Способ разработки рудных месторождений алмазов с применением селективной подготовки горных пород к выемке

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче алмазов высокой ценности с обеспечением безопасности и кристаллосбережения щадящей выемкой участков с повышенным содержанием алмазов высокой ценности, в том числе ювелирных алмазов. Бурят скважину малого диаметра в зоне с повышенным содержанием алмазов высокой ценности, с выделением участков руды с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности. Устанавливают на штангу бурового станка электрогидравлическое устройство и погружают его в скважину малого диаметра на глубину расположения участка руды с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности. Через полость штанги и полость электрогидравлического устройства подают природный рассол в скважину малого диаметра после ее герметизации эластичной заглушкой. По электрическому кабелю подают первоначально постоянное напряжение на электроды электрогидравлического устройства для обеспечения реализации процесса электролиза, а затем – импульсы, зависящие от физико-механических свойств руды, с длительностью и интенсивностью, обеспечивающими инъектирование электроразрядом активной жидкостно-газовой смеси природного рассола в микротрещины. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности разработки рудных месторождений алмазов. 2 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче алмазов высокой ценности с обеспечением кристаллосбережения щадящей выемкой участков с повышенным содержанием алмазов высокой ценности, в том числе ювелирных алмазов.

Известен способ добычи полезного ископаемого, заключающийся в выемке кимберлитовой руды массированным бурением скважин, включающим разрушение и выемку полезного ископаемого, его погрузку и транспортирование, ликвидацию выработанного пространства скважин заполнением его закладочным материалом, выемку кимберлитовой руды бурением скважин с поверхности земли осуществляют разбуриванием нисходящих скважин последовательно от скважины к скважине, при этом разработку начинают с центра кимберлитовой трубки бурением центральной скважины с последующим бурением скважин концентрическими кольцами вокруг центральной скважины [1].

Недостатками данного способа является невысокая производительность при валовой выемке полезного ископаемого, потеря ценности крупных кристаллов алмазов при бурении прочных пород.

Известен способ селективной разработки алмазосодержащих руд, включающих оконтуривание участков, с выделением рудных зон высокой и низкой ценности, рыхление рудных зон высокой ценности тракторными рыхлителями с перемещением породы в котлован с высокоминерализованным рассолом для разупрочнения кусков породы. Рудные зоны низкой ценности разрабатываются с применение буровзрывных работ и одноковшовых экскаваторов [2].

Недостатками способа являются необходимость большой площади карьера для размещения горного оборудования и котлована с рассолом, а также длительность процесса разупрочнения пород в рассоле.

Наиболее близким по технической сущности является способ разработки месторождений полезных ископаемых выбуриванием керна большого диаметра, включающий вскрытие полезного ископаемого, предварительное бурение скважины малого диаметра с извлечением руды и последующим определением ее физико-механических свойств по глубине залегания, колонковое бурение скважины большого диаметра, подрезка керна и его выемка с помощью крана, с последующим заполнением скважин самотвердеющей закладкой [3-4].

Недостатками способа являются многооперационность, низкая производительность валовой выемки руды выбуриванием, необходимость последующей закладки скважин.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности разработки рудных месторождений алмазов с обеспечением безопасности и кристаллосбережения алмазов высокой ценности посредством применения селективной подготовки горных пород к выемке с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности, обеспечивающей инъектирование электроразрядом активной жидкостно-газовой смеси природного рассола в микротрещины для расширения трещин и ослабления руды, позволяющее сохранить целостность алмазов различной крупности.

Указанный технический результат достигается тем, в способе разработки рудных месторождений алмазов с применением селективной подготовки горных пород к выемке, включающем вскрытие полезного ископаемого, предварительное бурение скважины малого диаметра с извлечением руды и последующим определением ее физико-механических свойств по глубине залегания, бурение скважины большого диаметра с выемкой руды и последующей отгрузкой, для обеспечения кристаллосбережения алмазов высокой ценности предварительно бурят скважину малого диаметра преимущественно в зоне с повышенным содержанием алмазов высокой ценности, с выделением участков руды с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности, последующую установку на штангу бурового станка электрогидравлического устройства и погружения его в скважину малого диаметра на глубину расположения участка руды с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности, подачу через полость штанги и полость электрогидравлического устройства природного рассола в скважину малого диаметра после ее герметизации эластичной заглушкой, путем подачи сигнала через электрический кабель на клапан для открытия баллона со сжатым воздухом и наполнения эластичной заглушки, после этого по электрическому кабелю подают первоначально постоянное напряжение на электроды электрогидравлического устройства для обеспечения реализации процесса электролиза, а затем - импульсы с длительностью и интенсивностью зависящими от физико-механических свойств руды, обеспечивающими инъектирование электроразрядом активной жидкостно-газовой смеси природного рассола в микротрещины для расширения трещин и ослабления руды, при этом после подготовки выделенных участков руды с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности к выемке, электрогидравлическое устройство заменяют на расширитель для бурения скважины большого диаметра с выемкой горной массы с повышенным содержанием алмазов высокой ценности и подготовленной к выемке горной массы с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности.

Возможность формирования требуемой последовательности выполняемых действий предложенными средствами позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.

Способ разработки рудных месторождений алмазов с применением селективной подготовки горных пород к выемке изображен на чертежах.

На фиг. 1 - схема разработки месторождения; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Способ разработки рудных месторождений алмазов выполняется посредством опережающего бурения с помощью бурового станка 1 скважины малого диаметра 2 с извлечением руды и последующим определением ее физико-механических свойств по глубине 3 залегания, а также бурением скважины большого диаметра 4 с выемкой руды и последующей отгрузкой. Скважина малого диаметра 2 бурится преимущественно в зоне 5 с повышенным содержанием алмазов высокой ценности 6, с выделением участков руды 7 с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности 6. Для обеспечения процесса электролиза на штангу 8 бурового станка 1 устанавливается электрогидравлическое устройство 9, которое погружается в скважину малого диаметра 2 на глубину 10 расположения участка руды с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности 6. Электрогидравлическое устройство 9 снабжено эластичной заглушкой 11, которая, путем подачи сигнала через электрический кабель 12 на клапан 13 открытия баллона 14 наполняется сжатым воздухом. Через полость 15 штанги 8 и полость 16 электрогидравлического устройства 9 обеспечивается подача природного рассола в скважину малого диаметра 2. По электрическому кабелю 17 подают первоначально постоянное напряжение на электроды 18 электрогидравлического устройства 9 для обеспечения процесса реализации электролиза, инъектирования электроразрядом активной жидкостно-газовой смеси природного рассола в микротрещины 19 для расширения трещин 20 и ослабления руды. Для бурения скважины большого диаметра 4 с выемкой горной массы электрогидравлическое устройство 9 заменяют на расширитель 21.

Способ разработки рудных месторождений алмазов с применением селективной подготовки горных пород к выемке выполняется следующим образом.

После вскрытия месторождения полезного ископаемого осуществляется предварительное бурение скважины малого диаметра 2 с извлечением руды и последующим определением ее физико-механических свойств по глубине 3 залегания. Для обеспечения кристаллосбережения алмазов высокой ценности 6 предварительно бурят скважину малого диаметра 2 преимущественно в зоне 5 с повышенным содержанием алмазов высокой ценности 6, с выделением участков руды 7 с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности 6. Осуществляют установку на штангу 8 бурового станка 1 электрогидравлического устройства 9 и погружение его в скважину малого диаметра 2 на глубину 10 расположения участка руды с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности 6. Путем подачи сигнала через электрический кабель 12 на клапан 13 для открытия баллона 14 со сжатым воздухом происходит наполнение воздухом эластичной заглушки 11 для герметизации скважины малого диаметра 2. Через полость 15 штанги 8 и полость 16 электрогидравлического устройства 9 производят подачу природного рассола в скважину малого диаметра 2. После этого по электрическому кабелю 17 подают первоначально постоянное напряжение на электроды 18 электрогидравлического устройства 9 для обеспечения реализации процесса электролиза, а затем - импульсы с длительностью и интенсивностью зависящими от физико-механических свойств руды, обеспечивающими инъектирование электроразрядом активной жидкостно-газовой смеси природного рассола в микротрещины 19 для расширения трещин 20 и ослабления руды. После подготовки выделенных участков руды 7 с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности 6 к выемке, электрогидравлическое устройство 9 заменяют на расширитель 21 для бурения скважины большого диаметра 4. Осуществляют выемку горной массы с повышенным содержанием алмазов высокой ценности 6 и подготовленную к выемке горную массу с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности 6 для последующей отгрузки.

Способ позволяет повысить эффективность разработки рудных месторождений алмазов с обеспечением безопасности и сохранения целостности алмазов различной крупности и высокой ценности посредством применения селективной подготовки горных пород к выемке посредством инъектирования электроразрядом активной жидкостно-газовой смеси природного рассола в микротрещины.

Источники информации

1. Патент РФ №2029866 от 27.02.1995. Способ добычи полезного ископаемого.

2. Патент РФ №2009318, конвенционный приоритет от 09.07.1990. Способ селективной разработки алмазосодержащих руд.

3. Патент РФ №2461712 от 20.09.2012. Способ разработки месторождений полезных ископаемых выбуриванием керна большого диаметра.

4. Ермаков С.А., Федоров Л.Н. Новые способы разработки малообъемных алмазных месторождений и доработки подкарьерных запасов алмаза // Наука и образование. - 2015. - №4. - С. 62-67.

Способ разработки рудных месторождений алмазов с применением селективной подготовки горных пород к выемке, включающий вскрытие полезного ископаемого, предварительное бурение скважины малого диаметра с извлечением руды и последующим определением ее физико-механических свойств по глубине залегания, бурение скважины большого диаметра с выемкой руды и последующей отгрузкой, отличающийся тем, что для обеспечения кристаллосбережения алмазов высокой ценности предварительно бурят скважину малого диаметра преимущественно в зоне с повышенным содержанием алмазов высокой ценности, с выделением участков руды с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности, последующую установку на штангу бурового станка электрогидравлического устройства и погружения его в скважину малого диаметра на глубину расположения участка руды с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности, подачу через полость штанги и полость электрогидравлического устройства природного рассола в скважину малого диаметра после ее герметизации эластичной заглушкой, путем подачи сигнала через электрический кабель на клапан для открытия баллона со сжатым воздухом и наполнения эластичной заглушки, после этого по электрическому кабелю подают первоначально постоянное напряжение на электроды электрогидравлического устройства для обеспечения реализации процесса электролиза, а затем - импульсы с длительностью и интенсивностью, зависящими от физико-механических свойств руды, обеспечивающими инъектирование электроразрядом активной жидкостно-газовой смеси природного рассола в микротрещины для расширения трещин и ослабления руды, при этом после подготовки выделенных участков руды с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности к выемке, электрогидравлическое устройство заменяют на расширитель для бурения скважины большого диаметра с выемкой горной массы с повышенным содержанием алмазов высокой ценности и подготовленной к выемке горной массы с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых, преимущественно кимберлитовых трубок, при их доработке после выемки запасов из верхней части открытым способом.

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано при добыче и переработке рудного сырья крутопадающих рудных месторождений подземным способом.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке наклонных рудных месторождений полезных ископаемых на больших глубинах в условиях повышенного горного давления.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для разработки крутопадающих месторождений неустойчивых руд. Способ включает проходку буродоставочных ортов, выемку полезного ископаемого ориентированными вкрест протирания горизонтальными или слабонаклонными камерами полигональной формы, со смещением камер смежных этажей на половину их ширины, с выемкой руды отбойкой взрывом скважин и закладкой выработанного пространства.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности Способ разработки горизонтальных и пологих рудных тел средней мощности подэтажным обрушением включает проведение выработок: доставочного орта, буродоставочных штреков, разделяющих рудное тело на панели, погрузочных заездов, разделяющих панели на секции, вентиляционного восстающего, а также отбойку слоев руды веерами скважин, пробуренных из буродоставочных штреков, на зажимающую среду и выпуск отбитой руды по площадно-торцевой схеме одновременно через буродоставочные штреки и погрузочные заезды.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке рудных месторождений. В способе разработки наклонных рудных тел предложен восходящий порядок выемки, заполнение выработанного пространства породными блоками, площадной выпуск руды через траншейное днище-подсечку в замкнутом изолированном пространстве.

Изобретение относится к горному делу. Способ разработки наклонных рудных тел включает нисходящий порядок выемки камерами с последующим обрушением пород висячего бока и формированием рудо-породного искусственного массива.

Изобретение относится к подземной добыче ценных руд. Способ разработки наклонных рудных тел средней мощности, включающий разделение рудного тела на подэтажи, проведение в лежачем боку на подэтажном горизонте траншейного и доставочного штреков, погрузочных заездов между ними, выемку запасов подэтажей очистными блоками, расположенными по простиранию рудного тела и состоящими из очистной камеры и междукамерного целика (МКЦ), отбойку камерных запасов и площадной выпуск руды, затем взрывание МКЦ на выработанное пространство камеры и выпуск руды МКЦ под обрушенными породами из тех же погрузочных заездов.

Изобретение относится к подземной разработке полезных ископаемых. Способ подготовки, нарезки и отработки маломощных и средней мощности рудных тел включает разработку запасов эксплуатационного блока системой «Горизонтальные слои с твердеющей закладкой» с выемкой в нисходящем порядке, когда с одного слоевого орта отрабатываются запасы 3-х слоев.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам добычи руды с использованием камерных систем разработки жильных рудных тел с веерной взрывной отбойкой руды.

Изобретение относится к техническим средствам для бурения скважин в крепких горных породах, мерзлых грунтах электроимпульсным способом высоковольтными разрядами, развивающимися внутри горных пород, и может быть использовано в горнодобывающей и строительной отраслях промышленности, а также при бурении нефтегазовых, гидрогеологических и гидротермальных скважин.

Изобретение относится к электроимпульсному буровому долоту. Техническим результатом является повышение эффективности бурения.

Электроразрядный способ разрушения горных пород может быть использован в горном деле и в строительной промышленности для получения блоков крепких горных пород в каменных карьерах, а также плит, бортовых камней, различных каменных строительных элементов.

Изобретение предназначено для бурения колонковых скважин и скважин без отбора керна с обратной внутренней промывкой в крепких горных породах и может найти применение при геологоразведочных работах, в горнодобывающей промышленности, при строительных работах.

Изобретение относится к технологии термической обработки твердых диэлектрических тел, включая их разрушение, в частности тел с низким коэффициентом поглощения электромагнитного излучения (горные породы, строительные материалы и пр.), и может быть использовано в горном деле и строительстве.

Изобретение относится к области переработки и утилизации вторичного сырья. Способ разрушения многокомпонентных изделий, состоящих из металлических элементов с прикрепленными к ним изоляционными элементами, включающий создание в них поля механических напряжений, превышающих предел их механической прочности от воздействия мощных ударных волн, источником которых является канал разряда, сформированный в воде между электродами, установленными в корпусе и подключенными к генератору высоковольтных импульсов, отличающийся тем, что для создания поля механических напряжений в изоляционных элементах изделий, превышающих предел их механической прочности, используют разряды с градиентом энергии 0.8-0.9 Дж/мм, которые осуществляют на границе раздела воды и разрушаемых изоляционных элементов.

Изобретение относится к области бурения скважин и стволов. Способ бурения твердых тел электрическими импульсными разрядами включает разрушение твердых тел непосредственно высоковольтными импульсными электрическими разрядами в твердых телах между высоковольтным и заземленным электродами электроимпульсного бурового наконечника.

Изобретение относится к области гражданского строительства, атомной и нефтегазовой отраслям и может быть использовано для бурения различных отверстий. Устройство содержит электродвигатель, редуктор с полым валом, источник лазерного излучения, инструмент для сверления, механизм возвратно-поступательной подачи инструмента сверления, оптическое волокно, газовую систему, резервуар для жидкости, смеситель, систему впрыскивания жидкости в смеситель, систему отсасывания, каналы для охлаждения оптического волокна, для подачи хладагента в зону забоя и для отвода отсасываемых из зоны забоя хладагента и шлама.

Изобретение относится к области гражданского строительства, атомной и нефтегазовой отраслям и может быть использовано в сейсмических районах для бурения различных отверстий.

Изобретение относится к области гражданского строительства, атомной и нефтегазовой отраслям и может быть использовано в сейсмических районах для бурения отверстий в бетонных зданиях с целью их укрепления стяжками и в опасных отвесных участках горной породы, для бурения тонких диагностических глубоких отверстий в многометровых бетонных стенах могильников с захоронениями радиоактивных веществ, для бурения в стенке скважины локальных боковых отверстий в окружающей породе.

Изобретение относится к способу проходки горных выработок и ведения очистных работ. Техническим результатом является уменьшение объема буровых работ, снижение количества используемого взрывчатого вещества.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче алмазов высокой ценности с обеспечением безопасности и кристаллосбережения щадящей выемкой участков с повышенным содержанием алмазов высокой ценности, в том числе ювелирных алмазов. Бурят скважину малого диаметра в зоне с повышенным содержанием алмазов высокой ценности, с выделением участков руды с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности. Устанавливают на штангу бурового станка электрогидравлическое устройство и погружают его в скважину малого диаметра на глубину расположения участка руды с аномально высоким содержанием алмазов высокой ценности. Через полость штанги и полость электрогидравлического устройства подают природный рассол в скважину малого диаметра после ее герметизации эластичной заглушкой. По электрическому кабелю подают первоначально постоянное напряжение на электроды электрогидравлического устройства для обеспечения реализации процесса электролиза, а затем – импульсы, зависящие от физико-механических свойств руды, с длительностью и интенсивностью, обеспечивающими инъектирование электроразрядом активной жидкостно-газовой смеси природного рассола в микротрещины. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности разработки рудных месторождений алмазов. 2 ил.

Наверх