СПОСОБ ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Российский патент 2003 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горной и горно-металлургической промышленности и может быть использовано при освоении рудных, россыпных, угольных, горюче-сланцевых и некоторых других месторождений, получении минеральных полуфабрикатов и готовой минеральной продукции, которые связаны с минералоподготовительными и обогатительными процессами.

Широко известны стационарные и полустационарные обогатительные фабрики и установки, применяемые при эксплуатации месторождений скального и полускального типа, а также передвижные и плавучие обогатительные установки при освоении россыпей и некоторых типов месторождений строительных горных пород [1] . Однако при освоении месторождений твердых полезных ископаемых, главньм образом рудных, с рыхлением горных пород взрывом мобильные обогатительные установки, размещаемые непосредственно в добычных забоях или вблизи них, до последнего времени не применялись.

Новая технология освоения месторождений твердых полезных ископаемых с послойным взрыванием горных пород в карьерах под мобильным укрытием с демпфирующим щитом [2] позволяет создавать технологии освоения с использованием мобильных минералоподготовительных и обогатительных установок, размещенных непосредственно в призабойном рабочем пространстве.

Наиболее близкими по существу решаемой задачи являются карьерные передвижные дробильно-перегрузочные установки или агрегаты типа ДПУ или ДПА, включающие накопительные емкости, например, бункеры, дробилки крупного дробления различных конструкций - конусные, щековые, роторные, конусно-валковые, двухвалковые - или грохоты, а также устройства для подачи дробленого материала в средства карьерного транспорта, главным образом ленточные конвейеры [1] . Наряду с определенными достоинствами этим установкам и агрегатам присущи существенные недостатки - прежде всего они рассчитаны на начальное крупное дробление, что предопределяет их большую массу (до 1600 т) и большие параметры - общая длина агрегата типа СДПА-2000 составляет 65-67 м при ширине 15-20 м, что значительно снижает их маневренность и обуславливает необходимость расширения рабочих площадок в карьере в 1,2-1,5 раза. Их использование связано с высокими энергетическими затратами, они не предусмотрены для работы в комплексе с обогатительньми агрегатами и установками.

Цель изобретения - повышение эффективности открытой разработки месторождений твердых полезных ископаемых за счет сокращения капитальных и эксплуатационных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в способе освоения месторождений твердых полезных ископаемых, включающем выделение добычных и породных блоков в отрабатываемом уступе или рабочей зоне, рыхление слагающих их горных пород взрыванием горизонтальных скважинных зарядов малого или среднего диаметра под мобильным укрытием, оперативное опробование полезного ископаемого в массиве, глубокую дифференциацию добычного блока на выемочные элементы по комплексу основных показателей качества полезных ископаемых, их последовательную селективную отработку, минеральную подготовку извлеченной кондиционной минеральной массы и ее переработку, согласно изобретению выемочные элементы в пределах добычного блока выделяют по комплексу показателей качества полезного ископаемого - петрографическому, минеральному, химическому и гранулометрическому составам и по основным физическим свойствам слагающих его пород; предобогатительную подготовку извлеченной при экскавации кондиционной минеральной массы производят раздельно и последовательно по ее категориям, типам и сортам в призабойном пространстве с помощью мобильного агрегата, являющегося головной частью карьерного мобильного подготовительно-обогатительного комплекса и состоящего из секционного полусфероидного грохота-классификатора, работающего под действием гравитационных сил падающей из приемного бункера минеральной массы, дробилок среднего и мелкого дробления или только мелкого дробления и мельницы облегченного типа; переработку минеральной массы осуществляют последовательно в строгом соответствии с выделенными ее категориями, типами и сортами в мобильном обогатительном агрегате, куда она подается с помощью вибропередаточного устройства, соединяющего подготовительный и обогатительный агрегаты; полученные концентраты или концентраты и богатая (штуфная) добытая минеральная масса доставляется на металлургический или химико-металлургический комплекс или субкомплекс, а попутно полученная готовая или товарная минеральная продукция - потребителям.

Карьерный мобильный подготовительно-обогатительный комплекс, включающий минерально-подготовительный и обогатительный агрегаты, соединенные вибропередаточным устройством, размещают непосредственно в призабойной зоне на рабочей площадке уступа.

Минерально-подготовительный агрегат размещают в призабойной зоне отрабатываемого уступа, а обогатительный агрегат - на рабочей площадке нижележащего уступа.

Минерально-подготовительный агрегат размещают на рабочей площадке вышележащего уступа, а обогатительный агрегат - на рабочей площадке отрабатываемого уступа.

Сопоставительным анализом с прототипом установлены отличия заявляемого способа, заключающиеся в глубоком разделении добычного блока на выемочные элементы по широкому комплексу показателей качества полезного ископаемого и физическим свойствам горных пород, в выделении при селективной выемке категорий, типов и сортов минеральной массы и их раздельной подготовке и переработке с использованием карьерного мобильного подготовительно-обогатительного комплекса в призабойной зоне. Таким образом, заявляемый способ освоения месторождений твердых полезных ископаемых соответствует критерию изобретения "новизна". При изучении других решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, выявлены не были и поэтому они обеспечивают ему соответствие критерию "существенные отличия".

На чертеже схематично изображен карьерный мобильный подготовительно-обогатительный комплекс.

Способ освоения месторождений твердых полезных ископаемых осуществляется следующим образом.

Непосредственную добычу и минеральную подготовку, например рудоподготовку, начинают послойным взрыванием эксплуатационного блока горизонтальными скважинными зарядами малого или среднего диаметра под мобильньм укрытием с демпфирующим щитом [2] , обеспечивающим одновременно равномерное и мелкое дробление полезного ископаемого, позволяющее исключить из последующего технологического цикла крупное, а при экономической целесообразности - и среднее дробление. На основе информации, полученной при оперативном опробовании горизонтальных взрывных скважин и оценке структуры взорванного добычного блока, производят его разбивку на выемочные элементы по комплексу показателей качества полезного ископаемого и основных физических свойств горных пород, слагающих блок, по петрографическому, минеральному, химическому и гранулометрическому составу, плотности, абразивности и прочности горных пород. Выделенные элементы последовательно извлекают из массива взорванного блока глубокой селективной выемкой, например экскаватором послойного копания [3], с разделением горной массы на четыре грузопотока: породный, направляемый на внутренние или внешние отвалы вскрышных пород, некондиционной минеральной массы, например рудной массы, направляемой в специальные отвалы, временно некондиционной минеральной массы, направляемой на специальные склады, и кондиционной минеральной массы, непосредственно подаваемой в мобильный минерально-подготовительный агрегат 1 (см. чертеж) карьерного мобильного подготовительно-обогатительного комплекса.

Кондиционную минеральную массу подразделяют в процессе экскаваторной выемки на категории, типы и сорта, соответствующие показателям качества, и последовательно загружают ею приемный бункер минерально-подготовительного агрегата 1, из которого она сбрасывается с оптимальной высоты на приемное устройство 2 секционного полусфероидного грохота-классификатора 3, с помощью которого ее в пределах каждого сорта или типа разделяют по гранулометрическому составу на несколько классов крупности: надрешетная минеральная масса первой его секции 4 механически сбрасывается во внешний перепускной канал 5 и ее подают в дробилку среднего дробления 6, а при отсутствии на карьере минеральной массы средней крупности - сразу в дробилку мелкого дробления 7; надрешетный продукт второй секции 8 по срединному каналу 9 подают в дробилку мелкого дробления 7; надрешетный продукт третьей секции 10 по внутреннему каналу 11 подают в мельницу облегченного типа 12, а подрешетный тонкий материал третьей секции, минуя мельницу облегченного типа 12, и конечный продукт измельчения с помощью вибропередающего устройства 13 подают в мобильный обогатительный агрегат 14, который располагают либо на той же рабочей площадке, что и минерально-подготовительный агрегат 1, либо на рабочей площадке нижележащего уступа 15.

Грохот-классификатор 3 приводят в рабочее состояние путем преобразования кинетической энергии падающей минеральной массы в механическую с помощью механизма-преобразователя 16. Основные узлы и конструкции мобильного обогатительного агрегата 14 устанавливают, исходя из применяемого в конкретных условиях способа обогащения - гравитационного, флотационного, магнитно-сепарационного, комбинированного и т.п. При добыче и переработке железных, титано-магнетитовых и им подобных руд используют мобильный обогатительный агрегат с узлами сухой магнитной сепарации.

Полученный концентрат или концентраты в качестве промпродуктов направляются на конечную переработку на установках того же предприятия либо в качестве товарной продукции поставляют потребителю - металлургическому или химико-металлургическому заводам.

Таким образом, заявляемый способ освоения месторождений твердых полезных ископаемых обеспечивает сокращение капитальных и эксплуатационных затрат путем исключения из производственного цикла транспортировки из карьера добытой кондиционной минеральной массы за счет осуществления ее переработки в призабойной зоне с помощью карьерного мобильного подготовительно-обогатительного комплекса; увеличения сквозного извлечения полезного ископаемого и полезных компонентов из него путем комплексно-сквозного повышения качества добываемого, подготавлеваемого и перерабатываемого минерального сырья, что позволяет достичь поставленнной цели.

Источники информации
1. Открытые горные работы. Справочник. - М.: Горное дело, 1994.

2. Патент РФ 2039253, МКИ⁵ Е 21 С 37/00.

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

Изобретение относится к горной и горно-металлургической промышленности и может быть использовано при освоении месторождений твердых полезных ископаемых. Способ освоения месторождений твердых полезных ископаемых включает выделение добычных и породных блоков в отрабатываемом уступе или зоне. Рыхление горных пород, слагающих блоки, производят взрыванием горизонтальных скважинных зарядов малого или среднего диаметра под мобильным укрытием. Проводится оперативное опробование полезного ископаемого, дифференциация добычного блока на выемочные элементы по количеству основных показателей качества полезного ископаемого, их селективная выемка, минеральная подготовка и переработка кондиционной минеральной массы. Изобретение позволяет повысить эффективность открытой разработки месторождений твердых полезных ископаемых за счет сокращения капитальных и эксплуатационных затрат. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ освоения месторождений твердых полезных ископаемых, включающий выделение добычных и породных блоков в отрабатываемом уступе или рабочей зоне, рыхление слагающих их горных пород взрыванием горизонтальных скважинных зарядов малого или среднего диаметра под мобильным укрытием, оперативное опробование полезного ископаемого в массиве, глубокую дифференциацию добычного блока на выемочные элементы по комплексу основных показателей качества полезных ископаемых, их последовательную селективную отработку, минеральную подготовку извлеченной кондиционной минеральной массы и ее переработку, отличающийся тем, что выемочные элементы в пределах добычного блока выделяют по комплексу показателей качества полезного ископаемого - петрографическому, минеральному, химическому и гранулометрическому составам и по основным физическим свойствам слагающих его пород, предобогатительную подготовку извлеченной при экскавации кондиционной минеральной массы производят раздельно и последовательно по ее категориям, типам и сортам в призабойном пространстве с помощью мобильного агрегата, являющегося головной частью карьерного мобильного подготовительно-обогатительного комплекса и состоящего из секционного полусфероидного грохота-классификатора, работающего под действием гравитационных сил падающей из приемного бункера минеральной массы, дробилок среднего и мелкого дробления или только мелкого дробления и мельницы облегченного типа, переработку минеральной массы осуществляют последовательно в строгом соответствии с выделенными ее категориями, типами и сортами в мобильном обогатительном агрегате, куда она подается с помощью вибропередаточного устройства, соединяющего подготовительный и обогатительный агрегаты, полученные концентраты или концентраты и богатая штуфная добытая минеральная масса доставляется на металлургический или химико-металлургический комплекс или субкомплекс, а попутно полученная готовая или товарная минеральная продукция - потребителям. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что карьерный мобильный подготовительно-обогатительный комплекс, включающий минерально-подготовительный и обогатительный агрегаты, соединенные вибропередаточным устройством, размещают непосредственно в призабойной зоне на рабочей площадке уступа. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что минерально-подготовительный агрегат размещают в призабойной зоне отрабатываемого уступа, а обогатительный агрегат - на рабочей площадке нижележащего уступа. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что минерально-подготовительный агрегат размещают на рабочей площадке вышележащего уступа, а обогатительный агрегат - на рабочей площадке отрабатываемого уступа.