Способ освоения месторождений твердых полезных ископаемых

Изобретение относится к горной промышленности. В способе освоения месторождений твердых полезных ископаемых разномасштабные и разнокачественные выемочные элементы в пределах месторождения и его отрабатываемых горизонтов выделяют на базе глубокого дифференцированного районирования, основанного на широком комплексе показателей качества полезных ископаемых и горных пород. Разрушение скальных и крепких полускальных пород производят взрыванием направленных скважинных зарядов малого и небольшого диаметра, а плотных и некрепких полускальных пород - механическим рыхлением. Производят глубоко селективную отгрузку разнокачественной минеральной массы, вмещающей и вмещаемой породы. Осуществляют сквозную организационно-технологическую минеральную подготовку в головном - минерально-подготовительном агрегате. Изобретение позволяет повысить эффективность освоения месторождений, получить различные минеральные промпродукты и готовую минеральную продукцию в едином технологическом цикле. 1 ил.

 

Изобретение относится к горнометаллургической и горнохимической отрасли промышленности и может быть использовано при освоении месторождений твердых полезных ископаемых, содержащих металлические и неметаллические компоненты, с применением основных методов переработки первичного и производного от него минерального сырья, в том числе сложно-комплексного.

Известны различные способы освоения месторождений твердых полезных ископаемых с использованием того или иного из известных способов переработки добытого минерального сырья (флотации, гравитации, выщелачивания и т.д.). Их главной особенностью является либо обособленная от рабочей (добычной) зоны карьера, шахты, рудника переработка добытого минерального сырья (переработка осуществляется на стационарных перерабатывающих установках, главным образом, - на обогатительных фабриках), либо с применением лишь одного из известных способов переработки минерального сырья.

Основными недостатками данных способов являются: неизбежность транспортирования добытой минеральной массы к местам переработки, при этом расстояния ее доставки могут достигать 15-20 км; разобщенность во времени и пространстве основных технологических процессов того или иного минерального производства и, прежде всего, - добычи, минеральной подготовки, первичной и последующей переработки сырья; возможность применения в основном лишь одного (или сочетания из двух) способа его переработки.

Наиболее близким по существу решаемой задачи является способ освоения месторождений твердых полезных ископаемых с использованием послойного взрывания горных пород под мобильным укрытием с демпфирующим щитом и мобильных минералоподготовительных и обогатительных установок, размещаемых в рабочем пространстве карьера [1, 2, 3].

Основным недостатком этого способа является использование одной из технологий первичной переработки добываемого минерального сырья. Большинство месторождений твердых полезных ископаемых характеризуются наличием не только различных типов определенного полезного ископаемого, например руды, но и наличием двух-трех и даже более полезных ископаемых, которые требуют применения различных типов технологий их переработки.

Техническим результатом является повышение эффективности освоения месторождений твердых полезных ископаемых с последовательным получением разнообразной минеральной продукции в одном технологическом цикле при повышении уровня извлечения и количества извлекаемых полезных компонентов из минерального сырья путем создания и использования универсального мобильного минералоподготовительного и перерабатывающего агрегата, эксплуатируемого в едином комплексе с выемочно-погрузочным устройством.

Технический результат достигается тем, что в способе освоения месторождений твердых полезных ископаемых, включающем минеральное районирование отрабатываемого месторождения, иерархическое выделение добычных и породных выемочных элементов, взрывное разрушение скальных и прочных полускальных под мобильным укрытием горных пород и механическое рыхление плотных горных пород и некрепких скальных пород, опережающее, текущее и оперативное информационное обеспечение технологических процессов раздельной добычи, минеральной подготовки и переработки разнокачественных минерального сырья и промпродуктов, селективную выемку и раздельную погрузку разнокачественной горной массы, например рудной, и ее раздельную переработку с использованием наиболее эффективных технологий и получением полуфабрикатов или готовой минеральной продукции, производят дифференцированное районирование отрабатываемых горизонтов в целях формирования иерархической системы разномасштабных выемочных элементов, выделяемых на основе полного комплекса показателей минерального качества рудной массы, отражающих: наличие категорий полезных ископаемых месторождения, технологических и экономико-экологических групп содержащихся в них полезных и вредных компонентов, их количество и концентрацию, характер их распределения в массиве, типы минерально-химических ассоциаций, прочность и плотность горных пород и горной массы, предопределяющих в совокупности их разрушаемость и разрыхляемость, экскавируемость, дробимость, обогатимость, металлургическую и химическую перерабатываемость, производят дифференцированную селективную экскавационную выемку горной массы и отгрузку в полном соответствии с широким спектром ее качественных особенностей, сквозную минеральную подготовку осуществляют, начиная с эксплуатационной разведки и включая все последующие технологические процессы, предобогатительную подготовку производят в головном минерально-подготовительном агрегате (мобильно-универсального комплекса), состоящего из приемного и перепускного устройств, накопительной камеры, вибрационно-секционного грохота - классификатора, основной и резервной дробилок для мелкого дробления разнокачественной кондиционной минеральной массы и типа, ее первичную переработку осуществляют по типам, подтипам и сортам с применением соответствующих им наиболее эффективных интенсивных технологий: магнитной и электрической сепарации, гравитационной, флотационной, ускоренного выщелачивания, реализуемых в сочлененных мобильных обогатительных агрегатах универсального подготовительно-перерабатывающего комплекса, включающего также агрегат для переработки полуфабрикатов с получением готовой нетугоплавкой металлической и минеральной продукции, головной агрегат и агрегаты с «мокрыми» технологиями переработки размещают на нижнем уровне универсального комплекса, а агрегаты с «сухими» технологиями переработки - на верхнем уровне.

Сопоставимым анализом с прототипом установлены отличия заявляемого способа, заключающиеся в глубине дифференциации массива горных пород добычных горизонтов, при которой его разделение на разномасштабные выемочные элементы осуществляется исходя из различного качества слагающих их горных пород и, прежде всего, полезного ископаемого, отвечающего требованиям каждого из предусматриваемых способов переработки минерального сырья при освоении месторождения, например месторождения полиметаллических руд, в том числе и требования полноты извлечения сопутствующих полезных компонентов, в глубине селективной экскавационной выемки разнокачественной минеральной и породной массы и их разделении при погрузке, в применении интенсивных технологий первичной переработки, в небольшой степени соответствующих конкретным категориям добываемых на месторождении полезных ископаемых, типам, подтипам и сортам перерабатываемого разнокачественного минерального сырья, в использовании мобильного универсального комплекса подготовительного и перерабатывающих агрегатов.

Оборудование для выполнения способа изображено на чертеже, где также показан общий вид мобильно-универсального комплекса.

Способ осуществляется следующим образом.

Производят минеральное районирование отрабатываемого месторождения, иерархическое выделение добычных и породных выемочных элементов. Затем осуществляют взрывное разрушение скальных и прочных полускальных под мобильным укрытием горных пород, механическое рыхление плотных горных пород и некрепких скальных пород. Производят опережающее, текущее и оперативное информационное обеспечение технологических процессов раздельных добычи, минеральной подготовки и переработки разнокачественных минерального сырья и промпродуктов. Осуществляют селективную выемку и разделенную погрузку разнокачественной горной массы, например рудной, и ее раздельную переработку с использованием наиболее эффективных технологий и получением полуфабрикатов или готовой минеральной продукции. Производят дифференцированное районирование отрабатываемых горизонтов в целях формирования иерархической системы разномасштабных выемочных элементов, выделяемых на основе полного комплекса показателей минерального качества горных пород, отражающих: наличие категорий полезных ископаемых месторождения, технологических и экономико-экологических групп содержащихся в них полезных и вредных компонентов, их количество и концентрацию, характер их распределения в массиве, типы минерально-химических ассоциаций, прочность и плотность горных пород и горной массы, предопределяющих в совокупности их разрушаемость и разрыхляемость, экскавируемость, дробимость, обогатимость, металлургическую и химическую перерабатываемость. Производят дифференцированную селективную экскавационную выемку горной массы и отгрузку в полном соответствии с широким спектром ее качественных особенностей. Сквозную минеральную подготовку осуществляют, начиная с эксплуатационной разведки и включая все последующие технологические процессы. Предобогатительную подготовку производят в головном минерально-подготовительном агрегате 1 мобильно-универсального комплекса 2. Минерально-подготовительный агрегат 1 состоит из приемного устройства 3, перепускного устройства 4, накопительной камеры 5, вибрационно-секционного грохота - классификатора 6, основной дробилки 7 и резервной дробилки 8 для мелкого дробления разнокачественной кондиционной минеральной массы и типа. Осуществляют первичную переработку по типам, подтипам и сортам с применением соответствующих им наиболее эффективных интенсивных технологий: магнитной и электрической сепарации, гравитационной, флотационной, и ускоренного выщелачивания, реализуемых в сочлененных мобильных обогатительных агрегатах 9 мобильного универсального подготовительно-перерабатывающего комплекса 10, включающего также агрегат для переработки полуфабрикатов 11 с получением готовой нетугоплавкой металлической и минеральной продукции. Головной минерально-подготовительный агрегат 1 и агрегаты с «мокрыми» 12 технологиями переработки размещают на нижнем уровне 13 мобильного универсального подготовительно-перерабатывающего комплекса 10, а агрегаты 14 с «сухими» технологиями переработки - на верхнем уровне 15.

Мобильный универсальный подготовительно-перерабатывающий комплекс, в зависимости от сложности вещественного состава месторождения или назначения твердого полезного ископаемого, может состоять из одного мобильного подготовительного агрегата, в частности, - при добыче строительных горных пород в виде простой кусковой массы, двух или нескольких сочлененных мобильных агрегатов, например, - при освоении месторождения нескольких полезных ископаемых, включая сложно-комплексные руды цветных, благородных и черных металлов.

Заявляемый способ освоения месторождений твердых полезных ископаемых обеспечивает в широкой совокупности повышение производительности и экологичности локальных горнопромышленных, горнометаллургических и горно-химических производств, комплексности использования недр и добытого минерального сырья, уровня извлечения твердых полезных ископаемых из недр и из них - полезных компонентов, снижение капитальных и эксплуатационных затрат, сокращение сроков создания этих минеральных производств, позволяет организовать автоматизированные и непрерывные технологические производства минеральной продукции.

Источники информации

1. Патент РФ №2209973, RUE21С 41/26.

2. Патент РФ №2039253, MKU⁵ Е21С 37/00.

3. Секисов Г.В. Минеральные объекты и их рациональное освоение. - М.: Наука, 1994.

Способ освоения месторождений твердых полезных ископаемых, включающий минеральное районирование отрабатываемого месторождения, иерархическое выделение добычных и породных выемочных элементов, взрывное разрушение скальных и прочных полускальных под мобильным укрытием горных пород и механическое рыхление плотных горных пород и некрепких скальных пород, опережающее, текущее и оперативное информационное обеспечение технологических процессов раздельных добычи, минеральной подготовки и переработки разнокачественных минерального сырья и промпродуктов, селективную выемку и разделенную погрузку разнокачественной горной массы, например, рудной, и ее раздельную переработку с использованием наиболее эффективных технологий и получением полуфабрикатов или готовой минеральной продукции, отличающийся тем, что производят дифференцированное районирование отрабатываемых горизонтов в целях формирования иерархической системы разномасштабных выемочных элементов, выделяемых на основе полного комплекса показателей минерального качества горных пород, отражающих наличие категорий полезных ископаемых месторождения, технологических и экономико-экологических групп, содержащихся в них полезных и вредных компонентов, их количество и концентрацию, характер их распределения в массиве, типы минерально-химических ассоциаций, прочность и плотность горных пород и горной массы, предопределяющих в совокупности их разрушаемость и разрыхляемость, экскавируемость, дробимость, обогатимость, металлургическую и химическую перерабатываемость, производят дифференцированную селективную экскавационную выемку горной массы и отгрузку в полном соответствии с широким спектром ее качественных особенностей, сквозную минеральную подготовку осуществляют, начиная с эксплуатационной разведки и включая все последующие технологические процессы, предобогатительную подготовку производят в головном минерально-подготовительном агрегате мобильно-универсального комплекса, состоящего из приемного и перепускного устройств, накопительной камеры, вибрационно-секционного грохота - классификатора, основной и резервной дробилок для мелкого дробления разнокачественной кондиционной минеральной массы и типа, ее первичную переработку осуществляют по типам, подтипам и сортам с применением соответствующих им наиболее эффективных интенсивных технологий: магнитной и электрической сепарации, гравитационной, флотационной, и ускоренного выщелачивания, реализуемых в сочлененных мобильных обогатительных агрегатах универсального подготовительно-перерабатывающего комплекса, включающего также агрегаты для переработки полуфабрикатов с получением готовой нетугоплавкой металлической и минеральной продукции, головной агрегат и агрегаты с «мокрыми» технологиями переработки размещают на нижнем уровне универсального подготовительно-перерабатывающего комплекса, а агрегаты с «сухими» технологиями переработки - на верхнем уровне.