SU1742481A1 - Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной промышленности , в частности к гидравлическим способам разработки неглубоких месторождений россыпей. Цель изобретени  - повышение интенсивности отработки и снижение затрат на разработку при снижении потерь и разубоживани  полезного ископаемого. Месторождение раздел ют на добычные участки и в середине каждого из них по простиранию месторождени  и в его почве проход т дренажные траншеи с уклоном по простиранию. По проектному контуру каждого участка и в его центре с поверхности бур т скважины ниже почвы месторождени  на рассто нии друг от друга , равном двукратному максимальному радиусу размыва. Гидроразмыв пород участка производ т из скважин камерами с одновременным гидроразмывом полезных ископаемых из дренажной траншеи с их сбойкой заходками вкрест простирани  месторождени  сплошным забоем. После сбойки с траншеей гидроразмыв полезных ископаемых ведут из скважин с выгонкой гидросмеси струей воды из скважинных гидромониторов в дренажную траншею с формированием в ней единого транспортного потока. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. Ј

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности , в частности к гидравлическим способам разработки месторождений твердых полезных ископаемых, включающим их добычу через скважины, и может быть использовано дл  разработки неглубоких месторождений россыпей металлов, строительных материалов, фосфоритонос- ных песков,  нтар .

Известен способ гидравлической разработки месторождений, включающий подготовку и оборудование поверхности месторождени , разделение его на добычные участки, гидравлическую их разработку, транспортировку гидросхем и ее первичное

обогащение. Гидрораэмыв полезных ископаемых производ т дождевальными установками .

К недостаткам способа относ тс  увеличение затрат на вскрытие месторождени  за счет большого объема извлекаемых при проходке дренажных траншей пустых горных пород; повышенные затраты на гидродобычу за счет необходимости увеличени  расхода воды дл  гидроразрушени  полезных ископаемых дождевальными установками и, соответственно, большой расход электроэнергии; значительные потери полезных ископаемых при добыче ввиду низкой работоспособности потоков воды при

VI

Јь N3

4 00

гидроразмыве, формируемых дождевальными установками.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ открытой разработки месторожде- ний полезных ископаемых, включающий отработку по простиранию в пределах проектного контура участками, проходку траншей с поверхности, бурение скважин в массив, гидроразмыв пород гидродобычны- ми агрегатами с образованием камер, выгон гидросмеси из скважин и транспортирование потока гидросмеси. По данному способу траншею сооружают с поверхности, дополнительно могут быть пройдены под- земные горные выработки, а из них бур т горизонтальные или наклонные скважины.

Недостатки способа заключаютс  в следующем: повышенные затраты на вскрытие месторождени  и добычу полезных ископа- емых за счет значительного объема подготовительных и нарезных выработок; низкое извлечение полезных ископаемых ввиду повышенных потерь и разубоживани  как за счет необходимости формировани  поддер- живающих устойчивость выработок рудных целиков, так и за счет потерь при гидротрэн- спортировании полезных ископаемых по горизонтальным скважинам; увеличение затрат на добычу при разработке негори- зонтально залегающих месторождений и залежей со сплошной морфологией по причине усложнени  бурени  горизонтальных и наклонных скважин, необходимости повышени  давлени  энергетической воды при гидроразмыве ввиду трудности гидроотбойки и особенно гидротранспортировани  руды в таких горно-геологических услови х, а также невозможности многократного использовани  скважин дл  обычи полезных ископаемых, так как из горизонтальных скважин может отработать лишь один участок месторождени .

Целью изобретени   вл етс  повышение интенсивности отработки и снижение затрат на разработку при снижении потерь и разубоживани  полезного ископаемого.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающем отработку по простиранию в пределах проектного контура участками, проходку траншеи с поверхности, бурение скважин в массив, гидроразмыв пород гидродобычными агрегатами с образованием камер, выгон гидросмеси из скважин и транспортирование потока гидросмеси, траншею проход т с уклоном по простиранию в центре каждого участка до почвы залежи, скважины бур т с поверхности по проектному контуру участка ниже почвы, производ т одновременный гидроразмыв пород участка из траншеи и скважины, сбивают траншею с камерой, а транспортирование породы, размытой из траншеи, производ т самотеком с одновременной выгонкой гидросмеси из камер в траншею с формированием в ней единого потока; скважины бур т одна от другой на рассто нии, равном двукратному максимальному радиусу действи  гидродобычного агрегата; гидроразмыв полезных ископаемых из траншеи производ т вкрест простирани  месторождени  сплошным забоем на рассто ние от продольной оси траншеи , равное величине кратковременного устойчивого пролета кровли месторождени .

Проходка дренажной траншеи с уклоном по простиранию в центре каждого участка почвы залежи позвол ет снизить затраты на вскрытие и добычу полезных ископаемых путем уменьшени  объема открытых вскрышных работ и затрат времени на подготовку месторождени .

Бурение скважин с поверхности по проектному контуру участка ниже почвы позвол ет уменьшить затраты на вскрытие и добычу путем многократного использовани  скважин дл  отработки как минимум двух соседних, смежных участков, а также снизить потери полезных ископаемых в недрах за счет гидроразмыва до сбойки соседних в р ду скважин, т.е. свести к минимуму межскважинные целики или вообще отрабатывать без них.

Сбойка траншеи с камерой с выгонкой гидросмеси в дренажную траншею с формированием в ней единого транспортного потока позвол ет вести отработку месторождени  по схеме попутного забо  с транспортировкой отбитых струей воды полезных ископаемых также струей воды, что значительно снижает энергозатраты на гидроразмыв и потери полезных ископаемых на почве.

Рассто ние между скважинами, равное двум максимальным радиусам гидроразмыва полезных ископаемых, обеспечивает рациональное размещение скважин в плане месторождени , с точки зрени  достижени  максимального извлечени  полезных ископаемых ,

Гидроразмыв полезных ископаемых из траншей вкрест простирани  месторождени  сплошным забоем на рассто ние от продольной оси траншеи, равное величине кратковременно устойчивого пролета пород кровли месторождени , позвол ет снизить потери, так как заходки, сформированные гидроразмывом из траншеи по сплошной

боковой границе каждого участка, обладают устойчивостью до сбойки их со скважинами. Этому же способствует одновременный с гидроразмывом подъем гидросмеси по скважинам на первом этапе отработки до сбойки скважин с траншеей.

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема реализации способа, вертикальный разрез; на фиг. 2 - то же, разрез А-А при гидроразмыве из скважин и траншей.

Месторождение 1 раздел ют на участки 2 и в середине каждого участка вскрывают месторождение дренажной траншеей 3, пройденной по простиранию месторождени  и в его почве 4. Скважины 5 бур т с поверхности ниже почвы 4 месторождени  1 по проектному контуру каждого участка 2 на рассто нии друг от друга, равном двукратному максимальному радиусу размыва.

Гидроразмыв камерами 6 полезных ис- копаемых производ т из скважин 5 с выгонкой гидросмеси в траншею 3.

В смежных отрабатываемому участку 2 участках также проход т траншеи 7. Одновременно с гидроразмывом камер 6 из сква- жин 5 гидромонитором 8, установленным в дренажной траншее 3, производ т гидроразмыв пород из дренажной траншеи 3 за- ходками 9 параллельно ее продольной оси, а также вкрест простирани  месторождени  1 сплошным забоем.

Последовательность технологических операций по предлагаемому способу следующа .

Месторождение 1 по его плану раздел - ют на.участки 2 и каждый участок вскрывают дренажными транше ми 3 и 7, которые проход т экскаватором или с помощью БВР с поверхности с уклоном по простиранию и в центре каждого участка до почвы 4 залежи. Одновременно бур т вертикальные скважины 5 ниже почвы месторождени  1 по проектному контуру участка 2 ниже почвы,

В скважины 5 монтируют и опускают гидродобычные снар ды (не показаны) и их скважинными гидромониторами производ т гидроразмыв камерами 6 и струей гидромонитора выгон ют отбитые полезные ископаемые в виде гидросмеси 10 в траншею 3 дл  формировани  в ней единого транспортного потока. Скважины 5 в плане месторождени  1 по контурам каждого участка 2 бур т на рассто нии друг от друга, равном двум  максимальным радиусам гидроразмыва . Добытый объем полезных иско- лаемых из траншей 3, 7 направл ют на первичное обогащение (гидроциклонирова- ние, осаждение) вместе с гидросмесью, выгон емой из камер 6. Дл  ускорени  отработки одновременно с гидроразмывом

из скважин 5 камер 6 размывают гидромонитором 8, установленным в траншеи 3 и перемещаемым вдоль ее продольной оси, заходки 9 вкрест простирани  месторождени  1 сплошным забоем. Причем размыв за- ходок 9 ведут на рассто нии не более кратковременно устойчивого пролета пород кровли месторождени  1. Гидросмесь, получаемую в камерах 6 гидроразмывом из скважин 5 до сбойки их с траншеей 3, транспортируют самотеком к скважинам 5 и поднимают по ним на поверхность дл  дальнейшего обогащени .

Пример конкретного выполнени  способа . Россыпное месторождение редких металлов залегает в виде пласта песчано- глинистых пород на глубине до 50 м и имеет мощность 1,5-3 м. Месторождение по простиранию составл ет 800 м, а по падению - 200 м. Месторождение в плане разделено на 16 участков 100x100 м каждый и посередине каждого участка по его простиранию и в почве месторождени  пройдена дренажна  транше  на глубину 50 м экскаватором, причем откосы траншеи имеют угол наклона, равный углу сцеплени  пород кровли месторождени  (40-45°).

Скважины бур т станками 1БА-15В (УРБ-ЗАМ) по внешнему контуру каждого участка вертикально ниже почвы рудного пласта на 1,5-2 м дл  создани  приемного зумпфа. Всего на каждом участке пробурено 10 скважин, которые обсажены трубами диаметром 219 мм В скважины монтируютс  с буровых установок скважинные гидродо- бычные снар ды (С.ГС) диаметром 168 мм. Скважинным гидромонитором СГС по схеме снизу - вверх размывают рудный пласт. До сбойки камер с траншеей гидросмесь стекает самотеком к зумпфу скважин, поднимаетс  СГС на поверхность и поступает на обогащение (гидроциклонирование, осаждение ). После сбойки гидросмесь выгон етс  струей гидромониторов в траншею, где формируют единый транспортный поток, который направл етс  на обогащение.

При начальном давлении воды, создаваемом насосом, 9-10 МПа радиус гидроразмыва пород рудного пласта составл ет 12-15 м,

После проходки траншеи, выемки из нее породы и руды, котора  также направл етс  на узел обогащени , в ней устанавли- вают гидромонитор и производ т им гидроразмыв сплошным забоем рудного пласта при продольном перемещении гидромонитора вдоль оси траншеи и формируют заходки вкрест простирани  месторождени  на рассто ние м от оси траншеи (величина кратковременно устойчмвого пролета кровли пород). Производительность по твердому СГС достигает 15 т/ч, потери полезных ископаемых в межсква- жинных целиках и на днище добычных камер не превышают 30%, разубоживание 7-10%.

Годова  производительность одного СГС с учетом монтажно-демонтажных работ , ремонтов, простоев 15 т/ч-20 ч-200 сут.60000 т/год. Месторождение отрабатываетс  шестью СГС в течение года по простиранию месторождени  плавной посадкой пород кровли на отработанных участках рекультивацией их поверхности,

Применение предложенного способа разработки месторождений полезных ископаемых обеспечивает снижение затрат на добычу полезных ископаемых за счет упрощени  и удешевлени  схемы вскрыти  месторождени  и преобладани  способа СГД при его разработке: уменьшение потерь полезных ископаемых за счет рациональной системы разработки, взаимоув зывающей параметры гидроразмыва с геомеханическими процессами в кровле месторождени  при его отработке; снижение разубожива- ни  полезных ископаемых за счет возможности управлени  выемкой руды в камерах и заходках в транше х ориентированием струи гидромонитора; высокие эко лого-эко- номические показатели отработки как в районах с высокой стоимостью земли, так и в удаленных районах.

Claims (3)

1. Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающий отработку по простиранию в пределах проектного контура участками, проходку траншеи с поверхности, бурение скважин в массив, гидроразмыв пород гидродобычными агрегатами с образованием камер, выгон гидросмеси из скважины и транспортирование потока гидросмеси, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  интенсивности отработки и снижени  затрат

на разработку при снижении потерь и раз- убоживани  полезного ископаемого, траншею проход т с уклоном по простиранию в центре каждого участка до почвы залежи, скважины бур те поверхности по проектному контуру участка ниже почвы, производ т одновременный гидроразмыв пород участка из траншеи и скважины, сбивают траншею с камерой, а транспортирование породы, размытой из траншеи, производ т

самотеком с одновременной выгонкой гидросмеси из камер в траншею с формированием в ней единого потока.

2. Способ поп. 1, отличающийс  тем, что скважины бур т одна от другой на рассто нии, равном двукратному максимальному радиусу действи  гидродобычного агрегата.

3. Способ по пп. 1. 2, отличающий- с   тем, что гидроразмыв полезных ископаемых из траншеи производ т вкрест простирани  месторождени  сплошным забоем на рассто нии от продольной оси траншеи,

равном величине кратковременно устойчивого пролета пород кровли месторождени .

7

А-А

7

Фце.1

86