СПОСОБ ДОРАБОТКИ ЗАПАСОВ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОД ДНОМ КАРЬЕРА Российский патент 2012 года по МПК E21C41/30 E21B43/28 

Изобретение относится к горной технологии и может быть использовано для доработки запасов месторождения, остающихся после завершения отработки открытым способом, а также при комплексных и комбинированных физико-технических и физико-химических методах разработки месторождений полезных ископаемых.

Известны комбинированные способы разработки запасов рудных месторождений, состоящие из элементов скважинных и подземных систем выщелачивания, например, урана. Предлагаемые способы осуществляют взрывным разрушением руды, магазинированием в отбитом объеме, подачей реагентов по скважинам, пробуренным с поверхности, и приемом продуктивных растворов в подземные горные выработки. Изменение состояния горных пород достигают при частичном выпуске руды из отрезной щели, взрыванием подрудного целика в траншею с объемом, превышающим объем целика в 1,5-2 раза, и самообрушением слежавшейся частично выщелоченной руды на вновь образованное пространство [1, 2]. К недостаткам данных технических решений относится проведение большого объема подготовительно-нарезных работ, высокая трудоемкость образования дополнительного свободного пространства, на которое производится самообрушение руды.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предложенному способу является разработка неглубоко залегающих запасов рудного тела методом подземного выщелачивания. Рудное тело вскрывается с поверхности скважинами диаметром 243 мм. Блок разбуривают по шахматной сетке скважинами глубиной в среднем 48 м. Центральные скважины служат компенсационным пространством, угловые скважины являются взрывными. Для закачивания рабочего раствора используют скважины глубиной 22 м, для откачивания продуктивных растворов - скважины глубиной 45 м с углом 2-3° к вертикали [3]. Недостатком способа является невозможность эффективной отработки пологозалегающих и наклонных залежей.

Целью изобретения является обеспечение устойчивости бортов карьера, повышение безопасности горных работ при доработке запасов под дном карьера.

Указанная цель достигается тем, что при доработке запасов рудных месторождений общую глубину доработки запасов руды определяют по формуле: Н_д=0,5(D_д-2b)tgα, где Н_д - общая глубина доработки запасов, м; D_д - приведенный радиус дна карьера, м; b - ширина рабочего уступа, м; α - угол наклона откоса рабочего уступа, град; внешний контур разрушаемого объема рудного массива обуривают скважинами под углом, равным углу откоса рабочего уступа, и глубиной, равной располагаемыми на дне карьера на расстоянии, равном ширине рабочего уступа от подошвы последнего уступа; по осевой линии разрушаемого объема на всю глубину доработки запасов бурят выдающую скважину, а остальной объем рудного тела обуривают замкнутыми и расположенными на расстоянии, равном ЛНС друг от друга, параллельными рядами вертикальных скважин, глубину которых в пределах каждого ряда принимают постоянной, а между рядами переменной, определяемой по формуле L_bi=H_д-n_iWtgα, где n_i - номер параллельного ряда, считая от центральной выданной скважины; W - величина линии наименьшего сопротивления для конкретного типа горных пород, определяемая известным способом, м; при этом в каждом ряду вертикальных скважин и в наклонном ряду оконтуривающих скважин бурят заряжаемые скважины в количестве: где N_δi - количество заряжаемых скважин в i-м ряду; и равномерно распределенные между ними компенсирующие незаряжаемые скважины в количестве

где к_р - коэффициент разрыхления пород при взрывном дроблении, ед.; W - величина линии наименьшего сопротивления для конкретного типа горных пород, определяемая известным способом, м; Д_pi - приведенный диаметр i-го единичного замкнутого ряда вертикальных или наклонных скважин, м; n_i - номер параллельного ряда, считая от центральной выдачной скважины; d_к - диаметр компенсационной скважины, м.

При доработке запасов месторождений полезных ископаемых с устойчивыми горными породами весь объем разрушаемого рудного массива, включая его внешний контур, обуривают замкнутыми параллельными рядами вертикальных скважин одинаковой глубины, равной глубине доработки запасов, а глубину выдающей скважины увеличивают на величину не менее 10 ее диаметров.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана доработка запасов рудного месторождения под дном карьера, представленного неустойчивыми горными породами. На фиг.2 показано расположение оконтуривающих, взрывных и незаряжаемых скважин на дне карьера. На фиг.3 показана доработка запасов рудного месторождения под дном карьера, представленного устойчивыми горными породами.

На чертежах показана открытая горная выработка - 1; борт карьера - 2; угол наклона откоса рабочего уступа - 3; внешний контур разрушаемого объема рудного массива - 4; наклонные скважины внешнего контура разрушаемого объема рудного массива - 5; дно карьера с приведенным радиусом D_д - 6; доработка запасов глубиной H_д - 7; ширина рабочего уступа b - 8; заряжаемые скважины i-го ряда - 9; линия наименьшего сопротивления вертикальных скважин (W) для конкретного типа горных пород - 10; приведенный диаметр i-го единичного замкнутого ряда вертикальных или наклонных скважин Д_pi - 11; равномерно распределенные между заряженными компенсирующие незаряжаемые скважины - 12; разрушенный объем рудного массива - 13; выдающая скважина - 14.

Способ доработки запасов рудных месторождений под дном карьера включает отработку открытых горных выработок 1, создание бортов карьера 2 с углом наклона откоса рабочего уступа 3, формирование внешнего контура разрушаемого объема рудного массива 4 бурением и взрыванием наклонных скважин 5 и формирование периметра с приведенным радиусом дна карьера 6 и глубиной отработки запасов 7, создание рабочих площадок уступа 8, бурение со дна карьера заряжаемых скважин 9 i-го ряда с линией наименьшего сопротивления вертикальных скважин (W) для конкретного типа горных пород 10, на каждом приведенном диаметре 11 i-го единичного замкнутого ряда равномерно распределенных между заряжаемыми скважинами компенсирующих незаряжаемых скважин 12, создание разрушенного объема рудного массива 13 и заполнение разрушенного объема рабочим раствором и выдачу продуктивного раствора через выдающую скважину известной конструкции 14.

Способ реализуется следующим образом (фиг.1).

После отработки карьера 1 до предельной глубины проводят подготовку к отработке запасов под дном карьера методом подземного выщелачивания. Для обеспечения устойчивости бортов карьера с приведенным радиусом дна 6 доработку запасов руды ведут до глубины 7 доработки Н_д=0,5(D_д-2b)tgα, а получение полезного компонента - методом подземного выщелачивания. Для этого на дне карьера на расстоянии от борта 2 карьера, равном ширине рабочего уступа 8, по подошве последнего уступа производят бурение взрывных скважин 5 под углом 3, равным углу откоса рабочего уступа, и глубиной, равной

Остальной объем рудного тела обуривают замкнутыми и расположенными на расстоянии, равном линии наименьшего сопротивления 10 друг от друга, параллельными рядами вертикальных скважин 9, глубину которых в пределах каждого ряда принимают постоянной, а между рядами переменной, определяемой по формуле: L_bi=H_д-n_iWtgα. В каждом ряду вертикальных скважин и в наклонном ряду оконтуривающих скважин бурят заряжаемые скважины в количестве (фиг.2). Располагаемые по приведенному диаметру 11 i-го единичного замкнутого ряда вертикальные взрывные и наклонные компенсационные скважины содержат равномерно распределенные между ними компенсационные незаряжаемые скважины 12 в количестве

Взрывание скважин 5 и 9 создает внешний контур 4 разрушаемого рудного массива и определяет объем раздробленного рудного массива 13. Внутрь контура разрушенного рудного массива производят подачу рабочего раствора, а выдачу продуктивного раствора осуществляют через выдающую скважину 14.

При доработке запасов под дном карьера (фиг.3), представленного устойчивыми горными породами, весь объем разрушаемого рудного массива 13, включая его внешний контур 4, обуривают замкнутыми параллельными рядами вертикальных скважин 9 одинаковой глубины, равной глубине доработки запасов 7, а глубину выдающей скважины 14 увеличивают на величину не менее 10 ее диаметров.

Источники информации

1. Лунев Л.И. Шахтные системы разработки месторождений урана подземным выщелачиванием / Под общ. ред. Н.И. Чеснокова. - М.: Энергоиздат, 1982. - 128 с.

2. АС 829887 Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых. Приоритет: 23.03.1979 г., МКИ: Е 21 В 43/28, Е 21 С 41/06.

3. Абрамов А.В. Горные работы при разведке месторождений для подземного выщелачивания. - Разведка и охрана недр, 1983, №7, с. 39-42.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при доработке запасов месторождения, остающихся после завершения отработки открытым способом. Техническим результатом является обеспечение устойчивости бортов карьера и повышение безопасности горных работ. Способ доработки запасов руды под дном карьера осуществляют методом выщелачивания. При этом осуществляют обуривание рудного массива, его взрывное разрушение, заполнение разрушенного объема рабочим раствором и выдачу продуктивного раствора. Причем внешний контур разрушаемого объема обуривают скважинами под углом, равным углу откоса рабочего уступа. По осевой линии разрушаемого объема на всю глубину доработки запасов бурят выдающую скважину. Остальной объем рудного тела обуривают замкнутыми параллельными рядами вертикальных скважин. При устойчивых горных породах весь объем разрушаемого рудного массива, включая его внешний контур, обуривают вертикальными скважинами одинаковой глубины. 3 ил.

Способ доработки запасов руды под дном карьера методом выщелачивания, включающий в себя обуривание рудного массива, его взрывное разрушение, заполнение разрушенного объема рабочим раствором и выдачу продуктивного раствора, отличающийся тем, что, с целью обеспечения устойчивости бортов карьера и безопасности работ, общую глубину доработки запасов руды определяют по формуле:
Н_д=0,5(D_д-2b)tgα,
где Н_д - общая глубина доработки запасов, м;
D_д- приведенный радиус дна карьера, м;
b - ширина рабочего уступа, м;
α - угол наклона откоса рабочего уступа, град;
внешний контур разрушаемого объема рудного массива обуривают скважинами под углом, равным углу откоса рабочего уступа, и глубиной, равной располагаемыми на дне карьера на расстоянии cos α, равном ширине рабочего уступа от подошвы последнего уступа, по осевой линии разрушаемого объема на всю глубину доработки запасов бурят выдающую скважину известной конструкции, а остальной объем рудного тела обуривают замкнутыми и расположенными на расстоянии друг от друга, равном линии наименьшего сопротивления, параллельными рядами вертикальных скважин, глубину которых в пределах каждого ряда принимают постоянной, а между рядами переменной, определяемой по формуле:
L_bi=H_д-n_iWtgα,
где n_i - номер параллельного ряда, считая от центральной выдающей скважины;
W - величина линии наименьшего сопротивления для конкретного типа горных пород, определяемая известным способом, м;
при этом в каждом ряду вертикальных скважин и в наклонном ряду оконтуривающих скважин бурят заряжаемые скважины в количестве:

где N_δi - количество заряжаемых скважин в i-м ряду;
и равномерно распределенные между ними компенсирующие не заряжаемые скважины, при этом (или) в устойчивых горных породах весь объем разрушаемого рудного массива, включая его внешний контур, обуривают замкнутыми параллельными рядами вертикальных скважин одинаковой глубины, равной глубине доработки запасов, а глубину выдающей скважины увеличивают на величину не менее 10 ее диаметров.