Устройство и способ гидромеханизированной разработки месторождений нерудных строительных материалов, залегающих в породах с высоким содержанием глинистой фракции

Авторы патента:

E21C45/00 - Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы (E21C 25/60 имеет преимущество)

E21C41/26 - способы открытой разработки полезных ископаемых (добычные машины или машины для транспортировки, применяемые при открытых разработках E21C 47/00); системы разработок

B03B5/62 - гидравлическими классификаторами, например в виде желоба, резервуара, спиральными или винтовыми

Владельцы патента RU 2789770:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) (RU)

Группа изобретений относится к горному делу, используется для открытой разработки обводненных месторождений нерудных строительных материалов, залегающих в породах с высоким содержанием глинистой фракции. Устройство гидромеханизированной разработки месторождений нерудных строительных материалов, залегающих в породах с высоким содержанием глинистой фракции включает земснаряд, разрабатывающий гидротехническую смесь, соединенный через плавпульпопровод и магистральный пульпопровод с коническим гидрогрохотом, соединенным пульпопроводом с гидроклассификатором, снабжённым входным коленом, соединенным с намывным пульпопроводом и водоводом. Во входной в гидроклассификатор части пульпопровода установлена эжекторная насадка, связанная с водоводом. Способ гидромеханизированной разработки месторождений нерудных строительных материалов, залегающих в породах с высоким содержанием глинистой фракции, включает подводную разработку земснарядом песчано-гравийной массы с транспортировкой по пульпопроводам на гидроклассификатор, в котором производится выделение глинистых и пылеватых частиц и очень мелкой фракции песка <0,16 мм. Пылеватые и глинистые частицы под действием эжекторной насадки, установленной во входной в гидроклассификатор части пульпопровода, поступают в гидроклассификатор. Из гидроклассификатора частицы поступают в отстойник, в котором пылеватые частицы осаждаются на дно, а глинистые частицы остаются во взвешенном состоянии. Насосом перекачивают из отстойника гидротехническую смесь воды и глины через станцию приготовления и дозирования раствора флокулянта с добавлением химического реагента. После кондиционированную смесь направляют в геотекстильные контейнеры, в которых происходит ее обезвоживание и уплотнение глины. Техническим результатом является повышение эффективности разработки месторождений нерудных строительных материалов. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горному делу, используется для открытой разработки обводненных месторождений нерудных строительных материалов, залегающих в породах с высоким содержанием глинистой фракции.

Известен гидромеханизированный комплекс для добычи песка и гравия при наличии в карьере прослоек глины (Гидромеханизация в северной строительно-климатической зоне / Ю.А. Попов, Д.В. Рощупкин, Т.И. Пеняскин. - Л.: Стройиздат: Ленингр. отд-ние, 1982, с. 185).

Недостатком данного комплекса является то, что он предусматривает гидромеханизированную добычу только части нерудных строительных материалов (песка и гравия) и не касается добычи сопутствующих полезных ископаемых (глины), которая может быть использована в различных отраслях промышленности (металлургия, керамические изделия), т.е. не полное освоение месторождений средствами гидромеханизации.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому изобретению, является комплекс поточной схемы переработки песчано-гравийной смеси (Справочник по гидромеханизации / И.М. Ялтанец. - Изд. 3-е, испр. и доп. - Москва: Горная книга, 2011, - с. 545) прототип, который включает подводную разработку землесосным снарядом песчано-гравийной массы с транспортировкой на гидроклассификатор, в котором производится выделение глинистых и пылеватых частиц и очень мелкой фракции песка <0,16 мм, слив гидроклассификатора сбрасывается в отстойник, откуда самотеком вода поступает в забой. Крупный продукт из гидроклассификатора поступает на конический грохот, где происходит его разделение по крупности 5 мм. Песок подается на гидроотвал, гравий сбрасывается в штабель.

К недостаткам описанного способа следует отнести следующее:

- недостаточное осветление слива гидрокалссификатора в отстойниках, из-за которого происходит загрязнении воды в забое твердыми взвесями, особенно глинистыми фракциями, что вызывает быстрое изнашивание деталей скольжения и рабочих органов водяных насосов, которые используются при землесосном способе производства работ;

- сопутствующая глина не извлекается, а возвращается через отстойник гидроклассификатора в забой, что вызывает непроизводительный расход электроэнергии на добычу и транспортировку к гидромеханизированному комплексу.

Задачей заявленного изобретения является повышение эффективности разработки месторождений нерудных строительных материалов.

Поставленная задача решается тем, что в устройство гидромеханизированной разработки месторождений нерудных строительных материалов, залегающих в породах с высоким содержанием глинистой фракции, включающее земснаряд, разрабатывающий гидротехническую смесь, соединенный через плавпульпопровод и магистральный пульпопровод с коническим гидрогрохотом, соединенным пульпопроводом с гидроклассификатором, снабжённым входным коленом, соединенным с намывным пульпопроводом и водоводом, согласно изобретению, во входной в гидроклассификатор части пульпопровода установлена эжекторная насадка, связанная с водоводом, а также в способе гидромеханизированной разработки месторождений нерудных строительных материалов, залегающих в породах с высоким содержанием глинистой фракции, включающий подводную разработку земснарядом песчано-гравийной массы с транспортировкой по пульпопроводам на гидроклассификатор, в котором производится выделение глинистых и пылеватых частиц и очень мелкой фракции песка <0,16 мм, согласно изобретению, пылеватые и глинистые частицы под действием эжекторной насадки, установленной во входной в гидроклассификатор части пульпопровода, поступают в гидроклассификатор, из гидроклассификатора частицы поступают в отстойник, в котором пылеватые частицы осаждаются на дно, а глинистые частицы остаются во взвешенном состоянии, насосом перекачивают из отстойника гидротехническую смесь воды и глины через станцию приготовления и дозирования раствора флокулянта с добавлением химического реагента, после чего кондиционированная смесь направляют в геотекстильные контейнеры, в которых происходит ее обезвоживание и уплотнение глины.

Работа гидромеханизированного комплекса поясняется чертежами:

Фиг. 1 - вид на земснаряд в забое и насос подачи чистой воды на гидроклассификатор;

Фиг. 2 - вид на сортирующий комплекс, состоящий из конического грохота и гидроклассификатора;

Фиг. 3 - вид на отстойник, станцию приготовления и дозирования раствора флокулянта и геотекстильные контейнеры сверху.

На чертежах приняты следующие условные обозначения:

1 - земснаряд; 2 - фрезерный рыхлитель; 3 - плавпульпопровод; 4 - магистральный пульпопровод, 5 - конический гидрогрохот, 6 - штабель гравия, 7 - гидроклассификатор, 8 - насосная установка чистой воды, 9 - водовод от насосной установки к гидроклассификатору, 10 - входное колено гидроклассификатора, 11 - эжекторная насадка, 12 - намывной пульпопровод, 13 - карта намыва, 14 - водосбросной колодец, 15 - водоотводная канава, 16 - сбросной трубопровод гидроклассификатора, 17 - отстойник, 18 - насос, 19 - станция приготовления и дозирования раствора флокулянта, 20 - система гибких шлангов, 21 - геотекстильные контейнеры, 22 - задвижки, 23 - водоотводная канава, 24 - карьер.

Гидромеханизированный комплекс работает следующим образом:

Разработка месторождения ведется земснарядом (1) с фрезерным рыхлителем (2), водогрунтовая смесь транспортируется от земснаряда (1) по плавпульпопроводу (3) к магистральному пульпопроводу (4), затем подается в конический гидрогрохот (5), где происходит отделение фракции грунта более 5 мм в штабель (6). После чего гидротехническая смесь (пульпа) песка и глинистых частиц подаются в гидроклассификатор (7), где происходит сепарация по граничному зерну -0,16 мм глинистых и пылеватых частиц от песка.

Для создания необходимого напора подачи песка на карту намыва (13) и обеспечения нормальной работы гидроклассификатора (7), предусмотрена подача чистой воды от насосной установки (8). Вода подается по водоводу (9) во входное колено (10) гидрокалассификатора (7). От этого же водовода вода подается к эжекторной насадке (11), установленной во входном пульповоде гидроклассификатора (7).

Затем по намывному пульпопроводу (12) сосредоточенным выпуском пульпа подается на карту намыва (13), где распределяется и укладывается. Сброс воды с карты намыва (13) производится через водосбросной колодец (14) шандорного типа в водоотводную канаву (15). Что в совокупности с двойной промывкой песка от глинистых частиц обеспечивает максимальное очищение воды и ее возвращение в карьер, без устройства дополнительных прудов-отстойников.

Глинистые и пылеватые частицы, отсепарированные в гидроклассификаторе (7) удаляются через сбросной трубопровод (16) в отстойник (17). Пылеватые частицы размер, которых существенно больше глинистых, осаждаются на дно отстойника (17), а глинистые остаются во взвешенном состоянии. Из отстойника (17) насосом (18) гидротехническая смесь перекачивается по трубам через станцию приготовления и дозирования раствора флокулянта (19) для процесса ускорения образования хлопьев глины, после кондиционирования рабочей пульпы раствором химического реагента, гидротехническая смесь через систему гибких шлангов (20) заполняет геотекстильные контейнеры (21). Комплексом предусмотрено использование двух геотекстильных контейнеров (21). С возможностью попеременного заполнение с одного на другой через поворот задвижек (22). В процессе заполнения и после происходит обезвоживание и уплотнение глины. Чистая вода по водоотводным канавам (23) возвращается в карьер (24).

После обезвоживания глины, геотекстильные контейнеры вскрываются, глина удаляется.

Предложенный гидромеханизированный комплекс позволяет:

- свести к минимуму объем образующихся после добычи отвалов благодаря комплексной добыче всего разрабатываемого и транспортируемого грунта;

- снизить трудовые и транспортные затраты в пересчете на условную единицу топлива;

- снизить содержание взвешенных веществ, попадающих с оборотной водой в забой.

1. Устройство гидромеханизированной разработки месторождений нерудных строительных материалов, залегающих в породах с высоким содержанием глинистой фракции, включающее земснаряд, разрабатывающий гидротехническую смесь, соединенный через плавпульпопровод и магистральный пульпопровод с коническим гидрогрохотом, соединенным пульпопроводом с гидроклассификатором, снабжённым входным коленом, соединенным с намывным пульпопроводом и водоводом, отличающийся тем, что во входной в гидроклассификатор части пульпопровода установлена эжекторная насадка, связанная с водоводом.

2. Способ гидромеханизированной разработки месторождений нерудных строительных материалов, залегающих в породах с высоким содержанием глинистой фракции, включающий подводную разработку земснарядом песчано-гравийной массы с транспортировкой по пульпопроводам на гидроклассификатор, в котором производится выделение глинистых и пылеватых частиц и очень мелкой фракции песка <0,16 мм, отличающийся тем, что пылеватые и глинистые частицы под действием эжекторной насадки, установленной во входной в гидроклассификатор части пульпопровода, поступают в гидроклассификатор, из гидроклассификатора частицы поступают в отстойник, в котором пылеватые частицы осаждаются на дно, а глинистые частицы остаются во взвешенном состоянии, насосом перекачивают из отстойника гидротехническую смесь воды и глины через станцию приготовления и дозирования раствора флокулянта с добавлением химического реагента, после чего кондиционированную смесь направляют в геотекстильные контейнеры, в которых происходит ее обезвоживание и уплотнение глины.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при скважинной гидродобыче полезных ископаемых, в частности, из маломощных продуктивных пластов. Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых устанавливается в скважине, ствол которой перекрыт обсадной колонной, выполняющей функции пульпоподъемной колонны.

Эрлифтно-гидромониторный снаряд // 2782749

Изобретение относится к горному делу и может найти применение при скважинной гидродобыче полезных ископаемых, в частности, при разработке маломощных обводненных прибрежно-морских талых россыпей, залегающих под неустойчивыми обводненными осадочными породами. В состав эрлифтно-гидромониторного снаряда входит пульпоподъемная колонна с продольным пазом в нижней части.

Способ разработки многолетнемерзлых россыпных месторождений // 2780054

Изобретение относится к разработке месторождений полезных ископаемых, а именно многолетнемерзлых россыпных месторождений, и может быть использовано в горнодобывающей промышленности при разработке многолетнемерзлых россыпей с оттаиванием. Способ разработки многолетнемерзлых россыпных месторождений включает вскрытие отрабатываемых запасов, оттаивание участка добычного полигона затоплением реагентом и отработку оттаявших песков с выемкой и транспортированием в бункер промывочной установки, последующими обогащением и отвалообразованием, при этом полигон разделяют на разноуровневые центральный 5 и периферийные 6 секторы, поочередно заполняемые реагентом 7, посредством межсекторных целиков 3 так, чтобы величина углубки периферийных 6 секторов составляла не менее толщины реагента 7 на оттаиваемом центральном 5 секторе, для чего центральный 5 сектор заполняют реагентом 7 и после оттайки отрабатывают до мерзлоты, предварительно слив реагент 7 через формируемые в межсекторных целиках 3 шлюзы 8 на нижние периферийные 6 секторы, причем уровнем отработки центрального 5 сектора достигают ниже оттаиваемых периферийных 6 секторов, после оттайки которых реагент 7 спускают обратно на отработанный центральный 5 сектор и осуществляют послойную отработку оттаявших периферийных 6 секторов.

Шагающий пробоотборник // 2780038

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для взятия проб из верхнего слоя донных отложений подледниковых водоемов, способных передвигаться шаганием по поверхности дна с возможностью их доставки на требуемую глубину через предварительно пробуренную в толще льда скважину. Шагающий пробоотборник включает цилиндрический корпус, грузонесущий кабель и клапан для изоляции отбираемой пробы от окружающей среды.

Способ подземной гидродобычи полезных ископаемых и устройство для его осуществления // 2778118

Группа изобретений относится к горному делу и может быть использована при отработке месторождений полезных ископаемых методом скважинной гидродобычи. Способ гидродобычи полезных ископаемых включает вскрытие продуктивной формации добычными и вспомогательными скважинами, размещение в добычных скважинах устройства для подземной гидродобычи, размыв пород кровли над продуктивной формацией до образования полости в виде свода естественного равновесия, армирование и заполнение этой полости твердеющей смесью для создания искусственной кровли, формирование в продуктивной формации наклонного искусственного днища в виде перевернутого конуса с углом конусности, превышающим угол естественного откоса отбитой горной массы, размыв продуктивной формации снизу вверх, периодическую зачистку искусственного днища и подъем отбитой горной массы на поверхность, последующую закладку добычной камеры в режиме гидроразрыва через вспомогательные скважины.

Агрегат для гидродобычи полезных ископаемых // 2765445

Предложенное изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче полезных ископаемых, представленных песками, слабосцементированными кусками крепких пород и породами склонными к размоканию. Агрегат для гидродобычи полезных ископаемых включает пульпоприемный бункер, верхний оголовок, нижний оголовок с одним или несколькими гидромониторами, нагнетательный трубопровод и пульповыдачной блок, связывающие верхний и нижний оголовки.

Способ подземной гидродобычи полезных ископаемых и устройство для его осуществления // 2763162

Группа изобретений относится к области скважинной гидродобычи. Способ гидродобычи полезных ископаемых включает вскрытие продуктивной формации вертикальной центральной выработкой, размещение в этой выработке гидродобычного оборудования, формирование над продуктивной формацией искусственной кровли путем размыва и выдачи породы и заполнения полости твердеющей смесью.

Способ открытой разработки обводненных месторождений полезных ископаемых // 2762654

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.

Агрегат скважинной гидродобычи // 2761807

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.

Способ интенсификации дегазации угольного пласта // 2707825

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.

Способ ведения взрывных работ в приконтурной зоне карьеров // 2784839

Изобретение относится к области взрывных работ в горном деле и может быть использовано при взрывной отбойке горных пород скважинными зарядами взрывчатых веществ на карьерах при заоткоске бортов карьеров в условиях ограничений по сейсмическому действию взрывных волн. Способ ведения взрывных работ предусматривает размещение на взрываемом приконтурном блоке системы зарядов рыхления и системы линейно расположенных в ряд сближенных зарядов контурного взрывания с мгновенным инициированием последних и последующим инициированием системы зарядов рыхления.