Способ выемки целиков

 

Изобретение относится к повторной разработке месторождений твердых полезных ископаемых. Цель - снижение потерь полезного компонента и нарушения экологии окружающей среды за счет предотвращения утечек обогащенного полезным компонентом выщелачивающего реагента в подстилающие породы. До разрушения целиков возводят растворонепроницаемые преграды. Почву выемочного участка заливают бетонной смесью и на ней бетонируют оконтуривающие бордюры высотой, равной высоте навала разрушенной руды целиков. Основания целиков в пределах оконтуренного бордюрами участка разбуривают нагнетательными скважинами и через них инъецируют целики трещинозаполняющим твердеющим составом на высоту не менее высоты залитой бетонной смеси. После затвердевания бетона и твердеющего состава производят разрушение целиков и обрушение налегающих пород. Затем осуществляют извлечение полезных компонентов из разрушенной руды подачей выщелачивающего реагента под обрушенные породы по нагнетательной части системы и отвод продуктивного раствора через выпускную ее часть. 4 ил. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 С 41/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 1 ь. .TiliTl%. 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4891672/03 (22) 04.09.90 (46) 07.01.93. Бюл. N- 1 (71) Институт горного дела АН КазССР (72) А.А.Бектыбаев, Ш.А.Алтаев, Р,О.Нурлыбаев, М.Ж.Битимбаев, А,Д.Бектыбаев, О,П.Помашев, Н.Ж.Жалгасов и Б,Б.Бейсенов (56) Авторское свидетельство СССР

N-889853,,кл,,Е 21 С 41/06, 1980.

Горная энциклопедия, М.; СЭ, т, 1, 1984, с. 466-467. (54) СПОСОБ ВЫЕМКИ ЦЕЛИКОВ (57) Изобретение относится к повторной разработке месторождений твердых полезных ископаемых, Цель — снижение потерь полезного компонента и нарушения экологии окружающей среды за счет предотвращения утечек обогащенного полезным компонентом выщелачивающего реагента в

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при повторной разработке месторождений полезных ископаемых, преимущественно междукамерных целиков.

Известен способ выемки целиков, включающий разбуривание целиков из открытого очистного пространства шпурами или скважинами (преимущественно малого диаметра) по сгущенной сетке, возведение между целиками искусственных опор высотой, равной высоте навала руды, отбитой из целиков, укладывание и закрепление на верхних основаниях искусственных опор гибкого сетчатого перекрытия с размерами ячеек, превышающими размеры кусков крупной фракции отбитой руды, взрывание,, SU „„1786261 А1 подстилающие породы. До разрушения целиков возводят ргстворонепроницаемые преграды. Почву выемочного участка заливают бетонной смесью и на ней бетонируют оконтуривающие бордюры высотой, равной высоте навала разрушенной руды целиков.

Основания целиков в пределах оконтуренного бордюрами участка разбуривают нагнетательными скважинами и через них инъецируют целики трещинозаполняющим твердеющим составом на высоту не менее высоты залитой бетонной смеси. После затвердевания бетона и твердеющего состава производят разрушение целиков и обрушение налегающих пород. Затем осуществляют извлечение полезных компонентов из разрушенной руды подачей выщелачивающего реагента под обрушенные породы по нагнетательной части системы и отвод продуктивного раствора через выпускную ее часть. 4 ил. междукамерных целиков, оконтуривание навала руды перемычками и его заиливание, обрушение пород кровли и их связывание твердеющими смесями с последующим созданием массива искусственной кровли и выемку заиленной отбитой руды из навала.

Одним из главных недостатков известного способа является то, что при взрывных авй работах (отбойке целиков) может произойти преждевременное нарушение целостности гибкого сетчатого перекрытия вплоть до полного выхода его из строя. Это будет способствовать еще большему проникновению пустой породы непосредственной кровли через поврежденную сетку в отбитую из целиков руду, приводящее к ее разубоживанию, 1786261

Выемка руды под искусственной кровлей, тем более при возможных повреждениях ячеек сетки, снижает безопасность работ, так как эта кровля, состоящая из связанного слоя обрушенных пород, своей тяжестью и вместе с весом вышеналегающих пород опирается только на одну канатную сетку, зависающую между возведенными искусственными опорами. Наряду с этим имеется большая вероятность самообруше- 10 ния кровли сразу после взрыва междукамерных целиков до заиливания отбитой

* руды, что также приведет к повреждению сетки. При этом последующая выемка руды весьма затруднительна.

Кроме того, способу xaрактерна сравнительно низкая эффективность выемки полезного ископаемого из целиков из-за больших объемов работ по мелкошпуровой отбойке, транспортированию и фабричной переработке руды, приводящих в целом к повышенным затратам на добычу.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ выемки целиков, включающий проведение выработок, оконтуривающих выеMî÷ный участок, монтаж систем подачи выщелачивающего реагента, разбуривание целиков скважинами, разрушение целиков, окруженных покрывающими и подстилающими породами, взрывание скважин, возведение растворонепроницаемых преград, извлечение полезных компонентов из разрушенной руды подачей выщелачивающего реагента по нагнетательной части системы и отвод полезных компонентов через выпускную часть системы, Однако этот способ характеризуется потерями полезного компонента и нарушением экологии окружающей среды из-за утечек обогащенного полезным компонентом выщелачивающего реагента в подстилающие породы, Цель изобретения — снижение потерь полезного компонента и нарушения экологии окружающей среды за счет предотвращения утечек обогащенного полезным компонентом выщелачивающего реагента в подстилающие породы.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем проведение выработок, оконтуривающих выемочный участок, монтаж систем подачи выщелачивающего реагента, разбуривание целиков скважинами, разрушение целиков, окруженных покрывающими и подстилающими породами, взрыванием скважин, возведение растворонепроницаемых преград, извлечение полезных компонентов из разрушенной руды подачей выщелачиваю15

55 щего реагента по нагнетательной части системы и отвод полезных компонентов через выпускную часть системы, растворонепроницаемые преграды возводят до разрушения целиков заливкой почвы выемочного участка бетонной смесью и бетонированием оконтуривающих бордюров на ней высотой равной высоте навала разрушенной руды целиков, основания целиков в пределах оконтуренного бордюрами участка разбуривают нагнетательными скважинами и через них производят инъецирование целиков трещинозаполняющим твердеющим составом на высоту не менее высоты залитой бетонной смеси, после затвердевания бетона и твердеющего состава производят разрушение целиков и обрушение налегающих пород, затем осуществляют извлечение полезных компонентов из разрушенной руды подачей выщелачивающего реагента под обрушенные породы и их отвод.

Предлагаемое техническое решение отличает от прототипа то, что в нем растворонепроницаемые преграды возводят до разрушения целиков заливкой почвы выемочного участка бетонной смесью и бетонированием на ней оконтуривающих бордюров высотой равной высоте навала разрушенной руды целиков, основания целиков в пределах оконтуренного бордюрами участка разбуривают нагнетательными скважинами и через них производят инъецирование целиков трещинозаполняющим твердеющим составом на высоту не менее высоты залитой бетонной смеси, после затвердевания бетона и твердеющего состава производят разрушение целиков и обрушение налегающих пород, затем осуществляют извлечение полезных компонентов из разрушенной руды подачей выщелачивающего реагента под обрушенные породы и их отвод.

Каждый из указанных признаков необходим и взаимосвязан между собой, а все они в совокупности обеспечивают достижение цели изобретения, заключающейся в снижении потерь полезного компонента и нарушения экологии окружающей среды, Поэтому эти признаки являются новыми и существенными, а также достаточными для того, чтобы отличить данное изобретение от прототипа, и обусловливают критерий "новизна".

При сравнении и изучении других известных технических решений в данной области признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не были обнаружены, следовательно, они обеспечивают этому решению

1786261

30

35 трещинозаполняющим твердеющим соста- 40 вом на высоту не менее высоты залитой. бетонной смеси, также предотвращают утечку обогащенного полезными компонентами вы щелачивающего (и родуктивн ого) 45

55 соответствие критерию "существенные отличия

Благодаря возведению растворонепроницаемых преград до разрушения целиков в совокупности с указанной в формуле изобретения последовательности (очередности) выполняемых операций по осуществлению способа достигается цель изобретения, а именно снижаются потери выщелачиваемого полезного компонента и нарушение экологии окружающей среды, Искусственная герметическая почва камер, залитая бетонной смесью, предотвращает утечку обогащенной полезными компонентами выщелачивающей жидкости в подстилающие породы и одновременно предохраняет проникновение агрессивного выщелачивающего реагента в почву, и тем самым создает благоприятные условия для применения способа без нарушения экологии окружающей среды или с минимальным ее нарушением.

Возведение в панели между барьерными (панельными) целиками через ряды междукамерных целиков оконтуривающих выемочный участок бордюров высотой равной высоте навала разрушенной руды целиков предотвращает растекание выщелачивающего раствора за пределы участка, благодаря чему весь навал .руды находится во взаимодействии с выщелачивающим реагентом, что, в свою очередь, позволяет за раз обработать обширные участки, где сосредоточены значительные запасы руды из отбитых целиков.

Разбуривание оснований целиков в пределах оконтуренного бордюрами участка нагнетательными скважинами и иньецирование через них целиков раствора в почву, что снижает его потери.

Разрушение на выемочном участке целиков и обрушение налегающих пород после затвердения бетона и твердеющего состава дают возможность навалу руды уже находиться как бы в большой герметичной емкости, предназначенной для процесса выщелачивания. При этом извлечение полезных компонентов из разрушенной руды подачей выщелачивающего реагента под обрушенные породы и их отвод снижают потери полезного компонента и нарушение экологии окружающей среды за счет предотвращения утечек обогащенного полезным компонентом выщелачивающего реагента в подстилающие породы.

Таким образом, благодаря совокупности выполняемых в способе операций по его реализации достигается положительный эффект, выражающий цель изобретения.

На фиг. 1 показан общий план панели; на фиг. 2 — вертикальный разрез подготавливаемого к выемке участка панели; на фиг. 3 — то же вынимаемого участка панели; на фиг, 4 — то же вынутого участка панели.

Способ осуществляется следующим образом. В отработанной панели почву камер последовательно по всей панели заливают бетонной смесью 1 (фиг, 1) толщиной, имеющей достаточную жесткость при отбойке и разрушении междукамерных целиков (МКЦ)

2 (фиг. 2-4). Затем на бетонной смеси 1 между панельными целиками 3 в зависимости от конкретных горно-геологических условий месторождения и параметров его систем разработки через каждые определенные расстояния, т.е. ряды МКЦ, обуславливающие самообрушение кровли при их взрывании возводят бетонированием оконтуривающих выемочные участки бордюров 4 (фиг. 1, 2). Высоту последних делают необходимой для заполнения выщелачивающим реагентом всей предполагаемой высоты навала отбиваемой из МКЦ 2 руды 5, как это показано на фиг, 2 и 3, или по крайней мере равной высоте ее навала, После этих работ или с параллельным их выполнением разбуривают взрывными и нагнетательными скважинами МКЦ 2 (фиг. 1, 2), находящиеся в пределах оконтуренного бордюрами 4 выемочного участка, Через нагнетательные в оснований 6 МКЦ 2 скважины производят инъецирование их трещинозаполняющим твердеющим составом на высоту не менее высоты залитой бетонной смеси 1 с тем. чтобы предотвратить утечку обогащенного полезными компонентами продуктивного раствора и почву (фиг. 2 — 4), Внутренние стенки панельных целиков

3 контрактирующие с - выщелачивающим реагентом на высоту, превышающую предполагаемую высоту навала разрушаемой руды МКЦ 2 обрабатывают антикислотным раствором, что на фигурах не изображено, Заезды 7 в панель перекрывают кислотостойкими перемычками 8 (фиг, 1) и после затвердевания бетонной смеси 1 на почве и твердеющего состава B основаниях 6 целиков 2 производят разрушение последних и обрушение налегающих пород 9 (фиг. 3, 4).

Затем по трубам (нагнетательной части системы) 10 через пробуренные в панельном целике 3 скважины в навал руды 5 под обрушенные породы 9 подают выщелачивающий реагент, а выпуск продуктивного раствора осуществляют с противоположного фланга

1786261

7 панели, также по трубам 11 через скважины (выпускную часть системы), пробуренные у основания панельного целика 3 (фиг. 1, 3 и

4). Выпуск производят через определенное время, которое необходимо процессу выщелачивания руды на данном участке панели для получения требуемого концентрата металла с учетом его геологического содержания и объема запасов руды на этом участке.

Аналогичным образом производят выемку следующих рядов междукамерных целиков в панели, Применение предлагаемого способа позволяет снизить потери полезного компонента и нарушение экологии окружающей среды за счет предотвращения утечек обогащенного полезным компонентом выщелачивающего реагента в подстилающие породы путем возведения растворонепроницаемых преград до разрушения целиков.

Формула изобретения

Способ выемки целиков, включающий проведение выработок, оконтуривающих выемочный участок, монтаж систем подачи выщелачивающего реагента, разбуривание целиков скважинами, разрушение целиков, окруженных покрывающими и подстилающими породами, взрыванием скважин, возведение растворонепроницаемых преград, 5 9 4 5 извлечение полезных компонентов из разрушенной руды подачей выщелачивающего реагента по нагнетательной части системы и отвод полезных компонентов через выпу5 скную часть системы, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь полезного компонента и нарушения экологии окружающей среды за счет предотвращения утечек обогащенного полезным компонен10 том выщелачивающего реагента в подстилающие породы, растворонепроницаемые преграды возводят до разрушения целиков заливкой почвы выемочного участка бетонной смесью и бетонированием оконтурива15 ющих бордюров на ней высотой равной высоте навала разрушенной руды целиков, основания целиков в пределах оконтуренного бордюрами участка разбуривают нагнетательными скважинами и производят

20 инъецирование через них целиков трещинозаполняющим твердеющим составом на высоту не менее высоты залитой бетонной смеси, после затвердевания бетона и твердеющего состава производят разрушение

25 целиков и обрушение налегающих пород, затем осуществляют извлечение полезных компонентов из разрушенной руды подачей выщелачивающего реагента под обрушенные породы и их отвод.

1786261

1 11

Составитель А,Бектыбаев

Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий

Редактор Б.Федотов

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

Заказ 237 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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