RU2698752C1 - Method for driving of inclined shafts and horizontal underground mines in cryolithozone conditions - Google Patents

Method for driving of inclined shafts and horizontal underground mines in cryolithozone conditions Download PDF

Info

Publication number
RU2698752C1
RU2698752C1 RU2019112017A RU2019112017A RU2698752C1 RU 2698752 C1 RU2698752 C1 RU 2698752C1 RU 2019112017 A RU2019112017 A RU 2019112017A RU 2019112017 A RU2019112017 A RU 2019112017A RU 2698752 C1 RU2698752 C1 RU 2698752C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mining
laser beam
rock mass
underground mines
underground
Prior art date
Application number
RU2019112017A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Артур Дмитриевич Андросов
Любовь Владимировна Петрова
Андрей Михайлович Алексеев
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова"
Priority to RU2019112017A priority Critical patent/RU2698752C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2698752C1 publication Critical patent/RU2698752C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/02Driving inclined tunnels or galleries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention relates to the mining industry and is intended primarily for development of diamond-containing ores in cryolite zone using inclined shafts and underground mines. Method includes application of non-explosive technologies of rock mass destruction, their selective extraction, fixation of excavations by mechanized complex and transportation of rock mass. At that, in order to increase efficiency of driving of inclined shafts and horizontal underground mines in cryolite zone conditions due to elimination of negative effect of destructive element of tunneling equipment in bottomhole zone, boreholes and underground mines pass using laser process unit. Working face of the mine is treated with a laser beam from its center, for which a cylindrical hole with depth of 1 m is first created, which is then gradually expanded, conically shaped by laser beam processing, forming in the plane of the working face a continuous process of deepening and expanding the funnel-shaped cavity to the final contour of the bottomhole plane. Drilling of working in kimberlites by means of laser beam is performed by narrow cuts excluding formation of mechanical stresses in developed massif of kimberlite and preserving integrity of diamonds contained in it.
EFFECT: use of the present invention will make it possible to preserve integrity of the surrounding massif of rocks, to improve quality of extracted mineral raw material at extraction of kimberlites and ecological purity of development.
1 cl, 1 tbl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и создано преимущественно для разработки алмазосодержащих руд в условиях криолитозоны с использованием наклонных стволов и подземных выработок.The invention relates to the mining industry and was created primarily for the development of diamond ores in the permafrost zone using inclined shafts and underground workings.

Известен буровзрывной способ проходки подземных выработок, включающий бурение врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров в забое и последующее их заряжание и взрывание (см. Шахтное и подземное строительство: Учебник для ВУЗ-ов. – М.: Изд-во Московского государственного горного университета. – Издание 3-е, переработанное и дополненное, том 3, 2003. – 732 с. – С. 210-234).There is a well-known drilling and blasting method of driving underground workings, including drilling of cut-in, jack-off and contouring holes in the face and their subsequent loading and blasting (see Mine and Underground Construction: Textbook for High Schools. - M.: Publishing House of Moscow State Mining University. - 3rd edition, revised and supplemented, volume 3, 2003. - 732 p. - S. 210-234).

Недостатком известного решения является разрушение законтурного массива при взрыве оконтуривающих зарядов, которые могут спровоцировать вывалы горных пород в призабойное пространство и создадут опасную ситуацию при работе людей в призабойном пространстве подземной выработки.A disadvantage of the known solution is the destruction of the contour mass during the explosion of contouring charges, which can provoke rock outfalls in the bottomhole space and create a dangerous situation when people work in the bottomhole space of underground mining.

Известен также способ проходки горизонтальных и наклонных выработок, стволов с помощью проходческого комбайна избирательного разрушения, включающего стреловидный исполнительный орган, снабженный фрезерной коронкой с резцовым режущим инструментом (см. Горная энциклопедия, Москва, Изд-во «Советская энциклопедия», 1989, том 4. – С. 267-268).There is also a method of sinking horizontal and inclined workings, shafts using a tunneling harvester of selective destruction, including an arrow-shaped actuator equipped with a milling crown with a cutting tool (see Mining Encyclopedia, Moscow, Sovetskaya Encyclopedia Publishing House, 1989, Volume 4. - S. 267-268).

Недостатком данного способа является ограниченная область применения, преимущественно на угольных шахтах, так как при выполнении проходческих работ по крепким породам и разработке многолетнемерзлых пород криолитозоны редко возрастают не только износ шарошечных и фрезерных коронок, но и существенно увеличивается энергоемкость, следствием которых являются значительные трудозатраты.The disadvantage of this method is the limited scope, mainly in coal mines, since when performing tunneling works on hard rocks and the development of permafrost, the permafrost zone rarely increases not only the wear of cone and milling crowns, but also significantly increases the energy consumption, which results in significant labor costs.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ проведения наклонных и горизонтальных подземных выработок с применением комплекса проходческого оборудования (см. Горная энциклопедия, Москва, издательство «Советская энциклопедия», 1989, том 4. – С. 268 – 269), включающий механическое разрушение массива, погрузку и транспортирование горной массы, а также крепление выработок механизированным комплексом.Closest to the invention in technical essence is a method of conducting inclined and horizontal underground workings using a complex of tunneling equipment (see Mountain Encyclopedia, Moscow, Sovetskaya Encyclopedia Publishing House, 1989, Volume 4. - P. 268 - 269), including mechanical destruction mass, loading and transportation of rock mass, as well as fastening workings mechanized complex.

Недостатком данного способа является низкая эффективность проходки, вызванная использованием сложного комплекса оборудования при проходке подземных выработок, имеющего в своем составе технику для разрушения массива, погрузку и транспортирование горной массы, крепление забоя в совокупности оказывающих негативное влияние не только на состояние окружающего массива, но и санитарно-гигиенические нормы труда в призабойном пространстве. Более того, при разработке кимберлитовых руд с сохранением природных качеств ювелирных камней, применение данного способа влечет за собой разрушение алмазов крупного класса.The disadvantage of this method is the low efficiency of sinking caused by the use of a complex set of equipment when sinking underground workings, which includes techniques for destroying the massif, loading and transporting the rock mass, securing the face in the aggregate, which negatively affect not only the state of the surrounding massif, but also sanitary -hygienic labor standards in the bottomhole space. Moreover, when developing kimberlite ores while preserving the natural qualities of jewelry stones, the use of this method entails the destruction of large-class diamonds.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности проходки наклонных стволов и горизонтальных подземных выработок в условиях криолитозоны за счет устранения негативного влияния разрушающего органа проходческого оборудования в призабойной зоне.The objective of the present invention is to increase the efficiency of driving inclined shafts and horizontal underground workings in the permafrost zone by eliminating the negative impact of the destructive organ of the tunneling equipment in the bottomhole zone.

Для решения поставленной задачи способ проходки наклонных стволов и горизонтальных подземных выработок в условиях криолитозоны, включающий применение безвзрывных технологий разрушения массива горных пород, избирательной их выемки, крепление выработок механизированным комплексом и транспортирование горной массы, отличается тем, что с целью повышения эффективности проходки наклонных стволов и горизонтальных подземных выработок в условиях криолитозоны за счет устранения негативного влияния разрушительного органа проходческого оборудования в призабойной зоне, стволы и подземные выработки проходят с использованием лазерной технологической установки, причем забой выработки обрабатывают лазерным лучом от его центра, то есть вначале создают цилиндрическое отверстие глубиной до 1 м, затем диаметр цилиндра постепенно расширяют, придавая ему коническую конфигурацию путем обработки лазерным лучом, образуя в плоскости забоя непрерывный процесс углубления и расширения воронкообразной полости до конечного контура плоскости забоя, а проходку выработки по кимберлитам с помощью лазерного луча осуществляют узкими разрезами, исключая образование механических напряжений в разрабатываемом массиве кимберлита и сохраняя целостность содержащихся в нем алмазов.To solve this problem, the method of driving inclined shafts and horizontal underground workings in the permafrost zone, including the use of non-explosive technologies for the destruction of the rock mass, their selective excavation, fastening the workings with a mechanized complex and transporting the rock mass, differs in that in order to increase the efficiency of driving inclined shafts and horizontal underground workings in the permafrost zone by eliminating the negative impact of the destructive organ of the tunneling equipment bottomhole ore, shafts and underground workings are carried out using a laser technological installation, and the bottom of the workings is treated with a laser beam from its center, that is, first a cylindrical hole is created up to 1 m deep, then the cylinder diameter is gradually expanded, giving it a conical configuration by laser treatment beam, forming in the face plane a continuous process of deepening and expanding the funnel-shaped cavity to the final contour of the face plane, and driving the mine through kimberlites with p Using the power of the laser beam, narrow cuts are carried out, eliminating the formation of mechanical stresses in the developed kimberlite massif and preserving the integrity of the diamonds contained in it.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».A comparative analysis of the characteristics of the claimed solution with the signs of analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."

В предлагаемом способе новыми признаками в сравнении с прототипом являются: In the proposed method, new features in comparison with the prototype are:

- применение лазерной технологической установки для проходки подземных выработок;- the use of a laser technological installation for driving underground workings;

- применение нового комплекса выемочно-погрузочного оборудования, имеющего в своем составе лазерную технологическую установку;- the use of a new complex of mining and loading equipment, incorporating a laser processing unit;

- формирование воронкообразной конфигурации забоя в центральной его части, постоянно расширяющийся до конечного контура площади забоя в процессе выполнения горнопроходческих работ;- the formation of a funnel-shaped configuration of the face in its central part, constantly expanding to the final contour of the face in the course of mining operations;

- обработка лазерным лучом кимберлитов узкими разрезами, а также формирование им же контуров площади забоя.- laser processing of kimberlites with narrow cuts, as well as the formation of the contours of the face area.

Все указания новые признаки исключают недостатки существующих способов проходки наклонных столов, горизонтальных подземных выработок и обеспечивают следующие усиленные положительные свойства:All indications of new signs eliminate the disadvantages of existing methods of driving inclined tables, horizontal underground workings and provide the following enhanced positive properties:

- использование лазерной технологической установки для проходки подземных выработок обеспечивает эффективное выполнение безвзрывной подготовки горной массы при горно-подготовительных работах;- the use of a laser technological installation for driving underground workings ensures the efficient implementation of explosive-free preparation of rock mass during mining and preparatory work;

- применение нового комплекса выемочно-погрузочного оборудования с лазерной технологической установкой позволяет сохранить целостность законтурного массива в процессе проведения горных выработок;- the use of a new complex of mining and loading equipment with a laser processing unit allows you to maintain the integrity of the massif in the process of mining;

- создание воронкообразной конструкции забоя и постоянное его расширение до конечного контура в процессе проходческих работ обеспечивает наилучший режим разрушаемого эффекта лазерного луча;- the creation of a funnel-shaped construction of the face and its constant expansion to the final contour in the process of tunneling provides the best mode of destructible effect of the laser beam;

- лазерная обработка контуров выработки и разрушение кимберлита узкими разрезами сохраняет устойчивость законтурного массива и целостность кристаллов алмаза при выполнении горнопроходческих работ.- laser processing of the production loops and the destruction of kimberlite by narrow cuts preserves the stability of the marginal massif and the integrity of diamond crystals during mining operations.

Заявленное техническое решение поясняется чертежами, где на фигуре 1 показана схема работы ЛТУ при проходке наклонного ствола в комплексе: погрузчик, ленточный питатель и автосамосвал на поверхности; фигуре 2 – схема работы ЛТУ при проходке горизонтальной подземной выработки комплексом в составе: погрузчик, ленточный конвейер, ленточный перегружатель, автосамосвал на поверхности; фигуре 3 – схема работы ЛТУ при проходке горизонтальной подземной выработки в составе: скребковый погрузчик, автосамосвал и на поверхности с перегрузкой горной массы из автосамосвала в автосамосвал; фигуре 4 – расчетная схема к определению объектов горных работ при отработке погребенной россыпи, где А – контур отработки погребенной россыпи традиционным открытым способом, Б – контур отработки погребенной россыпи заявленным способом.The claimed technical solution is illustrated by drawings, where figure 1 shows the scheme of the LTU when driving an inclined shaft in the complex: loader, belt feeder and dump truck on the surface; figure 2 - scheme of the LTU when driving horizontal underground mining complex consisting of: loader, belt conveyor, belt reloader, dump truck on the surface; figure 3 - scheme of the LTU when driving a horizontal underground mine consisting of: a scraper loader, a dump truck and on the surface with overloading the rock mass from the dump truck into the dump truck; figure 4 is a design diagram for determining mining objects during the development of a buried placer, where A is a contour of a buried placer by the traditional open method, B is a contour of a buried placer by the claimed method.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Проходку наклонного ствола 1 осуществляют с помощью ЛТУ 2, обрабатывающей плоскость забоя лазерным лучом 3 кругами от его центра до конечного контура 4 плоскости забоя (см. фиг. 1). Разрушенную в забое горную массу 5 погрузчик 6 транспортирует по наклонному стволу 1 до бункера 7, из которого ее выгружают в автосамосвалы 8, доставляющие горную массу к пункту назначения. Для проветривания призабойного пространства у устья наклонного ствола устанавливают вентилятор 9, который по вентиляционной трубе 10 закачивает свежий воздух в рабочую зону ЛТУ. Таким образом, по такой новой технологической схеме осуществляется проходка наклонного ствола с использованием лазерной технологии. The inclined shaft 1 is drilled using an LTU 2, which processes the face plane with a laser beam 3 in circles from its center to the final contour 4 of the face plane (see Fig. 1). Loaded at the bottom of the rock mass 5, the loader 6 transports along the inclined shaft 1 to the hopper 7, from which it is unloaded into dump trucks 8, delivering the rock mass to the destination. To ventilate the bottom-hole space, a fan 9 is installed at the mouth of the inclined shaft, which pumps fresh air through the ventilation pipe 10 into the working area of the LTU. Thus, according to such a new technological scheme, an inclined shaft is drilled using laser technology.

Другим вариантом реализации нового технического решения для проходки горизонтальной подземной выработки является проходческий комплекс с ЛТУ, имеющий в своем составе погрузчик, ленточный конвейер, ленточный перегружатель и автосамосвал на поверхности (см. фиг. 2). Горизонтальную подземную выработку проходят с применением ЛТУ 2 следующим образом. Разрушенную лазерным лучом 3 горную массу 5 погрузчиком 6 перегружают через загрузочное устройство 11 на ленточный конвейер 12, который по наклонному стволу 1 доставляет груз на поверхность. Затем с помощью погрузочного конвейера 13 горная масса загружается в автосамосвалы 8, которые доставляют ее до места назначения. Для проветривания призабойного пространства пробуривают вентиляционные скважины большого диаметра 14, через которые вентилятором 15 производится вынос загрязненного воздуха.Another embodiment of a new technical solution for horizontal underground excavation is a tunneling complex with a LTU, which includes a loader, a conveyor belt, a belt loader and a dump truck on the surface (see Fig. 2). Horizontal underground excavation are using LTU 2 as follows. The rock mass 5 destroyed by the laser beam 3 is loaded by a loader 6 through a loading device 11 onto a conveyor belt 12, which delivers the load to the surface along an inclined shaft 1. Then, using the loading conveyor 13, the rock mass is loaded into dump trucks 8, which deliver it to its destination. To ventilate the bottom-hole space, large-diameter ventilation holes 14 are drilled through which contaminated air is removed by the fan 15.

Следующим новым вариантным техническим решением является проходческий комплекс: ЛТУ, автосамосвал, применяемый на подземных горных работах (например, производства Могилевского завода) и бункер питатель (см. фиг. 3).The next new variant technical solution is a tunneling complex: LTU, a dump truck used in underground mining (for example, the production of the Mogilev plant) and a hopper feeder (see Fig. 3).

Проходку горизонтальной подземной выработки осуществляет с использованием ЛТУ 2 с погрузкой горной массы 5 породоуборочной машиной 16 в автосамосвалы 17, которые по наклонному стволу 1 доставляют до сборочного бункера 18, расположенного на дневной поверхности. Из сборочного бункера автосамосвалами 8 горная масса по мере необходимости вывозится на пункты назначения. Вентиляция призабойного пространства в процессе проходки подземной выработки осуществляют вентилятором 15 через вытяжные скважины 14.Horizontal underground excavation is carried out using LTU 2 with the loading of the rock mass 5 by a harvesting machine 16 into dump trucks 17, which are delivered along an inclined shaft 1 to an assembly hopper 18 located on the day surface. From the assembly hopper by dump trucks 8, the rock mass is transported to destination points as necessary. Ventilation of the bottomhole space in the process of underground mining is carried out by a fan 15 through exhaust wells 14.

Таким образом, реализация нового технического решения проходки подземных выработок выполнена для трех технологических схем с различными комплексами проходческого оборудования, но с обязательным присутствием ЛТУ. То есть, сущность и эффективность рекомендуемого технического решения раскрыты в результате сравнения технико-экономических показателей трех предложенных вариантов и выбора наилучшего из них по экономическому критерию.Thus, the implementation of a new technical solution for underground mining has been performed for three technological schemes with various complexes of tunneling equipment, but with the obligatory presence of LTU. That is, the essence and effectiveness of the recommended technical solution is disclosed as a result of comparing the technical and economic indicators of the three proposed options and choosing the best of them according to the economic criterion.

Пример конкретной реализации заявленного технического решения.An example of a specific implementation of the claimed technical solution.

Исходные данные для расчетов приняты следующие:The initial data for the calculations are as follows:

- глубина залегания погребенной россыпи, Нр= 50 м;- the depth of the buried placer, N p = 50 m;

- уклон наклонного ствола, α = 4°;- the slope of the inclined trunk, α = 4 °;

- стоимость лазерной технологической установки мощностью 10 кВт, Слу = 300 тыс. долл.;- the cost of a laser technological installation with a capacity of 10 kW, C lu = 300 thousand dollars;

- ширина двухпутного автомобильного ствола, Шст = 18,5 м;- the width of the double-track car trunk, W st = 18.5 m;

- средняя высота ствола, hст = 4,5 м;- the average height of the trunk, h article = 4.5 m;

- длина горизонтальной подземной выработки Lпв = 70 м.- the length of the horizontal underground excavation L pv = 70 m

Расчеты выполнены в следующей последовательности.The calculations are performed in the following sequence.

1. Объемы работ по проходке подземных выработок: 1. The volume of work on the excavation of underground workings:

- площадь поперечного сечения ствола Sст, - the cross-sectional area of the trunk S article,

Figure 00000001
Figure 00000001

- длина ствола Lст,- barrel length L article

Figure 00000002
Figure 00000002

- объемы работ по проходке наклонного ствола Vст,- the volume of work on the sinking of the inclined shaft V article

Figure 00000003
Figure 00000003

- объемы работ по проходке горизонтальной подземной выработки Vпв,- the volume of work on driving a horizontal underground mine V pv ,

Figure 00000004
Figure 00000004

тогда

Figure 00000005
then
Figure 00000005

- суммарный объем подземных выработок Vп,- the total volume of underground workings V p

Figure 00000006
Figure 00000006

2. Расчет затрат на проходку подземных выработок с применением лазерной технологической установки.2. Calculation of the costs of driving underground workings using a laser technological installation.

Лазерная технологическая установка мощностью 10 кВт работает на электрическом приводе.A 10 kW laser processing unit is powered by an electric drive.

Ввиду отсутствия достаточной информации по лазерным технологиям и области их применения в горнодобывающей промышленности некоторые показатели в расчетах приняты по экспертным оценкам.Due to the lack of sufficient information on laser technologies and their application in the mining industry, some indicators in the calculations are based on expert estimates.

a). Затраты на проходку подземных выработок Зпв,a). The cost of sinking underground excavations W PV

Figure 00000007
Figure 00000007

где Зст – затраты на проходку наклонного ствола, долл.;where Z article - the costs of sinking the inclined shaft, dollars;

Зпв – затраты на проходку горизонтальной подземной выработки, долл.Z pv - the cost of sinking horizontal underground excavation, dollars

Figure 00000008
Figure 00000008

где Спв – стоимость разработки 1м3 горных пород подземным способом, долл./м3 (Спв=10,2 долл./м3, см. RU №2661769, опубл. 20.07.2018).where C pv - the cost of developing 1 m 3 of rocks by underground method, dollars / m 3 (Spv = 10.2 dollars / m 3 , see RU No. 2661769, publ. 07.20.2018).

Figure 00000009
Figure 00000009

b). Затраты на приобретение горнотранспортного оборудования для разработки погребенной россыпи,b) The cost of mining mining equipment for the development of buried placer,

Комплекс 1: ЛТУ – погрузчик – бункерное хозяйство – автосамосвал; Complex 1: LTU - loader - bunker farm - dump truck;

Комплекс 2: ЛТУ – погрузчик – конвейерный подъемник – ленточный питатель – автосамосвал; Complex 2: LTU - loader - conveyor lift - belt feeder - dump truck;

Комплекс 3: ЛТУ – породоуборочная машина – автосамосвал – автосамосвал. Complex 3: LTU - stock picker - dump truck - dump truck.

Стоимостные показатели горнотранспортного оборудования: Cost indicators of mining equipment:

ЛТУ = 300 тыс. долл.; погрузчик = 40 тыс. долл.; бункерное хозяйство = 10 тыс. долл.; автосамосвал = 120 тыс. долл.; породоуборочная машина = 50 тыс. долл.; конвейерный подъемник = 150 тыс. долл.; ленточный питатель = 10 тыс. долл.LTU = 300 thousand dollars; loader = 40 thousand dollars; bunkering = 10 thousand dollars; dump truck = 120 thousand dollars; harvesting machine = 50 thousand dollars; conveyor lift = 150 thousand dollars; belt feeder = 10 thousand dollars

Количество автосамосвалов во всех рассматриваемых вариантах преимущественно одинаковые, поэтому из расчетов они исключены.The number of dump trucks in all the considered variants is mostly the same, therefore they are excluded from the calculations.

Тогда, затраты на приобретение горнотранспортного оборудования для формирования перечисленных типов комплексов составит:Then, the cost of acquiring mining equipment for the formation of these types of complexes will be:

Комплекс 1:Complex 1:

Зпр1 = 300 + 40 +10 +120 = 470 тыс. долл.;Zpr1 = 300 + 40 +10 +120 = 470 thousand dollars;

Комплекс 2:Complex 2:

Зпр2 = 300 + 40 + 150 +10 +120 = 620 тыс. долл.;Zpr2 = 300 + 40 + 150 +10 +120 = 620 thousand dollars;

Комплекс 3:Complex 3:

Зпр3 = 300 + 50 + 120 + 120 = 590 тыс. долл.Zpr3 = 300 + 50 + 120 + 120 = 590 thousand dollars.

Из выполненных расчетов следует, что наиболее выгодным вариантным решением при разработке погребенной россыпи является использование комплекса оборудования в составе ЛТУ – погрузчик – бункерное хозяйство – автосамосвал. Одновременно следует отметить, что при увеличении отработки погребенной россыпи ситуация может измениться.From the calculations made it follows that the most advantageous solution when developing a buried placer is to use a complex of equipment as part of a pilot plant - a loader - a bunker farm - a dump truck. At the same time, it should be noted that with an increase in mining of the buried placer, the situation may change.

Таким образом, для расчетов сравнительной оценки эффективности реализации рекомендуемого технического решения, в качестве традиционного варианта отработки погребенной россыпи, принят открытый способ.Thus, for the calculations of a comparative assessment of the effectiveness of the implementation of the recommended technical solution, an open method was adopted as a traditional option for working out the buried placer.

А. Традиционная технология.A. Traditional technology.

При открытой разработке погребенных россыпей требуется выполнение определенного объема вскрышных работ Vвск с отстройкой бортов карьера под традиционными углами, равными 55°. Контуры карьера в отработанном виде приведены на фиг. 4А. При размерах погребенной россыпи, равных 1000×500 м, мощности рудного тела 3 м, объемы горно-капитальной вскрыши Vвск и дополнительные объемы Vдоп для создания нормальных рабочих площадок для отработки погребенной россыпи найдутся:With the open-cast mining of buried placers, a certain amount of overburden work is required to be performed with V vsk with the detachment of the quarry sides at traditional angles of 55 °. The contours of the quarry in waste form are shown in FIG. 4A. With the dimensions of the buried placer equal to 1000 × 500 m, the thickness of the ore body is 3 m, the volumes of mining and overburden V vsk and additional volumes V add to create normal working sites for mining the buried placer can be found:

Figure 00000010
Figure 00000010

где m – мощность рудного тела, m = 3 м,where m is the thickness of the ore body, m = 3 m,

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

где Шрп – нормальная ширина рабочей площадки, Шрп = 60 м, where W RP - the normal width of the working platform, W RP = 60 m,

Figure 00000013
Figure 00000013

Отсюда, всего объемов производства вскрышных работ Vвсг для выемки погребенных россыпей,Hence, the total production volume of stripping operations V VSG for the excavation of buried placers,

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

Итого затраты на отработку погребенной россыпи традиционным открытым способом Зос составляет,Total costs of testing of buried deposits of conventional open-pit Z OS is,

Figure 00000016
Figure 00000016

где Сос – себестоимость разработки 1м3 горных пород открытым способом, долл./м3 (средняя себестоимость по АК «АЛРОСА», см. RU №2233982, опубл. 10.08.2004).where C OS - the cost of developing 1 m3 of rock in an open way, dollars / m3 (average cost for AK ALROSA, see RU No. 2233982, published on 08/10/2004).

Б. Рекомендуемая технология (см. фиг. 4Б).B. Recommended technology (see Fig. 4B).

Затраты на отработку погребенной россыпи рекомендуемым способом Зрс составит:The cost of mining the buried placer by the recommended method Z pc will be:

Figure 00000017
Figure 00000017

где Зпс – затраты на отработку запасов погребенной россыпи подземным способом, долл.where Z ps - the cost of mining the reserves of the buried placer by the underground method, dollars

Figure 00000018
Figure 00000018

Figure 00000019
Figure 00000019

Таким образом, ожидаемый экономический эффект от реализации нового технического решения Э будет равен, Thus, the expected economic effect of the implementation of the new technical solution e will be equal to

Figure 00000020
Figure 00000020

В таблице приведены ожидаемые технико-экономические показатели от реализации нового технического решения. Из полученных результатов расчетов технико-экономической эффективности от реализации нового технического решения следует существенное улучшение основных показателей разработок. Ожидаемый экономический эффект по предварительным расчетам составил 55,4 млн. долл.The table shows the expected technical and economic indicators from the implementation of a new technical solution. From the results of the calculations of technical and economic efficiency from the implementation of a new technical solution, a significant improvement of the main development indicators follows. According to preliminary estimates, the expected economic effect amounted to $ 55.4 million.

Дополнительный эффект будет обеспечен улучшением экологической ситуации в регионе ведения горных работ, которое по экспертным оценкам составляет от 2-х до 5-кратное снижение техногенного пресса на окружающую природную среду.An additional effect will be provided by improving the environmental situation in the mining region, which, according to expert estimates, ranges from a 2 to 5-fold reduction in the technogenic press on the environment.

ТаблицаTable

Ожидаемые технико-экономические показатели от реализации нового технического решенияExpected technical and economic indicators from the implementation of a new technical solution

№ п/пNo. p / p Наименование показателейThe name of indicators ТехнологииTechnology ТрадиционнаяTraditional РекомендуемаяRecommended 1one Глубина отработки погребенной россыпи, мDepth of buried placer mining, m 50fifty 50fifty 22 Объемы работ по проходке подземных выработок для отработки погребенной россыпи, м3The volume of work on the excavation of underground workings for mining the buried placer, m3 -- 66360,066360,0 33 Параметры россыпи: длина, ширина, мощность, мPlacer parameters: length, width, power, m 1000×500×31000 × 500 × 3 1000×500×31000 × 500 × 3 4four Объемы производства вскрышных работ для выемки погребенной россыпи с углом откоса борта 55°, млн. м3Scope of overburden operations for excavation of a buried placer with a slope angle of 55 °, million m3 20,820.8 -- 5five Затраты на отработку погребенной россыпи открытым способом, млн. долл.The cost of mining the buried placer in an open way, mln. 70,870.8 -- 66 Затраты на отработку погребенной россыпи рекомендуемым способом, млн. долл.The cost of mining the buried placer in the recommended manner, mln. 15,415.4 77 Экономический эффект от реализации нового технического решения, млн. долл.The economic effect of the implementation of a new technical solution, million dollars -- 55,455,4 8eight Снижение техногенного пресса на окружающую природную среду по экспертной оценке, кратностьDecrease in technogenic press on the environment according to expert assessment, multiplicity -- 2÷5 раз2 ÷ 5 times

Claims (1)

Способ проходки наклонных стволов и горизонтальных подземных выработок в условиях криолитозоны, включающий применение безвзрывных технологий разрушения массива горных пород, избирательной их выемки, крепление выработок механизированным комплексом и транспортирование горной массы, отличающийся тем, что стволы и подземные выработки проходят с использованием лазерной технологической установки, причем забой выработки обрабатывают лазерным лучом от его центра, для чего вначале создают цилиндрическое отверстие глубиной до 1 м, которое постепенно расширяют, придавая ему коническую конфигурацию путем обработки лазерным лучом, образуя в плоскости забоя непрерывный процесс углубления и расширения воронкообразной полости до конечного контура плоскости забоя, а проходку выработки по кимберлитам с помощью лазерного луча осуществляют узкими разрезами, исключая образование механических напряжений в разрабатываемом массиве кимберлита и сохраняя целостность содержащихся в нем алмазов.A method for driving inclined shafts and horizontal underground workings under conditions of cryolithozone, including the use of non-explosive technologies for the destruction of a rock mass, their selective excavation, fastening workings with a mechanized complex and transporting rock mass, characterized in that the shafts and underground workings are carried out using a laser technological installation, the working bottom is treated with a laser beam from its center, for which, first, create a cylindrical hole up to 1 m deep, which they are expanding steadily, giving it a conical configuration by processing with a laser beam, forming a continuous process of deepening and expanding the funnel-shaped cavity in the plane of the face to the final contour of the face plane, and mining through the kimberlites using a laser beam is carried out by narrow cuts, eliminating the formation of mechanical stresses in the developed kimberlite massif and maintaining the integrity of the diamonds contained in it.
RU2019112017A 2019-04-19 2019-04-19 Method for driving of inclined shafts and horizontal underground mines in cryolithozone conditions RU2698752C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019112017A RU2698752C1 (en) 2019-04-19 2019-04-19 Method for driving of inclined shafts and horizontal underground mines in cryolithozone conditions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019112017A RU2698752C1 (en) 2019-04-19 2019-04-19 Method for driving of inclined shafts and horizontal underground mines in cryolithozone conditions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2698752C1 true RU2698752C1 (en) 2019-08-29

Family

ID=67851729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019112017A RU2698752C1 (en) 2019-04-19 2019-04-19 Method for driving of inclined shafts and horizontal underground mines in cryolithozone conditions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2698752C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3692364A (en) * 1969-10-31 1972-09-19 Sune Torsten Henriksson Method of open-pit mining
RU2249700C1 (en) * 2004-01-26 2005-04-10 Институт горного дела Сибирского отделения Российской Академии наук (статус государственного учреждения) Complex for extraction of ore from support trench blocks
RU2387835C2 (en) * 2008-02-26 2010-04-27 Институт физико-технических проблем Севера Сибирского отделения Российской Академии Наук Method for secondary crushing of kimberlites
RU2426879C2 (en) * 2009-07-07 2011-08-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет по землеустройству" Diamond production combine
RU2509195C2 (en) * 2008-10-02 2014-03-10 РАДЕРМАХЕР Франц Йозеф Method and device for drilling with melting
RU2522016C2 (en) * 2008-08-20 2014-07-10 Форо Энерджи Инк. Hole-making method and system using high-power laser
RU2676352C1 (en) * 2018-03-30 2018-12-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" Method for developing deep open pits in cryolitic zone

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3692364A (en) * 1969-10-31 1972-09-19 Sune Torsten Henriksson Method of open-pit mining
RU2249700C1 (en) * 2004-01-26 2005-04-10 Институт горного дела Сибирского отделения Российской Академии наук (статус государственного учреждения) Complex for extraction of ore from support trench blocks
RU2387835C2 (en) * 2008-02-26 2010-04-27 Институт физико-технических проблем Севера Сибирского отделения Российской Академии Наук Method for secondary crushing of kimberlites
RU2522016C2 (en) * 2008-08-20 2014-07-10 Форо Энерджи Инк. Hole-making method and system using high-power laser
RU2509195C2 (en) * 2008-10-02 2014-03-10 РАДЕРМАХЕР Франц Йозеф Method and device for drilling with melting
RU2426879C2 (en) * 2009-07-07 2011-08-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет по землеустройству" Diamond production combine
RU2676352C1 (en) * 2018-03-30 2018-12-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" Method for developing deep open pits in cryolitic zone

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103883329B (en) Mine hard rock excavation construction method
RU2593285C1 (en) Open development method of coal beds group with gross explosive loosening of overburden rocks
Sobko et al. Conceptual development of the transition from drill and blast excavation to non-blasting methods for the preparation of mined rock in surface mining
RU2678245C1 (en) Method for explosive destruction of frozen rock mass
RU2279546C1 (en) Development method for rock or half-rock deposit with different block structures
RU2698752C1 (en) Method for driving of inclined shafts and horizontal underground mines in cryolithozone conditions
RU2181834C2 (en) Method mining of hear mineral deposits
RU2393351C1 (en) Method of underground development of thin ore bodies
CN113153291A (en) Comprehensive mechanical continuous mining method for hydraulic fracturing of gently inclined hard rock
RU2698750C1 (en) Method for development of deep horizons of diamond-mining pits in cryolithozone conditions
Jhanwar et al. Application of air decks in production blasting to improve fragmentation and economics of an open pit mine
RU2638995C1 (en) Method for mining inclined ore bodies
RU2441162C1 (en) Method for underground development of sloping and inclined ore bodies of low intensity
RU2261326C1 (en) Loosening method for rock having different strength
RU2158827C2 (en) Method of mining of kimberlite pipes
RU2521987C1 (en) Selecting working of unworked edge of upland mineral deposit quarry working zone
Okubo et al. Underground mining methods and equipment
RU2249697C1 (en) Method for open extraction of mineral resources deposits
Mazhitov et al. Rationale for sustainable-safe parameters of highwall slopes in «Kamagan» occurrence while underground cleaning-up
Pradhan et al. Explosive energy distribution in an explosive column through use of non-explosive material-case studies
RU2539083C1 (en) Openworking with explosion effects on mineral bed
Remli et al. Optimisation of rock primary crusher yield with the use of scalper
RU2057935C1 (en) Process of development of gently dipping and inclined coal seams
CA2295230A1 (en) Method for the combined exploitation of mining fields
RU2258811C1 (en) Open-cut mineral deposit mining method