СПОСОБ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ ГРАВИЙНО-ПЕСЧАНОЙ СМЕСИ Российский патент 2002 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится к области добычи нерудных строительных материалов, обеспечивающей сырьевую базу промышленного и гражданского строительства, и может быть использовано при разработке месторождений гравийно-песчаных смесей, залегающих преимущественно в водоносных горизонтах.

Известен способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси, включающий выемку первоначального котлована, его заводнение, размещение в нем земснаряда, разработку блока с разрушением гравийно-песчаной смеси в добычной заходке, перемещение земснаряда по мере выемки очередного блока и транспортирование разрушенной гравийно-песчаной смеси к зумпфу землесосной станции или на переработку (Ю.Д.Буянов, А.А.Краснопольский Разработка месторождений нерудных полезных ископаемых М., Недра, 1973, стр. 280-292).

Недостатком данного способа является сравнительно небольшая глубина разработки, определяемая в основном параметрами рабочего органа земснаряда.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси, включающий выемку первоначального котлована шириной, по меньшей мере равной ширине добычного блока, и глубиной, равной высоте подводной части добычного уступа, заводнение первоначального котлована, размещение в нем добычного оборудования, разработку блока с подрезкой и размывом гравийно-песчаной смеси в добычной заходке, перемещение добычного оборудования по мере выемки очередного блока, подъем пульпы на поверхность и ее транспортирование на поверхностный комплекс (Г.А.Нурок Технология и проектирование гидромеханизации горных работ М., Недра 1965, стр. 98, 355-356, 366-371, 361-365).

Недостатком данного способа также является сравнительно небольшая высота уступа, определяемая в основном параметрами рабочего органа земснаряда.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение эффективности разработки месторождений гравийно-песчаных смесей.

Технический результат, который может быть получен при реализации данного изобретения, состоит в повышении высоты уступа.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе подводной добычи гравийно-песчаной смеси, включающем выемку первоначального котлована шириной, по меньшей мере равной ширине добычного блока, и глубиной, равной высоте подводной части добычного уступа, заводнение первоначального котлована, размещение в нем добычного оборудования, разработку блока с подрезкой и размывом гравийно-песчаной смеси в добычной заходке, перемещение добычного оборудования по мере выемки очередного блока, подъем пульпы на поверхность и ее транспортирование на поверхностный комплекс, согласно изобретению в качестве добычного оборудования используют скважинный гидродобычной агрегат, включающий гидродобычной и гидромониторный снаряды, размещенный на плавучей управляющей установке, перед подрезкой первой заходки в блоке в почве уступа формируют приемную воронку, размыв гравийно-песчаной смеси в блоке ведут секторными заходками с одной установки добычного оборудования боковым забоем, а размыв массива заходки осуществляют после его обрушения.

В указанную совокупность включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата во всех случаях использования изобретения, на которые испрашивается объем правовой охраны.

В частных случаях использования изобретение характеризуется следующей совокупностью признаков.

Размыв обрушенной заходки осуществляют в период подрезки следующей заходки энергией отраженной струи гидромониторного снаряда.

Ширину блока принимают равной двум длинам эффективной струи гидромониторного снаряда в затопленном забое.

Гидродобычной снаряд при работе добычного оборудования имеет опору на дно приемной воронки.

Способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси поясняется фиг. 1 и 2, где на фиг. 1 представлена схема отработки блока, вид в плане, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.

Способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси осуществляется следующим образом.

Экскаватором-драглайном или грейферным экскаватором создают первоначальный котлован (не показан) длиной, достаточной для размещения плавучей управляющей установки с добычным оборудованием. Ширину первоначального котлована принимают равной ширине добычного блока. Ширину блока принимают равной двум длинам эффективной струи гидромониторного снаряда в затопленном забое. Длину блока принимают равной длине эффективной струи гидромониторного снаряда в затопленном забое. Глубина первоначального котлована определяется глубиной разработки.

После заводнения первоначального котлована в него спускают понтон плавучей управляющей установки 1, на котором монтируют добычное оборудование, насосную станцию (не показана) и производят монтаж водоводов 2, подающих воду на гидромониторный 3 и гидродобычной 4 снаряды. Кроме того, посредством шаровых шарниров соединяют между собой плавучий пульповод 5, пульповод 6 плавучей управляющей установки 1 и береговой пульповод 7.

В качестве понтона плавучей управляющей установки 1 может быть использован понтон серийно выпускаемого земснаряда небольшой производительности, например 8НЗ Минстроя или 100-40к. В качестве добычного оборудования может быть использован скважинный гидродобычной снаряд, например СГ-14, и скважинный гидромониторный снаряд СГМ-2, имеющий боковые и торцевые струеформирующие насадки.

Посредством маневрирования плавучей управляющей установки 1 гидромониторный 3 и гидродобычной 4 снаряды размещают в рабочем положении в непосредственной близости к забою 8 добычного блока 9 и с этой установки в почве 10 уступа 11 гидромониторной струей, образуемой торцевой струеформирующей насадкой гидромониторного снаряда 3, формируют приемную воронку 12. Размытая при формировании приемной воронки 12 гравийно-песчаная смесь поступает к всасу гидродобычного снаряда 4 и посредством гидроэлеватора гидродобычного снаряда 4 поднимается на поверхность. Посредством пульповода 6 плавучей управляющей установки 1, плавучего пульповода 5 и берегового пульповода 7 добытую гравийно-песчаную смесь подают на поверхностный комплекс (не показан).

Плавучая управляющая установка 1 удерживается на месте с помощью лебедок 13, размещенных на понтоне, и тросов 14, заякоренных на берегу 15. В качестве опоры может быть также использован гидродобычной снаряд 4, который для этого должен быть выполнен с опорным башмаком 16 в нижней своей части, который при работе добычного оборудования заглубляется в дно приемной воронки 12 по мере ее формирования и создает тем самым дополнительную опору.

После формирования приемной воронки 12 на необходимую глубину гидродобычной снаряд 4 фиксируют на ее дне и приступают к подрезке массива первой секторной заходки 17 в блоке. Подрезку осуществляют боковым забоем гидромониторной струей, образуемой боковой струеформирующей насадкой гидромониторного снаряда 3, посредством медленного поворота гидромониторного снаряда 3 вокруг своей продольной оси на некоторый угол. Скорость поворота, при которой обеспечивается сплошная подрезка массива секторной заходки без оставления целиков, может быть определена в процессе опытных работ, или моделированием, или иным доступным методом.

Размытая гравийно-песчаная смесь поступает в приемную воронку 12, откуда посредством гидроэлеватора гидродобычного снаряда 4 осуществляют ее подъем на поверхность и посредством пульповода 6 плавучей управляющей установки 1, плавучего пульповода 5 и берегового пульповода 7 подают на поверхностный комплекс.

В результате образования врубовой полости (не показана) в основании уступа 11 происходит обрушение вышележащего массива гравийно-песчаной смеси секторной заходки. Использование бокового забоя позволяет повысить безопасность работ по размыву, поскольку не происходит обрушение подрезанного и потерявшего устойчивость массива на добычное оборудование.

После обрушения массива первой секторной заходки 17 гидромониторным снарядом 3 начинают подрезку массива следующей секторной заходки 18, а энергию отраженной струи гидромониторного снаряда 3 используют для размыва обрушенного массива первой секторной заходки 17. Размытая гравийно-песчаная смесь поступает в приемную воронку 12, откуда посредством гидроэлеватора гидродобычного снаряда 4 осуществляют ее подъем на поверхность и через пульповод 6 плавучей управляющей установки 1, плавучий пульповод 5 и береговой пульповод 7 подают на поверхностный комплекс.

После выемки гравийно-песчаной смеси во всех секторных заходках 19-24 в блоке и зачистки почвы 10 уступа 11 отсоединяют плавучий пульповод 5 от берегового пульповода 7, плавучую управляющую установку 1 с добычным оборудованием перемещают на длину блока, и цикл работ по формированию приемной воронки, подрезке, обрушению, размыву обрушенного массива гравийно-песчаной смеси, подъему пульпы на поверхность и подачи ее на поверхностный комплекс повторяется.

Использование изобретения позволит вести разработку месторождений гравийно-песчаных смесей более высокими уступами, что в конечном итоге повысит эффективность добычных работ.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к добыче нерудных строительных материалов, к разработке месторождений гравийно-песчаных смесей, залегающих в водоносных горизонтах. Способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси включает выемку первоначального котлована шириной, по меньшей мере равной ширине добычного блока, и глубиной, равной высоте подводной части добычного уступа, заводнение первоначального котлована, размещение в нем добычного оборудования - гидродобычного агрегата, включающего гидродобычной и гидромониторный снаряды. Разработку блока осуществляют с подрезкой, перед подрезкой первой заходки в блоке в почве уступа формируют приемную воронку. Размыв гравийно-песчаной смеси в блоке ведут секторными заходками с одной установки добычного оборудования боковым забоем, а размыв массива заходки осуществляют после его обрушения. По мере выемки очередного блока перемещают добычное оборудование, поднимают пульпу на поверхность и транспортируют ее на поверхностный комплекс. Изобретение позволит вести разработку месторождений гравийно-песчаной смеси более высокими уступами, что повысит эффективность добычных работ. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси, включающий выемку первоначального котлована шириной, по меньшей мере равной ширине добычного блока, и глубиной, равной высоте подводной части добычного уступа, заводнение первоначального котлована, размещение в нем добычного оборудования, разработку блока с подрезкой и размывом гравийно-песчаной смеси в добычной заходке, перемещение добычного оборудования по мере выемки очередного блока, подъем пульпы на поверхность и ее транспортирование на поверхностный комплекс, отличающийся тем, что в качестве добычного оборудования используют скважинный гидродобычной агрегат, включающий гидродобычной и гидромониторный снаряды, размещенный на плавучей управляющей установке, перед подрезкой первой заходки в блоке в почве уступа формируют приемную воронку, размыв гравийно-песчаной смеси в блоке ведут секторными заходками с одной установки добычного оборудования боковым забоем, а размыв массива заходки осуществляют после его обрушения. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размыв обрушенной заходки осуществляют в период подрезки следующей заходки энергией отраженной струи гидромониторного снаряда. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ширину блока принимают равной двум длинам эффективной струи гидромонитора в затопленном забое. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидродобычной снаряд при работе добычного оборудования имеет опору на дно приемной воронки.