СПОСОБ ОСУШЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ, НАПРИМЕР ТРУБКООБРАЗНОГО, ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ПРИ ПЕРЕХОДЕ ОТ ЕГО ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ К ПОДЗЕМНОЙ Российский патент 2015 года по МПК E02D19/10 

Описание патента на изобретение RU2541341C1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при осушении водоносного пласта в зоне трубкообразного полезного ископаемого, преимущественно рудного, при его карьерной разработке с последующем переходом к шахтной с системой обрушения отработке верхней части рудного тела.

Известна система водоотлива глубоких карьеров (RU 2269652, E02D 19/10, 10.02.2006), включающая при переходе на подземные работы откачку воды из карьера с помощью плавучего водоприемника, оснащенного погружным насосным агрегатом, причем водоприемник подвешен совместно с трубопроводом на тросах спуско-подъемных устройств, размещенных на бортах карьера. Недостатком такой системы водоотлива является необходимость откачки всей поступающей в карьер воды, что удорожает работы по осушению.

Известен также способ осушения карьеров (SU 1794997, E02D 19/10, 15.02.1993), включающий бурение нисходящих скважин с уступов карьера (с перебуром ниже подошвы нижележащего уступа) и в подкарьерной части, дробление породы с образованием дренируемой зоны путем взрывания водостойких BB, бурение восстающих дренажных скважин из подземной выработки в подкарьерную зону и регулируемый отвод (с помощью запорной и регистрирующей аппаратуры дренажных скважин) подземных вод (с использованием шахтного водоотлива). Этот известный способ принят в качестве прототипа. Недостаток этого известного способа такой же, как и предыдущего.

Задачей изобретения является создание такого способа осушения месторождения полезных ископаемых, который позволял бы исключить полную откачку объема воды без нарушения добычи при переходе от открытой разработки месторождения к подземной.

Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата способ осушения месторождения, например трубкообразного, полезных ископаемых при переходе от его открытой разработки к подземной, включающей создание с помощью буровзрывных работ дренажной зоны в донной части карьера для регулируемого отвода вод через восстающие дренажные скважины, гидравлически связанные с системой шахтного водоотлива, сооруженного до окончания разработки карьера.

Отличительной особенностью патентуемого способа является то, что при работе карьерного водоотлива сооружают спиральный въезд с углом подъема большим угла подъема спирали бермы и осуществляют задержку поверхностных вод путем возведения водосборных емкостей на бермах карьера снизу вверх.

Для сокращения затрат водосборные емкости возводят путем отсыпки водозадерживающих поперечных и продольных дамб, причем продольные дамбы размещают на безопасном по устойчивости расстоянии от наружного края бермы.

Для увеличения вместимости водосборных емкостей последние заполняют осыпями с наклоном отсыпаемой поверхности в сторону продольных дамб при максимальной высоте отсыпки, удовлетворяющей условию устойчивости массы осыпей, уложенных выше продольных дамб.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где изображено:

на фиг.1 - фаза окончания сооружения спирального въезда в карьере (план карьера);

на фиг.2 - увеличенное изображение разреза A-A на фиг.1, фаза окончания подготовительных работ для перехода к подземной разработке трубкообразного полезного ископаемого (руды);

на фиг.3 и 4 - фаза окончания сооружения восстающей дренажной скважины, выносные элементы соответственно I и II на фиг.2 (оборудование ее призабойной части и устья);

на фиг.5 - фаза окончания возведения двух смежных водосборных емкостей на берме карьера, продольный разрез (выносной элемент III на фиг.2);

на фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.3;

на фиг.7 - фаза окончания возведения водосборной заполненной осыпями емкости на берме карьера, поперечное сечение.

Предлагаемый способ осушения месторождения, например трубкообразного, полезных ископаемых заключается в следующем.

До окончания открытой разработки трубкообразного месторождения 1 (фиг.1 и 2) полезного ископаемого 2, например руды, и после проходки двух шахтных стволов (на чертежах не показано) от последних проходят в водонепроницаемых породах 3 подготовительную выработку 4 и дренажную кольцевую выработку 4а вокруг месторождения 1 с оставлением подлежащей подземной отработки (с учетом предохранительного целика 2a) части полезного ископаемого 2 под дном 5 карьера 6, находящегося в водопроницаемых породах 3а. Со дна 5 карьера 6 бурят нисходящие буровзрывные скважины 7 и создают дренажную зону 8 путем взрывания в них водостойких ВВ (с оставлением природного целика 2б). Из дренажной выработки 4a в дренажную зону 8 бурят восстающие дренажные скважины 9, оборудуют их обсадными трубами 10 с фильтрами 11 (фиг.3) в дренажной зоне 8 и устанавливают кондуктор 12 с запорной аппаратурой 13 на устье 9а скважины 9 с цементированием затрубного пространства (фиг.4). Затем обеспечивают гидравлическую связь каждой дренажной скважины 9 через коллектор 4б и трубопровод 4в с главным (шахтным) водоотливом.

Сооружают в карьере 6 спиральный въезд 14 с углом подъема β спирали больше угла подъема α спирали бермы 15 (β>α). После этого на бермах 15 возводят снизу (от дна 5 карьера 6) вверх водосборные емкости 16 (фиг.5 и 6) путем отсыпки для каждой емкости вначале продольных дамб 17 на безопасном по устойчивости расстоянии S от наружного края 18 бермы 15, а затем поперечных дамб 19. Дамбы 17 и 19 имеют поперечное сечение в виде треугольников близких размеров. Дамба 17 при высоте h имеет основание поперечного сечения размером 2h, при этом размер безопасного расстояния S>h. Отсыпку водосборных емкостей 16 осуществляют с помощью погрузочной машины типа ПДМ, которая обеспечивает как доставку осыпей бортов карьера 6 в зону дамб 17 и 19, так и их уплотнение путем ударов ковшом по выгруженной массе. Таким образом, дамбы 17 и 19 содержат уплотненные осыпи 17a и 19a, что обеспечивает практически их водонепроницаемость. Возможно (при необходимости) использование при доставке материала для возведения части дамб из отвала самосвалов, а для их укладки - и бульдозеров. Объем водосборных емкостей 16 определяется размерами по ее дну 15а длиной L и шириной B, а также высотой h поперечных дамб 19 и углом α. Максимальный уровень 20 воды 21 каждой водосборной емкости 16 определяется высотой h ниже расположенной поперечной дамбой 19.

Возможно значительное увеличение вместимости водосборных емкостей 16 без увеличения высоты h дамб 17 и 19. Это достигается тем, что каждую нижерасположенную водосборную емкость 16 (до возведения по крайне мере поперечной дамбы 17 вышерасположенной водосборной емкости 16) заполняют осыпями 22 (фиг.7) с наклоном отсыпаемой поверхности 23 в сторону продольной дамбы 17 при максимальной высоте Н отсыпки, удовлетворяющей условию устойчивости массы осыпей 22, уложенных выше продольной дамбы 17 (Н>h) и прилегающих к откосам 6а карьера 6. При этом объем Vем водосборной емкости 16 определяют по зависимости

Vем=Voc·no,

где Voc - объем осыпей, м3 (в пределах ограничения сверху депрессионной поверхностью уровня 24 воды в осыпях 22 емкости 16);

no - пористость осыпей.

На фиг.7 видно, что в поперечном сечении водосборной емкости 16 с осыпями 22 криволинейный (депрессионный) уровень 24 воды почти по всей ширине B превышает уровень 20 воды 21 до заполнения ее осыпями 22.

Заполнение водосборных емкостей водой происходит постепенно, что исключает необходимость полной их откачки на период перехода от открытой разработки полезного ископаемого к его подземной разработке и, следовательно, позволяет уменьшить затраты на проведение работ по осушению.

Похожие патенты RU2541341C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ ОБВОДНЕННОГО РУДНИКА, ОТРАБАТЫВАЕМОГО ОТКРЫТО-ПОДЗЕМНЫМ СПОСОБОМ 2023
  • Корепанов Алексей Юрьевич
  • Кульминский Алексей Сергеевич
  • Янников Алексей Михайлович
RU2798370C1
СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКИ ОБВОДНЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 1999
  • Зельберг А.С.
  • Крамсков Н.П.
  • Лобанов В.В.
RU2165018C2
Способ водоотведения при разработке пластовых месторождений по восстанию с внутренним отвалообразованием 2021
  • Тальгамер Борис Леонидович
RU2754754C1
СПОСОБ ОСУШЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 2010
  • Гензель Григорий Наумович
  • Косогор Валерий Иванович
  • Писарев Олег Иванович
  • Якушенко Михаил Владимирович
RU2448216C2
СПОСОБ ОСУШЕНИЯ ТРУБКООБРАЗНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 2008
  • Гензель Григорий Наумович
  • Гладченко Евгений Сергеевич
  • Косогор Валерий Иванович
  • Якушенко Михаил Владимирович
RU2382144C1
ШАХТНЫЙ ВОДООТЛИВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ СИНКЛИНАЛЬНЫХ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КОМБИНИРОВАННЫМ СПОСОБОМ 2016
  • Ермаков Анатолий Юрьевич
  • Сенкус Витаутас Валентинович
  • Сенкус Валентин Витаутасович
  • Зварич Оксана Михайловна
  • Ермаков Егор Анатольевич
  • Габрашитова Ольга Васильевна
  • Сенкус Василий Витаутасович
  • Свинко Наталья Ивановна
  • Галиуллина Гульнара Изимировна
  • Коваленко Валентина Витальевна
RU2622972C1
ШАХТНЫЙ ВОДООТЛИВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПОЛОГИХ И КРУТЫХ ПЛАСТОВ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КОМБИНИРОВАННЫМ СПОСОБОМ 2016
  • Ермаков Анатолий Юрьевич
  • Сенкус Витаутас Валентинович
  • Сенкус Валентин Витаутасович
  • Зварич Оксана Михайловна
  • Ермаков Егор Анатольевич
  • Габрошидова Ольга Васильевна
  • Сенкус Василий Витаутасович
  • Шестакова Наталья Георгиевна
  • Шумский Андрей Владимирович
  • Коваленко Валентина Витальевна
RU2627504C1
ШАХТНЫЙ ВОДООТЛИВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ АНТИКЛИНАЛЬНЫХ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КОМБИНИРОВАННЫМ СПОСОБОМ 2016
  • Ермаков Анатолий Юрьевич
  • Сенкус Витаутас Валентинович
  • Сенкус Валентин Витаутасович
  • Кудрявцева Елена Михайловна
  • Ермаков Егор Анатольевич
  • Габрашитова Ольга Васильевна
  • Сенкус Василий Витаутасович
  • Свинко Наталья Ивановна
  • Шумский Андрей Владимирович
  • Коваленко Валентина Витальевна
RU2622971C1
Способ открытий разработки солей ниже уровня подземных вод в условиях влажного климата 1980
  • Высоцкий Василий Иванович
  • Шрейдер Эрнст Андреевич
SU937720A1
СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ ОБВОДНЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ПЛОЩАДНОГО ЗАЛЕГАНИЯ 1994
  • Кульбацкий В.Б.
  • Назима В.Н.
  • Сютьев С.А.
RU2114307C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 541 341 C1

Реферат патента 2015 года СПОСОБ ОСУШЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ, НАПРИМЕР ТРУБКООБРАЗНОГО, ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ПРИ ПЕРЕХОДЕ ОТ ЕГО ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ К ПОДЗЕМНОЙ

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при осушении водоносного пласта в зоне трубкообразного полезного ископаемого, преимущественно рудного, при его карьерной разработке с последующим переходом к шахтной, с системой обрушения отработки верхней части рудного тела. Способ осушения месторождения, например трубкообразного, полезных ископаемых при переходе от его открытой разработки к подземной включает создание с помощью буровзрывных работ дренажной зоны в донной части карьера для регулируемого отвода поверхностных и подземных вод через восстающие дренажные скважины, гидравлически связанные с системой шахтного водоотлива, сооруженного до окончания разработки карьера. При работе карьерного водоотлива сооружают спиральный въезд с углом подъема спирали, большим угла подъема спирали бермы, и осуществляют задержку поверхностных вод путем возведения водосборных емкостей на бермах карьера снизу вверх. Технический результат состоит в повышении эффективности проведения работ по осушению на период перехода от открытой разработки к подземной разработке полезного ископаемого, снижении материалоемкости. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Формула изобретения RU 2 541 341 C1

1. Способ осушения месторождения, например трубкообразного, полезных ископаемых при переходе от его открытой разработки к подземной, включающий создание с помощью буровзрывных работ дренажной зоны в донной части карьера для регулируемого отвода поверхностных и подземных вод через восстающие дренажные скважины, гидравлически связанные с системой шахтного водоотлива, сооруженного до окончания разработки карьера, отличающийся тем, что при работе карьерного водоотлива сооружают спиральный въезд с углом подъема спирали, большим угла подъема спирали бермы, и осуществляют задержку поверхностных вод путем возведения водосборных емкостей на бермах карьера снизу вверх.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что возведение водосборных емкостей на бермах осуществляют путем отсыпки водозадерживающих поперечных и продольных дамб, причем продольные дамбы размещают на безопасном по устойчивости расстоянии от наружного края берм.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что водосборные емкости заполняют осыпями с наклоном отсыпаемой поверхности в сторону продольных дамб при максимальной высоте отсыпки, удовлетворяющей условию устойчивости массы осыпей, уложенных выше продольных дамб.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2541341C1

Способ осушения открытых карьеров 1990
  • Сохач Михаил Андреевич
  • Климентов Михаил Николаевич
  • Забейда Михаил Андреевич
  • Ривлин Виктор Михайлович
SU1794997A1
СПОСОБ ОСУШЕНИЯ ТРУБКООБРАЗНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 2008
  • Гензель Григорий Наумович
  • Гладченко Евгений Сергеевич
  • Косогор Валерий Иванович
  • Якушенко Михаил Владимирович
RU2382144C1
СПОСОБ ОТСТРОЙКИ НЕРАБОЧЕГО БОРТА КАРЬЕРА В УСЛОВИЯХ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ 1995
  • Андросов А.Д.
  • Самохин А.В.
  • Зубков В.П.
  • Саввинов К.Н.
  • Изаксон В.Ю.
  • Леоненко В.Н.
  • Гринев В.Г.
  • Ганченко М.В.
RU2099528C1
СПОСОБ ОТРАБОТКИ КИМБЕРЛИТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 2008
  • Хон Вячеслав Иванович
RU2384706C1
0
SU88691A1
Способ открытий разработки солей ниже уровня подземных вод в условиях влажного климата 1980
  • Высоцкий Василий Иванович
  • Шрейдер Эрнст Андреевич
SU937720A1

RU 2 541 341 C1

Авторы

Гензель Григорий Наумович

Гладченко Евгений Сергеевич

Косогор Валерий Иванович

Писарев Олег Иванович

Якушенко Михаил Владимирович

Даты

2015-02-10Публикация

2013-10-08Подача