СПОСОБ ПОДВОДНОЙ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Российский патент 1995 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке россыпных месторождений твердых полезных ископаемых на шельфе.

Известен способ подводной горной разработки, включающий выемку и транспортировку добытой горной массы на поверхность моря. При этом в результате технологических процессов замораживания с помощью жидких и сухих элементов осуществляют замораживание добытой горной массы, что предотвращает загрязнение морской среды во время транспортировки горной массы на поверхность (патент ФРГ N 3221014, кл. Е 21 С 45/00).

Данный способ не обеспечивает достаточной защиты окружающей среды от загрязнения в процессе выемки полезного ископаемого.

Известен также способ подводной разработки месторождений полезных ископаемых, включающий отработку наносов, проведение разрезной траншеи, обработку полезного ископаемого участками от его границы на всю мощность до плотика [1]
Однако данное техническое решение также не обеспечивает защиты окружающей среды от вредного влияния подводной разработки, так как отработка запасов полезного ископаемого приводит к существенной утрате продуктивности морского дна на отрабатываемом участке.

Цель изобретения сохранение продуктивности морского дна за счет обеспечения условий ее восстановления.

Цель достигается тем, что в известном способе подводной разработки месторождений полезных ископаемых, включающем отработку наносов, проведение разрезной траншеи, отработку полезного ископаемого участками от его границы на всю мощность до плотика, отработку участка ведут этапами в направлении движения наносов, причем площадь отработки каждого этапа устанавливают не превышающей максимально допустимой площади по условию сохранения способности самовосстановления биоценотических ассоциаций указанной площади, а отработку каждого последующего этапа начинают после восстановления продуктивности отработанного этапа.

На чертеже показана схема отработки участка.

На чертеже показаны границы 1 отрабатываемого участка (россыпи), направление движения наносов 2, направление отработки 3, площадь 4, отрабатываемая на первом этапе, площади 5 и 6, отрабатываемые соответственно на втором и третьем этапах.

Способ осуществляют следующим образом.

Первоначально проводят геологоразведочное оконтуривание участка, подлежащего разработке. Затем выявляют направление движения наносов путем проведения комплекса гидрологических исследований и последующим расчетом по известным методикам (Технология добычи полезных ископаемых со дна озер, морей и океанов / Под ред. Ржевского В.В. М. Недра, 1979, с. 132-133). После этого, зная местоположение подлежащего отработке участка россыпи и направление движения наносов, выявляют местоположение первоначально отрабатываемой площади и залежи (т. е. площади, отрабатываемой на первом этапе). Далее производят на площади 4 отработку запасов на всю мощность россыпи, обнажая плотик. После отработки площади 4 до размеров, не исключающих самовосстановления биоценотических ассоциаций, предельное значение допустимых по этому условию площадей отработки устанавливают путем соответствующих предварительных гидробиологических исследований, очистные работы приостанавливают до восстановления пригодной продуктивности акватории в пределах отрабатываемой площади россыпи. Поскольку направление подвигания очистных работ идет в направлении перемещения наносов, исключается затягивание обнаженного плотика рыхлыми отложениями, а так как продуктивность скалистых грунтов (пород), образующих плотик, существенно выше продуктивности рыхлых грунтов, восстановление продуктивности отработанного участка будет происходить ускоренно (от нескольких месяцев до года).

В связи с низкой продуктивностью рыхлых отложений кратковременное снижение общей продуктивности в начальный период отработки россыпи не может привести к разрыву трофодинамических связей между акваториями.

После восстановления продуктивности первоначально отработанного участка приступают к отработке следующей площади, примыкающей к ранее отработанной площади 4, которая определяется из условия неснижения общей продуктивности морского дна и так до полной отработки россыпи.

Основным условием экономической допустимости предлагаемой технологии является неснижение общей продуктивности подлежащего отработке морского дна (П_общ^кон).

Пкон.общ.

П р и м е р. Подлежит отработке морская россыпь общей площадью 5 км², имеющая локальное распространение по акватории площадью 45 км²(одна из бухт шельфа Южного Приморья). Продуктивность морского дна, подлежащего отработке, значительно ниже (более в 20 раз) скалистых банок данной акватории, так как состоит из рыхлых песчаных отложений, содержащих более 60% песчано-гравийного материала по Гостам, отвечающего требованиям к строительным пескам. Плотик россыпи составляют сильнотрещиноватые заилиные гранитоиды. В качестве добычного агрегата используют земснаряд 200/50, добытую горную массу по плавучему пульпопроводу транспортируют на станцию берегового обогащения.

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа.

Гидродинамический режим акватории определяют вдоль берегового течения и направления преобладающих ветровых волн.

Порядок отработки совпадает с направлением вдоль берегового течения и преобладающим направлением волнового воздействия, вызывающими эрозию морского дна (порядок отработки).

Период естественной экологической сукцессии плотика россыпи до уровня продуктивности рыхлых отложений составляет 1 год, бурное скачкообразное развитие богатых биоценозов, однотипных с биоценозами скалистых банок акватории, происходит на 2-3 года, что обеспечивает увеличение общей продуктивности акватории.

Исходя из условий [1] и [2] увеличение продуктивности акватории бухты после отработки россыпи определится по формуле
ΔП П_общ^кон П_общ^нач. или ΔП (S_н˙n_iн^ед + S_o˙n_jo^ед) (S_н˙n_iн^ед +S_o˙n_io^ед) S_o(n_jo^ед n_io^ед), где S_н, S_o соответственно площадь морского дна, не подлежащая отработке, и отрабатываемая;
n_iн, n_jo соответственно продуктивность единицы площади морского дна, не подлежащей и подлежащей отработке, и продуктивность единицы площади плотика отработанной россыпи.

При S_общ 45 км², S_o 5 км², n_io Iусл.ед. n_jo 20 усл.ед.

Отсюда ΔП 5 ˙ (20-1) 95 усл.ед. с учетом того, что
П_общ.^нач. 40 х 20 + 5 х 1 805 усл.ед.

увеличение продуктивности акватории бухты составило около 12%
Предлагаемое изобретение обеспечивает более высокий уровень защиты окружающей среды за счет исключения потерь продуктивности морского дна в пределах отрабатываемого участка акватории, при этом заиливанию подвергаются в основном площади, предназначенные для последующей отработки.

Сущность изобретения: после выявления границ 1 отрабатываемого участка выявляют направление движения 2 наносов. Направление подвигания отработки 3 принимают в направлении движения 2 наносов. Отработку россыпи ведут на всю ее мощность, обнажая плотик. После отработки площади 4 до размеров, не исключающих самовосстановления биоценотических ассоциаций, очистные работы приостанавливают до восстановления природной продуктивности акватории в пределах отработываемой площади. Далее ведут отработку площади 5 и после очередной паузы площади 6. 1 ил.

СПОСОБ ПОДВОДНОЙ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, включающий отработку насосов, проведение разрезной траншеи, обработку полезного ископаемого участками от его границы на всю мощность до плотика, отличающийся тем, что, с целью сохранения продуктивности морского дна за счет обеспечения условий ее восстановления, отработку участка ведут поэтапно площадями в направлении движения наносов, причем площадь отработки на каждом этапе устанавливают не превышающей максимально допустимую площадь по условию сохранения способности самовосстановления биоценотических ассоциаций указанной площади, а отработку площади на каждом последующем этапе начинают после восстановления их продуктивности на площади отработанного этапа.