способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых

Формула изобретения

Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых, включающий вскрытие горизонтов карьера, одновременное ведение открытых работ и подземных горных работ, углубку карьера до предельной глубины, транспортирование горной массы по транспортным бермам и подземным транспортным выработкам, отличающийся тем, что на дне карьера создают герметичную подушку и отсыпают карьер вскрышными породами, после чего создают барьерный гидроизолирующий искусственный целик и два упрочняющих искусственных целика, при этом по центру рудного тела проходят автоуклон для перемещения самоходного оборудования и транспортировки грузов, также в пределах каждого из упрочняющих искусственных целиков проходят рудоспуски, имеющие сбойки с автоуклоном.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке полезных ископаемых, в частности кимберлитовых трубок.

Известен способ комбинированной разработки крутопадающих месторождений полезных ископаемых, включающий отработку верхней части месторождения карьером до проектной глубины с внешним отвалообразованием вскрышных пород, проходку наклонного ствола со дна карьера, отработку запасов полезного ископаемого ниже предельного положения дна карьера подземным способом сначала с открытым выработанным пространством, а затем под обрушенными породами (Патент РФ № 2137921, МПК (6) E21C 41/00, 41/26. Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых / Акишев А.Н. и др.).

Приведенный выше способ имеет ряд недостатков при разработке обводненных месторождений полезных ископаемых, особенно при больших притоках подземных вод, в том числе имеющих в своем составе ядовитые и взрывоопасные газы, ввиду значительной сложности и неэффективности в данных условиях проходки со дна карьера и последующей эксплуатации наклонного ствола, а также невозможности обеспечить необходимую безопасность ведения подземных работ. Расположение ствола неблагоприятно, поскольку способствует наибольшему притоку вод к нему, а применяемые системы разработки подземным способом не обеспечивают защиту подземных выработок от затопления в связи с отсутствием барьерного целика.

Известен способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых (Патент РФ № 2005181 / Курленя М.В., Медведев М. Л. и др.), принимаемый в качестве прототипа, включающий отработку карьерного поля до экономически целесообразной глубины с внешним отвалообразованием вскрышных пород и карьерным водоотливом, проходку подземных вскрывающих выработок, постепенное заполнение отработанного карьера породами и отработку запасов полезного ископаемого ниже положения дна карьера.

Недостатком данного технического решения является малая эффективность способа при отработке подкарьерных запасов обводненных месторождений полезных ископаемых. Отсыпаемые во внутрикарьерное пространство породы не предотвращают поступления подземных вод, вскрытых карьером, на поверхность месторождения, сформированную после окончания добычных работ открытым способом. По мере заполнения отработанного карьера подземными водами возрастает напор на эту поверхность, что требует оставления в верхней части залежи барьерного целика значительной мощности, обеспечивающего безопасное ведение работ.

Техническим результатом является возможность отработки подкарьерных запасов кимберлитовой руды практически без потерь и повышение безопасности работ, исключая при этом обильный водоприток, обусловленный гидрогеологическими условиями. Для этого месторождение отрабатывается открытым способом до максимальной глубины. После чего на дне карьера с помощью бетонной закладки и изолирующей пленки формируется искусственный защитный целик. Одновременно с ведением открытых горных работ рудное тело вскрывается вертикальными стволами и квершлагами, разделяется на этажи и подэтажи при проведении доставочных и откаточных выработок. По центру рудного тела проходится автоуклон для транспортировки горно-транспортного оборудования и людей.

Техническим результат достигается тем, что в способе комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых, включающем вскрытие горизонтов карьера, одновременное ведение открытых работ и подземных горных работ, углубку карьера до предельной глубины, транспортирование горной массы по транспортным бермам и подземным транспортным выработкам, согласно изобретению на дне карьера создают герметичную подушку и отсыпают карьер вскрышными породами, после чего создают барьерный гидроизолирующий искусственный целик и два упрочняющих искусственных целика, при этом по центру рудного тела проходят автоуклон для перемещения самоходного оборудования и транспортировки грузов, также в пределах каждого из упрочняющих искусственных целиков проходят рудоспуски, имеющие сбойки с автоуклоном.

Фиг.1 - общий вид; Фиг.2 - разряд В-В на фиг.1; Фиг.3 - разряд Б-Б на фиг.1.

Сущность технологии отработки подкарьерных запасов кимберлитовых трубок заключается в следующем. Месторождение отрабатывается одновременно открытым и подземным способами. Причем после отработки карьера до максимальной глубины на дне карьера 1 с помощью бетонной закладки и изолирующей пленки формируется герметичная подушка 10, после чего ведется отсыпка карьера вскрышными породами. Одновременно рудное тело вскрывается вертикальными стволами и квершлагами, разделяется на этажи при проведении откаточных штреков 5. По центру рудного тела проходится автоуклон 9, служащий для перемещения самоходного оборудования и транспортировки грузов. Для подачи закладки в отработанные очистные заходки 3 в верхней части блока проходится вентиляционно-закладочный штрек 2.

С помощью проходческого комбайна отрабатываются кольцевой участок на контуре рудного тела и часть рудного массива в крест трубки, которые заполняются бетонной закладкой, формируя тем самым барьерный гидроизолирующий искусственный целик 4 и упрочняющие целики 11.

Отработка каждого из участков начинается снизу-вверх слоевой системой разработки с твердеющей закладкой в границах созданных барьерного гидроизолирующего 4 и упрочняющего искусственных целиков 11, делящих блок на камеры.

Затем после проведения подготовительно-нарезных работ начинается очистная выемка руды, ведется с помощью очистного комбайна и самоходной доставочной техники. Отбитая комбайном руда из очистной заходки доставляется с помощью самоходного вагона до рудоспуска 8 по рудному заезду 6. Причем отработка очистных заходок ведется по чередующемуся порядку, т.е. через одну. Отработанная очистная заходка заперемычивается и заливается твердеющей закладкой из закладочных скважин 12. После отработки всех очистных заходок 3 в слое горное оборудование транспортируется по автоуклону 9 на следующий слой, где очистной цикл повторяется.

Отработка подземным способом ведется снизу-вверх слоевой системой разработки с твердеющей закладкой и созданием искусственного барьерного гидро- и упрочняющего целиков, делящих блок на участки.

Эффект от применения способа достигается тем, что отрабатываются подкарьерные запасы месторождений кимберлитовых трубок в сложных горно-геологических условиях с наличием агрессивного водоносного горизонта без оставления целиков ценного полезного ископаемого.