Способ селективной разработки алмазосодержащих руд Российский патент 2021 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки сложноструктурных месторождений кимберлитов, содержащих руды различной ценности.

Известен способ разработки алмазоносных кимберлитовых трубок, включающий разработку рудного тела путем последовательного выбуривания кернов кимберлита большого диаметра по всей площади рудного тела с последующим размывом кернов гидравлическим способом на обогатительной фабрике [1].

Недостатками способа являются низкая производительность и высокая себестоимость работ при валовой выемке руд.

Известен способ селективной разработки алмазосодержащих руд, включающий оконтуривание участков однородных по ценности и физико-механических свойствам руд, отработку технологических зон руд низкой ценности экскаватором после предварительной буровзрывной подготовки, рыхление руд технологических зон высокой ценности бульдозерно-рыхлительными агрегатами с последующим разупрочнением разрыхленной руды в котловане, заполненным высокоминерализованным рассолом [2].

Недостатками способа являются снижение качества кристаллосырья в результате проведения взрывных работ, а также механического рыхления ценных кимберлитовых руд без их предварительного щадящего разупрочнения.

Наиболее близким по технологической и технической сущности является способ разработки кимберлитовых трубок, включающий бурение скважин, оконтуривание участков рудного массива, взрывание в скважинах кумулятивных зарядов, создание через скважины высоконапорного гидравлического воздействия на зоны руд высокой ценности с последующим рыхлением и выемкой горной массы экскаватором [3].

Недостатками способа являются применение взрывных зарядов для валового разделения мерзлого массива на крупные блоки, что приводит к повреждениям кристаллов, низкая производительность и высокая себестоимость работ при валовой дезинтеграции крупных блоков путем высоконапорного гидравлического воздействия.

Технический результат заключается в увеличении производительности и технологической эффективности за счет обеспечения селективности выемки кимберлитовых руд с учетом их ценности, а также повышении сохранности алмазов в процессе выемки кимберлитовых руд.

Технический результат достигается тем, что в способе селективной разработки алмазосодержащих руд, включающем бурение скважин, оконтуривание участков рудного массива, взрывание в скважинах кумулятивных зарядов, создание через скважины высоконапорного гидравлического воздействия на зоны руд высокой ценности с последующим рыхлением и выемкой горной массы экскаватором, для сохранения уникальных кристаллов скважины бурятся постадийно, при этом при вскрытии скважинами зоны руд высокой ценности проводится локальное сгущение сети скважин с опробованием бурового материала по глубине и последующим оконтуриванием зоны руд высокой ценности, при этом - по выявленным интервалам включений руд аномально высокой ценности - производится опробование бурового материала, полученного при нарезании круговых щелей в околоскважинном пространстве, оконтуривание в плане и разрезе с последующим выбуриванием включений руд аномально высокой ценности буровым агрегатом кольцевым забоем по оси выявленных включений руд аномально высокой ценности и подрезкой выбуренного керна большого диаметра, извлечение, транспортировка, щадящая дезинтеграция и ручная разборка материалов, причем разработка зон руд средней ценности производится механическими средствами с применением системы автоматизированного позиционирования, при этом осуществляется создание по периметру зон руд низкой ценности буферного слоя путем бурения скважин и высоконапорного гидравлического воздействия, применение для взрывного рыхления зон руд низкой ценности кумулятивных зарядов с коаксиальным размещением взрывчатых веществ, включающих внутреннюю полость с рассолом, наружную полость с рассолом и кумулятивные полости, обеспечивающие формирование направленных потоков газопаровой смеси.

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

На фиг. 1 - схема дифференциации массива по ценности руд; на фиг. 2 - схема отработки сложноструктурного месторождения алмазосодержащих руд; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1, показано включение руд аномально высокой ценности; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2, схема выбуривания керна большого диаметра; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 2, конструкция кумулятивного заряда; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 5.

Способ селективной разработки алмазосодержащих руд выполняется в массиве посредством бурения скважин 1, оконтуривания и дифференциации участков 2 рудного массива на зоны руд высокой ценности 3 с включениями руд аномально высокой ценности 4, зоны руд средней ценности 5, зоны руд низкой ценности 6. Оконтуривание зоны руд высокой ценности 3 проводится путем локального сгущения сети 7 скважин 8 с опробованием бурового материала по глубине 9. После высоконапорного гидравлического воздействия, создаваемого агрегатом 10 через скважины 1, 8 на зоны руд высокой ценности 3, производится рыхление и выемка горной массы экскаватором 11. По выявленным интервалам 12 включений руд аномально высокой ценности 4 производится нарезание круговых щелей 13 в околоскважинном пространстве 14, оконтуривание в плане 15 и разрезе 16. Буровым агрегатом 17 кольцевым забоем 18 ведется выбуривание по оси 19 выявленных включений руд аномально высокой ценности 4 с подрезкой выбуренного керна большого диаметра 20. Разработка зоны руд средней ценности 5 производится механическими средствами 21 с применением системы автоматизированного позиционирования 22. Буферный слой 23 создается по периметру 24 зон руд низкой ценности 6 путем бурения скважин 25 и высоконапорного гидравлического воздействия агрегатом 10. Кумулятивные заряды 26 включают коаксиально размещенные взрывчатые вещества 27, внутреннюю полость с рассолом 28, наружную полость с рассолом 29 и кумулятивные полости 30. Алмазосодержащие руды вывозятся на автосамосвалах 31.

Способ селективной разработки алмазосодержащих руд осуществляется следующим образом.

Ведется бурение скважин 1, оконтуривание участков 2 рудного массива, взрывание в скважинах 1 зоны руд низкой ценности 6 кумулятивных зарядов 26, создание через скважины 1, 8 высоконапорного гидравлического воздействия агрегатом 10 на зоны руд высокой ценности 3 с последующим рыхлением и выемкой горной массы экскаватором 11. Для сохранения уникальных кристаллов скважины 1, 8, 25 бурятся постадийно. При вскрытии скважинами 1 зоны руд высокой ценности 3 проводится локальное сгущение сети 7 скважин 8 с опробованием бурового материала по глубине 9 и последующим оконтуриванием зоны руд высокой ценности 3. По выявленным интервалам 12 включений руд аномально высокой ценности 4 производится опробование бурового материала, полученного при нарезании круговых щелей 13 в околоскважинном пространстве 14, оконтуривание в плане 15 и разрезе 16 с последующим выбуриванием включений руд аномально высокой ценности 4 буровым агрегатом 17 кольцевым забоем 18 по оси 19 выявленных включений руд аномально высокой ценности 4 и подрезкой выбуренного керна большого диаметра 20, извлечение, транспортировка, щадящая дезинтеграция и ручная разборка материалов. Разработка зон руд средней ценности 5 производится механическими средствами 21 с применением системы автоматизированного позиционирования 22. Осуществляется создание по периметру 24 зон руд низкой ценности 6 буферного слоя 23 путем бурения скважин 25 и высоконапорного гидравлического воздействия агрегатом 10. Для взрывного рыхления зон руд низкой ценности 6 применяются кумулятивные заряды 26 с коаксиальным размещением взрывчатых веществ 27, включающие внутреннюю полость с рассолом 28, наружную полость с рассолом 29 и кумулятивные полости 30, обеспечивающие формирование направленных потоков газопаровой смеси. Алмазосодержащие руды вывозятся на автосамосвалах 31.

Способ обеспечивает увеличение производительности и технологической эффективности за счет увеличения функциональности, надежности и обеспечения селективности выемки кимберлитовых руд различной ценности, повышение сохранности алмазов в процессе выемки кимберлитовых руд, снижение экологической нагрузки на окружающую среду в районе ведения горных работ.

Источники информации:

1. Патент РФ №2465460 от 27.10.2012. Способ разработки алмазоносных кимберлитовых трубок.

2. Патент РФ №2009318 от 15.03.1994. Способ селективной разработки алмазосодержащих руд.

3. Патент РФ №2158827 от 10.11.2000. Способ разработки кимберлитовых трубок.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки сложноструктурных месторождений кимберлитов, содержащих руды различной ценности. Способ включает бурение скважин, оконтуривание участков рудного массива. При этом при вскрытии скважинами зоны руд высокой ценности проводится локальное сгущение сети скважин с опробованием бурового материала по глубине и последующим оконтуриванием зоны руд высокой ценности, а по выявленным интервалам включений руд аномально высокой ценности производится опробование бурового материала, полученного при нарезании круговых щелей в околоскважинном пространстве, оконтуривание в плане и разрезе с последующим выбуриванием включений руд аномально высокой ценности буровым агрегатом кольцевым забоем по оси выявленных включений руд аномально высокой ценности и подрезкой выбуренного керна большого диаметра, далее производят извлечение, транспортировку, щадящую дезинтеграцию. Разработку зон руд средней ценности производят механическими средствами с применением системы автоматизированного позиционирования. При этом осуществляется создание по периметру зон руд низкой ценности буферного слоя путем бурения скважин и высоконапорного гидравлического воздействия, применение для взрывного рыхления зон руд низкой ценности кумулятивных зарядов с коаксиальным размещением взрывчатых веществ, включающих внутреннюю полость с рассолом, наружную полость с рассолом и кумулятивные полости, обеспечивающие формирование направленных потоков газопаровой смеси. Технический результат заключается в увеличении производительности и технологической эффективности за счет обеспечения селективности выемки кимберлитовых руд с учетом их ценности, а также повышении сохранности алмазов в процессе выемки кимберлитовых руд. 6 ил.

Способ селективной разработки алмазосодержащих руд, включающий бурение скважин, оконтуривание участков рудного массива, взрывание в скважинах кумулятивных зарядов, создание через скважины высоконапорного гидравлического воздействия на зоны руд высокой ценности с последующим рыхлением и выемкой горной массы экскаватором, отличающийся тем, что для сохранения уникальных кристаллов скважины бурятся постадийно, при этом при вскрытии скважинами зоны руд высокой ценности проводится локальное сгущение сети скважин с опробованием бурового материала по глубине и последующим оконтуриванием зоны руд высокой ценности, при этом - по выявленным интервалам включений руд аномально высокой ценности - производится опробование бурового материала, полученного при нарезании круговых щелей в околоскважинном пространстве, оконтуривание в плане и разрезе с последующим выбуриванием включений руд аномально высокой ценности буровым агрегатом кольцевым забоем по оси выявленных включений руд аномально высокой ценности и подрезкой выбуренного керна большого диаметра, извлечение, транспортировка, щадящая дезинтеграция и ручная разборка материалов, причем разработка зон руд средней ценности производится механическими средствами с применением системы автоматизированного позиционирования, при этом осуществляется создание по периметру зон руд низкой ценности буферного слоя путем бурения скважин и высоконапорного гидравлического воздействия, применение для взрывного рыхления зон руд низкой ценности кумулятивных зарядов с коаксиальным размещением взрывчатых веществ, включающих внутреннюю полость с рассолом, наружную полость с рассолом и кумулятивные полости, обеспечивающие формирование направленных потоков газопаровой смеси.