Способ разработки глинистых месторождений полезных ископаемых



Способ разработки глинистых месторождений полезных ископаемых
Способ разработки глинистых месторождений полезных ископаемых
Способ разработки глинистых месторождений полезных ископаемых

 


Владельцы патента RU 2537460:

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 разработке высокоглинистых россыпных месторождений. Способ разработки включает вскрытие отрабатываемых запасов месторождения, проходку канавы на всю длину добычного блока, затопление добычного блока водой для дезинтеграции глинистых песков и их последующей отработки добычным комплексом с установкой напорного гидротранспортирования и обогатительной установкой. Перед нарезанием щелей при помощи поперечных и продольных проходов щелерезной установки, а также затоплением добычного блока водой для дезинтеграции глинистых песков и их последующей отработки, экспериментально-аналитическим путем определяют упругие характеристики высокоглинистых песков на сжатие или растяжение на различных участках россыпи. Устанавливают динамику изменения упругих характеристик на этих участках, исследуют зависимость динамической характеристики упругости песков при водонасыщении на отдельных участках месторождения от относительного волнового сопротивления песков на этих участках и осуществляют нарезание щелей на расстоянии друг от друга в зависимости от изменения динамической характеристики упругости песков при водонасыщении. Техническим результатом способа является достижение высокой степени дезинтеграции труднопромывистых глинистых песков, снижение технологических потерь ценного компонента и снижение затрат на разработку. 3 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке высокоглинистых россыпных месторождений.

Известен способ разработки глинистых месторождений полезных ископаемых [1]. Способ включает вскрытие отрабатываемых запасов, их послойную выемку параллельными траншеями с оставлением межтраншейных целиков, обогащение и отвалообразование. Между первой траншеей и контуром отрабатываемых запасов параллельно проводят дополнительную канаву, в которую подают воду, при проходке последующих траншей водой последовательно заполняют каждую предыдущую траншею. После проходки последней траншеи месторождение затопляют и отрабатывают межтраншейные целики при помощи драги или земснаряда, причем отработку производят по направлению от первой траншеи к последней.

Недостатками способа является большой объем земляных работ при проходке канав, а также значительный объем работ по перемещению песков в канавы.

Известен способ разработки россыпных месторождений [2]. Способ включает вскрытие песков, их выемку и транспортирование в бункер промывочной установки, обогащение и отвалообразование. Перед транспортированием песков в бункер промывочной установки их складируют в канаву, пройденную по центру россыпи по длине добычного блока на глубину ниже уровня почвы пласта песков и заполненную водой. Пески размещают в канаве ниже уровня воды, а их последующую выемку проводят подводным способом.

Недостатками данного способа также является большой объем земляных работ и значительный объем работ по перемещению песков в канавы.

Наиболее близким по технической сущности является способ разупрочнения и дезинтеграции глинистых песков мелкозалегающих россыпей, включающий вскрытие россыпи, проходку водозаводной траншеи с уклоном по направлению падения пласта месторождения и водосборной траншеи, заполнение водой водозаводной траншеи с одновременным заполнением разрабатываемого участка россыпи водой и поддержанием этого уровня в последующем для первичного разупрочнения глинистых песков с помощью подачи воды и осуществления процесса естественной фильтрации воды в массив, монтаж установки напорного гидротранспортирования, монтаж ультразвуковой установки и механической установки, последовательно интенсифицируют фильтрацию воды в уплотненные слои песков посредством ультразвукового воздействия на пески по поверхности разрабатываемого участка, производят гидродинамическую активацию перемешиванием гидросмеси элементом механической установки и подачу гидросмеси посредством установки напорного гидротранспортирования на обогатительную установку [3].

Недостатком данного способа является многостадийность процесса дезинтеграции, высокие энергозатраты и эксплуатационные расходы на разработку песков.

Техническим результатом способа является достижение высокой степени дезинтеграции труднопромывистых глинистых песков, снижение технологических потерь ценного компонента и снижение затрат на разработку за счет формирования в поверхностном слое обрабатываемого массива высокоглинистых песков щелей с учетом динамической характеристики упругости песков при водонасыщении.

Технический результат достигается за счет того, что в способе разработки глинистых месторождений полезных ископаемых, включающем вскрытие отрабатываемых запасов месторождения, проходку канавы на всю длину добычного блока, затопление добычного блока водой для дезинтеграции глинистых песков и их последующей отработки добычным комплексом с установкой напорного гидротранспортирования и обогатительной установкой, перед нарезанием щелей при помощи поперечных или продольных проходов щелерезной установки, а также затоплением добычного блока водой для дезинтеграции глинистых песков и их последующей отработки, экспериментально-аналитическим путем определяют упругие характеристики высокоглинистых песков на сжатие или растяжение на различных участках россыпи, устанавливают динамику изменения упругих характеристик на этих участках по формуле:

G=(E*-E**)/B,

где G - динамическая характеристика упругости песков при водонасыщении, Па; E* - упругая характеристика или модуль упругости песков при начальной влажности, Па; E** - упругая характеристика или модуль упругости песков при повышенном среднем содержании воды в песках, Па; B - изменение водосодержания в условных единицах по отношению к процентам, т.е. 1% - это 1 единица, исследуют зависимость динамической характеристики упругости песков G при водонасыщении на отдельных участках месторождения от относительного волнового сопротивления песков на этих участках;

G=f(ζ*/ζ**),

где ζ* - волновое сопротивление при начальной влажности песков; ζ** - волновое сопротивление при повышенном среднем содержании воды в песках, осуществляют нарезание щелей на расстоянии друг от друга в зависимости от изменения динамической характеристики упругости песков при водонасыщении, причем на участках с самой низкой динамической характеристикой упругости песков при водонасыщении расстояние между щелями уменьшают до величины, обеспечивающей скорость фильтрации и дезинтеграции глинистых песков соразмерно участкам с максимальной динамической характеристикой упругости песков, имеющих максимальное расстояние между щелями, заполняют добычной блок водой и с помощью установки напорного гидротранспортирования подают пульпу к добычному комплексу с обогатительной установкой.

Совокупность новых существенных признаков позволяет решить новую техническую задачу - активизировать процесс дезинтеграции путем интенсификации естественного процесса фильтрации воды в водонасыщенные слои глинистых песков с учетом динамики изменения их физико-механических характеристик.

Процесс осуществления способа разработки глинистых месторождений полезных ископаемых изображен на чертежах.

На фиг.1 - общий вид системы разработки россыпи, обеспечивающей выполнение способа; на фиг.2 - вид A на фиг.1; на фиг.3 - график изменения динамической характеристики упругости песков золотоносных россыпных месторождений Приамурья при водонасыщении (поз.1 - при водонасыщении песков от 8,0 до 30% (р. Нагима); поз.2 - при водонасыщении песков от 12,7 до 30% (руч. Бешеный); поз.3 - при водонасыщении песков от 20 до 30% (руч. Болотистый)).

Реализация способа осуществляется следующим образом.

Осуществляют вскрытие отрабатываемых запасов месторождения 1, проходку канавы 2 на всю длину добычного блока 3. Перед нарезанием щелей 4 при помощи поперечных 5 или продольных проходов 6 щелерезной установки 7, а также затоплением добычного блока 3 водой для дезинтеграции глинистых песков и их последующей отработки, экспериментально-аналитическим путем определяют упругие характеристики высокоглинистых песков на сжатие или растяжение на различных участках 8 россыпи, устанавливают динамику изменения упругих характеристик на этих участках 8 по формуле:

G=(E*-E**)/B,

где G - динамическая характеристика упругости песков при водонасыщении, Па: E* - упругая характеристика или модуль упругости песков при начальной влажности, Па; E** - упругая характеристика или модуль упругости песков при повышенном среднем содержании воды в песках, Па; B - изменение водосодержания в условных единицах по отношению к процентам, т.е. 1% - это 1 единица, исследуют зависимость динамической характеристики упругости песков G при водонасыщении на отдельных участках 8 месторождения 1 от относительного волнового сопротивления песков на этих участках:

G=f(ζ*/ζ**),

где ζ* - волновое сопротивление при начальной влажности песков; ζ** - волновое сопротивление при повышенном среднем содержании воды в песках (фиг.3).

В результате исследований золотосодержащих глинистых песков россыпей Приамурья и проведенной оценки изменения упругих характеристик глинистых песков в зависимости от содержания воды установлено, что изменения упругих характеристик песков проявляются по-разному с большей или меньшей монотонностью, граничной результативностью и определяются не только исходными параметрами водонасыщения, но и динамикой процесса. Например, в песках месторождения р. Нагима динамичность выше, чем руч. Бешеного в 2,3 раза, и выше, чем в песках руч. Болотистого - в 6,6 раз. Динамика руч. Бешеного по сравнению с руч. Болотистым выше в 2.9 раз (фиг.3). Также наблюдается изменение динамической характеристики упругости песков при водонасыщении на отдельных участках 8 одного и того же месторождения (поз.1-3 на фиг.3), поэтому нарезание щелей 4 осуществляют на расстоянии 9 друг от друга в зависимости от изменения динамической характеристики упругости песков при водонасыщении.

На участках 10 с самой низкой динамической характеристикой упругости песков при водонасыщении расстояние 9 между щелями 4 уменьшают до величины 11, обеспечивающей скорость фильтрации и дезинтеграции глинистых песков соразмерно участкам 12 с максимальной динамической характеристикой упругости песков, имеющих максимальное расстояние 9 между щелями 4. Для этого осуществляют регулировку расстояния 13 между режущими органами 14 щелерезной установки 7. После прохождения щелей 4 заполняют добычной блок 3 водой. С помощью установки напорного гидротранспортирования 15 подают пульпу к добычному комплексу 16 с обогатительной установкой 17.

Источники информации

1. Патент №2355886 РФ, МПК 6 E21C 41/30; E21C 45/00. Способ разработки глинистых месторождений полезных ископаемых / Кисляков В.Е., Никитин А.В. - №2007144476; заявл. 29.11.2007; опубл. 20.05.2009. Бюл. №14. - 6 с.

2. Патент №2353772 РФ, МПК 6 E21C 41/30; E21C 45/00. Способ разработки россыпных месторождений / Кисляков В.Е., Никитин А.В. - №2007138132; заявл. 15.10.2007; опубл. 27.04.2009. Бюл. №12. - 6 с.

3. Патент №2392054 РФ, МПК 6 B03B 5/00; E21C 41/30. Способ разупрочнения и дезинтеграции глинистых песков мелкозалегающих россыпей / Хрунина Н.П., Мамаев Ю.А. - №2009115747; заявл. 24.04.2009; опубл. 20.06.2010. Бюл. №17. - 8 с.

Способ разработки глинистых месторождений полезных ископаемых, включающий вскрытие отрабатываемых запасов месторождения, проходку канавы на всю длину добычного блока, затопление добычного блока водой для дезинтеграции глинистых песков и их последующей отработки добычным комплексом с установкой напорного гидротранспортирования и обогатительной установкой, отличающийся тем, что перед нарезанием щелей при помощи поперечных или продольных проходов щелерезной установки, а также затоплением добычного блока водой для дезинтеграции глинистых песков и их последующей отработки, экспериментально-аналитическим путем определяют упругие характеристики высокоглинистых песков на сжатие или растяжение на различных участках россыпи, устанавливают динамику изменения упругих характеристик на этих участках по формуле:
G=(E*-E**)/B,
где G - динамическая характеристика упругости песков при водонасыщении, Па;
E* - упругая характеристика или модуль упругости песков при начальной влажности, Па;
E** - упругая характеристика или модуль упругости песков при повышенном среднем содержании воды в песках, Па;
B - изменение водосодержания в условных единицах по отношению к процентам, т.е. 1% - это 1 единица,
исследуют зависимость динамической характеристики упругости песков G при водонасыщении на отдельных участках месторождения от относительного волнового сопротивления песков на этих участках:
G=f(ζ*/ζ**),
где ζ* - волновое сопротивление при начальной влажности песков;
ζ** - волновое сопротивление при повышенном среднем содержании воды в песках, осуществляют нарезание щелей на расстоянии друг от друга в зависимости от изменения динамической характеристики упругости песков при водонасыщении, причем на участках с самой низкой динамической характеристикой упругости песков при водонасыщении расстояние между щелями уменьшают до величины, обеспечивающей скорость фильтрации и дезинтеграции глинистых песков соразмерно участкам с максимальной динамической характеристикой упругости песков, имеющих максимальное расстояние между щелями, заполняют добычной блок водой и с помощью установки напорного гидротранспортирования подают пульпу к добычному комплексу с обогатительной установкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче полезных ископаемых. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых включает бурение рядов технологических скважин, последовательное размещение в них скважинных гидродобычных агрегатов, размыв полезного ископаемого струями жидкости из последних и доставку пульпы на поверхность.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной гидравлической технологии добычи угля. На гидроучастке для разработки угольных пластов с подземным с замкнутым циклом водоснабжения, вскрывающие и подготавливающие выработки проходят спаренными и/или одиночными забоями, которые оконтуривают выемочные блоки, барьерные и охранные целики.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке месторождений полезных ископаемых методом скважинной гидродобычи. Способ скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых включает вскрытие залежи центральной и периферийными технологическими скважинами, установку в них оборудования и отработку в несколько этапов слоями снизу вверх несмежных камер, начиная с периферийных, с образованием перед отработкой очередного слоя контурной щели на всю мощность слоя, подсечного пространства у почвы образуемой камеры и параллельной ему искусственной потолочины из твердеющего материала, с наклоном от периферии к центру, магазинирование обрушенной горной массы и закладку выработанного пространства твердеющим материалом, отработку и закладку центральной камеры, при отработке каждой камеры, после создания искусственной потолочины, по высоте технологических скважин создают несколько гидроврубов, после образования подсечного пространства из нижнего гидровруба производят гидроразрыв пород и нагнетают в полученную трещину жидкость до обрушения горной массы в подсечное пространство, обрушенную горную массу частично заводняют за счет жидкости гидроразрыва и из гидромониторов, которыми производят размыв горной массы, по мере дезинтеграции последней производят выдачу пульпы на поверхность, при понижении уровня магазина ниже проектной отметки, повторяют операции по гидроразрыву из гидровруба ближайшего к выработанному пространству, магазинированию, размыву и выдаче пульпы, далее операции повторяются до достижения выработанным пространством искусственной потолочины, после чего производят полный размыв замагазинированной горной массы, выдачу пульпы и закладку выработанного пространства.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и предназначено для использования при скважинной гидродобыче полезных ископаемых. Способ скважинной гидродобычи обводненных полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта добычной скважиной, оборудованной гидромонитором, размыв полезного ископаемого гидромониторной струей.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для безлюдной выемки крутых и наклонных пластов угля. Устройство содержит станок с гидроприводом возвратно-поступательного и возвратно-поворотного перемещения, двухканальный трубчатый став, струйный рабочий орган, систему подвода и распределения напорной жидкости.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для безлюдной выемки крутых и наклонных пластов угля. Сущность изобретения заключается в том, что сначала проводят подготовительные полевые выработки - этажные откаточный и вентиляционный штреки с одинаковыми геодезическими отметками, блоковые квершлаги и аккумулирующие штреки с уклоном под самотечный гидротранспорт, бурят вскрывающие скважины под прямым углом к плоскости паста, затем гидравлическим способом вымывают щелевые врубы.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при комбинированной разработке свиты пластов. .
Изобретение относится к подземной разработке месторождений полезных ископаемых, склонных к газо- и геодинамическим явлениям, в частности к скважинной разработке угольных месторождений.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено при отработке оставляемых целиков угля с высокой газоносностью, отработка которых по тем или иным причинам не может быть произведена традиционными способами.
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в горнорудной и металлургической промышленности для извлечения железа из намывных хвостов хвостохранилищ, сформированных в процессе обогащения скарново-магнетитовых руд методом мокрой магнитной сепарации.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при добыче ценного компонента благородных и редких металлов из береговых пляжных отложений. .

Изобретение относится к горному делу и может использоваться при разработке месторождений полезных ископаемых, преимущественно для разработки россыпных месторождений открытым способом.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть применено при освоении запасов техногенных россыпей. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при доработке запасов месторождения, остающихся после завершения отработки открытым способом.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при выемке и переработке песков россыпного месторождения золота реки Большой Куранах.

Изобретение относится к горному делу и может использоваться при разработке месторождений полезных ископаемых, преимущественно для разработки россыпных месторождений открытым способом.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при вскрышных и добычных работах на россыпных месторождениях полезных ископаемых с применением бульдозерно-грохотильных агрегатов и добычного плавучего оборудования.

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано при освоении природных и техногенных высокоглинистых россыпных месторождений полезных ископаемых с повышенным содержанием мелкого и тонкого золота.

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано при освоении природных и техногенных высокоглинистых россыпных месторождений полезных ископаемых с повышенным содержанием мелкого и тонкого золота.

Изобретение относится к горным работам и может быть использовано при разработке пластов песков россыпей, угля, пологих или наклонных залежей полезных ископаемых с применением бестранспортных систем разработки. Первоначально с торцевой стороны заходки отрабатывают нижнюю часть уступа, создают по ширине заходки на подстилающих породах свободную полосу до нижней бровки торцевой стороны уступа и вынутые пустые породы отсыпают в отвал с продольной стороны уступа без его подсыпки. Полезное ископаемое отсыпают в навал на поверхности. Затем вынимают породы из торцевой стороны верхней части уступа и размещают их в отвал на созданную полосу у торцевой нижней части уступа и откоса борта карьера, расширяют отвал по дуге в направлении отвала, размещенного с продольной стороны уступа. Для создания рельефа поверхности, отвечающего принятому направлению рекультивации, отвал в выработанном пространстве в точках отсыпки формируют разной высоты. Технический результат изобретения заключается в увеличении объема внутреннего отвала, отсыпаемого с одного места стояния экскаватора, за счет использования дополнительного выработанного пространства в торцевой части уступа, а также выполнение рекультивации, включающей предварительное выравнивание поверхности с выполнением основного объема земляных работ драглайном. 4 ил.
Наверх