способ разработки месторождений полезных ископаемых

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, включающий подготовку выемочного блока проведением подготовительных и нарезных выработок, оформления днища и приемных выработок, отрезку блока полезного ископаемого от вмещающего массива, формирование опорных выступов в блоке и во вмещающем массиве, отработку блока слоями на горизонте подсечки и взрывания скважин, выпуск руды в приемные выработки, опускание блока послойной отбойки опорных выступов и выпуском отбитой руды и заполнение выработанного пространства над опускаемым блоком, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разработки за счет снижения затрат на разрушение и транспортирование полезного ископаемого при уменьшении вердного воздействия на окружающую среду, формирование опорных выступов осуществляют выше горизонта подсечки, днище выполняют плоским с наклоном в сторону приемной выработки, а отработку блока слоями производят под наклоном переводом обрабатываемого наклонного слоя в пластично-текучее состояние закачкой в скважины диспергирующего раствора, при этом опускание блока послойной отбойкой опорных выступов и выпуском отбытой руды осуществляют одновременно с выпуском руды отрабатываемого слоя, выдавливанием в приемные выработки весом опускающегося блока, причем и в приемных выработках из руды выделяют полезные компоненты и отделяют диспергирующий раствор, после чего осуществляют заполнение выработанного пространства над опускающимся блоком хвостами, а диспергирующий раствор регенерируют и повторно используют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной добыче руд, склонных к разупрочнению под воздействием диспергирующих растворов. Наиболее целесообразная область применения разработка месторождений кристаллического сырья, когда невыгодно использовать буровзрывные работы из-за высокой степени вероятности повреждения ценных кристаллов.

Известен способ разработки месторождений полезных ископаемых предусматривающий ведение очистной выемки за счет использования диспергирующего раствора, подаваемого в пробуренные скважины. Диспергированная горная масса разделяется по плотности и отводится из рабочей зоны [1] Недостатком указанного способа является невыгодность его использования при разработке полезных ископаемых с большим удельным весом, когда не происходит разделения компонентов горной массы по плотности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий проведение подготовительных и нарезных выработок, создание днища, отрезку блока полезного ископаемого от вмещающего массива с формированием опорных выступов в блоке и массиве, бурение скважин, послойную отработку блока на горизонте подсечки с перепуском полезного ископаемого в приемные выработки, опускание блока послойной отбойкой опорных выступов и выпуском отбитой горной массы и заполнение образующегося над опускаемым блоком пространства [2] Недостатками данного способа являются относительно высокие затраты на разрушение и транспорт полезного ископаемого, а также значительные вредные воздействия на окружающую среду из-за выделения вредных газов при буровзрывных работах, необходимость иметь земельные площади для хвостохранилищ и обрушения земной поверхности.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки за счет снижения затрат на разрушение и транспортирование полезного ископаемого при уменьшении вредного воздействия на окружающую среду.

Достигается это тем, что в известном способе, включающем проведение подготовительных и нарезных выработок, создание днища, отрезку блока полезного ископаемого от вмещающего массива с формированием опорных выступов в блоке и во вмещающем массиве, бурение скважин, послойную отработку блока на горизонте подсечки с перепуском полезного ископаемого в приемные выработки, опускание блока послойной отбойкой опорных выступов и выпуском отбитой горной массы и заполнение образующегося над опускаемым блоком пространства, опорные выступы формируют выше горизонта подсечки, днище создают плоским с наклоном в сторону приемной выработки, а отработку блока ведут наклонными слоями действием диспергирующего раствора, закачиваемого в пробуренные в слое скважины, и веса опускаемого блока, при этом диспергированное полезное ископаемое в процессе опускания блока выдавливают по наклонному днищу в приемные выработки, выделяют из него полезные компоненты и отделяют диспергирующий раствор, после чего хвосты падают на заполнение пространства над опускаемым блоком, а диспергирующий раствор направляют на регенерацию и повторное использование.

Каждый из перечисленных признаков необходим, а их взаимосвязанная совокупность достаточна для достижения поставленной цели.

Проведенный по патентной и научно-технической литературе поиск не выявил источников информации, указывающих на известность совокупности признаков, отличающих заявленный способ от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию изобретения "существенные отличия".

На чертеже представлен вертикальный разрез опускаемого блока.

Способ осуществляется следующим образом. В массиве 1 полезного ископаемого или вмещающих пород проходят подготовительные выработки откаточные 2, приемные 3 и перепускные 4. Приемные выработки 3 могут быть выполнены в виде камеры небольшого объема, например недельной или суточной производительности добычи. Стенки ее при необходимости могут быть укреплены или армированы. После проходки откаточной выработки 2 в массиве 1 проходят нарезные выработки поэтажные 5, подходные 6, буровые 7. Завершив подготовительные и нарезные работы или одновременно с ними приступают к отрезке опускаемого блока 8 от вмещающего массива 1. Отрезка может быть осуществлена путем бурения по контуру блока вертикальных скважин, заряжение их зарядами ВВ и секционного взрывания, а образующиеся при этом излишки отбитой горной массы удалены через торец выпускных выработок 9.

Для отрезки может быть также использована система разработки с магазинированием с частичным выпуском через выработки 9. Отрезку опускаемого блока 5 по кровле выполняют бурением горизонтальных скважин, заряжанием их зарядами ВВ и взрыванием, или камерно-столбовой системой разработки. Может быть также использована и сплошная система разработки.

В почве опускаемого блока 8 сооружают плоское наклонное днище 10. Его выполняют с наклоном к приемным выработкам 3 на уровне их кровли. Для нормальной эксплуатации в течение всего срока отработки опускаемого блока 8 массив днища необходимо укрепить или армировать, или создать целиком из искусственных материалов, стойких к действию диспергирующего раствора.

При отрезке опускаемого блока 8 в нем формируют упорные выступы 11. Соответственно им во вмещающем массиве 1 формируют упорные выступы 12. Рабочие поверхности выступов могут быть выполнены с наклоном в сторону опускаемого блока 8. Отрезанный блок отделяют от вмещающего массива 1 слоем дробленой горной массы 13, которая не позволяет блоку заклиниваться при его движении.

После отрезки опускаемого блока 8 от вмещающего массива 1 и его подсечки из подходных выработок 6 обуривают нижний слой 14 блока наклонными скважинами 15, параллельными плоскости наклонного днища 10. В пробуренные скважины 15 закачивают диспергирующий раствор действием которого производят разупрочнение массива полезного ископаемого опускаемого блока.

Для интенсификации процесса разупрочнения и перемещения разупрочненного полезного ископаемого в приемную выработку 3 производят перераспределение веса блока с опорных выступов на его центральную часть. Для этого из буровых выработок 5 в опорные выступы 12 бурят веера скважин 16. Скважины перебуривают через слой дробленной горной массы 13 в опорные выступы 11 опускаемого блока 8 на глубину равную толщине разупрочняемого слоя 14 или несколько глубже. Концы скважин в пределах опорных выступов 11 заряжают зарядами ВВ и взрывают.

В результате выпуска отбитой горной массы из выступов 11 происходит перераспределение опорного давления на центральную часть блока, интенсифицируется разупрочнение полезного ископаемого и происходит его выдавливание в приемную выработку 3.

В приемной выработке 3 от полезного ископаемого отделяют диспергирующий раствор и по трубопроводу 17 подают его на регенерацию и повторное использование. Из оставшегося полезного ископаемого выделяют полезные компоненты, например, выщелачиванием или радиометрической сортировкой, которые по откаточным выработкам 2 транспортируют на поверхность, а хвосты по перепускным выработкам 4 направляют на заполнение пространства 18 над опускаемым блоком.

Использование предлагаемого способа позволит повысить эффективность разработки месторождений полезных ископаемых, уменьшить транспортные расходы за счет исключения выдачи горной массы на поверхность и улучшить экологическую обстановку в районе разработки за счет использования вместо ВВ диспергирующего раствора и уменьшения нарушений земной поверхности.