Способ разработки обводненных месторождений полезных ископаемых

Авторы патента:

E21C41/26 - способы открытой разработки полезных ископаемых (добычные машины или машины для транспортировки, применяемые при открытых разработках E21C 47/00); системы разработок

Владельцы патента RU 2750445:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") (RU)

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при открытой разработке обводненных месторождений полезных ископаемых с использованием экскаватора, позволяет снизить потери полезного ископаемого. Технический результат заключается в уменьшении площади и периметра обводненного рабочего котлована, а соответственно в упрощении водопонижения. Способ включает вскрытие месторождения, разработку вскрышных пород и полезного ископаемого уступами, формирование целиков, укладку пород в выработанное пространство за целиком, водопонижение с отведением карьерных вод в создаваемый на поверхности отстойник на первом этапе работ или в выработанное пространство за целиком в последующие этапы, отгрузку полезного ископаемого. Укладка вскрышных пород в выработанное пространство производится за целиками, а полезного ископаемого на верхней площадке в обезвоживающий штабель с его последующей отгрузкой. Вскрытие месторождения осуществляется поочередно по участкам, разделенным целиками, затем на добычном участке производится водопонижение с откачкой воды на нерабочий участок и ведётся выемка полезного ископаемого до почвы продуктивного пласта, после чего производится отработка следующих участков. Разработка месторождения завершается выемкой целиков между участками с водопонижением путем откачки воды в выработанное пространство за вскрышными отвалами и с формированием штабеля полезного ископаемого за контурами разрабатываемых участков. 9 ил.

Изобретение относится к горным работам и может быть использовано при добыче песчано-гравийных пород в поймах рек.

Известны способы разработки обводненных месторождений песчано-гравийных пород (гравийно-песчаных смесей) с использованием плавучих земснарядов, драг, землесосов, размещенных на понтонах и предназначенных для подводной выемки пород, что позволяет осуществить успешную разработку месторождений без осушения и водопонижения. Кроме того, известны способы подводной выемки с использованием скважинных гидромониторных агрегатов (патент №2186215 МПК Е21С 45/00, опубликован 29.11.2001), экскаваторов на понтонах (патент №2504657 МПК Е21С 41/26, опубликован 31.07.2012).

Однако использование этого оборудования из-за достаточно больших капитальных затрат экономически оправдано на больших месторождениях, которые разрабатываются длительное время.

Вместе с тем, в настоящее время в эксплуатацию все чаще вовлекаются небольшие месторождения или отдельные участки месторождений с ограниченными запасами, не обеспечивающими окупаемость специализированной для подводной добычи горной техники. Поэтому большая часть песчано-гравийных пород (ПГП) в стране добывается небольшими экскаваторами типа драглайн и обратная лопата. При использовании этого оборудования на подводной выемке имеет место снижение производительности оборудования и рост потерь полезного ископаемого. С увеличением глубины подводной выемки потери растут, а производительность падает более значительно. В связи с последним для повышения производительности экскаваторов и снижения потерь полезного ископаемого предприятия вынуждены осуществлять водопонижение с частичным осушением продуктивного пласта (патент №2256075 МПК Е21С 41/26, опубликован 10.07.2005).

Осуществление водопонижения обеспечивается в основном откачкой воды из карьера (рабочего котлована). При этом с увеличением размеров котлована и соответственно его периметра значительно растет приток в него дренажных вод, увеличиваются затраты на откачку и осветление карьерных вод. За счет увеличения размеров очистных сооружений (отстойников) существенно возрастает землеемкость горных работ и площадь нарушенных земель.

В качестве прототипа принят способ разработки обводненных месторождений полезных ископаемых (патент №2102598 по МПК Е21С 41/00, опубликован 20.01.1998 г), согласно которому осуществляют вскрытие месторождения, разработку вскрышных пород и полезного ископаемого уступами с формированием целиков, укладку вскрышных пород в выработанное пространство за целиком, разработку нижнего добычного уступа подуступами, при этом полезное ископаемое из верхнего подуступа вынимают и укладывают на верхней рабочей площадке в обезвоживающий штабель, а из нижнего подуступа формируют подводный штабель у откоса уступа, который потом отрабатывают с укладкой полезного ископаемого в обезвоживающий штабель, после чего осуществляют отгрузку полезного ископаемого.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявленного способа, являются: вскрытие месторождения, разработка вскрышных пород и полезного ископаемого уступами с формированием целиков, укладка вскрышных пород в выработанное пространство за целиками, а полезного ископаемого на верхней площадке в обезвоживающий штабель с последующей его отгрузкой.

Сопоставленный анализ заявленного технического решения с прототипом показывает, что основным недостатком последнего является невозможность водопонижения из-за практически неограниченных размеров технологического водоема, а соответственно невозможность разработки запасов небольшими экскаваторами.

Изобретение направлено на повышение эффективности разработки обводненных месторождений небольшими экскаваторами за счет частичного осушения запасов.

Технический результат заключается в уменьшении площади и периметра обводненного рабочего котлована, а соответственно в упрощении водопонижения.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки обводненных месторождений полезных ископаемых, охарактеризованном в формуле изобретения, включающим вскрытие месторождения, разработку вскрышных пород и полезного ископаемого уступами с формированием целиков, укладку вскрышных пород в выработанное пространство за целиками, а полезного ископаемого на верхней площадке в обезвоживающий штабель и последующую его отгрузку, согласно изобретению, вскрытие месторождения осуществляют поочередно по участкам, разделенным целиками, затем на добычном участке производят водопонижение с откачкой воды на нерабочий участок и ведут выемку полезного ископаемого до почвы продуктивного пласта, после чего переходят на один из следующих участков и завершают разработку месторождения выемкой целиков между участками с водопонижением путем откачки воды в выработанное пространство за вскрышными отвалами и с формированием штабеля за контурами разрабатываемых участков.

Отличия от прототипа доказывают «новизну» предложенного технического решения.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1-9 показана технология отработки месторождения, с обозначениями:

1-4 – участки горных работ;

5 – целики;

6 – рабочий котлован;

7 – дамба отстойника для откачки вод из первого рабочего котлована;

8 – склад почвенно-растительного слоя;

9 – трубопровод для откачки карьерных вод;

10 – выработанное пространство;

11 – внутренние отвалы вскрышных пород.

Способ реализуется следующим образом.

Месторождение делится на несколько участков работ 1-4 с разделением их целиками 5 (фиг. 1). Из вскрышных пород участка 1 формируется дамба отстойника 6 для водопонижения путём откачки вод из рабочего котлована 7, после чего частично осушенный участок отрабатывается экскаватором (фиг. 2). На участке 4, который будет отрабатываться последним, формируется склад почвенно-растительного слоя 8, который при дальнейшей разработке будет использоваться для рекультивации бортов отработанных участков. Далее отрабатываются участок 2 (фиг. 3) и участок 3 (фиг.4 и фиг. 9) с перевалкой вскрышных пород экскаватором во внутренние отвалы 11 за целик на дно или на борта отработанных участков для их рекультивации. Откачка воды из котлованов производится по трубопроводу 9 в выработанное пространство 10. Затем отрабатывается целик 5 между участками 1 и 2 (фиг. 5) с укладкой вскрышных пород за целиком на борта карьера. После отрабатывается участок 4 со складированием пустых пород в отвалы 11 на дно выработки (фиг. 6). Последним отрабатывается целик 5 между участками 1-4, 2-3 и 3-4 , с транспортированием вскрышных пород на борта карьера и откачкой вод в выработанное пространство (фиг.7). Получившийся в результате карьер показан на фиг.8. Перевалка пород вскрыши в выработанное пространство может осуществляться при помощи автотранспорта, погрузчика или экскаватора типа драглайн.

Способ разработки обводненных месторождений полезных ископаемых, включающий вскрытие месторождения, разработку вскрышных пород и полезного ископаемого уступами с формированием целиков, укладку вскрышных пород в выработанное пространство за целиками, а полезного ископаемого на верхней площадке в обезвоживающий штабель и последующую его отгрузку, отличающийся тем, что вскрытие месторождения осуществляют поочередно по участкам, разделенным целиками, затем на добычном участке производят водопонижение с откачкой воды на нерабочий участок и ведут выемку полезного ископаемого до почвы продуктивного пласта, после чего переходят на один из следующих участков и завершают разработку месторождения выемкой целиков между участками с водопонижением путем откачки воды в выработанное пространство за вскрышными отвалами и с формированием штабеля за контурами разрабатываемых участков.

Изобретение относится к области добычи полезных ископаемых, а именно к разделению или сортировке рудных материалов сухим способом, в частности сухому предобогащению алмазосодержащих песков при разработке россыпных месторождений алмаза, и предназначено для применения на предприятиях нерудных материалов (россыпей) с использованием существующей цикличной или циклично-поточной технологии.

Способ послойной разработки сложноструктурных месторождений кимберлитов // 2746049

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки сложноструктурных месторождений кимберлитов, содержащих руды разной прочности и ценности. Способ послойной разработки сложноструктурных месторождений кимберлитов, включающий формирование рудной массы управляемого гранулометрического состава с применением фрезерной машины, дифференцированную отгрузку рудной массы погрузчиком в автосамосвалы.

Способ пылеподавления при взрывных работах // 2745138

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для нормализации атмосферы открытых горных выработок при ведении взрывных работ и локализации пыли от взрывных работ. Техническим результатом изобретения является снижение затрат энергии и повышение эффективности локализации пыли при взрывании.

Способ ведения взрывных работ с учетом зоны предразрушения // 2744534

Изобретение относится к области взрывного разрушения горных пород с использованием многорядного короткозамедленного взрывания и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород. Способ ведения взрывных работ с учетом зоны предразрушения, включающий построение модели развития массового взрыва во времени и пространстве для конкретной схемы взрывных работ, подачу стартового импульса на взрывание одновременно на два врубовых ряда, расположенных во втором или третьем ряду скважинных зарядов от краев блока.

Способ разработки сложноструктурных месторождений твердых полезных ископаемых // 2741979

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке сложноструктурных месторождений твердых полезных ископаемых с помощью экскаватора. Способ разработки сложноструктурных месторождений твердых полезных ископаемых включает черпание руды экскаватором, активизацию процесса просеивания мелких фракций руды посредством вращения рабочих барабанов ковша, последовательную дифференцированную разгрузку мелких фракций кондиционной руды и крупных фракций руды.

Способ внутреннего отвалообразования в условиях многолетней мерзлоты // 2740892

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке пологих и наклонных многолетнемерзлых угольных и россыпных месторождений с внутренним отвалообразованием. Техническим результатом является обеспечение устойчивости основания намораживаемых внутренних отвалов в мерзлом состоянии в течение всего срока их эксплуатации.

Способ районирования экскаваторных забоев для управления работой экскаваторно-автомобильных комплексов // 2738919

Изобретение относится к горной промышленности, к открытой разработке скальных горных пород. Способ районирования экскаваторных забоев для управления работой экскаваторно-автомобильных комплексов включает определение подготовленности горной массы к экскавации путем подсчета в процессе экскавации суммарного числа произведенных черпаний и перечерпаний на i-й момент времени, подсчета суммарного числа произведенных циклов экскавации на тот же момент времени и отношения суммарного числа произведенных циклов экскавации к суммарному числу черпаний и перечерпаний.

Способ открытой разработки глубокозалегающих месторождений округлой формы // 2738148

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам открытой разработки глубокозалегающих месторождений округлой формы. Способ включает формирование рабочей зоны карьера, отработку вскрышных пород и обеспечение грузотранспортной связи рабочих горизонтов карьера с поверхностью.

Способ подготовки горных пород взрывом // 2735403

Изобретение относится к способу подготовки горных пород взрывом. Техническим результатом является повышение эффективности подготовки горных пород взрывом на карьерах, а также в системах с применением ЦПТ с более полным использованием энергии взрыва и ее стабильности.

Способ отработки кимберлитовых трубок (варианты) // 2726773

Изобретение относится к области горной промышленности, а более конкретно к способу отработку кимберлитовых трубок карьерным комбайном. Способ отработки кимберлитовых трубок включает этапы, на которых осуществляют рыхление рудного тела с формированием зоны опережающего рыхления, устанавливают торцевую поверхность фрезерного барабана карьерного комбайна на границу между зоной опережающего рыхления и зоной фрезерования рудного тела и осуществляют фрезерование рудного тела посредством рабочей поверхности фрезерного барабана карьерного комбайна по спирали с формированием разрыхленной руды так, что с рудным телом контактирует одна торцевая поверхность фрезерного барабана карьерного комбайна.

Способ селективной разработки алмазосодержащих руд // 2751183

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки сложноструктурных месторождений кимберлитов, содержащих руды различной ценности. Способ включает бурение скважин, оконтуривание участков рудного массива. При этом при вскрытии скважинами зоны руд высокой ценности проводится локальное сгущение сети скважин с опробованием бурового материала по глубине и последующим оконтуриванием зоны руд высокой ценности, а по выявленным интервалам включений руд аномально высокой ценности производится опробование бурового материала, полученного при нарезании круговых щелей в околоскважинном пространстве, оконтуривание в плане и разрезе с последующим выбуриванием включений руд аномально высокой ценности буровым агрегатом кольцевым забоем по оси выявленных включений руд аномально высокой ценности и подрезкой выбуренного керна большого диаметра, далее производят извлечение, транспортировку, щадящую дезинтеграцию. Разработку зон руд средней ценности производят механическими средствами с применением системы автоматизированного позиционирования. При этом осуществляется создание по периметру зон руд низкой ценности буферного слоя путем бурения скважин и высоконапорного гидравлического воздействия, применение для взрывного рыхления зон руд низкой ценности кумулятивных зарядов с коаксиальным размещением взрывчатых веществ, включающих внутреннюю полость с рассолом, наружную полость с рассолом и кумулятивные полости, обеспечивающие формирование направленных потоков газопаровой смеси. Технический результат заключается в увеличении производительности и технологической эффективности за счет обеспечения селективности выемки кимберлитовых руд с учетом их ценности, а также повышении сохранности алмазов в процессе выемки кимберлитовых руд. 6 ил.