способ подземной разработки рудных месторождений в криолитозоне

Формула изобретения

Способ подземной разработки рудных месторождений в криолитозоне, включающий в себя подготовительные и нарезные работы, очистную выемку и закладку выработанного пространства в период отрицательных температур обезвоженными, брикетированными и замороженными на поверхности хвостами обогащения, отличающийся тем, что в период отрицательных температур наружного воздуха из обезвоженных хвостов обогащения прессуют брикеты шарообразной формы двух диаметров, связанных соотношением: ,

где d и D - диаметры закладочных брикетов (d<D), см;

а объем закладочного материала, спрессованного в виде брикетов малого диаметра (V_d), в общем объеме (V_об) твердых отходов, подаваемых на брикетирование, определяют по формуле: .

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горного дела и, в частности, к подземной разработке рудных месторождений в криолитозоне.

Известен способ разработки месторождений с породной закладкой выработанного пространства [1]. Недостатком данного способа, применительно к условиям криолитозоны, является необходимость дополнительных затрат на получение и подготовку закладочного материала при одновременном формировании на земной поверхности хвостохранилищ, емкость которых практически равна объему годовой добычи. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки рудных месторождений в криолитозоне с закладкой замороженными брикетами из хвостов обогащения [2]. Недостатком данного способа можно считать низкий коэффициент заполнения выработанного пространства брикетами с одинаковыми размерами, что требует создания дополнительных объемов для размещения твердых отходов.

Целью изобретения является повышение экологической безопасности освоения рудных месторождений в криолитозоне за счет увеличения объема возврата твердых отходов обогащения и повышения степени заполнения выработанного пространства путем восстановления в нем массива вечной мерзлоты.

Указанная цель достигается тем, что в период отрицательных температур наружного воздуха из обезвоженных хвостов обогащения прессуют брикеты шарообразной формы двух диаметров, связанных соотношением: , где d и D - диаметры закладочных брикетов (d<D), а объем закладочного материала, спрессованного в виде брикетов меньшего диаметра (V_d), определяют по формуле:

где V_об - общий объем твердых отходов, подаваемых на брикетирование.

Все приготовленные брикеты замораживают на поверхности, перемешивают одним из известных способов, например в бункерах с вибраторами, транспортируют и размещают в выработанном пространстве очистных блоков. Коэффициент заполнения этого пространства брикетами с одинаковым диаметром D всегда составляет . Если для закладки выработанного пространства используют набор брикетов двух различных диаметров, находящихся в соотношении , в котором общий объем брикетов меньшего диаметра составляет: , где d и D - диаметры закладочных брикетов (d<D), V _об - общий объем закладочного материала для брикетирования, то коэффициент заполнения выработанного пространства возрастет до величины .

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана технологическая схема подземной разработки с использованием процесса восстановления из твердых отходов обогащения массива вечной мерзлоты в выработанном пространстве за счет использования отрицательных температур и закладочных брикетов различного диаметра при выемке жил с блоковым магазинированием руды; на фиг.2 показана схема упаковки брикетов различного диаметра при размещении в выработанном пространстве.

Способ подземной разработки месторождений полезных ископаемых в криолитозоне содержит вскрывающие выработки 1, этажные подготовительные выработки - верхнюю 2 и нижнюю 3, фланговые восстающие 4, очистные блоки 5, отрабатываемые одной из известных геотехнологий, например, с магазинированием отбитой руды 6, закладываемые в период отрицательных температур наружного воздуха замороженными закладочными брикетами большого 7 и малого 8 диаметров, полученными путем обезвоживания и брикетирования текущих хвостов обогащения обогатительной фабрики 9; подштрековые целики 10 с закладочными окнами в них 11, днище 12 очистных блоков 5 с выпускными отверстиями 13, междублоковые целики 14 с вентиляционными окнами 15; площадку замораживания 16 для закладочных брикетов большого диаметра 7, площадку замораживания 17 для закладочных брикетов малого диаметра 8, пресс-фильтр 18 необходимой производительности, вальцовый пресс 19 для закладочных брикетов большого диаметра 7, вальцовый пресс 20 для закладочных брикетов малого диаметра 8, бункер 21 для смешивания закладочных брикетов большого 7 и малого 8 диаметра, закладочный массив 22 из брикетов большого 7 и малого 8 диаметра, выработанное пространство 23.

Способ реализуют следующим образом. После проведения вскрывающих выработок 1, верхней 2 и нижней 3 подготовительных выработок, подготовки днища 12 очистных блоков 5 и проходки фланговых восстающих 4 начинают очистную выемку руды в подготовленных очистных блоках 5 с применением одного из известных способов - с магазинированием руды или прирезками по простиранию с отбойкой руды из восстающих - отбитую в блоках 5 руду 6 через выпускные отверстия 13 днища 12 грузят в транспортные сосуды и по вскрывающим выработкам 1 выдают на поверхность и перерабатывают на обогатительной фабрике 9 (фиг.1). Текущие хвосты обогащения в период отрицательных температур обезвоживают на пресс-фильтрах 19, а затем на вальцовых прессах 19 изготавливают брикеты большого диаметра 7 и укладывают их на площадку замораживания 16, на вальцовом прессе 20 изготавливают брикеты малого диаметра 8, определяемого из выражения: , где d и D - диаметры закладочных брикетов малого и большого размера (d<D), в количестве

где V_об - общий объем закладочного материала для брикетирования, и укладывают их на площадку замораживания 17, после замерзания брикеты 7 и 8 с площадок замораживания 16 и 17 подают для смешивания в бункер 21, откуда смесь закладочных брикетов 7 и 8 доставляют по вскрывающим выработкам 1 и верхним подготовительным выработкам 2 к отработанным очистным блокам 5 и заполняют выработанное пространство 23 этих блоков через загрузочные окна 11 в подштрековых целиках 10, формируя закладочный массив 22 (фиг.2) с максимальной степенью заполнения выработанного пространства 23.