Способ освоения алмазорудных месторождений

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 освоении как алмазорудных, так и комплексных рудных месторождений, содержащих алмазы и некоторые кристаллы, аналогичные по основным свойствам.

Известны различные способы освоения данных месторождений с использованием тех или иных известных способов добычи и переработки кристалосодержащего минерального сырья [1-5].

Основной особенностью этих способов является организационная, производственная и технологическая временная и пространственная относительная разобщенность основных переделов производства минеральной продукции - эксплуатационной разведки и опробования, вскрышных и добычных работ, минеральной подготовки и обогащения минерального сырья и промпродуктов.

Основными недостатками известных и применяемых как традиционных, так и усовершенствованных технологий открытой, подземной и комбинированной разработки месторождений твердых полезных ископаемых являются: относительно длительные сроки проектного освоения месторождений (5-7 и более лет), значительные капитальные и эксплуатационные материальные и финансовые затраты на производство минеральной продукции, сравнительно низкая производительность труда; неизбежная транспортная доставка добытого минерального сырья и концентратов на перерабатывающие комплексы (или установки), причем часто на значительные расстояния - до нескольких км; необходимость добычи всей минеральной массы, ее доставки на переработку, рудоподготовку и лишь потом осуществляют извлечение полезных компонентов при обогащении. При этом нередко в значительных объемах выполняют отделение от массива пустых пород, доставку и размещение их на дневной поверхности. Все это обуславливает относительно низкий уровень производительности труда и увеличение капитальных и эксплуатационных затрат, а также экологических негативных последствий.

По своей технической сущности близким к заявленному является современный способ освоения алмазорудных месторождений, широко используемый в республике Саха (Якутия) при открытой и подземной добыче и извлечения алмазов [1, 2].

Основными недостатками данного способа освоения алмазорудных месторождений являются: извлечение из недр всех горных пород карьерного поля - при открытом способе разработки, всей рудной массы и частично породной - при подземном способе; перемещение и транспортировка всей образуемой горной массы: породной - в отвалы, кондиционной рудной массы - на рудоподготовительные и обогатительные комплексы и установки, некондиционной рудной массы - на специализированные склады; осуществления предобогатительной и обогатительной рудоподготовки и собственно обогащения кондиционной рудной массы.

Технический результат заключается в повышении эффективности добычи алмазов при освоении алмазорудных и комплекснорудных месторождений на основе применения прогрессивных способов открытой, подземной и комбинированной добычи руд и извлечения из них полезных компонентов, главным образом - природных алмазов.

Технический результат достигается тем, что в способе освоения алмазорудных месторождений, включающем осуществление иерархически вещественно-структурной глубокой дифференциации массива, месторождения (или его участка), выделения при этом: разномасштабных и разнокачественных объемных эксплуатационных участков, 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, кристаллы алмазов автоматизированно 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.

На основе сопоставимого анализа с прототипом установлены отличия заявляемого способа, заключающиеся в совокупности: в глубоком разделении рудного массива или его части на малые блоки, блоки - на выемочные элементы, а последние - на тонкие и тончайшие слои, исходя из количества, качества, физико-химических особенностей содержащихся в них кристаллов алмазов, характера и наличия (или отсутствия) закономерностей их распределения в руде; в автоматизировано-роботизированном их извлечении из макро- и мини массивов и тонких слоев горных пород; в возможности и целесообразности оставления целиков при подземной отработке рудных и породных горизонтов, эксплуатационных блоков и выемочных элементов.

Таким образом, заявляемый способ автоматизированной и роботизированной добычи драгоценных кристаллов при открытой, подземной или комбинированной отработке алмазорудных месторождений с непосредственным извлечением алмазов из рудных слоев добычных блоков и их элементов соответствует условию новизны.

Способ включает следующие элементы: разномасштабные минеральные тела месторождения - геологические рудные тела, добычные, вскрышные и вскрышно-добычные эксплуатационные горизонты, эксплуатационные, добычные и породные блоки, выемочные элементы блоков, различной толщины рудные и породные слои добычных блоков и выемочных элементов; вмещающие и вмещаемые породы; роботизированные технические средства - мобильный универсальный агрегат облегченного типа, оснащенный несколькими рабочими органами - манипуляторами для автоматизированного получения, обработки и передачи экспресс-информации о наличии (отсутствии) алмазов в минеральных слоях (как правило, рудных), блоках, выемочных элементах и об их основных свойствах в целях непосредственного извлечения из них ценных кристаллов, а также обеспечения рациональной отработки минеральных объектов; роботизированные технические средства для автоматизированной доставки добытых кристаллов на поверхность - мобильный универсальный агрегат для отработки минеральных объектов, включая слои, из которых извлечены алмазы, автоматизированное техническое или «мягкое» (весьма щадящее) взрывание горных пород, экскавационную выемку, погрузку и перемещение горной массы.

Осуществляют способ следующим образом. Предварительно месторождение или его участки подразделяют на добычные, вскрышные и комбинированные горизонты; в их пределах в иерархической последовательности выделяют эксплуатационные блоки, а в них - добычные с кондиционной, временно некондиционной и некондиционной рудой, а также породные блоки; в добычных блоках выделяют выемочные элементы с наличием (без наличия) алмазов; в свою очередь, рудные выемочные элементы подразделяют на весьма маломощные или тонкие слои различной кондиционности. При этом глубокую дифференциацию добычных блоков производят на основе автоматизировано получаемой текущей и оперативной экспресс-информации с использованием рентгенолюминесцентной сепарации (или других аналогичных и перспективных физических средств), установленного на манипуляторе мобильного универсального агрегата. Последовательно и автоматизировано осуществляют детальную селективную отработку добычных блоков и выемочных рудных элементов слоями различной кондиционности и соответственно ей - различной мощности, выделяя в них микроэлементы с кондиционной, временно-некондиционной, некондиционной и убогой рудой, а также и породные элементы; производят автоматизировано извлечение из рудных элементов ювелирных и технических алмазов различного качества и количества с помощью индивидуального «кольцевого» обуривания отдельных кристаллов, не нарушая их природной целостности; последовательную селективную отработку слоя, других выемочных элементов и добычных блоков (в целом) осуществляют автоматизировано после извлечения из них кристаллов, размещая рудную массу в соответствующих рудных складах, а породную - в отвалах, формирование которых производят в основном в выработанном пространстве.

Способ позволяет осуществить: высокоэффективную отработку алмазорудных месторождений и их отдельных участков, представленных рудными телами различной морфологии и мощности, разнообразной структуры и сложности или с относительно простыми условиями залегания; отработку весьма маломощных рудных тел, тонких кондиционных прожилков и породных включений; повышение полноты выемки и использования алмазоносных минеральных ресурсов в целом; глубокую и оперативную дифференциацию полезного ископаемого и полезного компонента по качеству, количеству, физико-химическим свойствам и характеру их распределения в массиве; автоматизированное и роботизированное выполнение всех информационных, собственно технологических процессов и операций, связанных с освоением алмазорудных месторождений и их отдельных минеральных объектов.

Способ позволяет: снизить экономические, экологические и социальные издержки производства; повысить безопасность, производительность и комфортность горняцкого труда, выход получаемой минеральной продукции с единицы погашаемых запасов; сократить или упростить ряд технологических процессов и операций и, прежде всего, добычу кондиционной рудной массы, ее транспортировку и переработку (обогащение).

Источники информации

1. Еременко В.А., Сериков В.М., Особенности перераспределения напряженного состояния породного массива при выемке подкарьерных запасов трубки «Удачная» камерно-целиковой системной разработки - ГИАБ. - 2011. - №2 - С.298-299.

2. Иванов Е.Д., Коваленко B.C. Повышение эффективности отработки сближенных алмазоносных трубок за счет использования внутреннего отвалообразования // ГИАБ. - М. - 2010. - №6. - С.218-223.

3. Рудаков В.В., Злобин М.Н., Новиков В.В. Перспективы использования модульных установок при обработке кимберлитов и руд саморудных, цветных и редких металлов. ГИАБ-2011. - №2 - С.240-241.

4. Черных А.Д., Андреев Б.Н., Ошмянский И.Б. Открыто-подземная разработка рудных месторождений. Из-во «Техника», 2010. 574 с.

5. Секисов Г.В. Технология освоения минеральных объектов и научные положения их создания // Г.В Секисов, В.Г. Романов, Ю.Н. Зыков / Забайкалье; Сборник статей. Отдельный выпуск ГИАБ. - 2009. - №ОВЗ. - С.214-222.

Способ освоения алмазорудных месторождений, включающий 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, отличающийся, тем, что кристаллы алмазов автоматизированно 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.