RU2209973C1

RU2209973C1 - Method of development of solid mineral deposits

Info

Publication number: RU2209973C1
Application number: RU2002111596A
Authority: RU
Inventors: Г.В. Секисов; Е.Б. Шевкун; В.С. Чечеткин; Н.В. Мерзликин; С.С. Пешков; А.А. Якимов
Original assignee: Государственное учреждение Институт горного дела ДВО РАН
Priority date: 2002-04-29
Filing date: 2002-04-29
Publication date: 2003-08-10

Abstract

FIELD: mining and mining-and-smelting industries. SUBSTANCE: method includes separation of mined and barren rock blocks in worked bench or zone; loosening of rocks comprising blocks by blasting of horizontal borehole charges of small or medium-size diameter under mobile shelter; rapid assay of mineral; differentiation of mined block into extraction members by number of main parameters of mineral quality; said members selective extraction; mineral treatment and processing of standard quality mineral mass. EFFECT: higher efficiency of opencast mining of solid mineral deposits due to reduced capital and working costs. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горной и горно-металлургической промышленности и может быть использовано при освоении рудных, россыпных, угольных, горюче-сланцевых и некоторых других месторождений, получении минеральных полуфабрикатов и готовой минеральной продукции, которые связаны с минералоподготовительными и обогатительными процессами. The invention relates to the mining and mining and metallurgical industries and can be used in the development of ore, alluvial, coal, oil shale and some other deposits, the production of mineral semi-finished products and finished mineral products that are associated with mineral preparation and concentration processes.

Широко известны стационарные и полустационарные обогатительные фабрики и установки, применяемые при эксплуатации месторождений скального и полускального типа, а также передвижные и плавучие обогатительные установки при освоении россыпей и некоторых типов месторождений строительных горных пород [1] . Однако при освоении месторождений твердых полезных ископаемых, главньм образом рудных, с рыхлением горных пород взрывом мобильные обогатительные установки, размещаемые непосредственно в добычных забоях или вблизи них, до последнего времени не применялись. Stationary and semi-stationary processing plants and plants used in the operation of rock and semi-rock type deposits, as well as mobile and floating processing plants for the development of placers and some types of construction rock deposits, are widely known [1]. However, in the development of solid mineral deposits, mainly ore, with loosening of rocks by an explosion, mobile concentration plants located directly in or near mining faces were not used until recently.

Новая технология освоения месторождений твердых полезных ископаемых с послойным взрыванием горных пород в карьерах под мобильным укрытием с демпфирующим щитом [2] позволяет создавать технологии освоения с использованием мобильных минералоподготовительных и обогатительных установок, размещенных непосредственно в призабойном рабочем пространстве. A new technology for the development of solid mineral deposits with layer-by-layer rock blasting in quarries under a mobile shelter with a damping shield [2] allows the development of development technologies using mobile mineral processing and concentration plants located directly in the bottomhole working space.

Наиболее близкими по существу решаемой задачи являются карьерные передвижные дробильно-перегрузочные установки или агрегаты типа ДПУ или ДПА, включающие накопительные емкости, например, бункеры, дробилки крупного дробления различных конструкций - конусные, щековые, роторные, конусно-валковые, двухвалковые - или грохоты, а также устройства для подачи дробленого материала в средства карьерного транспорта, главным образом ленточные конвейеры [1] . Наряду с определенными достоинствами этим установкам и агрегатам присущи существенные недостатки - прежде всего они рассчитаны на начальное крупное дробление, что предопределяет их большую массу (до 1600 т) и большие параметры - общая длина агрегата типа СДПА-2000 составляет 65-67 м при ширине 15-20 м, что значительно снижает их маневренность и обуславливает необходимость расширения рабочих площадок в карьере в 1,2-1,5 раза. Их использование связано с высокими энергетическими затратами, они не предусмотрены для работы в комплексе с обогатительньми агрегатами и установками. The closest to the essence of the problem being solved are mobile mobile crushing and reloading units or aggregates of the DPU or DPA type, including storage tanks, for example, silos, crushers of large crushing of various designs - cone, jaw, rotor, cone-roll, two-roll - or screens, and also devices for supplying crushed material to the means of quarry transport, mainly belt conveyors [1]. Along with certain advantages, these plants and units have significant drawbacks - first of all, they are designed for initial coarse crushing, which determines their large mass (up to 1600 tons) and large parameters - the total length of the SDPA-2000 type unit is 65-67 m with a width of 15 -20 m, which significantly reduces their maneuverability and necessitates the expansion of work sites in the quarry 1.2-1.5 times. Their use is associated with high energy costs, they are not designed to work in conjunction with enrichment units and plants.

Цель изобретения - повышение эффективности открытой разработки месторождений твердых полезных ископаемых за счет сокращения капитальных и эксплуатационных затрат. The purpose of the invention is to increase the efficiency of open development of solid mineral deposits by reducing capital and operating costs.

Поставленная цель достигается тем, что в способе освоения месторождений твердых полезных ископаемых, включающем выделение добычных и породных блоков в отрабатываемом уступе или рабочей зоне, рыхление слагающих их горных пород взрыванием горизонтальных скважинных зарядов малого или среднего диаметра под мобильным укрытием, оперативное опробование полезного ископаемого в массиве, глубокую дифференциацию добычного блока на выемочные элементы по комплексу основных показателей качества полезных ископаемых, их последовательную селективную отработку, минеральную подготовку извлеченной кондиционной минеральной массы и ее переработку, согласно изобретению выемочные элементы в пределах добычного блока выделяют по комплексу показателей качества полезного ископаемого - петрографическому, минеральному, химическому и гранулометрическому составам и по основным физическим свойствам слагающих его пород; предобогатительную подготовку извлеченной при экскавации кондиционной минеральной массы производят раздельно и последовательно по ее категориям, типам и сортам в призабойном пространстве с помощью мобильного агрегата, являющегося головной частью карьерного мобильного подготовительно-обогатительного комплекса и состоящего из секционного полусфероидного грохота-классификатора, работающего под действием гравитационных сил падающей из приемного бункера минеральной массы, дробилок среднего и мелкого дробления или только мелкого дробления и мельницы облегченного типа; переработку минеральной массы осуществляют последовательно в строгом соответствии с выделенными ее категориями, типами и сортами в мобильном обогатительном агрегате, куда она подается с помощью вибропередаточного устройства, соединяющего подготовительный и обогатительный агрегаты; полученные концентраты или концентраты и богатая (штуфная) добытая минеральная масса доставляется на металлургический или химико-металлургический комплекс или субкомплекс, а попутно полученная готовая или товарная минеральная продукция - потребителям. This goal is achieved by the fact that in the method of developing solid mineral deposits, including the extraction of mining and rock blocks in the worked out ledge or working area, loosening the rocks composing them by blasting horizontal borehole charges of small or medium diameter under a mobile shelter, operational testing of minerals in the array , deep differentiation of the mining block into mining elements according to a set of basic indicators of mineral quality, their consistent selection explicit mining, mineral preparation of the extracted conditioned mineral mass and its processing, according to the invention, the extraction elements within the mining block are distinguished by a set of mineral quality indicators - petrographic, mineral, chemical and granulometric compositions and the basic physical properties of the rocks composing it; the pre-concentration preparation of the conditioned mineral mass extracted during excavation is carried out separately and sequentially according to its categories, types and grades in the bottom-hole space using a mobile unit, which is the head part of a mobile mobile preparation and concentration complex and consisting of a sectional hemispherical screen-classifier working under the action of gravitational forces mineral mass falling from the receiving hopper, medium and fine crushers, or only small dr Blenheim and facilitated type mills; the processing of the mineral mass is carried out sequentially in strict accordance with the categories, types and grades identified in the mobile processing unit, where it is fed by means of a vibratory transmission device connecting the preparation and processing units; The obtained concentrates or concentrates and the rich (mined) mined mineral mass are delivered to the metallurgical or chemical-metallurgical complex or subcomplex, while the finished or commercial mineral products obtained along the way are delivered to consumers.

Карьерный мобильный подготовительно-обогатительный комплекс, включающий минерально-подготовительный и обогатительный агрегаты, соединенные вибропередаточным устройством, размещают непосредственно в призабойной зоне на рабочей площадке уступа. A mobile quarry preparation and processing complex, including mineral preparation and processing units connected by a vibratory transmission device, is placed directly in the bottomhole zone on the working platform of the ledge.

Минерально-подготовительный агрегат размещают в призабойной зоне отрабатываемого уступа, а обогатительный агрегат - на рабочей площадке нижележащего уступа. The mineral-preparation unit is placed in the bottomhole zone of the worked-out ledge, and the concentration unit is placed on the working platform of the underlying ledge.

Минерально-подготовительный агрегат размещают на рабочей площадке вышележащего уступа, а обогатительный агрегат - на рабочей площадке отрабатываемого уступа. The mineral-preparation unit is placed on the working platform of the overlying ledge, and the beneficiation unit is placed on the working platform of the worked-out ledge.

Сопоставительным анализом с прототипом установлены отличия заявляемого способа, заключающиеся в глубоком разделении добычного блока на выемочные элементы по широкому комплексу показателей качества полезного ископаемого и физическим свойствам горных пород, в выделении при селективной выемке категорий, типов и сортов минеральной массы и их раздельной подготовке и переработке с использованием карьерного мобильного подготовительно-обогатительного комплекса в призабойной зоне. Таким образом, заявляемый способ освоения месторождений твердых полезных ископаемых соответствует критерию изобретения "новизна". При изучении других решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, выявлены не были и поэтому они обеспечивают ему соответствие критерию "существенные отличия". Comparative analysis with the prototype established the differences of the proposed method, consisting in the deep separation of the mining block into extraction elements according to a wide range of mineral quality indicators and the physical properties of rocks, in the selection of categories, types and varieties of mineral mass during selective extraction and their separate preparation and processing with using a mobile quarry preparation and processing complex in the bottomhole zone. Thus, the inventive method for the development of solid mineral deposits meets the criteria of the invention of "novelty." In the study of other solutions in the art, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified and therefore they provide it with the criterion of "significant differences".

На чертеже схематично изображен карьерный мобильный подготовительно-обогатительный комплекс. The drawing schematically shows a career mobile preparatory processing complex.

Способ освоения месторождений твердых полезных ископаемых осуществляется следующим образом. The method of development of solid mineral deposits is as follows.

Непосредственную добычу и минеральную подготовку, например рудоподготовку, начинают послойным взрыванием эксплуатационного блока горизонтальными скважинными зарядами малого или среднего диаметра под мобильньм укрытием с демпфирующим щитом [2] , обеспечивающим одновременно равномерное и мелкое дробление полезного ископаемого, позволяющее исключить из последующего технологического цикла крупное, а при экономической целесообразности - и среднее дробление. На основе информации, полученной при оперативном опробовании горизонтальных взрывных скважин и оценке структуры взорванного добычного блока, производят его разбивку на выемочные элементы по комплексу показателей качества полезного ископаемого и основных физических свойств горных пород, слагающих блок, по петрографическому, минеральному, химическому и гранулометрическому составу, плотности, абразивности и прочности горных пород. Выделенные элементы последовательно извлекают из массива взорванного блока глубокой селективной выемкой, например экскаватором послойного копания [3], с разделением горной массы на четыре грузопотока: породный, направляемый на внутренние или внешние отвалы вскрышных пород, некондиционной минеральной массы, например рудной массы, направляемой в специальные отвалы, временно некондиционной минеральной массы, направляемой на специальные склады, и кондиционной минеральной массы, непосредственно подаваемой в мобильный минерально-подготовительный агрегат 1 (см. чертеж) карьерного мобильного подготовительно-обогатительного комплекса. Direct mining and mineral preparation, for example, ore preparation, is started by layer-by-layer blasting of the production block with horizontal borehole charges of small or medium diameter under a mobile shelter with a damping shield [2], which provides both uniform and fine crushing of minerals, which makes it possible to exclude large, and when economic feasibility - and average crushing. Based on the information obtained during the operational testing of horizontal blast holes and the structure of the blasted production block, it is broken down into excavation elements according to a set of mineral quality indicators and the basic physical properties of the rocks composing the block according to the petrographic, mineral, chemical and particle size distribution, density, abrasiveness and strength of rocks. The selected elements are sequentially extracted from the blasted block array with a deep selective excavation, for example, a lay digging excavator [3], with the separation of the rock mass into four cargo flows: rock, sent to internal or external overburden dumps, substandard mineral mass, for example ore mass, sent to special dumps, temporarily substandard mineral mass sent to special warehouses, and conditioned mineral mass directly fed to the mobile mineral preparation itelny unit 1 (see. the drawing) career mobile preparatory-processing complex.

Кондиционную минеральную массу подразделяют в процессе экскаваторной выемки на категории, типы и сорта, соответствующие показателям качества, и последовательно загружают ею приемный бункер минерально-подготовительного агрегата 1, из которого она сбрасывается с оптимальной высоты на приемное устройство 2 секционного полусфероидного грохота-классификатора 3, с помощью которого ее в пределах каждого сорта или типа разделяют по гранулометрическому составу на несколько классов крупности: надрешетная минеральная масса первой его секции 4 механически сбрасывается во внешний перепускной канал 5 и ее подают в дробилку среднего дробления 6, а при отсутствии на карьере минеральной массы средней крупности - сразу в дробилку мелкого дробления 7; надрешетный продукт второй секции 8 по срединному каналу 9 подают в дробилку мелкого дробления 7; надрешетный продукт третьей секции 10 по внутреннему каналу 11 подают в мельницу облегченного типа 12, а подрешетный тонкий материал третьей секции, минуя мельницу облегченного типа 12, и конечный продукт измельчения с помощью вибропередающего устройства 13 подают в мобильный обогатительный агрегат 14, который располагают либо на той же рабочей площадке, что и минерально-подготовительный агрегат 1, либо на рабочей площадке нижележащего уступа 15. Conditioned mineral mass is divided into categories, types and grades corresponding to quality indicators during excavation, and it is subsequently loaded with the receiving hopper of the mineral preparation unit 1, from which it is dumped from the optimum height to the receiving device 2 of a sectional hemispherical screen classifier 3, s with the help of which, within each variety or type, it is divided according to the particle size distribution into several classes of fineness: oversize mineral mass of its first section 4 Mechanical Protection discharged into the outer passageway 5 and is fed into a crusher crushing medium 6, and in the absence of mineral mass career average size - directly into the crusher for fine crushing 7; the oversize product of the second section 8 through the middle channel 9 is fed into the crusher of fine crushing 7; the over-sieve product of the third section 10 is fed through the internal channel 11 to the lightweight mill 12, and the under-sieve thin material of the third section, bypassing the lightweight mill 12, and the final grinding product is fed using the vibration-transmitting device 13 to the mobile enrichment unit 14, which is located either on that the same working platform as the mineral preparation unit 1, or on the working platform of the underlying ledge 15.

Грохот-классификатор 3 приводят в рабочее состояние путем преобразования кинетической энергии падающей минеральной массы в механическую с помощью механизма-преобразователя 16. Основные узлы и конструкции мобильного обогатительного агрегата 14 устанавливают, исходя из применяемого в конкретных условиях способа обогащения - гравитационного, флотационного, магнитно-сепарационного, комбинированного и т.п. При добыче и переработке железных, титано-магнетитовых и им подобных руд используют мобильный обогатительный агрегат с узлами сухой магнитной сепарации. The screening classifier 3 is brought into operation by converting the kinetic energy of the falling mineral mass into mechanical energy using the transducer mechanism 16. The main units and designs of the mobile processing unit 14 are installed based on the enrichment method used in specific conditions - gravity, flotation, magnetic separation combined, etc. In the extraction and processing of iron, titanium-magnetite and similar ores, a mobile concentrating unit with dry magnetic separation units is used.

Полученный концентрат или концентраты в качестве промпродуктов направляются на конечную переработку на установках того же предприятия либо в качестве товарной продукции поставляют потребителю - металлургическому или химико-металлургическому заводам. The resulting concentrate or concentrates as industrial products are sent for final processing at the plants of the same enterprise or delivered to the consumer as metallurgical or chemical-metallurgical plants as commercial products.

Таким образом, заявляемый способ освоения месторождений твердых полезных ископаемых обеспечивает сокращение капитальных и эксплуатационных затрат путем исключения из производственного цикла транспортировки из карьера добытой кондиционной минеральной массы за счет осуществления ее переработки в призабойной зоне с помощью карьерного мобильного подготовительно-обогатительного комплекса; увеличения сквозного извлечения полезного ископаемого и полезных компонентов из него путем комплексно-сквозного повышения качества добываемого, подготавлеваемого и перерабатываемого минерального сырья, что позволяет достичь поставленнной цели. Thus, the inventive method for the development of solid mineral deposits provides a reduction in capital and operating costs by eliminating from the production cycle transporting mined conditioned mineral mass from the quarry by processing it in the bottomhole zone using a quarry mobile preparation and processing complex; increasing the through extraction of minerals and useful components from it by means of a comprehensive-through improving the quality of mined, prepared and processed mineral raw materials, which allows us to achieve the goal.

Источники информации
1. Открытые горные работы. Справочник. - М.: Горное дело, 1994.Sources of information
1. Open cast mining. Directory. - M.: Mining, 1994.

2. Патент РФ 2039253, МКИ⁵ Е 21 С 37/00.2. RF patent 2039253, MKI ⁵ E 21 C 37/00.

3. Секисов Г. В. Минеральные объекты и их рациональное освоение. - М.: Наука, 1994. 3. Sekisov G. V. Mineral objects and their rational development. - M .: Nauka, 1994.

Claims

1. The method of development of solid mineral deposits, including the allocation of mining and rock blocks in the mined ledge or working area, loosening the rocks composing them by blasting horizontal boreholes of small or medium diameter under a mobile shelter, operational testing of minerals in the massif, deep differentiation of the mining block extraction elements according to a set of basic indicators of mineral quality, their sequential selective mining, mineral preparation of treated conditioned mineral mass and its processing, characterized in that the extraction elements within the mining block are distinguished by a set of mineral quality indicators - petrographic, mineral, chemical and granulometric compositions and by the basic physical properties of the rocks composing it, the pre-treatment of the conditioned mineral extracted during excavation the masses are produced separately and sequentially by its categories, types and grades in the bottomhole space using a mobile unit, which is the head part of a mobile quarrying preparation and processing complex and consisting of a sectional hemispherical screen classifier, operating under the influence of gravitational forces falling from the receiving hopper of the mineral mass, crushers of medium and fine crushing, or only fine crushing and a lightweight mill, the processing of mineral mass is carried out consistently in strict accordance with the categories, types and grades identified in the mobile processing unit, where it is supplied by means of a vibratory transmission device connecting the preparation and concentration units, the obtained concentrates or concentrates and the rich ore mined mineral mass is delivered to the metallurgical or chemical-metallurgical complex or subcomplex, and along with the finished and commercial mineral products received, to consumers.

2. The method according to p. 1, characterized in that the quarry mobile preparation and processing complex, including mineral preparation and processing units connected by a vibratory transmission device, is placed directly in the bottomhole zone on the working platform of the ledge.

3. The method according to p. 1, characterized in that the mineral-preparation unit is placed in the bottomhole zone of the worked-out ledge, and the beneficiation unit - on the working platform of the underlying ledge.

4. The method according to p. 1, characterized in that the mineral-preparation unit is placed on the working platform of the overlying ledge, and the beneficiation unit - on the working site of the worked-out ledge.