Способ открытой разработки обводненных месторождений полезных ископаемых

Изобретение относится к горному делу, используется при открытой разработке обводненных месторождений полезных ископаемых. Способ открытой разработки обводненных месторождений полезных ископаемых включает вскрытие и отработку карьерного поля, состоящую из последовательной отработки вскрышных и добычных уступов, после чего производят регулирование уровня воды в выработанном карьерном пространстве для предотвращения подтопления нижнего уступа. При каждой очередной заходке отработку верхних вскрышных уступов производят последовательно сверху вниз с перемещением гидросмеси вскрышных пород в гидроотвал вскрышных пород, нижний вскрышной уступ отрабатывают с перевалкой вскрышных пород в насыпь, после отработки вскрышных уступов производят отработку добычных уступов, по почве нижнего пласта по всей ширине дна карьера проходят водоприемную траншею для сбора атмосферных осадков и подземных вод и для регулирования уровня воды в выработанном карьерном пространстве с перевалкой пород в насыпь, выполняющую, совместно с насыпью от перевалки вскрышных пород нижнего вскрышного уступа, функции оградительной дамбы гидроотвала вскрышных пород. Технический результат – исключение операций по осушению месторождений и складирование основного объема вскрышных пород в гидроотвале вскрышных пород, формируемом в выработанном карьерном пространстве, при сокращении затрат и повышении общей безопасности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Техническое решение относится к горному делу и может быть использовано при открытой разработке обводненных месторождений полезных ископаемых. По описанной технологии разрабатывают нескальные горные породы, пригодные для выемки средствами гидромеханизации.

Известен способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых с притоком грунтовых вод (патент RU 2521002 С1, 27.06.2014, E21C41/26), включающий сооружение гидроотвала, вскрытие и отработку карьерного поля. На уступе нерабочего борта карьера, расположенного со стороны максимальной отметки уровня грунтовых вод в контуре карьерного поля, устанавливают контрфорсный противофильтрационный экран ниже уровня грунтовых вод за пределами призмы возможного обрушения нижележащего уступа, на всю длину слоя грунтовых вод, причем высоту H контрфорсного экрана определяют из установленного условия.

Общими признаками аналога и предлагаемого технического решения являются: вскрытие и отработка карьерного поля, сооружение гидроотвала.

Недостатком этого способа является большая сложность и высокая стоимость возведения контрфорсного противофильтрационного экрана, что существенно снижает эффективность и надежность способа, а также приводит к значительному увеличению затрат при разработке месторождений полезных ископаемых.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ разработки обводненных месторождений полезных ископаемых (патент RU 2504657 С1, 20.01.2014, E21C41/26), включающий вскрытие карьерного поля котлованом и заполнение его водой, установку в нем добычного устройства, выемку карьерного поля горизонтальными слоями сверху вниз с регулированием уровня воды вслед за отработкой слоев, при этом заполненный водой карьер делят на зоны: подготавливаемая к выемке, рабочая зона месторождения и отработанная зона месторождения, и в каждой зоне устанавливают водонепроницаемые экраны, ограждающие их от общего карьерного поля, при этом каждую зону дополнительно ограничивают перегородками и регулируют уровень воды, обеспечивая его повышение или понижение в рабочей зоне при установленных условиях.

Общими признаками прототипа и предлагаемого способа являются: вскрытие и отработка карьерного поля, состоящая из последовательной отработки вскрышных и добычных уступов, после чего производят регулирование уровня воды в выработанном карьерном пространстве для предотвращения подтопления нижнего уступа.

Недостатком этого способа является сложная и затратная технология добычи полезных ископаемых, вызванная необходимостью использования дополнительного горного оборудования при возведении водонепроницаемых экранов и перегородок, ограждающих рабочую зону месторождения и отработанную зону месторождения от общего карьерного поля, в том числе от подтопления, что существенно снижает эффективность и надежность способа.

Проблема заключается в повышении эффективности способа открытой разработки обводненных месторождений полезных ископаемых за счет упрощения способа путем исключение операций по осушению месторождения и складирования основного объема вскрышных пород в гидроотвале вскрышных пород, формируемом в выработанном карьерном пространстве, при сокращении затрат и повышении общей безопасности, а также в повышении надежности способа за счет использования традиционного и апробированного горного оборудования, в отличие от прототипа.

Решение проблемы достигается тем, что в способе открытой разработки обводненных месторождений полезных ископаемых, включающем вскрытие и отработку карьерного поля, состоящую из последовательной отработки вскрышных и добычных уступов, после чего производят регулирование уровня воды в выработанном карьерном пространстве для предотвращения подтопления нижнего уступа, согласно техническому решению при каждой очередной заходке отработку верхних вскрышных уступов производят последовательно сверху вниз с перемещением гидросмеси вскрышных пород в гидроотвал вскрышных пород, нижний вскрышной уступ отрабатывают с перевалкой вскрышных пород в насыпь, после отработки вскрышных уступов производят отработку добычных уступов, а по почве нижнего пласта по всей ширине дна карьера проходят водоприемную траншею для сбора атмосферных осадков и подземных вод и для регулирования уровня воды в выработанном карьерном пространстве с перевалкой пород в насыпь, выполняющую, совместно с насыпью от перевалки вскрышных пород нижнего вскрышного уступа, функции оградительной дамбы гидроотвала вскрышных пород.

Указанная совокупность признаков позволит упростить способ, исключив затратные операции по осушению месторождений, рационально использовать в замкнутом технологическом цикле выемки и транспортирования вскрышных пород карьерные воды, аккумулируемые в водоприемной траншее, позволяющей вести регулирование уровня воды для предотвращения подтопления нижнего уступа, складировать основной объем вскрышных пород в гидроотвале вскрышных пород, размещаемом в выработанном карьерном пространстве, что также позволит повысить надежность способа и снизить затраты на его реализацию.

Складирование основного объема вскрышных пород в гидроотвале вскрышных пород, формируемом в выработанном карьерном пространстве, позволит значительно сократить расстояние транспортирования вскрышных пород и снизить площадь земель, изымаемых для размещения внешних отвалов вскрышных пород, что, в свою очередь, позволит существенно сократить затраты на складирование вскрышных пород и повысить экологическую безопасность открытых горных работ.

Целесообразно при проходке водоприемных траншей соблюдать условие:

Vтр > (Vао + Vпв + Vфв) – (Vгв + Vив),

где Vтр – объем водоприемной траншеи, м3

Vао – приток атмосферных осадков, м3/сутки

Vпв – приток подземных вод, м3/сутки

Vфв – приток воды в результате фильтрации из гидроотвала вскрышных пород, м3/сутки

Vгв – расход воды на нужды гидромеханизации вскрышных работ, м3/сутки

Vив – потери воды в процессе ведения вскрышных работ, м3/сутки.

Это позволит не допустить подтопления нижнего уступа за счет контроля уровня воды в водоприемной траншее, что в свою очередь позволит повысить общую безопасность способа и сократить затраты на проведение работ.

Сущность технического решения поясняется примером конкретной реализации способа открытой разработки обводненных месторождений полезных ископаемых (далее - способ) и чертежами фиг. 1-2, где на фиг. 1 изображена схема реализации предлагаемого способа, вид сверху, на фиг. 2 – разрез А-А на фиг. 1.

Способ реализуют следующим образом. Карьерное поле вскрывают системой въездных и разрезных траншей, отработку верхних вскрышных уступов 1 (фиг. 2) производят последовательно сверху вниз гидромониторно-землесосными комплексами с перемещением гидросмеси вскрышных пород в гидроотвал 2 вскрышных пород. Нижний вскрышной уступ 3 отрабатывают экскаватором-драглайном 4 (фиг. 1) с перевалкой вскрышных пород в насыпь 5 (фиг. 2). Отработку добычных уступов 6 производят экскаваторно-автомобильными комплексами после отработки вскрышных уступов 1 и 3. По почве нижнего пласта по всей ширине дна карьера экскаватором-драглайном 4 (фиг. 1) проходят водоприемную траншею 7 (фиг. 2) с перевалкой вскрышных пород в насыпь 8, выполняющую совместно с насыпью 5 функции оградительной дамбы гидроотвала 2 вскрышных пород. При этом соблюдение геометрических параметров водоприемной траншеи 7 по условию:

Vтр > (Vао + Vпв + Vфв) – (Vгв + Vив),

где Vтр – объем водоприемной траншеи, м3

Vао – приток атмосферных осадков, м3/сутки

Vпв – приток подземных вод, м3/сутки

Vфв – приток воды в результате фильтрации из гидроотвала вскрышных пород, м3/сутки

Vгв – расход воды на нужды гидромеханизации вскрышных работ, м3/сутки

Vив – потери воды в процессе ведения вскрышных работ, м3/сутки,

позволит регулировать уровень воды путем увеличения объема водоприемной траншеи 7 или путем откачки излишних притоков воды, избежать подтопления нижнего, например, добычного уступа 6 (фиг. 2) без осушения месторождения и обеспечить экологическую безопасность работ.

Указанные операции повторяют при каждой очередной заходке.

1. Способ открытой разработки обводненных месторождений полезных ископаемых, включающий вскрытие и отработку карьерного поля, состоящую из последовательной отработки вскрышных и добычных уступов, после чего производят регулирование уровня воды в выработанном карьерном пространстве для предотвращения подтопления нижнего уступа, отличающийся тем, что при каждой очередной заходке отработку верхних вскрышных уступов производят последовательно сверху вниз с перемещением гидросмеси вскрышных пород в гидроотвал вскрышных пород, нижний вскрышной уступ отрабатывают с перевалкой вскрышных пород в насыпь, после отработки вскрышных уступов производят отработку добычных уступов, а по почве нижнего пласта по всей ширине дна карьера проходят водоприемную траншею для сбора атмосферных осадков и подземных вод и для регулирования уровня воды в выработанном карьерном пространстве с перевалкой пород в насыпь, выполняющую, совместно с насыпью от перевалки вскрышных пород нижнего вскрышного уступа, функции оградительной дамбы гидроотвала вскрышных пород.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при проходке водоприемных траншей соблюдают условие:

Vтр > (Vао + Vпв + Vфв) – (Vгв + Vив),

где Vтр – объем водоприемной траншеи, м3;

Vао – приток атмосферных осадков, м3/сут;

Vпв – приток подземных вод, м3/сут;

Vфв – приток воды в результате фильтрации из гидроотвала вскрышных пород, м3/сут;

Vгв – расход воды на нужды гидромеханизации вскрышных работ, м3/сут;

Vив – потери воды в процессе ведения вскрышных работ, м3/сут.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке месторождений полезных ископаемых методом скважинной гидродобычи для отработки месторождений высокоценных полезных ископаемых. Агрегат скважинной гидродобычи включает верхний оголовок, соединенный с нижним оголовком водоводом с пульпоприемными отверстиями и головкой гидроэлеватора, внутри которого размещен пульповод со смесительной камерой, не менее одного гидромонитора, полость которого сообщена с полостью водовода, водоводный патрубок, полость которого сообщена с полостью гидроэлеватора, и породосборник, выполненный в виде стакана с не менее чем одним рядом приемных окон.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для дегазации угольных пластов с целью повышения безопасности работ в угольных шахтах, а также для добычи метана из угольных пластов с последующим использованием его в промышленности. Для реализации способа бурят вертикальные добычные скважины непосредственно в дегазируемый пласт в центре зоны подготовки.

Группа изобретений относится к области скважинной добычи горизонтально расположенными камерами рыхлых полезных ископаемых при разработке их на любых глубинах с помощью направленных скважин. Способ скважинной гидродобычи рыхлых и обводненных полезных ископаемых горизонтальными камерами путем размыва их рабочей жидкостью включает сооружение скважин и спуск гидродобычного агрегата.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно для разработки пологих и наклонных мощных угольных пластов с применением гидромеханизации. Способ разработки пологих и наклонных мощных угольных пластов включает блоковую подготовку и очистную гидромониторную выемку из последних, при этом пласт в пределах отрабатываемого столба перед очистной выемкой разупрочняют проведением у почвы по схеме камерной системы разработки разгрузочных выработок в направлении от выемочного штрека до обрушенного пространства с временным формированием у почвы пласта ленточных целиков заданной податливости, ширина которых определяется по эмпирической зависимости, что обеспечивает разупрочнение массива угольного пласта и позволяет применить гидромониторную выемку в заходке веерообразными стружками.

Изобретение относится к области разработки россыпных месторождений, представленных суглинистыми отложениями. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых включает бурение технологических скважин, размещение в них гидростволов и напорных трубопроводов, размыв продуктивного пласта.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при скважинной гидродобыче мощных обводненных месторождений рыхлых полезных ископаемых, содержащих тяжелые металлы. Способ включает бурение добычной скважины, размещение в ней гидродобычного агрегата, при этом агентоподающие колонны труб в гидродобычном агрегате и пульпоподъемную трубу гидроагрегата в добычной скважине размещают эксцентрично с возможностью их вертикального независимого перемещения, причем напорный водовод гидромонитора для гидроразмыва размещают вне пульпоподъемной трубы.

Изобретение относится к горному делу, может быть использовано при разработке россыпных месторождений и может быть использовано для обогащения россыпей, содержащих мелкое, тонкое и дисперсное золото. Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, содержащее расположенный в наклонной скважине водовод, стенку с окном, в которых закреплена хвостовая часть вращающегося гидромонитора для формирования забоя в виде полуокружности с заданным радиусом R в сечении, перпендикулярной оси скважины, опору и вращатель, согласно изобретению хвостовая часть вращающегося гидромонитора снабжена гибким патрубком, вставленным в смонтированный на конце водовода вращатель с возможностью обеспечения вращения гидромонитора с гибким патрубком вокруг конца водовода и вокруг оси стенки с окном с переменным радиусом RГ в зависимости от изменения заданного радиуса R полуокружности забоя.

Изобретение относится к области гидравлической добычи полезных ископаемых. Успокоитель потока воды выполнен из двух взаимно перпендикулярных пластин, пересекающихся по оси ствола гидромонитора, оборудованного насадкой.

Группа изобретений относится к способу формирования струи жидкости и устройству для его осуществления. Способ заключается в том, что направляют сопутствующий поток энергии вдоль траектории движения струи в виде электрического тока постоянного напряжения, положительный заряд которого подают на нитевидный проводник вдоль траектории движения струи на участок снижения плотности струи, а отрицательный заряд подают на насадку гидромонитора.

Изобретение относится к области гидродобычи. Гидровзвешивающее устройство скважинного гидроагрегата включает отдельный вертикально подвижный напорный водовод, смещенный вдоль внутренней боковой поверхности пульпоподъемной трубы эрлифта и гидровзвешивающий разуплотненную горную массу.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к горным машинам с исполнительным органом ударного действия, и может быть использовано для оборки откосов уступов из пород различной крепости при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Технический результат – расширение технических возможностей устройства.
Наверх