Способ разработки маломощных крутопадающих месторождений скального типа

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при освоении месторождений полезных ископаемых скального типа, представленных маломощными плоскими минеральными телами, крутого и крутонаклонного падения, например рудными жилами и линзами. Способ отработки месторождения осуществляется безлюдно в автоматизированном режиме, с дневной поверхности с минимальным количеством вскрышных работ. Минеральные тела делят на блоки по их простиранию с последовательной их отработкой призабойным мобильным техническим комплексом, с помощью которого осуществляют в автоматизированном режиме буровзрывное разрушение горных пород под локальным укрытием. Выемку кондиционной минеральной массы и ее погрузку осуществляют экскавационным устройством в минералоподготовительный агрегат, посредством которого производят подготовку кондиционной минеральной массы к переработке и ее обогащению в обогатительном агрегате. Производят разгрузку концентрата и минеральных отходов в средствах подъема на поверхность и перемещение в выработанное пространство некондиционной минеральной массы и отходов переработки кондиционной минеральной массы. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности освоения месторождений твердых полезных ископаемых скального типа. 1 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых скального типа, представленных плоскими маломощными телами (главным образом, рудными) крутого и крутонаклонного падения.

Известны различные способы разработки месторождений твердых полезных ископаемых скального типа с использованием соответствующих технологий переработки минерального сырья (флотации, гравитации, выщелачивания и т.д.). Самым распространенным и относительно эффективным из этих способов является открытый, включающий вскрытие и отработку месторождения различными способами, подготовку горных пород к выемке с использованием, в основном, буровзрывного способа дробления, выемку и транспортировку рудной массы к месту переработки, пустых пород в отвалы [1].

Главными недостатками традиционно применяемого открытого способа разработки является выполнение вскрышных работ, причем в больших объемах, когда коэффициент вскрыши достигает 15-18 м³/т и более, а также транспортирование кондиционной минеральной массы на стационарные или полустационарные перерабатывающие комплексы, расположенные часто на значительном расстоянии, а породной массы - во внешние отвалы.

Наиболее близким по выполняемой функции и техническому результату является способ разрушения горных пород взрывом [2] с использованием послойного взрывания горных пород под мобильным укрытием, включающий проходку контурных и горизонтальных скважин или шпуров, зарядку и взрывание их в искусственно созданном зажиме, создаваемом обжимающим устройством, и способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых [3] с использованием мобильных минералоподготовительных агрегатов, включающий разработку

месторождений твердых полезных ископаемых посредством единого технологического комплекса, последовательную селективную экскаваторную отработку взорванных блоков и раздельную первичную переработку добытого полезного ископаемого.

Главным недостатком этого способа является снижение эффективности за счет производства больших объемов вскрышных работ, это влияет на рост капитальных и эксплуатационных затрат, а также увеличение негативных экологических последствий.

Технический результат - повышение эффективности освоения месторождений твердых полезных ископаемых скального типа.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки маломощных крутопадающих месторождений скального типа, включающем подготовку поверхности месторождения в зоне простирания плоского маломощного минерального тела крутого падения, его вскрытие (если оно является «слепым») отрытым способом, сооружение над ним поверхностного мобильного управленческо-технического комплекса, монтаж подъемно-транспортных и энергообеспечивающих устройств, последовательную отработку минерального тела блоками, временное поддержание выработанного пространства секционной механизированной крепью, получение горно-геологической экспресс-информации о совокупности основных свойств горных пород отрабатываемого слоя минерального тела, буровзрывное разрушение скальных и крепких полускальных горных пород, раздельную экскавационную выемку горной массы и ее погрузку в устройство для перемещения, перемещение и разгрузку кондиционной минеральной массы в минералоподготовительный агрегат забойного комплекса, доставку на поверхность и размещение в спецскладе временно некондиционной минеральной массы, доставку и размещение некондиционной и породной горной массы в секцию выработанного пространства отработанного блока, подготовку кондиционной минеральной массы и ее переработку, доставку концентрата и попутно получаемых минеральных промпродуктов на дневную поверхность, разработку месторождения твердых полезных ископаемых производят безлюдно и с минимальным количеством вскрышных работ, отрабатывая минеральное тело блоками-панелями, выделяемыми по его простиранию, с получением экспрессной горно-геологической информации об основных свойствах горной породы отрабатываемого слоя блока посредством автоматизированного опробования его поверхности и пробуренных взрывных шпуров с использованием наиболее эффективного геофизического способа и компьютерной программы, рыхление скальных и крепких полускальных горных пород взрыванием шпуров диаметром 8÷18 мм, пробуренных устройством для бурения шпуров, оборудованным современными электроперфораторами, и заряженных одной-четырьмя нитками детонирующего шнура и патронированным низкобризантным взрывчатым веществом, взрывание шпуров поочередно с небольшим замедлением под локальным демпфирующим укрытием мобильного добычного агрегата, раздельную экскавационную выемку и погрузку взорванной горной массы, осуществляемые экскавационным устройством добычного агрегата, при этом временно некондиционную минеральную массу загружают в минискипы, закрепленные на подъемной цепи, и доставляют на дневную поверхность, а некондиционную минеральную массу и минеральные отходы переработки (обогащения) кондиционной минеральной массы рагружают на вибрационное телескопическое устройство, посредством которого они разгружаются в секцию выработанного пространства, подготовку кондиционной минеральной массы к переработке в минералоподготовительном агрегате, а ее переработку - в обогатительном агрегате, доставку концентрата и попутно получаемых минеральных промпродуктов на дневную поверхность минискипами, подъем мобильного добычного агрегата, минералоподготовительного агрегата и обогатительного агрегата для отработки следующих блоков с помощью подъемной цепи, снабженной на конце механическим устройством с автоматическим действующим захватом, и размещение в зоне над следующим блоком.

Сопоставимым анализом с прототипом установлены отличия заявленного способа, заключающиеся в осуществлении автоматизированной технологии открытой добычи твердых полезных ископаемых скального типа при отработке крутопадающих и плоских, например жильных, минеральных тел весьма малой, малой и небольшой мощности - от 0,25 до 2,5 м, реализуемой с использованием универсального мобильного агрегата, оборудованного в комплексе средствами автоматизированного бурения шпуров малого диаметра, их заряжения и безопасного взрывания под локальным демпфирующим укрытием, экскавационной выемки и погрузки минеральной массы непосредственно в приемное устройство мобильного перерабатывающего агрегата, либо в средства доставки ее до мобильной или полустационарной перерабатывающей установки, расположенной на дневной поверхности. Таким образом, заявляемый способ автоматизированной безлюдной разработки месторождений скального типа, представленных крутопадающими плоскими минеральными телами весьма малой, малой и небольшой мощности соответствуют условиям новизны.

Способ поясняется чертежом.

На чертеже показан способ разработки крутопадающих месторождений скального типа.

Способ включает следующие элементы: плоское маломощное рудное тело крутого падения 1 и покрывающие породы 2. Над обнаженным рудным телом 1 сооружают поверхностный мобильный управленческо-технический комплекс 3, подъемно-транспортное устройство 4 и энергообеспечивающие устройства 5, 6. Рудное тело 1 разбито на блоки 7. Выработанное пространство 8 поддерживается секционной механизированной крепью 9. Экспресс-информация о свойствах горных пород отрабатываемого слоя 10 определяется геофизическим устройством 11. Шпуры 12 бурятся устройством 13 с электроперфораторами 14 и заряженными одной-четырьмя нитками детонирующего шнура 15 и патронированным низкобризантным взрывчатым веществом 16. При взрывании используется демпфирующее укрытие 17 мобильного добычного агрегата 18 с экскавационным устройством 19. Минискипы 20 связаны посредством подъемной цепи 21 с поверхностным мобильным управленческо-техническим комплексом 3. На дневной поверхности находится спецсклад 22. Вибрационное телескопическое устройство 23 установлено в секции 24 выработанного пространства. Минералоподготовительный агрегат 25 и обогатительный агрегат 26 для отработки последующего блока 27 перемещаются с помощью механического устройства 28 и мобильного управленческо-технического комплекса 3.

Способ разработки маломощных крутопадающих скальных месторождений осуществляется следующим образом.

Производят подготовку поверхности месторождения в зоне простирания плоского маломощного рудного тела 1 крутого падения. Вскрытие (если оно является «слепым») осуществляется отрытым способом, удаляются покрывающие породы 2. Над обнаженным рудным телом сооружают поверхностный мобильный управленческо-технический комплекс 3, производят монтаж подъемно-транспортных 4 и энергообеспечивающих устройств 5, 6. Осуществляют последовательную отработку рудного тела 1 блоками 7. Временное поддержание выработанного пространства 8 осуществляют секционной механизированной крепью 9. Получают горно-геологическую экспресс-информацию о совокупности основных свойств горных пород отрабатываемого слоя 10 рудного тела 1 с помощью компьютеризированного геофизического устройства 11. После чего осуществляют буровзрывное рыхление скальных и крепких полускальных горных пород взрыванием шпуров 12 диаметром 8÷18 мм, пробуренных устройством 13 для бурения шпуров 12, оборудованным современными электроперфораторами 14, и заряженных одной-четырьмя нитками детонирующего шнура 15 и патронированным низкобризантным взрывчатым веществом 16. Взрывание шпуров 12 осуществляют поочередно с небольшим замедлением под локальным демпфирующим укрытием 17 мобильного добычного агрегата 18. Производят раздельную экскавационную выемку горной массы и ее погрузку экскавационным устройством 19 мобильного добычного агрегата 18. Временно некондиционную минеральную массу загружают в минискипы 20, закрепленные на подъемной цепи 21, и доставляют на дневную поверхность. Временно некондиционная минеральная масса размещается в спецскладе 22, находящемся на дневной поверхности. Некондиционную минеральную массу и минеральные отходы переработки (обогащения) кондиционной минеральной массы разгружают на вибрационное телескопическое устройство 23, посредством которого они разгружаются в секцию 24 выработанного пространства. Осуществляют подготовку кондиционной минеральной массы к переработке в минералоподготовительном агрегате 25, а ее переработку - в обогатительном агрегате 26. Доставку концентрата и попутно получаемых минеральных промпродуктов на дневную поверхность осуществляют минискипами 20. Подъем мобильного добычного агрегата 18, минералоподготовительного 25 и обогатительного 26 агрегатов для отработки следующего блока 27 производят с помощью подъемной цепи 21, снабженной на конце механическим устройством 28 с автоматическим действующим захватом, после чего осуществляют перемещение и размещение в зоне над следующим блоком.

Способ повышает комплексную эффективность разработки маломощных месторождений скального типа, сложенных плоскими минеральными, например рудными, телами, в частности жильными и пластообразными, крутого и крутонаклонного падения (угол падения более 45-48°). С использованием универсального мобильно-портативного технического комплекса обеспечивается рациональные полнота и качество выемки твердых полезных ископаемых, повышение качества добытого минерального сырья и уровня извлечения полезных компонентов при его переработке, а также производительности, безопасности и культуры труда, снижения капитальных и энергетических затрат, а также негативного влияния локального горно-обогатительного производства на геологическую, водную, воздушную и биологическую среды в комплексе.

Источники информации

1. Открытые горные работы. Справочник. М.: Горное дело, 1994.

2. Патент РФ №2039253, E21C 37/00. Способ разрушения горных пород взрывом и устройства для его осуществления.

3. Патент РФ №2181834, E21C 41/00. Способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых.

Способ разработки маломощных крутопадающих месторождений скального типа, включающий подготовку поверхности месторождения в зоне простирания плоского маломощного минерального тела крутого падения, его вскрытие, если оно является «слепым», отрытым способом, сооружение над ним поверхностного мобильного управленческо-технического комплекса, монтаж подъемно-транспортных и энергообеспечивающих устройств, последовательную отработку минерального тела блоками, временное поддержание выработанного пространства секционной механизированной крепью, получение горно-геологической экспресс-информации о совокупности основных свойств горных пород отрабатываемого слоя минерального тела, буровзрывное разрушение скальных и крепких полускальных горных пород, раздельную экскавационную выемку горной массы и ее погрузку в устройство для перемещения, перемещение и разгрузку кондиционной минеральной массы в минералоподготовительный агрегат забойного комплекса, доставку на поверхность и размещение в спецскладе временно некондиционной минеральной массы, доставку и размещение некондиционной и породной горной массы в секцию выработанного пространства отработанного блока, подготовку кондиционной минеральной массы и ее переработку, доставку концентрата и попутно получаемых минеральных промпродуктов на дневную поверхность, отличающийся тем, что разработку месторождения твердых полезных ископаемых производят безлюдно и с минимальным количеством вскрышных работ, отрабатывая минеральное тело блоками-панелями, выделяемыми по его простиранию, с получением экспрессной горно-геологической информации об основных свойствах горной породы отрабатываемого слоя панели посредством автоматизированного опробования его поверхности и пробуренных взрывных шпуров с использованием наиболее эффективного геофизического способа и компьютерной программы, осуществляют рыхление скальных и крепких полускальных горных пород взрыванием шпуров диаметром 8÷18 мм, пробуренных устройством для бурения шпуров, оборудованным современными электроперфораторами, и заряженных одной-четырьмя нитками детонирующего шнура и патронированным низкобризантным взрывчатым веществом, взрывание шпуров осуществляют поочередно с небольшим замедлением под локальным демпфирующим укрытием мобильного добычного агрегата, раздельную экскавационную выемку и погрузку взорванной горной массы осуществляют экскавационным устройством добычного агрегата, при этом временно некондиционную минеральную массу загружают в минискипы, закрепленные на подъемной цепи, и доставляют на дневную поверхность, а некондиционную минеральную массу и минеральные отходы переработки-обогащения кондиционной минеральной массы разгружают на вибрационное телескопическое устройство, посредством которого они разгружаются в секцию выработанного пространства, осуществляют подготовку кондиционной минеральной массы к переработке в минералоподготовительном агрегате, а ее переработку - в обогатительном агрегате, доставку концентрата и попутно получаемых минеральных промпродуктов на дневную поверхность минискипами, подъем мобильного добычного агрегата, минералоподготовительного агрегата и обогатительного агрегата для отработки следующих блоков с помощью подъемной цепи, снабженной на конце механическим устройством с автоматическим действующим захватом, и размещение в зоне над следующим блоком.