Способ подземного выщелачивания руд с взрывоинъекционной подготовкой Российский патент 2021 года по МПК E21C41/16 E21B43/28 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке рудных месторождений со сложным распределением ценных компонентов.

Известен способ добычи полезных ископаемых с применением выщелачивания, по которому выемку руды производят камерами. Раздробленную руду транспортируют на поверхность, где ее сортируют и обогащают, при этом хвосты сортировки укладывают в штабели для выщелачивания ценных компонентов, а отвальными продуктами обогащения закладывают отработанные камеры [1].

Однако известный способ не позволяет производить достаточно полное извлечение полезного ископаемого, связан с большими потерями и затратами на сооружение хвостохранилищ.

Известен способ разработки рудных месторождений с селективными взрывной подготовкой и выемкой [2] и способ разработки месторождений полезных ископаемых [3] с использованием предварительного взрывания ВВ и выщелачивания.

Данные способы не позволяют решать проблему снижения потерь руды в междукамерных целиках.

Известен способ подземной разработки месторождений полезных ископаемых, включающий выемку рудного тела камерами, последующую закладку выработанного пространства, доставку руды на поверхность и извлечение полезных ископаемых на обогатительной фабрике [4].

Недостатки известного способа - большие потери руды в целиках и значительные затраты, связанные со складированием некондиционных руд и хвостов обогащения на поверхности.

Известен способ добычи полезных ископаемых с применением выщелачивания, включающий выемку руды камерами, транспортировку руды на поверхность, ее сортировку, обогащение, выщелачивание хвостов и последующую закладку отработанных камер отходами производства, отсортированную некондиционную руду и хвосты обогащения транспортируют в отработанные камеры в выщелачивающем растворе, а затем заложенный в камерах материал обрабатывают выщелачивающим раствором [5].

Недостатком данного способа является низкая эффективность селективной выемки руд с различным уровнем содержания ценных компонентов и большие потери руды в целиках.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий проведение вскрывающих и подготовительных выработок, деление залежи на этажи, нарезку очистных блоков, очистную выемку руды, закладку выработанного пространства некондиционной горнорудной массой, выщелачивание ее растворами выщелачивающих реагентов и выдачу на поверхность отбитой кондиционной руды и продуктов выщелачивания. Производят забойную сортировку отбитой горнорудной массы, затем в процессе заполнения выработанного пространства некондиционной горнорудной массой. Смачивание ее растворами выщелачивающих реагентов осуществляют до полного влагонасыщения. После окончания выщелачивания образовавшиеся пустоты в выработанном пространстве заполняют гидравлической закладкой, производят нейтрализацию выщелачивающих реагентов и закрепление выщелоченной горнорудной массы путем последовательного нагнетания сначала нейтрализующих реагентов, а затем раствора со связующими компонентами [6].

Недостатком способа является относительно низкое извлечение ценного компонента из руд в связи с их недостаточной структурной подготовкой к выщелачиванию.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении извлечения полезных компонентов при минимизации объемов извлечения ископаемого из недр за счет селективной выемки руд с различным уровнем содержания ценных компонентов и выщелачивания их из отсортированных руд.

Технический результат достигается тем, что в способе подземного выщелачивания руд с взрывоинъекционной подготовкой, включающем проведение подготовительных выработок, очистную выемку, забойную сортировку рудной массы, закладку выработанного пространства рудной массой, выщелачивание растворами реагентов, производят опережающую селективную выемку богатых руд, которые после выпуска из камер подвергают сортировке с отделением наиболее богатой штуфной части с последующей переработкой на обогатительной фабрике, а основную отсортированную часть богатой руды подвергают дополнительному механическому дроблению и, при необходимости - окомкованию, пропитыванию активным окисляющим раствором, с осуществлением закладки в выработанное пространство, после чего выдерживают технологическую паузу, в течение которой осуществляют обуривание скважинами участков руд с рядовым содержанием ценных компонентов, примыкающих к контурам камер, размещают в скважинах подготовленные на базе активированных растворов заряды эмульсионных ВВ, при этом в осевой части зарядов эмульсионных ВВ - тонкостенные трубки с активным перкарбонатно-пероксидным раствором, а по периферии зарядов эмульсионных ВВ - тонкостенные трубки с активным щелочным раствором хлорида натрия, осуществляют последующее последовательное взрывание зарядов эмульсионных ВВ с коротким замедлением, при котором осуществляется взрывоинъекционная пропитка участков руд с рядовым содержанием ценных компонентов первоначально активным щелочным раствором хлорида натрия, а затем - углекислотными и азотисто-кислыми продуктами реакций между взрывными газами и парами активного перкарбонатно-пероксидного раствора, далее осуществляют основные работы по выщелачиванию ценных компонентов активированными растворами реагентов рядовой концентрации из дробленой и окомкованной богатой руды, заложенной в камеры, а после второй технологической паузы - из отбитой руды с рядовым содержанием ценных компонентов, пропитанной парами реагентов при взрывоинъекционной подготовке.

Возможность формирования требуемой последовательности выполняемых действий предложенными средствами позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.

На фиг. 1 - основная часть технологической схемы реализации способа; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема заряда эмульсионного ВВ; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3.

Способ подземного выщелачивания руд с взрывоинъекционной подготовкой выполняется посредством проведения подготовительных выработок 1, очистной выемки, забойной сортировки, закладки выработанного пространства 2 рудной массой. Богатые руды 3 после выпуска из камер 4 подвергают сортировке с разделением на штуфную часть 5 и основную отсортированную часть богатой руды 6. Скважинами 7 обуриваются участки руд с рядовым содержанием ценных компонентов 8, примыкающие к контурам 9 камер 4. В скважинах 7 размещают заряды эмульсионных ВВ 10. В осевой части 11 зарядов эмульсионных ВВ 10 находятся тонкостенные трубки с активным перкарбонатно-пероксидным раствором 12, а по периферии 13 зарядов эмульсионных ВВ 10 - тонкостенные трубки с активным щелочным раствором хлорида натрия 14. После взрывания производится выщелачивание ценных компонентов из дробленой и окомкованной богатой руды 15, заложенной в камеры 4, и из отбитой руды с рядовым содержанием ценных компонентов 16.

Способ подземного выщелачивания руд с взрывоинъекционной подготовкой реализуется следующим образом.

Осуществляется проведение подготовительных выработок 1, очистная выемка, забойная сортировка рудной массы, закладка выработанного пространства 2 рудной массой, выщелачивание растворами реагентов. Производят опережающую селективную выемку богатых руд 3, которые после выпуска из камер 4 подвергают сортировке с отделением наиболее богатой штуфной части 5 с последующей переработкой на обогатительной фабрике, а основную отсортированную часть богатой руды 6 подвергают дополнительному механическому дроблению и, при необходимости - окомкованию, пропитыванию активным окисляющим раствором, с осуществлением закладки в выработанное пространство 2. После чего выдерживают технологическую паузу, в течение которой осуществляют обуривание скважинами 7 участков руд с рядовым содержанием ценных компонентов 8, примыкающих к контурам 9 камер 4. Размещают в скважинах 7 подготовленные на базе активированных растворов заряды эмульсионных ВВ 10. В осевой части 11 зарядов эмульсионных ВВ 10 располагаются тонкостенные трубки с активным перкарбонатно-пероксидным раствором 12, а по периферии 13 зарядов эмульсионных ВВ 10 - тонкостенные трубки с активным щелочным раствором хлорида натрия 14. Осуществляют последующее последовательное взрывание зарядов эмульсионных ВВ 10 с коротким замедлением, при котором осуществляется взрывоинъекционная пропитка участков руд с рядовым содержанием ценных компонентов 8 - первоначально активным щелочным раствором хлорида натрия, а затем - углекислотными и азотисто-кислыми продуктами реакций между взрывными газами и парами активного перкарбонатно-пероксидного раствора. Далее осуществляют основные работы по выщелачиванию ценных компонентов активированными растворами реагентов рядовой концентрации из дробленой и окомкованной богатой руды 15, заложенной в камеры 4. После второй технологической паузы осуществляют выщелачивание из отбитой руды с рядовым содержанием ценных компонентов 16, пропитанной парами реагентов при взрывоинъекционной подготовке.

Предлагаемая технология эффективна при подземной добыче сложно-структурных, труднообогатимых, прожилковых типов руд с неравномерным распределением полезного компонента. Выполнение предлагаемой технологии одобрено и планируется на месторождении Гитче-Тырныауз. Технология позволит повысить технологическую эффективность и экологическую безопасность за счет снижения потерь ценных компонентов при проведении физико-химических процессов активационного выщелачивания.

Источники информации

1. Патент США №3260548, кл. 299-18. Способ добычи полезных ископаемых с применением выщелачивания, 1966.

2. Патент РФ № 2683288, кл. Е21С 41/22, F42D 3/04. Способ разработки рудных месторождений с селективными взрывной подготовкой и выемкой, 2019.

3. Патент РФ №2700865, E21C 41/22, C22B 3/04, E21B 43/28. Способ разработки месторождений полезных ископаемых, 2019.

4. Патент США №3586379, кл. 299-8. Способ подземной разработки месторождений полезных ископаемых, 1971.

5. А.С. СССР №607020. Способ добычи полезных ископаемых с применением выщелачивания, 1978.

6. А.с. СССР №1236818 Способ разработки месторождений полезных ископаемых.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке рудных месторождений со сложным распределением ценных компонентов. Способ подземного выщелачивания руд с взрывоинъекционной подготовкой включает проведение подготовительных выработок, очистную выемку, забойную сортировку рудной массы, закладку выработанного пространства рудной массой, выщелачивание растворами реагентов. Производят опережающую селективную выемку богатых руд, которые после выпуска из камер подвергают сортировке с отделением наиболее богатой штуфной части с последующей переработкой на обогатительной фабрике. Основную отсортированную часть богатой руды подвергают дополнительному механическому дроблению и, при необходимости, окомкованию, пропитыванию активным окисляющим раствором с осуществлением закладки в выработанное пространство. Выдерживают технологическую паузу, в течение которой осуществляют обуривание скважинами участков руд с рядовым содержанием ценных компонентов, непосредственно примыкающих к контурам камер, размещают в скважинах подготовленные на базе активированных растворов заряды эмульсионных ВВ, при этом в осевой части зарядов эмульсионных ВВ - тонкостенные трубки с активным перкарбонатно-пероксидным раствором, а по периферии зарядов эмульсионных ВВ - тонкостенные трубки с активным щелочным раствором хлорида натрия. Осуществляют последующее последовательное взрывание зарядов эмульсионных ВВ с коротким замедлением, при котором осуществляется взрывоинъекционная пропитка участков руд. Обеспечивается повышение извлечения полезных компонентов при минимизации объемов извлечения ископаемого из недр за счет селективной выемки руд с различным уровнем содержания ценных компонентов и выщелачивания их из отсортированных руд. 4 ил.

Способ подземного выщелачивания руд с взрывоинъекционной подготовкой, включающий проведение подготовительных выработок, очистную выемку, забойную сортировку рудной массы, закладку выработанного пространства рудной массой, выщелачивание растворами реагентов, отличающийся тем, что производят опережающую селективную выемку богатых руд, которые после выпуска из камер подвергают сортировке с отделением наиболее богатой штуфной части с последующей переработкой на обогатительной фабрике, а основную отсортированную часть богатой руды подвергают дополнительному механическому дроблению и, при необходимости, окомкованию, пропитыванию активным окисляющим раствором с осуществлением закладки в выработанное пространство, после чего выдерживают технологическую паузу, в течение которой осуществляют обуривание скважинами участков руд с рядовым содержанием ценных компонентов, примыкающих к контурам камер, размещают в скважинах подготовленные на базе активированных растворов заряды эмульсионных ВВ, при этом в осевой части зарядов эмульсионных ВВ - тонкостенные трубки с активным перкарбонатно-пероксидным раствором, а по периферии зарядов эмульсионных ВВ - тонкостенные трубки с активным щелочным раствором хлорида натрия, осуществляют последующее последовательное взрывание зарядов эмульсионных ВВ с коротким замедлением, при котором осуществляется взрывоинъекционная пропитка участков руд с рядовым содержанием ценных компонентов первоначально активным щелочным раствором хлорида натрия, а затем углекислотными и азотисто-кислыми продуктами реакций между взрывными газами и парами активного перкарбонатно-пероксидного раствора, далее осуществляют основные работы по выщелачиванию ценных компонентов активированными растворами реагентов рядовой концентрации из дробленой и окомкованной богатой руды, заложенной в камеры, а после второй технологической паузы из отбитой руды с рядовым содержанием ценных компонентов, пропитанной парами реагентов при взрывоинъекционной подготовке.