Способ подземной разработки рудных месторождений в криолитозоне
Владельцы патента RU 2471070:
Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) (RU)
Изобретение относится к области горного дела и, в частности, к подземной разработке рудных месторождений в криолитозоне. В период отрицательных температур наружного воздуха из обезвоженных хвостов обогащения прессуют брикеты шарообразной формы двух диаметров, связанных соотношением: , а объем закладочного материала, спрессованного в виде брикетов меньшего диаметра, определяют по формуле:
где Vоб - общий объем твердых отходов, подаваемых на брикетирование. Все приготовленные брикеты замораживают на поверхности, перемешивают в бункерах с вибраторами, транспортируют и размещают в выработанном пространстве очистных блоков. Коэффициент заполнения этого пространства брикетами с одинаковым диаметром всегда составляет 0,523. Если для закладки выработанного пространства используют набор брикетов двух различных диаметров, то коэффициент заполнения выработанного пространства возрастет до величины 0,597. Изобретение позволяет повысить экологическую безопасность 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. 2 ил.
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 (Vd), определяют по формуле: 
где Vоб - 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), Vоб - 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 Vоб - 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.
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 (Vd), в общем объеме (Vоб) твердых отходов, подаваемых на брикетирование, определяют по формуле: .
