в приемную воронку 12, откуда посредством гидроэлеватора гидродобычного снаряда 4 осуществляют ее подъем на поверхность и посредством пульповода 6 плавучей управляющей установки 1, плавучего пульповода 5 и берегового пульповода 7 подают на поверхностный комплекс. The washed-out gravel-sand mixture enters the receiving funnel 12, from where it is lifted to the surface by means of a hydraulic elevator of a hydro-mining projectile 4 and, via the slurry line 6 of the floating control unit 1, the floating slurry line 5 and the coastal slurry line 7, are fed to the surface complex.

В результате образования врубовой полости (не показана) в основании уступа 11 происходит обрушение вышележащего массива гравийно-песчаной смеси секторной заходки. Использование бокового забоя позволяет повысить безопасность работ по размыву, поскольку не происходит обрушение подрезанного и потерявшего устойчивость массива на добычное оборудование. As a result of the formation of a cut-in cavity (not shown) at the base of the ledge 11, the overlying massif of the gravel-sand mixture of the sector entry collapses. The use of a lateral face allows to increase the safety of erosion operations, since there is no collapse of the truncated and unstable array on the mining equipment.

После обрушения массива первой секторной заходки 17 гидромониторным снарядом 3 начинают подрезку массива следующей секторной заходки 18, а энергию отраженной струи гидромониторного снаряда 3 используют для размыва обрушенного массива первой секторной заходки 17. Размытая гравийно-песчаная смесь поступает в приемную воронку 12, откуда посредством гидроэлеватора гидродобычного снаряда 4 осуществляют ее подъем на поверхность и через пульповод 6 плавучей управляющей установки 1, плавучий пульповод 5 и береговой пульповод 7 подают на поверхностный комплекс. After the collapse of the array of the first sectorial entry 17 with a hydromonitor projectile 3, the array of the next sectorial entry 18 is trimmed, and the energy of the reflected jet of the hydromonitor projectile 3 is used to erode the collapsed array of the first sectorial entry 17. The washed gravel-sand mixture enters the receiving funnel 12, from where the hydro-mining hydraulic elevator projectile 4 carry it to the surface and through the slurry line 6 of the floating control unit 1, the floating slurry line 5 and the coastal slurry line 7 are fed to the surface ny complex.

После выемки гравийно-песчаной смеси во всех секторных заходках 19-24 в блоке и зачистки почвы 10 уступа 11 отсоединяют плавучий пульповод 5 от берегового пульповода 7, плавучую управляющую установку 1 с добычным оборудованием перемещают на длину блока, и цикл работ по формированию приемной воронки, подрезке, обрушению, размыву обрушенного массива гравийно-песчаной смеси, подъему пульпы на поверхность и подачи ее на поверхностный комплекс повторяется. After gravel-sand mixture is excavated in all sector approaches 19-24 in the block and the soil is cleared 10 of ledge 11, the floating slurry line 5 is disconnected from the shore slurry line 7, the floating control unit 1 with mining equipment is moved to the length of the block, and the work cycle for the formation of the receiving funnel, pruning, collapse, erosion of the collapsed mass of gravel-sand mixture, raising the pulp to the surface and feeding it to the surface complex is repeated.

Использование изобретения позволит вести разработку месторождений гравийно-песчаных смесей более высокими уступами, что в конечном итоге повысит эффективность добычных работ. The use of the invention will allow the development of deposits of gravel and sand mixtures with higher ledges, which ultimately will increase the efficiency of mining operations.

Claims

1. A method for underwater mining of gravel and sand mixture, including excavation of an initial excavation pit at least equal to the width of the mining block and a depth equal to the height of the underwater part of the mining ledge, flooding the initial excavation pit, placing mining equipment in it, developing a block with undercutting and erosion gravel-sand mixture in a mining sunset, moving mining equipment as the next block is removed, lifting the pulp to the surface and transporting it to the surface complex, characterized in that as a mining equipment, a downhole hydraulic production unit is used, including hydraulic production and hydromonitor shells located on a floating control unit, before cutting the first entry in the block in the soil of the ledge, a receiving funnel is formed, eroding the gravel-sand mixture in the block is carried out by sectorial visits from one installation of mining equipment lateral slaughter, and erosion of the array of calls is carried out after its collapse.

2. The method according to p. 1, characterized in that the erosion of the collapsed approach is carried out during the trimming of the next sunset by the energy of the reflected jet of the jetting projectile.

3. The method according to p. 1, characterized in that the block width is taken equal to two lengths of the effective jet of the hydraulic monitor in the flooded face.

4. The method according to p. 1, characterized in that the hydro-mining projectile during operation of the mining equipment is supported on the bottom of the receiving funnel.