Способ разработки сложноструктурных глубокозалегающих россыпей Российский патент 2023 года по МПК E21C41/30 E21C41/00 E21B7/28 E21B43/28 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки сложноструктурных глубокозалегающих россыпей золота.

Известна конструкция механического расширителя, устанавливаемого на колонне буровых труб, для расширения пробуренных скважин с целью получения проб породы увеличенного объема [1]. Механический расширитель включает корпус и расширительные лопасти с режущими элементами.

Недостатком механического расширителя является сложность извлечения на поверхность отделяемой от массива пробы в процессе расширения скважины.

Известен способ скважинной добычи твердых полезных ископаемых и устройство для его осуществления [2], включающие проходку опережающей скважины, использование рабочего органа в виде расширителя с лопастями армированными резцами для выбуривания пород обратным ходом и извлечение выбуренных пород в виде гидросмеси.

Недостатком способа являются потери крупного самородного золота при транспортировке песков в виде гидросмеси.

Известна конструкция расширителя скважины [3], включающего буровую штангу, плуг, ось качания плуга, кронштейны и бадью. При вращении буровой штанги происходит выдвижение плуга, который расширяет скважину и сбрасывает срезанный грунт в бадью.

Недостатком применения расширителя скважины являются потери части песков над плотиком при расширении скважины в продуктивном пласте из-за криволинейной траектории движения плуга.

Известны способы скважинного выщелачивания золота из песков россыпей [4, 5], заключающиеся в ведении опережающего опробования, выделении участков продуктивного пласта с различными формами золота, подачу в продуктивный пласт активированных выщелачивающих растворов.

Недостатками способа являются неполное растворение золота, содержащегося в богатых зонах продуктивного пласта, а также более высокие эксплуатационные затраты.

Известен способ скважинного выщелачивания золота из сложноструктурных глубокозалегающих россыпей [6], включающий бурение скважин, выявление богатых зон продуктивного пласта, расширение скважин, локальное извлечение шнеком элемента богатой зоны и гравитационное обогащение минеральной массы из богатых зон, содержащих крупное золото, отработку методами физико-химической геотехнологии продуктивного пласта.

Недостатком способа является невозможность механической выемки всего объема минеральной массы из богатых зон, содержащих крупное золото, что в последствии приводит к потерям золота из-за неполного растворения выщелачивающими растворами крупного золота.

Наиболее близким по технологической сущности является способ разработки сложноструктурных глубокозалегающих россыпей, включающий бурение скважин, выявление богатых зон продуктивного пласта, расширение скважин, локальное извлечение шнеком элемента богатой зоны и гравитационное обогащение минеральной массы из богатых зон, содержащих крупное золото, извлечение оставшейся части богатой зоны цилиндрическим ковшом с автоматической системой управления, установленным на буровую штангу, срезанная поворотными режущими кромками минеральная масса направляется расширителями во внутреннюю полость цилиндрического ковша, после заполнения цилиндрический ковш через скважину поднимается для контроля минеральной массы на содержание золота и подачи на гравитационное обогащение, циклы разработки продуктивного пласта продолжаются до снижения качества извлекаемой минеральной массы в переходных зонах, зоны с низким содержанием золота отрабатывают методами физико-химической геотехнологии [7].

Недостатком способа является относительно невысокая производительность разработки глубокозалегающих россыпей.

Технический результат заключается в повышении технологической эффективности и производительности разработки глубокозалегающих россыпей, увеличении надежности выемки.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки сложноструктурных глубокозалегающих россыпей, включающем бурение скважин, выявление богатых зон продуктивного пласта, расширение скважин, локальное извлечение шнеком элемента богатой зоны и гравитационное обогащение минеральной массы из богатых зон, содержащих крупное золото, извлечение оставшейся части богатой зоны цилиндрическим ковшом с автоматической системой управления, установленным на буровую штангу, срезанная поворотными режущими кромками минеральная масса направляется расширителями во внутреннюю полость цилиндрического ковша, после заполнения цилиндрический ковш через скважину поднимается для контроля минеральной массы на содержание золота и подачи на гравитационное обогащение, циклы разработки продуктивного пласта продолжаются до снижения качества извлекаемой минеральной массы в переходных зонах, зоны с низким содержанием золота отрабатывают методами физико-химической геотехнологии, формирование скважин богатых зон ведется с образованием приямка для размещения, прикрепленного к нижней части корпуса цилиндрического ковша, накопителя, оснащенного подвижным кольцом, перекрывающим отверстия в нижней части накопителя, и днищем с гидроцилиндром в кожухе, при этом минеральная масса, перемещенная расширителями во внутреннюю полость цилиндрического ковша, ссыпается в накопитель до необходимого уровня загрузки цилиндрического ковша с накопителем, при этом после подъема цилиндрического ковша на дневную поверхность буровая штанга поворачивается под углом к вертикали, а подвижное кольцо поднимается канатами лебедок, осуществляется вращение буровой штанги с цилиндрическим ковшом для просеивания через отверстия накопителя мелкой продуктивной фракции минеральной массы, направляемой на гравитационное обогащение, последовательно производится раскрытие днища и разгрузка некондиционной крупной фракции, направляемой в отвал, причем при отработке зон с низким содержанием золота и переходных зон методами физико-химической геотехнологии в переходные зоны через закачные скважины подается накислороженный выщелачивающий раствор с повышенной концентрацией комплексообразователя, а в закачные скважины зон с низким содержанием золота подается маточный раствор доукрепленный комплексооб-разователем.

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

На фиг. 1 - схема разработки сложноструктурной глубокозалегающей россыпи; на фиг. 2 - выносной элемент А на фиг. 1.; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2, цилиндрический ковш с выдвинутыми расширителями в крайнем положении; на фиг. 4 - схема просеивания из накопителя мелкой продуктивной фракции минеральной массы; на фиг. 5 - схема выгрузки из накопителя некондиционной крупной фракции.

Способ разработки сложноструктурных глубокозалегающих россыпей включает бурение скважин 1, выявление богатых зон 2 продуктивного пласта 3, расширение скважин 4 с образованием приямка 5, локальное извлечение шнеком 6 элемента 7 богатой зоны 2 и гравитационное обогащение минеральной массы из богатых зон 2. Оставшаяся часть 8 богатой зоны 2 извлекается цилиндрическим ковшом 9, установленным на буровую штангу 10. Цилиндрический ковш 9 функционирует с применением автоматической системы управления 11 и включает поворотные режущие кромки 12, 13, расширители 14, 15, корпус 16 с внутренней полостью 17, накопитель 18, прикрепленный к нижней части 19 корпуса 16, лебедки 20, 21 с канатами 22, 23. Накопитель 18 оснащен подвижным кольцом 24, перекрывающим отверстия 25 в нижней части 26 накопителя 18, и днищем 27 с гидроцилиндром 28 в кожухе 29. После подъема цилиндрического ковша 9 на дневную поверхность 30 буровая штанга 10 поворачивается под углом 31 к вертикали 32 для разгрузки. Производится дифференцированное разделение минеральной массы по фракциям с направлением некондиционной крупной фракции в отвал 33. Отработка зон с низким содержанием золота 34 и переходных зон 35 методами физико-химической геотехнологии ведется с применением выщелачивающих растворов, которые подают в продуктивный пласт через закачные скважины 36, 37. Через откачные скважины 38, 39 выдают на поверхность продуктивные растворы. Наземный комплекс 40 оснащен емкостью 41 для раствора с повышенной концентрацией комплексообразователя, кислородной станцией 42, емкостью 43 для доукрепления маточного раствора комплексо-образователем, сорбционными колоннами 44, 45.

Способ разработки сложноструктурных глубокозалегающих россыпей осуществляется следующим образом.

Ведется бурение скважин 1, выявление богатых зон 2 продуктивного пласта 3, расширение скважин 4, локальное извлечение шнеком 6 элемента 7 богатой зоны 2 и гравитационное обогащение минеральной массы из богатых зон 2, содержащих крупное золото. Осуществляется извлечение оставшейся части 8 богатой зоны 2 цилиндрическим ковшом 9 с автоматической системой>правления 11, установленным на буровую штангу 10. Срезанная поворотными режущими кромками 12, 13 минеральная масса направляется расширителями 14, 15 во внутреннюю полость 17 цилиндрического ковша 9. После заполнения цилиндрический ковш 9 через скважину 4 поднимается для контроля минеральной массы на содержание золота и подачи на гравитационное обогащение. Циклы разработки продуктивного пласта 3 продолжаются до снижения качества извлекаемой минеральной массы в переходных зонах 35. Зоны с низким содержанием золота 34 отрабатывают методами физико-химической геотехнологии. Формирование скважин 4 богатых зон 2 ведется с образованием приямка 5 для размещения, прикрепленного к нижней части 19 корпуса 16 цилиндрического ковша 9, накопителя 18, оснащенного подвижным кольцом 24, перекрывающим отверстия 25 в нижней части 26 накопителя 18, и днищем 27 с гидроцилиндром 28 в кожухе 29. Минеральная масса, перемещенная расширителями 14, 15 во внутреннюю полость 17 цилиндрического ковша 9, ссыпается в накопитель 18 до необходимого уровня загрузки цилиндрического ковша 9 с накопителем 18. После подъема цилиндрического ковша 9 на дневную поверхность 30 буровая штанга 10 поворачивается под углом 31 к вертикали 32, а подвижное кольцо 24 поднимается канатами 22, 23 лебедок 20, 21, осуществляется вращение буровой штанги 10 с цилиндрическим ковшом 9 для просеивания через отверстия 25 накопителя 18 мелкой продуктивной фракции минеральной массы, направляемой на гравитационное обогащение. Производится раскрытие днища 27 посредством гидроцилиндра 28 и разгрузка некондиционной крупной фракции, направляемой в отвал 33. При отработке зон с низким содержанием золота 34 и переходных зон 35 методами физико-химической геотехнологии в переходные зоны 35 через закачные скважины 36 из емкости 41 подается накислороженный раствор с повышенной концентрацией комплексообразователя, готовящийся путем нагнетания газообразного кислорода, вырабатываемого кислородной станцией 42. В закачные скважины 37 зон с низким содержанием золота 34 из емкости 43 подается маточный раствор доукрепленный комплексообразователем. Подъем продуктивных растворов производится через откачные скважины 38, 39 с последующей подачей в сорбционные колонны 44, 45 наземного комплекса 40.

Способ обеспечивает повышение технологической эффективности и производительности разработки глубокозалегающих россыпей, увеличение надежности выемки, снижение экологической нагрузки на окружающую среду в районе ведения горных работ.

Источники информации:

1. Патент РФ №2183249 от 10.06.2002. Механический расширитель.

2. Патент РФ №2236537 от 20.09.2004. Способ скважинной добычи твердых полезных ископаемых и устройство для его осуществления.

3. Полезная модель к патенту РФ №124299 от 20.01.2013. Расширитель скважины.

4. Секисов А.Г., Трубачев А.И., Салихов B.C., Лавров А.Ю., Рубцов Ю.И., Шевченко Ю.С. Геолого-минералогические особенности Кручининского россыпного месторождения как основа для разработки технологии извлечения золота // Вестник Забайкальского государственного университета. 2018. Т. 24. №8. С.29-38.

5. Секисов А.Г., Рубцов Ю.И., Кузнецова Д.В. Использование и развитие золотодобывающими предприятиями научного и технологического потенциала Российской науки // Золотодобывающая промышленность. 2022. №2. С.8-9.

6. Патент РФ №2716536 от 12.03.2020. Способ скважинного выщелачивания золота из сложноструктурных глубокозалегающих россыпей.

7. Патент РФ №2774167 от 15.06.2022. Способ разработки сложноструктурных глубокозалегающих россыпей.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки сложноструктурных глубокозалегающих россыпей золота. Способ разработки включает бурение скважин, выявление богатых зон продуктивного пласта, извлечение минеральной массы из богатых зон шнеком и цилиндрическим ковшом, установленным на буровую штангу. Формирование скважин богатых зон ведут с образованием приямка для размещения прикрепленного к нижней части корпуса цилиндрического ковша, накопителя, оснащенного подвижным кольцом, перекрывающим отверстия в нижней части накопителя. Минеральную массу, перемещенную расширителями во внутреннюю полость цилиндрического ковша, ссыпают в накопитель до необходимого уровня загрузки. После подъема цилиндрического ковша на дневную поверхность осуществляют просеивание через отверстия накопителя мелкой продуктивной фракции минеральной массы, направляемой на гравитационное обогащение, последовательно производят раскрытие днища и разгрузку некондиционной крупной фракции, направляемой в отвал. При отработке зон с низким содержанием золота и переходных зон методами физико-химической геотехнологии в переходные зоны через закачные скважины подают накислороженный выщелачивающий раствор с повышенной концентрацией комплексообразователя, а в закачные скважины зон с низким содержанием золота подают маточный раствор, доукрепленный комплексообразователем. Технический результат заключается в повышении технологической эффективности и производительности разработки глубокозалегающих россыпей, увеличении надежности выемки. 5 ил.

Способ разработки сложноструктурных глубокозалегающих россыпей, включающий бурение скважин, выявление богатых зон продуктивного пласта, расширение скважин, локальное извлечение шнеком элемента богатой зоны и гравитационное обогащение минеральной массы из богатых зон, содержащих крупное золото, извлечение оставшейся части богатой зоны цилиндрическим ковшом с автоматической системой управления, установленным на буровую штангу, срезанную поворотными режущими кромками минеральную массу направляют расширителями во внутреннюю полость цилиндрического ковша, после заполнения цилиндрический ковш через скважину поднимают для контроля минеральной массы на содержание золота и подачи на гравитационное обогащение, циклы разработки продуктивного пласта продолжают до снижения качества извлекаемой минеральной массы в переходных зонах, зоны с низким содержанием золота отрабатывают методами физико-химической геотехнологии, отличающийся тем, что формирование скважин богатых зон ведут с образованием приямка для размещения прикрепленного к нижней части корпуса цилиндрического ковша, накопителя, оснащенного подвижным кольцом, перекрывающим отверстия в нижней части накопителя, и днищем с гидроцилиндром в кожухе, при этом минеральную массу, перемещенную расширителями во внутреннюю полость цилиндрического ковша, ссыпают в накопитель до необходимого уровня загрузки цилиндрического ковша с накопителем, при этом после подъема цилиндрического ковша на дневную поверхность буровую штангу поворачивают под углом к вертикали, а подвижное кольцо поднимают канатами лебедок, осуществляют вращение буровой штанги с цилиндрическим ковшом для просеивания через отверстия накопителя мелкой продуктивной фракции минеральной массы, направляемой на гравитационное обогащение, последовательно производят раскрытие днища и разгрузку некондиционной крупной фракции, направляемой в отвал, причем при отработке зон с низким содержанием золота и переходных зон методами физико-химической геотехнологии в переходные зоны через закачные скважины подают накислороженный выщелачивающий раствор с повышенной концентрацией комплексообразователя, а в закачные скважины зон с низким содержанием золота подают маточный раствор, доукрепленный комплексообразователем.