Способ освоения месторождений строительных горных пород скального и полускального типов


 


Владельцы патента RU 2533398:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИГД ДВО РАН) (RU)

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой добыче в виде кусковой массы строительных горных пород скального и полускального типов. Техническим результатом является повышение эффективности освоения месторождений строительных горных пород скального и полускального типа. Способ включает автоматизированное и оперативное получение и обработку экспресс-информации о структуре массива последовательно отрабатываемых частей уступов, дифференцированное их выделение на основе полученной системно-комплексной информации на разномасштабные структурные элементы горных пород с естественной и техногенной трещиноватостью. Выделение полученной системно-комплексной информации на разномасштабные структурные элементы горных пород включает прочностные, упругореологические, теплофизические, структурно-механические характеристики. Автоматизированное комбинированное разрушение структурных элементов включает взрывание под мобильным механизированным укрытием и последующую дезинтеграцию электрофизическим способом с учетом полученных характеристик. Непосредственное размещение во временных накопительных штабелях и отгрузку полученной продукции потребителю осуществляют после автоматизированной подачи горной массы в приемное устройство мобильного сортировочного агрегата с последующим разделением в нем горной массы на соответствующие фракции по крупности.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой добыче в виде кусковой массы строительных горных пород скального и полускального типов.

Известны и получили широкое промышленное применение в горной промышленности разновидности открытого способа добычи скальных, полускальных и нескальных строительных горных пород [1-5]. Способ разработки месторождений полезных ископаемых полускального и нескального типов [1] осуществляется безлюдно в автоматизированном режиме с дневной поверхности, с минимальным объемом вскрышных работ и разделением минеральных тел на элементарные блоки с последовательной их отработкой универсальным мобильным агрегатом, с помощью которого осуществляют в автоматизированном режиме рыхление горных пород каждого элементарного блока наиболее эффективным для данного типа пород способом, механическим, либо пневматическим, либо физическим - реализуемым с помощью комплекса технических устройств универсального мобильного агрегата, экс-кавационную выемку кондиционной минеральной массы и ее погрузку в средства подъема на поверхность и перемещения в выработанное пространство некондиционной минеральной массы.

Основными недостатками способов открытой добычи строительных горных пород является разобщение во времени и производственном пространстве нескольких технологических операций, значительный выход негабарита и крупнокусковой горной массы, относительная низкая производительность труда, значительные эксплуатационные затраты и экономические негативные последствия.

Наиболее близким по выполняемым функциям и техническому результату является способ разработки месторождений скального и полускального типов разноблочной структуры [6], который включает стадийно-детальное районирование горных пород по блочности, трещиноватости, прочности и потребительскому качеству и последующее разделение массива рабочей зоны на разновысотные горизонты, а горизонты или их участки - на эксплуатационные блоки, последние - на однородные элементарные блоки, последующей выемкой из массива габаритных и мелких фракций с использованием соответствующего комплекса рабочих органов технических устройств универсального агрегата, позволяющего осуществлять непосредственную выемку габаритных отдельностей горных пород из массива, разбуривать и взрывать крупные отдельности горных пород зарядами BB под локальным укрытием либо осуществлять их механическое разрушение или рыхление и последующую выемку и отгрузку горной массы в средства транспорта либо во внутренний отвал или во временный призабойный склад.

Недостатком способа является отсутствие иерархически глубокой дифференциации массива горных пород, слагающих месторождение и отрабатываемые уступы, выделения в них природных и природно-техногенных разномасштабных и разнокачественных выемочных элементов, исходя из наличия макро- и микротрещиноватости, их прочности (по отношению к их разрушаемости), потребительского качества.

Технический результат - повышение эффективности освоения месторождений строительных горных пород скального и полускального типа.

Технический результат достигается тем, что в способе освоения месторождений строительных горных пород скального и полускального типов, включающем автоматизированное и оперативное получение и обработку экспресс-информации о структуре массива последовательно отрабатываемых частей уступов, дифференцированное их выделение на основе полученной системно-комплексной информации на разномасштабные структурные элементы горных пород с естественной и техногенной трещиноватостью, выделение полученной системно-комплексной информации на разномасштабные структурные элементы горных пород включает прочностные, упругореологические, теплофизические, структурно-механические характеристики, а автоматизированное комбинированное разрушение структурных элементов включает взрывание под мобильным механизированным укрытием и последующую дезинтеграцию электрофизическим способом с учетом полученных характеристик, причем непосредственное размещение во временных накопительных штабелях и отгрузку полученной продукции потребителю осуществляют после автоматизированной подачи горной массы в приемное устройство мобильного сортировочного агрегата с последующим разделением в нем горной массы на соответствующие фракции по крупности.

На основе сопоставимого анализа с прототипом установлены отличия заявляемого способа, заключающиеся в комплексе в иерархически глубокой дифференциации массива горных пород, слагающих месторождение и отрабатываемые уступы, выделяя в них природные и природно-техногенные разномасштабные и разнокачественные выемочные элементы, исходя из наличия макро- и микротрещиноватости, их прочности (по отношению к их разрушаемости), потребительского качества, а также в автоматизированном получении, отработке и использовании разноуровневой информации о природной и природно-техногенной структуре разномасштабных массивов горных пород. Возможность получения информации и формирование требуемой последовательности выполняемых действий позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.

Способ включает следующие элементы: месторождение строительных горных пород скального и полускального типа со сложной природной и природно-техногенной структурой, обусловленной разнообразными тектоническими и некоторыми другими природными нарушениями, а также техногенными факторами - главным образом, предыдущими взрывными работами; иерархическую систему блочности, предопределенную, в основном, развитой на месторождении (карьерном поле) трещиноватостью различными вещественным составом и крепостью горных пород; выемочные элементы технологически относительно однородные в пределах средних и крупных блоков; мобильный агрегат и роботизированные технические средства для оперативного и автоматизированного получения горно-геологической информации о структуре массивов отрабатываемого уступа и его блоков, разрушения горных пород, их раздельной выемки, потребительской сортировки горной массы грохочением и отгрузки готовой продукции в транспортные средства потребителя или во временные склады.

Осуществляют способ следующим способом.

Предварительно месторождение строительных горных пород или его участки, а также карьерное поле иерархически подразделяют на структурно и технологически относительно однородные блоки, основываясь на данных опережающей эксплуатационной разведки и геологическом прогнозировании. Осуществляется автоматизированное и оперативное получение и обработка экспресс-информации о структуре массива последовательно отрабатываемых частей уступов, дифференцированное их выделение на основе полученной системно-комплексной информации на разномасштабные структурные элементы горных пород с естественной и техногенной трещиноватостью. Выделение полученной системно-комплексной информации на разномасштабные структурные элементы горных пород включает прочностные, упругореологические, теплофизические, структурно-механические характеристики. Добычные блоки подразделяют с некондиционной и временно некондиционной строительной горной породой, которую разрушают либо взрыванием скважин (или шпуров) малого диаметра (6-16 мм) под техническим укрытием (щитом) универсального мобильного агрегата - при крепких и весьма крепких горных породах, или одним из механических способов, например разрывом, используя скважины или шпуры весьма малого диаметра, при средней и небольшой крепости горных пород. Автоматизированное комбинированное разрушение структурных элементов включает взрывание под мобильным механизированным укрытием и последующую дезинтеграцию электрофизическим способом с учетом полученных характеристик. Непосредственное размещение во временных накопительных штабелях и отгрузку полученной продукции потребителю осуществляют после автоматизированной подачи горной массы в приемное устройство мобильного сортировочного агрегата с последующим разделением в нем горной массы на соответствующие фракции по крупности. Экскавационную выемку и сортировку (грохочением) в средства транспорта потребителя кондиционной горной массы определенного сорта производят манипулятором того же мобильного агрегата, временно некондиционную горную массу размещают во внутренних складах, а породную - во внутренних или внешних отвалах.

Способ позволяет осуществлять высокоэффективное освоение месторождений строительных горных пород, глубокую оперативную дифференциацию строительных горных пород по их потребительскому качеству, количеству, физико-механическим и технологическим свойствам в целом.

Источники информации

1. Патент РФ №2478788 от 10.04.2013. Способ разработки месторождений полезных ископаемых полускального и нескального типа.

2. Патент РФ №2362877 от 27.07.2009. Способ циклично-поточной отработки скальных горных пород.

3. Патент РФ №2361081 от 10.07.2009. Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых.

4. Патент РФ №2399763 от 20.09.2010. Способ отработки месторождения.

5. Патент РФ №2421617 от 20.06.2011. Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых.

6. Патент РФ №2279546 от 10.07.2006. Способ разработки месторождений скального и полускального типов разнооблочной структуры.

Способ освоения месторождений строительных горных пород скального и полускального типов, включающий автоматизированное и оперативное получение и обработку экспресс-информации о структуре массива последовательно отрабатываемых частей уступов, дифференцированное их выделение на основе полученной системно-комплексной информации на разномасштабные структурные элементы горных пород с естественной и техногенной трещиноватостью, отличающийся тем, что выделение полученной системно-комплексной информации на разномасштабные структурные элементы горных пород включает прочностные, упругореологические, теплофизические, структурно-механические характеристики, а автоматизированное комбинированное разрушение структурных элементов включает взрывание под мобильным механизированным укрытием и последующую дезинтеграцию электрофизическим способом с учетом полученных характеристик, причем непосредственное размещение во временных накопительных штабелях и отгрузку полученной продукции потребителю осуществляют после автоматизированной подачи горной массы в приемное устройство мобильного сортировочного агрегата с последующим разделением в ней горной массы на соответствующие фракции по крупности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке мощных месторождений полезных ископаемых полого и наклонного залегания с применением техники непрерывного действия открытым способом.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано преимущественно для загрузки горной массы в автосамосвалы при осуществлении непрерывной работы карьерных комбайнов.

Изобретение относится к открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является уменьшение расстояний внутренних перевозок вскрышных пород из рабочей зоны во внутренний отвал.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке крутопадающих месторождений площадной формы. Техническим результатом является снижение текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период разработки месторождения.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для управления процессом лазерного воздействия на скальные породы переменной крепости при подготовке горных пород к безвзрывному разупрочнению для последующего послойно-полосового фрезерования и выемки карьерными комбайнами.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является повышение безопасности открытых горных работ.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для подготовки горных пород средней крепости к безвзрывному разупрочнению для последующего послойно-полосового фрезерования и выемки карьерными комбайнами.

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано при дражной разработке долинных и пойменных россыпей. Способ включает проведение руслоотводного канала, создание технологического водоема для драги и системы очистных сооружений для сточных вод.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке крутопадающих рудных месторождений со сложной структурой оруденения. Техническим результатом является снижение потерь руды и ее разубоживания.
Изобретение относится к горному делу, в частности к освоению угольного месторождения открытым способом и восстановлению нарушенных отрытыми горными работами территорий, и может быть использовано при добыче угля и рекультивации породных отвалов.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при освоении нескальных пластовых месторождений наклонного и крутого падения. Техническим результатом является повышение эффективности освоения нескальных пластовых месторождений наклонного и крутого падения. Способ включает выделение эксплуатационного поля, минеральных объектов выемки, а в них - эксплуатационных блоков с кондиционным, временно некондиционным и некондиционным полезным ископаемым и выделением породных, опережающее, текущее и оперативное автоматизированное получение экспресс-информации, проходку вскрывающих «колодцев» или коротких траншей. Осуществляют роботизировано-автоматизированную выемку полезного ископаемого из пластов при их отработке с использованием механического способа отделения полезного ископаемого и пород маломощных породных пропластков, автоматизированный подъем полезного ископаемого на дневную поверхность или его перепуск к приемному устройству, размещаемому в штольне. При отработке месторождений нагорного типа, оставление породной массы в выработанном пространстве при выемке пропластков, временное поддержание призабойного пространства с помощью автоматизированного и роботизированного сборно-разборного крепления. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке крутопадающих месторождений площадной формы. Технологическим результатом является снижение текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период разработки месторождения. Способ включает формирование рабочей зоны, технологию отработки вскрышных уступов и обеспечение грузотранспортной связи рабочих горизонтов с поверхностью, отработку вскрышных уступов рабочей зоны ведут экскаваторами с удлиненным рабочим оборудованием, принимая высоту уступов равной полуторной высоте черпания экскаваторов. При этом для предотвращения обрушения козырьков и нависей на откосе уступа выше высоты черпания экскаватора производят заоткоску его верхней части путем а) контурного взрывания или б) предварительного щелеобразования, формирование рабочей зоны производят с применением каскадной схемы отработки вскрышных уступов, при этом фронт работ каждого уступа делят на пассивный с минимальными рабочими площадками шириной, обеспечивающей двухстороннее движение технологического автотранспорта и его маневрирование, и активный, рабочие площадки которого включают минимальные рабочие площадки и готовые к выемке объемы вскрышных пород, относительную длину активного фронта каждого вскрышного уступа определяют по математической формуле. Взрывание готовых к выемке объемов вскрышных пород уступа производят из расчета, чтобы весь взорванный объем мог быть полностью размещен на рабочей площадке этого уступа и на минимальной рабочей площадке смежного с ним нижележащего уступа, вскрытие рабочих уступов осуществляют крутыми скользящими съездами с продольным уклоном до 12-15° из условия применения автотранспортных средств, способных преодолевать такой уклон, и шириной, обеспечивающей размещение развала взорванной горной массы при их расширении и одновременно сквозной проезд технологического транспорта, расширение крутых съездов производят с применением гусеничных и колесных погрузчиков путем деления развала взрываемой горной массы на горизонтальные и наклонные слои высотой, определяемой с учетом траектории движения ковша погрузчика. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при вскрытии глубоких горизонтов карьеров. Техническим результатом является повышение эффективности разработки. Способ предусматривает проведение крутой траншеи с помощью колесного погрузчика и автомобильного транспорта, способного преодолевать крутые уклоны. Проведение траншеи осуществляют в несколько этапов, делящих крутую траншею на крутонаклонно-горизонтальные слои высотой, определяемой с учетом траектории движения ковша погрузчика, которые отрабатывают последовательно сверху вниз. При отработке каждого очередного слоя горную массу предварительно разрыхляют, погрузчик производит ее выемку, доставку и разгрузку в автомобильной транспорт, устанавливаемый на максимально приближенных к забою горизонтальных площадках. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является повышение эффективности разработки глубокозалегающих месторождений. Способ включает проведение по границе рабочего и конечного бортов карьера съезда для автосамосвалов большой грузоподъемности, с размещением части съезда по его ширине на временном целике пород, а другой части - на конечном борту карьера. На рабочем борту карьера параллельно уже сформированному съезду для автосамосвалов большой грузоподъемности проводят съезд для автосамосвалов малой грузоподъемности. Когда съезд для автосамосвалов большой грузоподъемности в условиях уменьшающегося с глубиной карьерного пространства разместить на борту будет невозможно, часть этого съезда, расположенную на временном целике пород, разрабатывают с транспортированием горной массы на поверхность автосамосвалами малой грузоподъемности по съезду на рабочем борту карьера. На части съезда для автосамосвалов большой грузоподъемности, расположенной на конечном борту карьера, формируют съезд для автосамосвалов малой грузоподъемности. Съезд для автосамосвалов малой грузоподъемности с рабочего борта перемещают на конечный борт карьера, с формированием на нем крутого съезда для движения по нему автосамосвалов с шарнирно-сочлененной рамой. Горную массу от проведения крутого съезда транспортируют на поверхность по съезду для автосамосвалов малой грузоподъемности на конечном борту карьера. В нижней части карьера в условиях ограниченного пространства крутой съезд для автосамосвалов с шарнирно-сочлененной рамой формируют известным способом. 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, точнее к открытым разработкам мощных месторождений при применении техники непрерывного действия. Технический результат заключается в бесперебойной добыче полезного ископаемого по всему фронту ведения работ. Достигается это тем, что в способе выемки полезного ископаемого при веерном подвигании фронта горных работ, включающем проходку капитальной и разрезной траншеи, монтаж транспортных коммуникаций, выемку полезного ископаемого и вскрышных пород путем отработки клиновидных блоков, согласно изобретению отработку клиновидных блоков осуществляют в две заходки по челноковой схеме без передвижки транспортных коммуникаций с предварительным формированием опережающей ниши в месте поворотного пункта транспортных коммуникаций в направлении границы карьерного поля при условии параметров опережающей ниши L, B, обеспечивающей минимальную отработку клиновидного блока на величину Bmin. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых по бестранспортной системе в сложных горно-геологических условиях. Техническим результатом является повышение эффективности способа бестранспортной разработки за счет увеличения производительности путем уменьшения длины и времени холостого хода вскрышного оборудования. Способ включает выемку пород вскрыши продольными вскрышными заходками с размещением на их дне свободной полосы, перемещение пород вскрыши от забоя продольной вскрышной заходки и их складирование во внутренний отвал. Причем выемку пород вскрыши продольными вскрышными заходками с размещением на их дне свободной полосы, перемещение пород вскрыши от забоя продольной вскрышной заходки и их складирование во внутренний отвал на фланге этих заходок ведут в пределах выемочного участка. При этом вдоль нижней бровки внутреннего отвала выемочного участка размещают дополнительную свободную полосу, на которую складируют породы вскрыши, формируя внутренний отвал. 11 ил.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при освоении алмазорудных месторождений и некоторых месторождений других драгоценных кристаллов. Техническим результатом является повышение экологической и энергетической эффективности освоения алмазорудных месторождений. Способ включает осуществление иерархически вещественно-структурной глубокой дифференциации массива, месторождения (или его участка), выделяя при этом: разномасштабные и разнокачественные объемные эксплуатационные участки, исходя из наиболее характерных горно-геологических особенностей, включая особенности слагающих горных пород, а в их пределах - рудные (добычные), рудно-породные и породные (вскрышные) горизонты, в них - рудные тела или их части, эксплуатационные, добычные и породные блоки, в них - вещественно разнородные выемочные элементы, подразделяемые на тонкие и весьма тонкие слои, представленные кондиционной, временно-некондиционной, некондиционной и убогой алмазосодержащей рудой, либо породой; автоматизированное получение опережающей, текущей и оперативной экспресс-информации с использованием комплексного способа, представляющего собой сочетание прогнозирования вероятностного пространственного распределения алмазов в рудных блоках и в их элементах и последующего непосредственного автоматизированного установления наличия, положения, количества и качества алмазов в рудных тонких слоях с помощью рентгенолюминесцентного способа. При этом кристаллы алмазов автоматизировано извлекают из тонких рудных слоев с помощью кольцевого обуривания каждого из кристаллов в отдельности, не нарушая их цельности, и отделяют от минимассива каждого отрабатываемого тонкого или маломощного слоя.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при формировании и стабилизации качества руд на стадии горных работ. Техническим результатом является повышение показателей качества и извлечения технологических сортов руд и горной массы для рудосортировки. Способ включает определение координат ковша выемочного средства, содержания полезного компонента в горной массе в ковше выемочного средства как условное математическое ожидание содержания полезного компонента в точке экскавации, определенное по результатам предварительного опробования сети скважин в окрестности точки экскавации с установленными координатами, загрузку транспортного средства и его адресацию по объектам разгрузки с учетом содержания полезного компонента в транспортируемой горной массе. При этом в зависимости от положения выемочного средства по отношению к зонам локализации технологических сортов горной массы в забое устанавливают возможность и формируют задание на преимущественную выемку определенного технологического сорта при загрузке транспортного средства, в соответствии с которым осуществляют позиционирование ковша выемочного средства в забое при черпании, причем начинают отработку пород забоя с контура между технологическими типами горной массы, положение которого и зон локализации технологических типов уточняют геофизическими методами в процессе выемки по данным анализа качества горной массы в ковше выемочного средства. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства и горного дела и может быть использовано при креплении уступов карьеров, строительстве дорог, тоннелей, подверженных воздействию грунтовых вод. Техническим результатом является обеспечение надежности предотвращения образования оползней за счет полного отведения поверхностных и подземных вод от оползневого тела. Способ заключается в том, что проводят инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания для определения наличия оползневых тел. Затем проводят биолокационную съемку, по результатам которой определяют подземные водотоки и выясняют их характеристики для определения количества и месторасположения сквозных фильтров. После чего на поверхности уступа, или откоса, или склона, или косогора за пределами оползневого тела проходят коллектор для сбора поверхностных вод и части неглубоких водотоков. После этого с подножия уступа, или откоса, или склона, или косогора проходят дренажную выработку в глубь уступа, или откоса, или склона, или косогора за пределы оползневого тела, с поверхности уступа, или откоса, или склона, или косогора бурят вертикальные скважины до сопряжения с дренажной выработкой под сквозные фильтры, сопряжения обустраивают камерами соединения, в вертикальные скважины с поверхности опускают сквозные фильтры, выполненные в виде труб с перфорированными участками отверстий и фильтрующими элементами, выполненными на уровне сопряжения с подземными водотоками, причем коллектор и дренажную выработку проходят с уклоном i=0,005 в сторону стока для самотека перехваченной воды. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к открытой разработке угольных пластов со скальными вскрышными породами. Способ включает удаление покрывающих скальных вскрышных пород взрывным рыхлением зарядами с воздушной подушкой в нижнем торце заряда, механическое рыхление и бульдозирование пород пласта, их штабелирование, погрузку в транспортные средства экскаватором. Взрывные скважины для скальных вскрышных пород забуривают в пласт полезного ископаемого на глубину воздушной подушки в нижнем торце заряда. Массовый взрыв осуществляют поскважинно системой неэлектрического инициирования. В пласт полезного ископаемого пониженной крепости забуривают каждую вторую или третью взрывную скважину. Изобретение позволяет повысить эффективность разрушения и снизить энергоемкость механического рыхления пласта полезного ископаемого за счет его предварительного ослабления воздействием взрывного рыхления скальных пород вскрыши. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх