Способ комплексного освоения угольного месторождения



Способ комплексного освоения угольного месторождения
Способ комплексного освоения угольного месторождения
Способ комплексного освоения угольного месторождения
Способ комплексного освоения угольного месторождения
Способ комплексного освоения угольного месторождения
Способ комплексного освоения угольного месторождения
Способ комплексного освоения угольного месторождения
Способ комплексного освоения угольного месторождения

 


Владельцы патента RU 2513785:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт угля Сибирского отделения Российской академии наук (ИУ СО РАН) (RU)

Изобретение относится к горному делу, в частности к комплексному освоению угольного месторождения. Техническим результатом является повышение эффективности комплексного освоения угольного месторождения. Способ включает ведение вскрышных и очистных горных работ открытым способом. При этом на уступах формируют рабочие площадки с выходом пластов. По достижении разрезом границы горного отвода по глубине осуществляют проведение со дна разреза вскрывающей выработки - квершлага, который проводят под небольшим углом вверх для организации самотечного гидротранспорта угля и которым вскрывают все пласты свиты, залегающие в приконтурной зоне. По пластам, намеченным к последующей разработке, от квершлага в обе стороны под небольшим углом вверх проводят штреки. На почве квершлага и штреков укладывают желоба для организации самотечного транспорта пульпы. С рабочей площадки уступа по падению пласта бурят скважину до штрека, в которой монтируют гидромонитор и став труб. Разрушение угля вокруг скважины осуществляют гидромониторной струей в обратном порядке. Отбитый уголь транспортируют по желобам квершлага до дна разреза, где аккумулируют его в двух и более емкостях без смешивания. Для более эффективного освоения месторождения возможна разработка одновременно двух и более пластов с разными составами угольного вещества. 8 ил.

 

Предполагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к комплексному освоению угольного месторождения, включающего свиту пластов разной мощности с содержанием ценных химических элементов, и открыто-подземной разработке крутых и крутонаклонных пластов с уступа борта угольного разреза средствами гидромеханизации.

Известен способ ведения открытых горных работ, при котором разработка породы, ее транспортирование и укладка в отвал производится путем использования энергии движущейся воды [1]. Недостатком способа является то, что он предусматривает гидромеханизацию разработки вскрышных пород и не касается разработки собственно угольного пласта, т.е. использование средств гидромеханизации только при подготовке угольного пласта к выемке.

Известен способ открытой добычи угля, включающий ведение вскрышных и очистных горных работ, последующее проведение вскрывающей выработки со дна разреза, монтаж гидромонитора со ставом труб, разрушение угля вокруг выработки гидромониторной струей в обратном порядке и откачивание пульпы на поверхность [2]. Недостатками прототипа являются:

- обрушение пород кровли у дальней границы выработки приводит к разубоживанию пульпы, вследствие чего допускаются повышенные потери угля в недрах;

- повышенные затраты энергии и материалов на откачивание пульпы до уровня дна разреза, так как требуется две трубы: для подачи воды и откачивания пульпы;

- повышенные материальные и трудовые затраты на монтаж-демонтаж крепления выработки вследствие необходимости проведения большого количества таких выработок;

- отсутствие комплексности освоения месторождения, так как тонкие и весьма тонкие угольные пласты, даже с относительно высоким содержанием ценных химических элементов, не могут быть отработаны таким способом, так как проведение вскрывающих выработок по таким пластам требует повышенных затрат труда, материалов и времени

Перечисленные недостатки снижают эффективность комплексного освоения угольного месторождения.

Цель изобретения - повышение эффективности комплексного освоения угольного месторождения за счет вовлечения в отработку угольных пластов с промышленным содержанием ценных химических элементов, залегающих в приконтурной зоне разреза, путем открыто-подземной их разработки гидравлическим способом.

Поставленная цель достигается тем, что в способе комплексного освоения угольного месторождения, включающем ведение вскрышных и очистных горных работ открытым способом, последующее проведение вскрывающей выработки со дна разреза, монтаж гидромонитора со ставом труб, разрушение угля вокруг выработки гидромониторной струей в обратном порядке и откачивание пульпы на поверхность, при ведении открытых горных работ на уступах формируют рабочие площадки с выходом пластов, составляющих запасы приконтурной зоны разреза, в качестве вскрывающей выработки используют квершлаг, который проводят под небольшим углом вверх для организации самотечного гидротранспорта угля и которым вскрывают все пласты свиты, залегающие в приконтурной зоне, по пластам, намеченным к последующей разработке, от квершлага в обе стороны под небольшим углом вверх проводят штреки, на почве квершлага и штреков укладывают желоба, с рабочей площадки уступа по падению пласта бурят скважину до штрека, гидромонитор и став труб монтируют в скважине, гидроотбойку угля из скважины одновременно ведут двумя и более гидромониторами в разных пластах с разными составами угольного вещества, отбитый уголь транспортируют по желобам квершлага до дна разреза, где аккумулируют его в двух и более емкостях без смешивания.

Изобретение поясняется схемами. На фиг.1 показана схема вскрытия приконтурных запасов разреза; на фиг.2 - то же, вид в плане; на фиг.3 - узел Б, отмеченный на фиг.1; на фиг.4, 5, 6, 7, 8 - поперечное сечение квершлага с различным количеством и порядком установки желобов.

Способ реализуется следующим образом. При ведении вскрышных и очистных горных работ в пределах горного отвода разреза формируют рабочие площадки на уступах таким образом, чтобы пласты, в угольном веществе которых выявлены промышленные содержания ценных химических элементов и залегающие в приконтурной зоне разреза, выходили бы на рабочую площадку. По достижении разрезом границы горного отвода по глубине разработки примерно в средней его части со дна разреза проводят квершлаг 1 под небольшим углом вверх (для организации самотечного гидротранспорта), пересекая все пласты разрабатываемой свиты. По пластам, составляющим приконтурные запасы разреза и намеченным к дальнейшей разработке из-за промышленного содержания в них ценных химических элементов-примесей, проводят штреки 2, 3, 4, 5 в разные стороны от квершлага под небольшим углом вверх для организации самотечного гидротранспорта пульпы. На почве каждого штрека укладывают желоб 6, обеспечивающий самотечный гидротранспорт пульпы к квершлагу 1. На почве квершлага 1 также укладывают средства самотечного гидротранспорта пульпы в виде желоба, но не один, а минимум два 7 и 8 (можно установить 3, 4, 5 и более желобов в зависимости от количества одновременно разрабатываемых гидроспособом угольных пластов). Желоб 6, установленный в штреке 3, угловым звеном 9 соединяют с желобом 7, установленным в квершлаге 1, а желоб 6, установленный в штреке 4 - с желобом 8 аналогичным образом, организуя тем самым две транспортные цепочки в одной выработке - квершлаге 1. На дне разреза путем извлечения угля из нижнего пласта свиты формируют пульпосборник 10, аккумулирующий пульпу, поступающую по желобу 7, и аналогичный пульпосборник 11, аккумулирующий пульпу, поступающую по желобу 8. Между пульпосборниками сохраняют гидроплотную перегородку 12.

Добычу угля из пластов, составляющих приконтурные запасы разреза, осуществляют гидроспособом. При этом разрабатывают сразу два пласта (можно и больше), содержащих угли с разными ценными химическими элементами. С рабочей площадки уступа по линии падения пласта бурят скважину до штрека. В скважине монтируют став высоконапорных труб с гидромонитором. С подачей высоконапорной воды начинают вести гидроотбойку угля вблизи штрека в дистанционном режиме управления гидромонитором. По мере вымывания камеры на эффективную дальность гидромониторной струи став труб сокращают, удаляя лишние звенья, тем самым поднимают гидромонитор вверх по скважине. Формируемые в очистном забое каждого пласта потоки пульпы по желобам самотеком достигают своих пульпосборников, нигде не перемешиваясь. Из пульпосборника пульпу насосом откачивают на поверхность для последующего извлечения ценных химических элементов.

Формирование на дне двух (и более) аккумулирующих пульпосборников. и транспортирование самотеком двух (и более) потоков позволяет одновременно разрабатывать два (и более) пласта с различными содержаниями ценных химических элементов как по количеству, так и по качеству. Это позволяет в течение летнего периода года использовать энергию воды для разработки угольных пластов.

Таким образом, при разработке угольного месторождения будут вынуты запасы, обычно не разрабатываемые разрезом, как сырье для получения ценных химических элементов, содержащихся в угольных пластах, составляющих приконтурные запасы разреза; будет использовано выработанное пространство дна разреза для аккумулирования пульп различного состава. Перечисленное свидетельствует о комплексности освоения угольного месторождения. Применение гидравлического способа добычи угля позволяет организовать практически безлюдную выемку, поскольку во время гидроотбойки угля и его транспортирования по желобам не требуется присутствия обслуживающего персонала ни в очистном забое, ни в транспортных выработках. Деление придонной части разреза на несколько аккумулирующих пульпосборников в совокупности с организацией нескольких самотечных транспортных потоков, обеспечивающих возможность одновременной отработки угольных пластов различного качества, свидетельствует о повышении эффективности освоения месторождения, а это и есть цель изобретения.

Источники информации

1. Бокий Б.В. Горное дело, Москва, Углетехиздат, 1953, с.560-563 (аналог);

2. Мучник В.С., Голланд Э.Б., Маркус М.Н. Подземная гидравлическая добыча угля. / М.: Недра, 1986, с.78, рис.3.11 (прототип).

Способ комплексного освоения угольного месторождения, включающий ведение вскрышных и очистных горных работ открытым способом, последующее проведение вскрывающей выработки со дна разреза, монтаж гидромонитора со ставом труб, разрушение угля вокруг выработки гидромониторной струей в обратном порядке и откачивание пульпы на поверхность, отличающийся тем, что при ведении открытых горных работ на уступах формируют рабочие площадки с выходом пластов, составляющих запасы приконтурной зоны, в качестве вскрывающей выработки используют квершлаг, который проводят под небольшим углом вверх для организации самотечного гидротранспорта угля и которым вскрывают все пласты свиты, залегающие в приконтурной зоне, по пластам, намеченным к последующей разработке, от квершлага в обе стороны под небольшим углом вверх проводят штреки, на почве квершлага и штреков укладывают желоба, с рабочей площадки уступа по падению пласта бурят скважину до штрека, гидромонитор и став труб монтируют в скважине, гидроотбойку угля одновременно ведут двумя и более гидромониторами в разных пластах с разными составами угольного вещества, отбитый уголь транспортируют по желобам квершлага до дна разреза, где аккумулируют его в двух и более емкостях без смешивания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности на открытых горных работах при разработке рудных и нерудных блоков месторождений полезных ископаемых, участки которых существенно различаются по горно-геологической структуре и качеству полезного компонента, а именно к селективной выемке полезного ископаемого крупномасштабным взрывным разрушением горных массивов сложной структуры.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для извлечения ценных элементов из руд и продуктов их переработки, в частности для извлечения сульфидов меди, никеля, железа и благородных металлов из лежалых хвостов законсервированного хвостохранилища, находящегося в криолитозоне Норильского промышленного района.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке алмазосодержащих трубок Севера, верхняя часть которых отработана открытым способом.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. Техническим результатом является повышение эффективности транспортирования руды (породы) из глубоких карьеров.

Изобретение относится к горному делу, к разработке угольных пластов средней мощности. .

Изобретение относится к горному делу, в частности к открыто-подземной разработке мощных пологих угольных пластов наклонными слоями с уступа борта или со дна угольного разреза.

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке угольных пластов средней мощности с борта или дна карьера средствами механизации. .

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для открыто-подземной разработки мощных крутонаклонных угольных пластов. .

Изобретение относится к горному делу, к открыто-подземной разработке мощных пологих угольных пластов. .
Изобретение относится к горно-металлургической промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полиминеральных металлических тугоплавких руд.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам ведения горных работ. Техническим результатом является разделение укладываемых в отвал пород на различные типы, обеспечение сохранности полезных свойств складируемых пород, сокращение времени на подготовку отвала при его последующей разработке в качестве техногенного месторождения. Способ включает подготовку основания гидроотвала или хвостохранилища, отсыпку дамб обвалования и укладку пульпопроводов, устройство шандерных колодцев и отвод осветленных вод. При этом на боковых дамбах обвалования устраивают площадки, на которых располагают башенные экскаваторы или скреперные лебедки, посредством которых перемещают часть осаждаемых в верхней зоне гидроотвала горных пород в направлении, перпендикулярном оси намыва гидроотвала или хвостохранилища в направлении боковых дамб обвалования. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке открыто-подземным способом мощных крутопадающих ценных рудных тел. Техническим результатом является уменьшение потерь и разубоживание при отработке прибортовых запасов руды от налегающих пород. Способ включает отработку карьера до проектной глубины с отстройкой борта в предельное положение, отработку придонных и прибортовых запасов руды с применением подземных выработок, транспортировку отбитой руды по подземным выработкам. Отработку прибортовых запасов руды ведут после выемки придонных камерной системой разработки под защитой комбинированного породно-закладочного массива со стороны карьерного пространства, причем породно-закладочный массив формируют снизу вверх послойно, с чередованием отсыпки породного отвала и заливки твердеющей закладочной смеси образованного пространства между отвалом и бортом карьера на каждом слое. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче и переработке руд и других твердых полезных ископаемых наклонных и крутопадающих месторождений. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности освоения морфологически, структурно, параметрически, генетически, локализационно и вещественно сложных структурно-морфологических месторождений твердых полезных ископаемых скального и полускального типа. Согласно способу производят последовательно проходку полифункциональных глубоких смежных траншей, позволяющих совместить вскрытие смежных участков и блоков месторождения, информационные геологоразведочные и эксплуатационные горные работы - вскрышные и добычные, автоматизированное селективное отделение кондиционных и временно некондиционных элементов от массива в виде мелкокусковой минеральной массы и ее раздельную погрузку в транспортные емкости. Поточную доставку минеральной массы на дневную поверхность с помощью портативной канатно-скиповой транспортирующей технической системы, перемещаемой в трубообразных направляющих при минимальной ширине траншеи, и в открытом рабочем пространстве - при максимальной ширине, исключающей соприкосновение движущейся транспортной цепочки с плоскостями панелей, образуемых бортами смежных траншей. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке полезных ископаемых открытым способом, и может быть использовано при отработке глубоких месторождений вытянутой формы в плане. Техническим результатом является формирование единого комплекса горнотехнических сооружений, параметры которого обеспечивают его использование как во время разработки месторождения, так и после ее завершения. Способ включает вскрытие месторождения подземными выработками и слоевую отработку основных запасов открытыми горными работами с погашением запасов каждого горизонта в направлении бортов карьера и формированием предохранительных призм у проектного контура последнего, отрабатываемых на заключительной стадии работ на горизонте с привлечением оборудования на дистанционном управлении, транспортированием горной массы по подземным выработкам отрабатываемого горизонта на поверхность. Вскрытие месторождения до отметки концентрационного горизонта выполняют открытыми выработками, а затем совокупностью временных открытых и подземных вскрывающих выработок, разделяющих грузопотоки вскрыши и полезного ископаемого, устанавливают отметку концентрационного горизонта и временных вскрывающих выработок по глубине карьера в увязке с текущими объемами вскрышных работ при слоевой отработке, обеспечивая выдачу доминирующего объема вскрышных пород на поверхность по открытым вскрывающим выработкам, а всего объема полезного ископаемого по подземным выработкам на площадку концентрационного горизонта, вскрышные породы глубинной части месторождения отсыпают в выработанное пространство карьера, достигая при этом соответствие высотных отметок ярусов внутреннего отвала вскрыши отметкам заложения квершлагов. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к проведению вскрывающих наклонных горных выработок для отработки угольных пластов. Техническим результатом является совмещение проведения устья и части выработки - ствола по наносам с оснащением промплощадки и увеличение скорости проведения стволов по наносам с исключением трудоемкого ручного труда. Способ включает предварительную подготовку фронта подготовительных работ путем оборудования промплощадки, согласно технологической схеме проходки стволов подземным способом, начиная с устья ствола и части ствола по наносам путем выемки с погрузкой грунта в забое ручным инструментом, выдачи грунта и доставки элементов крепи в разобранном виде концевой откаткой по стволу с установкой предохранительного барьера, сборки и установки металлокрепи в забое согласно шагу крепления с усилением в виде шестигранника электросваркой, проветривания вентилятором местного проветривания, откачки грунтовой воды из забоя насосами. Предварительно по заданному направлению до сооружения промплощадки с нулевой отметки пробирают по наносам открытую траншею землеройной техникой на длину, согласно горнотехноэкономическому расчету и паспорту проведения стволов, затем на дне траншеи в наносах монтируют с нулевой отметки устье и горную выработку - ствол грузоподъемными средствами и по мере возведения крепления горной выработки - ствола обратно траншею в наносах засыпают вынутым грунтом с оставлением просвета с забойной стороны. При этом проветривают стволы естественной тягой, воду откачивают землеройной техникой - ковшом экскаватора вместе с выемкой грунта. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при открыто-подземной разработке угольных пластов. Способ включает формирование промплощадок, с которых проводят наклонные вскрывающие выработки по границам каждой панели на глубину контурной границы разреза. При достижении глубины от наклонных выработок промплощадки №1 проходят штреки под углом 90° в сторону наклонных выработок промплощадки №2 и сбивают их, оборудуют водоотлив. Отработку запасов ведут длинными выемочными столбами проходческо-очистным механизированным комплексом. Проходку всех выработок осуществляют проходческо-очистным механизированным комплексом, с борта разреза с промплощадки №1 проходят конвейерный уклон и монтажно-демонтажный уклон, с некоторым отставанием с промплощадки №2 проходят конвейерный уклон и два монтажно-демонтажных уклона. После сбойки штреков с наклонными выработками промплощадки №2 осуществляют перегруппировку и комплектовку проходческо-очистного механизированного комплекса, затем начинают отработку запасов длинными выемочными столбами в восходящем порядке. Столб отрабатывают короткими забоями по бесцеликовой технологии попеременно прямым и обратным ходом с формированием в завале вентиляционно-конвейерных просеков под защитой целика с креплением. Изобретение позволяет повысить уровень извлечения запасов угля из приконтурных зон разрезов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности. Техническим результатом является повышение эффективности отработки маломощного пласта за счет повышения извлечения полезного ископаемого из недр регулярной прорезкой междукамерных целиков и обеспечения эффективного проветривания и удаления пыли из рабочей зоны машинистов выемочной машины и самоходного транспортного оборудования в отработанное пространство. Это достигается тем, что пласты отрабатывают обратным порядком в выемочном блоке при соосном расположении камер и целиков. При этом пласт меньшей мощности отрабатывают камерно-столбовой системой с регулярной прорезкой междукамерных ленточных целиков сбойками в направлении фронта ведения очистных работ, при этом проветривание рабочей зоны и удаление запыленного воздуха осуществляют за счет общешахтной депрессии через последнюю междукамерную сбойку, а более мощный пласт отрабатывают камерной системой с отставанием от маломощного пласта. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение предназначено для использования в гидротехническом строительстве, в частности для создания дамб хвостохранилищ в районах со значительной техногенной нагрузкой на водные объекты. Способ включает подготовку основания под дамбу и укладку грунтового материала в тело дамбы. В качестве грунтового материала используют техногенные донные отложения загрязненных водных объектов, обладающие допустимой по водохозяйственным расчетам фильтрационной способностью и достаточной прочностью. Техногенные донные отложения предварительно подготавливают обезвоживанием в контейнерах из геотекстильного материала до влажности 40-50% и уплотнением под действием собственного веса на специально подготовленной площадке. После чего осуществляют доставку контейнеров с обезвоженным осадком к месту строительства автосамосвалами и укладку автокранами контейнеров послойно. Перспективным направлением является использования данного способа в районах крайнего севера, так как на этих территориях, как правило, отсутствуют в достаточном количестве грунтовые материалы, пригодные для создания противофильтрационных элементов. Местные материалы, используемые для отсыпки тела дамбы, находятся в многолетнемерзлом состоянии и их использование вызывает значительные трудности. Обеспечивается утилизация разнородных техногенных донных отложений, повышается экологичность и безаварийность эксплуатации дамб, устойчивость возводимых сооружений. Снижаются фильтрационные потери, сроки строительства, сведены к минимуму сложность и трудоемкость ведения работ.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке руд, в частности алмазосодержащих, залегающих в виде целиков за контуром карьера непосредственно под ответственными объектами. Техническим результатом является повышение эффективности укрепления массива горных пород в зоне возможного сдвижения при выработке руд, что обеспечивает их устойчивое состояние и надежность размещения наземных объектов. Способ включает проходку подземных выработок с открытых выработанных пространств карьеров, закладку выработанного пространства при выемке целиков техникой подземных работ. При этом предварительно укрепляют массив горных пород под объектами с помощью свай, размещаемых вдоль площади наземных объектов в наклонных скважинах и формируемых путем заливки скважин твердеющим раствором с установкой по центру свай армирующих элементов. Далее производят выемку целиков при одновременной закладке выработанного подземного пространства пустыми породами с укладкой на их поверхности упрочняющего покрытия. 1 пр., 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к комплексному освоению месторождения полезных ископаемых, и может быть использовано при освоении месторождения горючих сланцев, содержащих ценные химические элементы, например магний. Техническим результатом является повышение эффективности комплексного освоения месторождения горючих сланцев. Способ включает детальное изучение вещественного состава пласта, выявление ценного химического элемента, подлежащего попутному извлечению, добычу горючих сланцев, их обогащение до получения концентрата ценного химического элемента, подготовку концентрата к сжиганию, превращение ценного элемента в его химические соединения сжиганием концентрата в топке котельного агрегата, извлечение этих соединений и восстановление ценного элемента. При выявлении повышенного содержания магния в горючих сланцах обогащение добытых горючих сланцев до получения магнийсодержащего концентрата осуществляют их пиролизом с получением топливного газа и жидких углеводородов в качестве товарных продуктов, магнийсодержащий концентрат сжигают в топке кипящего слоя промышленного котла с получением тепловой энергии, оксида магния - сырья для восстановления магния, а при восстановлении магния - строительных материалов и минеральных удобрений в качестве товарных продуктов, причем часть тепловой энергии, полученную в виде горячих дымовых газов, направляют на пиролиз сланцев. 1 ил.
Наверх