Способ освоения месторождений руд самородных металлов

Изобретение относится к горно-металлургической промышленности и может быть использовано при освоении месторождений руд самородных металлов и руд минералов, содержащих легко высвобождаемые металлы под термическим или высокочастотным энергетическим воздействием. При данном способе открытую или подземную отработку рудных месторождений осуществляют поточно, в автоматизированном режиме с извлечением готовых или черновых металлов непосредственно из массивов блоков кондиционной руды, с раздельной выемкой временно некондиционной, некондиционной и убогой руды, а также пустой породы и их транспортировкой с использованием, в частности, пневмотранспортного или гидротранспортного, либо конвейерного оборудования. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности освоения рудных месторождений, заключающейся в повышении полноты использования недр и добытого минерального сырья, производительности труда, экономичности и экологичности производства, в получении готовой продукции непосредственно в процессе отработки оруденения, в снижении капитальных затрат и создании условий для организации автоматизированного горно-металлургического производства.

 

Изобретение относится к горно-металлургической промышленности и может быть использовано при разработке рудных месторождений скального и полускального типов.

Широко известны различные способы разработки рудных месторождений с добычей рудной массы и последующей ее переработки на обогатительной фабрике с получением концентратов или на металлургическом заводе, например, ртутных или штуфорных руд, с получением металлов.

Главным недостатком традиционных способов получения является осуществление большого числа промежуточных не только собственно технологических процессов, но и нескольких способов горно-металлургического производства - добычи руд, их первичной переработки концентратов, которые в большинстве случаев разобщенные во времени и пространстве [1].

Наиболее близкими по выполняемой функции и техническому результату являются, прежде всего, способ скважинного подземного выщелачивания [2] и кучного выщелачивания на дневной поверхности [3, 4].

Главными недостатками первого из них является отсутствие избирательности или селективности и недостаточная полнота извлечения полезных компонентов - металлов в минеральный раствор, а также необходимость извлечения из него полезных компонентов; основной недостаток второго из них - необходимость добычи рудной массы, ее перемещения до минеральных куч, их формирование, технологическое получение минерального раствора и извлечение из него металла или неметаллов.

Технический результат - повышение эффективности освоения рудных месторождений самородных металлов.

Технический результат достигается тем, что в способе освоения месторождений руд самородных металлов, включающем предварительное выделение рудных и природных блоков в пределах эксплуатационных блоков отрабатываемого горизонта, опережающее, текущее и оперативное получение экспресс-информации, обеспечивающей выполнение технологических процессов при отработке породных и рудных блоков и селективной выемке выделяемых в них элементов и раздельное формирование транспортных грузопотоков горной массы, механическое рыхление некрепких пород и взрывное - крепких пород под мобильным локальным укрытием или под буфером из ранее взорванной горной породы, опережающую отработку породных блоков, расположенных со стороны висячего блока рудного тела, извлечение самородных металлов выплавкой непосредственно из массива рудного слоя, селективную выемку горных пород при отработке рудного блока, погрузку и транспортировку разнокачественной горной массы и складирование ее по типам и сортам или размещение в породных отвалах, безлюдно производят предварительную дифференциацию отрабатываемого рудного тела, либо его части или рудного блока с формированием системы составляющих их выемочных элементов (миниблоков), представленных соответственно кондиционной, временно некондиционной, некондиционной, убогой рудой и пустой породой, выделяемых на основе показателей качества горных пород - содержания в них самородных металлов и сопутствующих полезных компонентов, крупности их частиц, прочности, плотности и теплофизических свойств горных пород; отработку кондиционных рудных выемочных элементов осуществляют тонкими или маломощными вертикальными либо крутонаклонными слоями с непосредственной автоматизированной выплавкой из них видимых самородных металлов с помощью манипулятора универсального мобильного агрегата на основе автоматизировано получаемой, обрабатываемой и используемой экспресс-информации с помощью манипулятора универсального агрегата; отработку кондиционных рудных элементов с тонковкрапленными и ультрадисперсными самородными металлами производят автоматизировано с предварительной их агломерацией в массиве отрабатываемого слоя под воздействием направленного высокочастотного электромагнитного излучения, с последующими выплавкой металлов и отделением всех выемочных элементов от массива отрабатываемого рудного слоя одним из механических способов, например скалыванием с помощью рабочего органа - манипулятора мобильного агрегата, погрузку образующейся при этом горной массы в приемное устройство транспортного средства и ее доставку в склады или породные отвалы.

Сопоставимым анализом с прототипом установлены отличия заявляемого способа, заключающегося в глубине дифференциации рудного массива, при которой его разделенные на вертикальные или крутонаклонные тончайшие, тонкие и маломощные слои - на мелкие выемочные элементы осуществляют исходя из содержания в них зерен или включений самородных металлов, их крупности и характера распределения в слое и в его элементах; в автоматизированной выплавке самородных металлов непосредственно из кондиционных рудных элементов отрабатываемых слоев; в возможности применения заявляемого способа как при открытой, так и при подземной и комбинированной автоматизированной отработке рудного месторождения или его участка.

Таким образом, заявленный способ автоматизированной отработки месторождений руд самородных металлов с непосредственной их выплавкой из массивов отрабатываемого слоя в процессе выемки рудных тел соответствует условию новизны.

Способ включает следующие элементы: рудное тело любых морфологических, генетических и параметрических типов, углов падения, содержащие самородный металл или металлы, например золото; вмещающие и вмещаемые породы; мобильный универсальный агрегат, оснащенный рабочими органами - манипуляторами соответственно для получения, обработки и передачи экспресс-информации о свойствах рудного слоя, для предварительной агломерации тонковкрапленных и ультрадисперсных самородных металлов, для выплавки металлов, для отработки выемочных элементов после выплавки металлов; программно-компьютерный узел для автоматизированного управления работой агрегата; ходовое устройство агрегата.

Способ осуществляют следующим образом. Производят предварительное выделение рудных и породных блоков в пределах эксплуатационных блоков отрабатываемого горизонта, текущее и оперативное получение экспресс-информации как в процессе постадийного иерархического районирования отрабатываемого оруденения, осуществляемого на основе исходных данных постлицензионной детальной разведки месторождения или его участка, последующих опережающей, текущей и оперативной эксплуатационной разведки, а также оперативной автоматизированной обработки и передачи экспресс-информации, так и в процессе миллирайонирования отрабатываемого слоя рудного тела или блока, которое осуществляют в автоматическом режиме с помощью рабочего органа-манипулятора, оборудованного в головной части малогабаритным эталонированным геофизическим устройством, позволяющим, например, по уровню плотности горной породы различных зон рудного слоя обеспечивать получение глубоко дифференцированной информации о содержании в нем самородного металла и на ее основе - автоматизированное выделение в слое выемочных элементов, представленных кондиционной, временно некондиционной, некондиционной и убогой рудой, а также пустой породой; осуществляют механическое рыхление некрепких пород и взрывное - крепких пород под мобильным локальным укрытием или под буфером из ранее взорванной породы, опережающую отработку породных блоков, расположенных со стороны висячего блока рудного тела или его элемента; производят автоматизированную выплавку самородного металла, например, так называемого видимого золота, непосредственно из кондиционного элемента с помощью специального органа-манипулятора, оборудованного устройствами: высокочастотного электромагнитного излучения, например лазерного, для непосредственного сбора выплавленного металла, и его перемещения в специальный приемник мобильного агрегата; выплавку тонковкрапленного и ультрадисперсного самородного металла из кондиционных рудных выемочных элементов производят с предварительной агломерацией в нем металла с помощью лазерного или другого эффективного высокочастотного электромагнитного излучателя, которым оборудуется тот же манипулятор мобильного агрегата. По окончании выплавки самородных металлов автоматизировано производят раздельную отработку выемочных элементов рудного слоя в следующей последовательности: с кондиционным содержанием сопутствующих полезных компонентов, с временно некондиционным содержанием самородных металлов и сопутствующих полезных компонентов, с некондиционным их содержанием, убогих руд и пустых пород с использованием специализированного манипулятора, оборудованного устройством для реализации механического способа отделения выемочных элементов от массива отрабатываемого слоя путем, например, автоматизированного скалывания крепких горных пород и путем, например, «среза» некрепких скальных и полускальных и плотных горных пород, устройством для приема образуемой при этом горной массы, ее поточному перемещению и раздельной погрузки в средства транспортировки, ее доставку соответственно к мобильному обогатительному агрегату или полустационарной перерабатывающей установке, к накопительным емкостям для временно некондиционной рудной массы и к складам некондиционной и убогой рудной массы, а породы - в породные отвалы; в качестве средств транспортировки в зависимости от объемов горной массы, дальности и условий перемещения используют поточный - конвертерный, либо пневмо- или гидротранспорт, цикличный, либо комбинированный.

Универсальный мобильный агрегат оборудуют несколькими специализированными манипуляторами, позволяющими в автоматизированном режиме, с помощью компьютерного программного устройства, последовательно осуществлять оперативное получение экспресс-информации об основных свойствах рудного слоя, ее обработку и использование; агломерацию тонковкрапленного и ультрадисперсного самородного металла; выплавку самородных металлов непосредственно из массива тонких рудных слоев; селективную отработку разнокачественных выемочных элементов; раздельное перемещение и погрузку горной массы в средства транспортировки и, в конечном счете, реализацию способа освоения месторождения руд самородных металлов при использовании открытого подземного или комбинированного способов его разработки.

Заявляемый способ освоения месторождений руд самородных металлов обеспечивает в комплексе повышение полноты использования недр и добытого минерального сырья; производительности труда и экономичности производства, получение готовой продукции непосредственно в процессе отработки рудного массива; снижение капитальных и эксплутационных затрат, сроков создания автоматизированных горно-металлургических производств и поточного получения металлов.

Источники информации

1. Патент РФ №2209973, МПК⁷ E21C 41/26.

2. Патент РФ №2039253, MKИ⁵ Е21С 37/00.

3. Патент РФ №2255995, МПК⁷ С22В 11/00, 1/00.

4. Шевкун Е.Б., Кузьменко А.П., Леоненко Н.А., Ятлукова Н.Г., Кузьменко Н.А. Способ лазерного формообразования и обогащения благородными металлами минеральных ассоциаций. Патент РФ №2255995.

Способ освоения месторождений руд самородных металлов, включающий предварительное выделение рудных и породных блоков в пределах эксплуатационных блоков отрабатываемого горизонта, опережающее, текущее и оперативное получение экспресс-информации, обеспечивающей выполнение технологических процессов при отработке породных и рудных блоков и селективной выемке выделяемых в них элементов, и раздельное формирование транспортных грузопотоков горной массы, механическое рыхление некрепких пород и взрывное - крепких пород под мобильным локальным укрытием или под буфером из ранее взорванной горной породы, опережающую отработку породных блоков, расположенных со стороны висячего блока рудного тела, извлечение самородных металлов выплавкой непосредственно из массива рудного слоя, селективную выемку горных пород при отработке рудного блока, погрузку и транспортировку разнокачественной горной массы и складирование ее по типам и сортам или размещение в породных отвалах, отличающийся тем, что безлюдно производят предварительную дифференциацию отрабатываемого рудного тела, либо его части или рудного блока с формированием системы составляющих их выемочных элементов (мини-блоков), представленных соответственно кондиционной, временно-некондиционной, некондиционной, убогой рудой и пустой породой, выделяемых на основе показателей качества горных пород - содержания в них самородных металлов и сопутствующих полезных компонентов, крупности их частиц, прочности, плотности и теплофизических свойств горных пород; отработку кондиционных рудных выемочных элементов осуществляют тонкими или маломощными вертикальными либо крутонаклонными слоями с непосредственной автоматизированной выплавкой из них видимых самородных металлов с помощью манипулятора универсального мобильного агрегата на основе автоматизировано получаемой, обрабатываемой и используемой экспресс-информации с помощью манипулятора универсального агрегата; отработку кондиционных рудных элементов с тонковкрапленными и ультрадисперсными самородными металлами производят автоматизировано с предварительной их агломерацией в массиве отрабатываемого слоя под воздействием направленного высокочастотного электромагнитного излучения, с последующими выплавкой металлов и отделением всех выемочных элементов от массива отрабатываемого рудного слоя одним из механических способов, например скалыванием, с помощью рабочего органа - манипулятора мобильного агрегата, погрузку образующейся при этом горной массы в приемное устройство транспортного средства и ее доставку в склады или породные отвалы.