Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых

 

Изобретение относится к горной промышленности , в частности к гидравлическим способам разработки неглубоких месторождений россыпей. Цель изобретения - повышение интенсивности отработки и снижение затрат на разработку при снижении потерь и разубоживания полезного ископаемого. Месторождение разделяют на добычные участки и в середине каждого из них по простиранию месторождения и в его почве проходят дренажные траншеи с уклоном по простиранию. По проектному контуру каждого участка и в его центре с поверхности бурят скважины ниже почвы месторождения на расстоянии друг от друга , равном двукратному максимальному радиусу размыва. Гидроразмыв пород участка производят из скважин камерами с одновременным гидроразмывом полезных ископаемых из дренажной траншеи с их сбойкой заходками вкрест простирания месторождения 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (- 1 1 lJ р (i л, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

У

У

"> (21) 4769837/03 (22) 1,4,12.89 (46) 23.06.92. Бюл. Q 23 (71) Институт проблем комплексного освоения недр AH СССР (72) В.Н. Скуба, В.И.Шишкин. М.В.Чупахин и

А.А.Якубов (53) 622;271(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1157233, кл. Е 21 С 41/00, 1983.

Патент США hh 4496191, кл. 299 /4/, 1982, (54) СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (57) Изобретение относится к горной про-. мышленности, в частности к гидравлическим способам разработки неглубоких месторождений россыпей. Цель изобретения — повышение интенсивности отработки и снижение затрат на разработку при сниИзобретение относится к горной промышленности, в частности к гидравлическим способам разработки месторождений твердых полезных ископаемых, включающим их добычу через скважины, ui может быть использовано для разработки неглубоких месторождений россыпей металлов, строительных материалов, фасфоритоносных песков, янтаря.

Известен способ гидравлической разработки месторождений, включающий подготовку и .оборудование поверхности месторождения. разделение его на добычные участки, гидравлическую их разработку, транспортировку гидросхем и ее первичное,, Ы„„1742481 А1

Ю (я)з Е 21 С 41/26 жении потерь и разубоживания полезного ископаемого, Месторождение разделяют на добычные участки и в середине каждого из них по простиранию месторождения и в его почве проходят дренажные траншеи с уклоном по простиранию. По проектному контуру каждого участка и в его центре с поверхности бурят скважины ниже почвы месторождения на расстоянии друг от друга, равном двукратному максимальному радиусу размыва. Гидроразмыв пород участка производят из скважин камерами с одновременным гидроразмывом полезных ископаемых из дренажной траншеи с их сбойкой заходками вкрест простирания месторождения сплошным забоем, После сбойки с траншеей гидроразмыв полезных ископа- ф емых 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. обогащение. Гидрораэмыв полезных ископаемых производят дождевальными установками.

К недостаткам способа относятся увеличение затрат на вскрытие месторождения за счет большого объема извлекаемых при проходке дренажных траншей пустых горных.пород; повышенные затраты на гидродобычу за счет необходимости увеличения расхода воды для гидроразрушения полезных ископаемых дождевальными установками и, соответственно, большой расход электроэнергии; значительные потери полезных ископаемых при добыче ввиду низкой работоспособности потоков воды при

1742491 гидроразмыве, формируемых дождевальными установками.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающий отработку по простиранию в пределах проектного контура участками, проходку траншей с поверхности, бурение скважин в массив, гидрораэмыв пород гидродобычными агрегатами с образованием камер, выгон гидросмеси из скважин и транспортирование потока гидросмеси. По данному способу траншею сооружают с поверхности, дополнительно могут быть пройдены подземные горные выработки, а из них бурят горизонтальные или наклонные скважины.

Недостатки способа заключаются в следующем: повышенные затраты на вскрытие месторождения и добычу полезных ископаемых за счет значительного объема подготовительных и нарезных выработок; низкое извлечение полезных ископаемых ввиду повышенных потерь и разубоживания как за счет необходимости формирования поддерживающих устойчивость выработок рудных целиков, так и за счет потерь при гидротранспортировании полезных ископаемых по горизонтальным скважинам; увеличение затрат на добычу при разработке негориэонтально залегающих месторождений и залежей со сплошной морфологией по причине усложнения бурения горизонтальных и наклонных скважин, необходимости повышения давления энергетической воды при гидроразмыве ввиду трудности гидроотбойки и особенно гидротранспортирования руды в таких горно-геологических условиях, а также невозможности многократного использования скважин для,добычи полезных ископаемых, так как из горизонтальных скважин может отработать лишь один участок месторождения.

Целью изобретения является повышение интенсивности отработки и снижение затрат на разработку при снижении потерь и разубоживания полезного ископаемого.

Поставленная цель достигается 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, гидрораэмыв пород гидродобычными агрегатами с образованием камер, выгон гидросмеси из скважин и транспортироваwe потока гидросмеси, траншею проходят с уклоном по простиранию в центре каждого участка до почвы залежи, скважины бурят с поверхности по проектному контуру участ5

10 ка ниже почвы. производят одновременный гидроразмыв пород участка из траншеи и скважины, сбивают траншею с камерой. а транспортирование породы, размытой из траншеи, производят самотеком с одновременной выгонкой гидросмеси из камер в траншею с формированием в ней единого потока; скважины бурят одна от другой на расстоянии, равном двукратному максимальному радиусу действия гидродобычного агрегата; гидроразмыв полезных ископаемых из траншеи производят вкрест простирания месторождения сплошным забоем на расстояние от продольной оси тран15 шеи. равное величине кратковременного устойчивого пролета кровли месторождения, Проходка дренажной траншеи с уклоном по простиранию в центре каждого уча20 стка почвы залежи позволяет снизить затраты на вскрытие и добычу полезных.ископаемых путем уменьшения объема открытых вскрышных работ и затрат времени на подготовку месторождения.

25 Бурение скважин с поверхности по проектному контуру участка ниже почвы позволяет уменьшить затраты на вскрытие и добычу путем многократного использования скважин для отработки как минимум

30 двух соседних, смежных участков, а также снизить потери полезных ископаемых в недрах за счет гидроразмыва до сбойки соседних в ряду скважин, т,е. свести к минимуму, межскважинные целики или вообще отраба35 тывать без них.

Сбойка траншеи с камерой с выгонкой гидроСмеси в дренажную траншею с формированием в ней единого транспортного потока позволяет вести отработку место40 рождения по схеме "попутного" забоя с транспортировкой отбитых струей воды полезных ископаемых также струей воды, что значительно снижает энергозатраты на гидроразмыв и потери полезных ископаемых

45 на почве.

Расстояние между скважинами, равное двум максимальным радиусам гидроразмыва полезных ископаемых, обеспечивает рациональное размещение скважин в плане

50 месторождения, с точки зрения достижения максимального извлечения полезных ископаемых, Гидроразмыв полезных ископаемых из траншей вкрест простирания. месторожде55 ния сплошным забоем на расстояние от продольной оси траншеи, равное величине кратковоеменно устойчивого пролета пород кровли месторождения, позволяет снизить потери, так как заходки, сформированные гидрораэмывом из траншеи по сплошной

1742481 боковой границе каждогоучастка, обладают из скважин 5 камер 6 размывают гидромоустойчивостьюдосбойкиихсоскважинами. нитором 8. установленным в траншеи 3 и

Этому же способствует одновременный с перемещаемым вдоль ее продольной оси, гидроразмывом подъем гидросмеси по заходки9 вкрестпростиранияместорождескважинам на первом этапе отработки до 5 ния.1 сплошным забоем. Причем размыв засбойки скважин с траншеей. ходок 9 ведут на расстоянии не более

На фиг. 1 представлена принципиаль- кратковременноустойчивогопролета пород ная схема реализации способа, вертикаль- кровли месторождения 1. Гидросмесь, полный разрез; нафиг,2 — тоже, разрезА-Апри учаемую в камерах 6 гидроразмывом из гидроразмыве из скважин и траншей. 10 скважин 5 до сбойки их с траншеей 3, трансМесторождение 1 разделяют на участки портируют самотеком к скважинам 5 и под2 и в середине каждо-о участка вскрывают нимают по ним на поверхность для месторождение дренажной траншеей 3, дальнейшего обогащения. пройденной по простиранию месторожде- .. Пример конкретного выполнения спония и в его почве 4. Скважины 5 бурят с 15 соба. Россыпное месторождение редких поверхности ниже почвы 4 месторождения металлов залегает в виде пласта песчано1 по проектному контуру каждого участка 2 глинистых пород на глубине до 50 м и имеет на расстоянии друг от друга. равном дву-. мощность 1,5-3 м. Месторождение по прократному максимальному радиусу размыва. стиранию составляет 800 м, à по падению—

Гидроразмыв камерами 6 полезных ис- 20 200 м. Месторождение в плане разделено на копаемых производят из скважин 5 с выгон- 16 участков 100х100 м каждый и посередине кой гидросмеси в траншею 3, каждого участка по его .простиранию и в

В смежных отрабатываемому участку 2 почве месторождения пройдена дренажная участках также проходят траншеи 7. Одно- траншея на глубину 50м экскаватором, привременно с гидроразмывом камер 6 из сква- 25 чем откосы траншеи имеют угол наклона,жин 5 гидромонитором 8, установленным в равный углу сцепления пород кровли место- дренажной траншее 3, производят гидро- рождения(40-45 ). размыв пород иэ дренажной траншеи 3 за- Скважины бурят станками 1БА-15В ходками 9 параллельно ее продольной оси, (УРБ-3AM) по внешнему контуру каждого . а также вкрест простирания месторождения 30 участка вертикально, ниже почвы рудного

1 сплошным забоем. пласта на 1,5-2 м для создания приемного

Последовательность технологических зумпфа, Всего на каждом участке пробурено операций по предлагаемому способу следу- 10 скважин, которые обсажены трубами диющая. аметром 21.9 мм. В скважины монтируются с

Месторождение 1 по его плану разделя- 35 буровых установок скважинные гидродоютнаучастки2 икаждыйучасток вскрывают бычные снаряды (СГС) диаметром 168 мм, дренажными траншеями 3 и 7, которые про- Скважинным гидромонитором СГС по схеме ходят экскаватором или с помощью БВР,с снизу — вверх размывают рудный пласт. До поверхности с уклоном по простиранию и в сбойки камер с траншеей гидросмесь стекацентре каждого участка до почвы 4 залежи. 40 ет самотеком к зумпфу скважин, поднимаетОдновременнобурятвертикальныескважи- ся СГС на поверхность и поступает на ны 5 ниже почвы месторождения 1 по про- обогащение (гидроциклонирование, осажектному контуру участка 2 ниже почвы, дение), После сбойки гидросмесь выгоняетВ скважины 5 монтируют и опускают ся струей гидромониторов в траншею. где гидродобычные снаряды (не показаны) и их 45 формируют единый транспортный поток, скважинными гидромониторами проиэво- который направляется на обогащение. дят гидроразмыв камерами 6 и струей ги4- При начальном давлении воды, создава-. ромонитора выгоняют отбитые полезные емом насосом, 9 — 10 МПа радиус гидроразископаемые в виде гидросмеси 10 в тран- мыва пород рудного пласта составляет шею 3 для формирования в ней единого 50 12 — 15 м, транспортного потока. Скважины 5 в плане После проходки траншеи, выемки иэ месторождения 1 по контурам каждого уча- .нее породы и руды, которая также направстка 2 бурят на расстоянии друг от друга, ляется на узел обогащения, внейустанавлиравномдвумямаксимальнымрадиусамг- вают гидромонитор и производят им рораэмыва. Добытый объем полезных иско- 55 гидроразмыв сплошным забоем рудного паемых из траншей 3, 7 направляют на пласта при продольном перемещении первичное обогащение (гидроциклонирова- гидромонитора вдоль оси траншеи и форние,,осаждение) вместе с гидросмесью, вы- мируют эаходки вкрест простирания место-. гоняемой из камер 6, Для ускорения рождения на расгтояние 7-8 м от оси отработки одновременно с гидрораэмывом траншеи (величина кратковременно устой1742481

° ««r ° «l

«» ° ° . »

« ««

« ° » ° 1

i »

° °

«« ° ° ° g

° ° « /

° г „».

° °

««« ««/»«

«» ,14, "л

«» ° « .

° ° « с;

« ° « ° »

° «>«,>

>@ » ° °

»

° «

v v V " v ч,р Р4О

«

« ° °

««м». ° °

«> ° «ъ» «>»

„ъ, ° ° $ « с, «

« ° У»

° »

° > «> 4 °

> " °

» °

° ° >» "«л >«.« » °, >с Э >»

«> ° «р «>

В ° «

° » ° in

" ь

« ° ° > ° >

° /

° «Ъ

«, ъ °

° > a

° ° «««

° >

" ° ° 1

А3 ««l i э ° «» ° > 1I °

«» ««> °, > > ° » > >

° ° >. /Ъах

/4>ах

4 col чивого 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 — 100 .

Годовая производительность одного

СГС с учетом монтажно-демонтажных работ, ремонтов., простоев 15 т/ч 20 ч 200 сутг60000 т/год. Месторождение отрабатывается шестью СГС в течение года по простиранию месторождения 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 упрощения и удешевления схемы вскрытия месторождения и преобладания способа СГД и ри его. разработке; уменьшение потерь полезных ископаемых эа счет рациональной системы разработки, взаимоувязывающей параметры гидроразмыва с .геомеханическими процессами в кровле месторождения при его отработке; снижение разубожива,ния полезных ископаемых за счет возможности управления выемкой руды в камерах и заходках в траншеях ориентированием струи гидромонитора; высокие эколого-зкономические показатели отработки как в районах с высокой стоимостью земли, так и в удаленных районах.

Формула изобретения

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 гидродобычны5 ми агрегатами с образованием камер, выгон гидросмеси из скважины и транспортирование потока гидросмеси, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения интенсивности отработки и снижения затрат

10 на разработку при снижении потерь и разубоживания полезного ископаемого, траншею проходят с уклоном по простиранию в центре каждого участка до почвы залежи, скважины бурят с поверхности по проектно15 му контуру участка ниже почвы, производят одновременный гидроразмыв пород участка из траншеи и скважины, сбивают траншею с камерой, а транспортирование породы, размытой из траншеи, производят

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

2. Способ по и. 1, о тл и ч а ю щи и с я

25 тем, что скважины бурят одна от другой на расстоянии, равном двукратному максимальному радиусу действия гидродобычного агрегата.

30 .3. Способ по пп. 1. 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что гидрораэмыв полезных ископаемых из траншеи производят вкрест простирания месторождения сплошным забоем на расстоянии от продольной оси траншеи, 35 равном величине кратковременно устойчивого пролета пород кровли месторождения.

1742481

Составитель В.Скуба

Техред М,Моргентал

Корректор О.Ципле

Редактор О.Стенина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2269 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5