Способ повторной разработки рудных месторождений Российский патент 2023 года по МПК E21C41/22 B02C23/18 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при вовлечении в добычу запасов руд из ранее отработанных блоков.

Задачей заявленного способа является повышение эффективности разработки рудных месторождений за счет: применения эффективных утяжелителей при изготовлении тяжелых растворов; расчет необходимого количества утяжелителя для получения жидкости заданной плотности; получения достаточно устойчивой и маловязкой тяжелой жидкости с определенной крупностью зерен; увеличения абсолютной влажности некондиционной обрушенной рудной массы тем самым уменьшаем угол внутреннего трения массива, что приводит к увеличению ширины зоны выпуска и снижению потерь руды в транспортной выработке.

Скорость потока в выработке должна быть минимальной (критической) для обеспечения энергоемкости процесса, но достаточной для взвешивания частиц (кусков) руды. Расход жидкости может быть определен из соотношения:

где Q - расход рабочей жидкости, м³/с;

- сечение выработки в свету, м²;

- средняя скорость течения жидкости в слое с высотой, равной диаметру частицы, м/с;

f - коэффициент трения частиц о поверхность;

гидравлическая крупность частиц руды, м/с;

- составляющая скорости жидкости по нормали к поверхности.

При достижении места складирования и снижения скорости потока, за счет увеличения сечения транспортной выработки, горная масса выпадает в приемные бункера для руды и для породы. Раствор из вертикального восстающего перекачивают в отрабатываемое пространство и цикл повторяют.

Последовательность операций при реализации предложенного способа осуществляется в следующем порядке и поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан способ выпуска отбитой горной массы в тяжелых суспензиях.

Выемочный блок, заполненный некондиционной рудной массой, подготавливается к очистным работам восстановлением транспортной выработки 1, сооружением из нее изоляционных завес 2, оборудованием приемных бункеров 3 и 4 для приема кондиционной руды 5 и пустой породы 6, проходкой восстающего 7 с аккумулирующей емкостью, оборудование в ней насосной установки 8 и бурение из нее скважины 9 для подачи раствора тяжелой жидкости в выработанное пространство 10.

При изготовлении тяжелых растворов в качестве утяжелителя используют следующие вещества: пирит (5 г/см³), магнетит (5,2 г/см³), ферросилиций (6,8 г/см³) и галенит (7,5 г/см³). Взвешенные твердые частицы увеличивают плотность жидкости пропорционально их весу.

Для расчета количества утяжелителя, необходимого для получения жидкости заданной плотности, пользуются формулой:

где V - объем жидкости, см³;

- плотность утяжелителя, г/см³;

- плотность тяжелой жидкости, г/см³.

Для тяжелой жидкости существует показатель, характеризующий ее транспортные способности - условная кинетическая вязкость (). B лаборатории опытным путем определяют скорость вытекания определенного объема воды (из капилляра) и тяжелой суспензии и находят их отношение , а затем вычисляют условную кинетическую вязкость по формуле:

Значение показателя Е берут из таблицы 1.

Для получения достаточно устойчивой и, по возможности, маловязкой тяжелой жидкости в практике применяют утяжелитель с определенной крупностью зерен. Кроме того, известно, что чем меньше угол внутреннего трения массива отбитой горной массы, тем больше зоны выпуска, а определяющей характеристикой величины угла внутреннего трения массива является показатель влажности этого массива. Нагнетая в массив жидкость, мы увеличиваем его абсолютную влажность и тем самым уменьшаем угол внутреннего трения массива, что приводит к увеличению ширины зоны выпуска отбитой горной массы. В этом случае в зону выпуска попадают гребни между дучками, что и приводит к снижению потерь руды в транспортной выработке. Скорость потока в выработке должна быть минимальной (критической) для обеспечения наименьшей энергоемкости процесса, но достаточной для взвешивания частиц (кусков) руды.

С использованием известных формул из практики обогащения руд в тяжелых средах расход жидкости, перекачиваемой насосом, определяется по формуле:

где: Q - расход рабочей жидкости, м³/с;

- сечение выработки в свету, м²;

- средняя скорость течения жидкости в слое с высотой, равной диаметру частицы, м/с;

- гидравлическая крупность частиц руды, м/с;

- составляющая скорости жидкости по нормали к поверхности.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при во влечении в добычу запасов руд из ранее отработанных блоков. Способ повторной разработки рудных месторождений включает оконтуривание ранее отработанного блока с обрушенной горной массой изолирующей завесой, сооружение приемных бункеров для руды и породы и аккумулирующей емкости для тяжелой жидкости с насосной установкой. В обрушенную горную массу подают тяжелую жидкость с плотностью, равной плотности пород и меньшей плотности руды. Выпуск и транспортировку горной массы ведут в потоке тяжелой жидкости с раздельной подачей руды и породы в приемные бункеры. При этом тяжелая жидкость состоит из исходной жидкости и утяжелителя, необходимое количество которого для получения жидкости заданной плотности определяют в соответствии с предложенной зависимостью. Техническим результатом является повышение эффективности разработки рудных месторождений за счет получения достаточно устойчивой и маловязкой тяжелой жидкости с определенной крупностью зерен; увеличения абсолютной влажности некондиционной обрушенной рудной массы, увеличения ширины зоны выпуска и снижения потерь руды в транспортной выработке. 1 ил., 1 табл.

Способ повторной разработки рудных месторождений, включающий оконтуривание ранее отработанного блока с обрушенной горной массой изолирующей завесой, сооружение приемных бункеров для руды и породы и аккумулирующей емкости для тяжелой жидкости с насосной установкой, после чего в обрушенную горную массу подают тяжелую жидкость с плотностью, равной плотности пород и меньшей плотности руды, а выпуск и транспортировку горной массы ведут в потоке тяжелой жидкости с раздельной подачей руды и породы в приемные бункеры, отличающийся тем, что тяжелая жидкость состоит из исходной жидкости и утяжелителя, необходимое количество которого для получения жидкости заданной плотности определяют по формуле:

, г,

где V - объем жидкости, см³;

- плотность утяжелителя, г/см³;

- плотность тяжелой жидкости, г/см³.