СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Российский патент 2002 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке россыпных, рудных, угольных, сланцевых и других месторождений твердых полезных ископаемых, сложенных массивами нескольких горных пород.

Известны и получили промышленное применение в горной промышленности различные технические варианты (так называемые технологические схемы) открытого способа разработки горизонтально и полого залегающих месторождений твердых полезных ископаемых нескального типа, в основу которых положена называемая ныне физико-техническая геотехнология [1], с размещением вскрышных пород во внешних или внутренних отвалах (или в тех и других) и транспортировкой добытых полезных ископаемых до стационарных, полустационарных и реже - передвижных перерабатывающих комплексов или установок [2].

Основными недостатками этих вариантов открытого способа разработки месторождений данного типа, называемых некоторыми специалистами [2], является перемещение всех вскрышных пород в отвалы и транспортировка добытых полезных ископаемых к перерабатывающим установкам или комплексам нередко на значительные расстояния, достигающие иногда 3-5 км и более.

По своей технической сущности наиболее близким к заявляемому является способ разработки, взятый в качестве прототипа, который включает вскрытие продуктивного пласта проходной траншей на глубину до плотика - при разработке россыпных месторождений и до подстилающих горизонтальную или пологую залежь горных пород - при разработке рудных, угольных и других аналогичных (по горно-геологическим и горно-техническим условиям) месторождений твердых полезных ископаемых, выемку полезных ископаемых из-под вскрышных пород и последующую закладку выработанного пространства [3].

Недостатками данного способа являются:
проведение подготовки поверхности карьерного поля (полигона - при разработке россыпей), удаление и нарушение почвенно-растительного слоя при проходке вскрывающих траншей, их обязательная проходка на всю длину карьерного поля (полигона), малая глубина разработки, что весьма ограничивает типаж месторождений, которые могут быть отработаны с применением данного способа.

Цель изобретения - повышение эффективности открытой разработки горизонтально и полого залегающих месторождений твердых полезных ископаемых нескального типа путем снижения сроков освоения месторождений, капитальных и эксплуатационных затрат, повышения полноты использования недр и экологической безопасности.

Достигается поставленная цель тем, что в способе разработки месторождений твердых полезных ископаемых нескального типа, включающем совмещенную эксплуатационную разведку и опробование, вскрытие, совмещенное с временной вскрышей, выемку полезных ископаемых, минеральную подготовку и первичную переработку минерального сырья, закладку выработанного пространства, согласно изобретению производят оперативно, в едином техническом и организационно-технологическом комплексе, совмещенную эксплуатационную разведку и опробование полезного ископаемого или полезных ископаемых в пределах этой зоны карьерного поля или полигона россыпи, выделение в ней призматических выемочных элементов с кондиционным полезным ископаемым, выемку этих элементов, включающую их "нарезку" и подъем в целостности на дневную поверхность вместе с ненарушенным почвенно-растительным слоем, отделением от него продуктивной части, минеральную подготовку и первичную переработку минерального сырья на месте отработки эксплуатационного блока, частичную выемку кондиционного полезного ископаемого смежных блоков или элементов боковой подработкой из временно образовавшегося выработанного пространства, закладку выработанного пространства обезвреженными отходами данного горно-обогатительного производства, опускание на прежнее место породной части выемочного элемента, оставление не затронутыми горными работами блоки и их элементы с некондиционным полезным ископаемым и породные.

В способе сначала отделяют от массива призматический породный элемент и поднимают его временно на дневную поверхность, а затем извлекают призматический выемочный элемент продуктивного пласта или залежи.

В способе при значительной мощности покрывающих пород или продуктивного пласта или залежи, или тех и других, их выемку осуществляют раздельно и последовательным расчленением на отдельные небольшие по высоте элементы.

Способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых нескального типа осуществляют следующим образом: карьерное поле или полигон россыпи картируют на основе ранее полученной или скорректированной горно-геологической информации с выделением участков с частью забалансовых запасов полезного ископаемого, а в пределах этих участков - блоков с кондиционным, временно некондиционным, некондиционным и убогим полезным ископаемым и породных блоков, что позволяет предопределить не только начало и последующее развитие горных работ, но и рациональные параметры, и технологические методы выемки и переработки полезного ископаемого или полезных ископаемых, выделяют исходную эксплуатационную зону на участке, наиболее выгодном для начальной отработки карьерного поля, осуществляют в ней совмещенную эксплуатационную разведку и опробование, на основе оперативно полученной горно-геологической информации данную зону разделяют на эксплуатационные блоки, а блоки - на выемочные элементы рабочего органа мобильного выемочно-обогатительного агрегата или передвижной установки и экономико-технологического принципа - кондиционное, временно некондиционное, некондиционное и убогое полезное ископаемое и пустая порода - при этом осуществляют отработку только эксплуатационных блоков с кондиционным полезным ископаемым, а остальные оставляют не затронутыми горными работами до повторной отработки месторождения, когда временно некондиционное полезное ископаемое переводят в категорию кондиционного и т. д.; производят совмещенное вскрытие и частичную отработку первого эксплуатационного блока с кондиционным полезным ископаемым путем "нарезки" по периметру и "подрезки" по низу призматического выемочного элемента с сохранением почвенно-растительного слоя на его поверхности, подъема его на дневную поверхность и отделения от него продуктивной части. Извлеченное из недр полезное ископаемое и подвергнутое предварительной минеральной подготовке, например рудоподготовке, перерабатывают на месте отработки; используя выработанное пространство, производят частичную боковую по периметру выработки выемку кондиционного полезного ископаемого из смежных эксплуатационных блоков; образовавшееся выработанное пространство закладывают обезвреженными отходами локального горно-обогатительного производства; на предварительно уплотненную закладку устанавливают на прежнее место ранее отделенный от массива породный элемент с почвенно-растительным слоем в его верхней части; смежные блоки или их элементы с некондиционным полезным ископаемым или породой оставляют не затронутыми горными работами, т.е. целиковыми.

Способ осуществляют путем начального отделения от массива карьерного поля или полигона россыпи призматического породного элемента и подъема его на дневную поверхность и последующего извлечения выемочного элемента продуктивного пласта или залежи. В способе при значительной мощности покрывающих пород или продуктивного пласта или тех и других их выемку производят раздельно и с последовательным расчленением на отдельные небольшие по высоте элементы.

Источники информации
1. Горные науки. Освоение и сохранение недр земли./ Под ред. К.Н.Трубецкого. - М.: Изд-во Академии горных наук, 1997.

2. Секисов Г. В. Минеральные объекты и их рациональное освоение. - М.: Наука, 1994.

3. Патент РФ 1831569 - прототип. А, ИГД ДО АН, СССР, 30.07.1993.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче и переработке руд, песков россыпей, твердых горючих полезных ископаемых, драгоценных камней, строительных горных пород и некоторых других нескальных твердых полезных ископаемых, сосредоточенных в горизонтально и полого залегающих пластовых, плаще-, пласто-, жило- и линзообразных залежах, а также в гнездообразных и изометрических телах, разобщенных и сближенных в горизонтальной плоскости и имеющих малую и небольшую мощность. Способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых нескального типа, представленных горизонтально и наклонно залегающими плоскими залежами и минеральными телами, осуществляется с предварительным разделением карьерного поля (или полигона россыпи) на эксплуатационные блоки с кондиционным, временно некондиционным и некондиционным полезным ископаемым и пустой породой, границы которой впоследствии уточняются на основе оперативно выполняемой совмещенной эксплуатационной разведки и опробования. При этом отрабатываются лишь блоки с кондиционным полезным ископаемым путем выемки призматических элементов, отделения от них нижней - продуктивной - части и возвращения на прежнее место (после закладки выработанного пространства, возникающего вследствие извлечения из недр полезного ископаемого) породной части выемочного элемента. Извлеченное полезное ископаемое подвергают после минеральной подготовки первичной переработке на месте его добычи. Целью изобретения является повышение эффективности недропользования при освоении месторождений твердых полезных ископаемых вышеуказанного типа путем сокращения сроков их освоения, капитальных и эксплуатационных затрат, повышения полноты выемки полезных ископаемых и извлечения из них полезных компонентов, повышения экологической и социальной безопасности. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых нескального типа, включающий совмещенную эксплуатационную разведку и опробование, вскрытие, совмещенное с временной вскрышей, выемку полезных ископаемых, минеральную подготовку и первичную переработку минерального сырья, закладку выработанного пространства, отличающийся тем, что производят оперативно в едином техническом и организационно-технологическом комплексе совмещенную эксплуатационную разведку и опробование полезного ископаемого или полезных ископаемых в пределах этой зоны карьерного поля или полигона россыпи, выделение в ней призматических выемочных элементов с кондиционным полезным ископаемым, выемку этих элементов, включающую их "нарезку" и подъем в целостности на дневную поверхность вместе с ненарушенным почвенно-растительным слоем, отделение от него продуктивной части, минеральную подготовку и первичную переработку минерального сырья на месте отработки эксплуатационного блока, частичную выемку кондиционного полезного ископаемого смежных блоков или элементов боковой подработкой из временно образовавшегося выработанного пространства, закладку выработанного пространства обезвреженными отходами данного горно-обогатительного производства, опускание на прежнее место породной части выемочного элемента, оставление не затронутыми горными работами блоки и их элементы с некондиционным полезным ископаемым и породные. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сначала отделяют от массива призматический породный элемент и поднимают его временно на дневную поверхность, а затем извлекают призматический выемочный элемент продуктивного пласта или залежи. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при значительной мощности покрывающих пород или продуктивного пласта, или залежи, или тех и других их выемку осуществляют раздельно и с последовательным расчленением на отдельные небольшие по высоте элементы.