Спосіб добування корисної копалини

Изобретение относится к горному делу, в частности предназначено для добычи кемберлитовых руд на месторождениях алмазов, а также может быть использовано для добычи руд редких и радиоактивных металлов. Известны способы разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом [1]. В основном, этим способом добывают руды всех редких и радиоактивных металлов. Добычу кимберлитовых руд в настоящее время осуществляют исключительно открытым способом. Способ заключается в разрушении горной породы (например, взрывом), выемке руды и ее последующей транспортировке (автомобильным транспортом, например) к месту обогащения. По сравнению с подземным способом разработка месторождений открытым способом обеспечивает значительно лучшие технико-экономические показатели, но вместе с тем она сопряжена с рядом качественных последствий: нарушением земель, изменением микроклимата и водного баланса и т.п. Это требует решения ряда вопросов по охране природы в местах открытых горных работ. Одновременно возникает проблема утилизации отходов обогащения. Все эти вопросы являются проблемными и в настоящее время не решаются повсеместно. Известна система разработки, при которой выемку полезного ископаемого осуществляют за счет бурения скважин на круты х пластах легкими буровыми станками, с последующим их расширением специальным комбайном, который движется по скважине сверху вниз под действием собственного веса [2]. Известна также система разработки с бурением скважин и последующим их расширением гидромоторами с высоким давлением воды [2]. По технологии осуществления эти способы являются более близкими к заявляемому изобретению, однако непригодны при добыче именно кимберлитовой руды. Строение кимберлитовой трубки требует строго вертикального бурения прилегающих друг к другу кольцевых рядов скважин, при этом каждая скважина должна буриться одним диаметром на всю глубину (расширение исключено по условиям техники безопасности). Поэтому в качестве ближайшего аналога выбран способ открытой разработки наклонных и крутых рудных залежей [1] как единственный применяемый в настоящее время при разработке алмазных месторождений. Цель заявляемого изобретения - сохранение окружающей среды в зоне разработки месторождения, утилизация промышленных отходов, снижение материальных затрат на добычу кимберлитовых руд и последующую рекультивацию земель. Поставленная цель достигается тем, что разрушение и выемку кимберлитовой руды осуществляют одновременно путем бурения, для чего с поверхности последовательно по периметру разбуривают кимберлитовую трубку и нисходящими заходками (сверху-вниз) производят выемку руды. Бурение начинают с центра кимберлитовой трубки и каждый последующий ряд скважин разбуривают диаметром большим, чем предыдущий, а бурить каждый последующий ряд начинают после ликвидации предыдущего. Ликвидацию скважин осуществляют путем нагнетания тампонажного раствора, приготовленного на основе отходов кимберлитового производства. На фиг.1 и 2 показана схема отработки рудного тела в плане, разрез. На фиг.1 и 2 и в тексте приняты следующие обозначения: А - контур кимберлитовой трубки; 1 - центральная скважина; 2 - скважины 2-го ряда; 3 - скважины 3-го ряда; r1, r 2, r 3 - радиусы скважин. Осуществляют способ в следующей последовательности: 1. В центре кимберлитовой трубки А устанавливают буровую установку и начинают бурение центральной скважины 1 радиусом r1. Бурение выполняют с разбуриванием породы по всему забою. В качестве буровой установки используют, например, реактивно-турбинную установку типа РТБ (диаметр бурения от 1,02 до 3,0 м и глубина бурения до 1000 м). От выбуренной породы забой очищается восходящим потоком циркулирующего промывочного раствора, т.е. разбуренная порода (кимберлит) сразу же выдается на поверхность, откуда транспортируется к месту обогащения. 2. После полной отработки полезного ископаемого из скважины 1 буровую установку заменяют комплексом тампонажного оборудования и нагнетают в скважину 1 тампонажный раствор до ее полного заполнения (ликвидации). Тампонажный раствор приготавливают на основе шламов обогатительного производства кимберлитов. Таким образом, выбуренная кимберлитовая руда после переработки и извлечения алмазов возвращается в составе тампонажного раствора обратно в скважину, т.е. те хнология является безотходной. 3. После ликвидации скважины 1 начинают бурить скважины второго ряда 2 радиусом r2 В результате опытно-промышленных испытаний установлено, что потери полезного ископаемого будут меньше, если радиус бурения скважин последующего ряда больше, чем предыдущего, т.е. выполняется неравенство rn < r n+1. При этом бурение большим диаметром экономически выгоднее (объем бурения меньше). Скважины большого диаметра можно бурить, к примеру, буровыми установками типа УЗТМ или буровыми комбайнами ПД-2 (диаметр бурения до 6,2 м). Технология разрушения и выемки руды такая же, как и в предыдущей скважине 1. 4. Бурение скважин второго ряда можно вести как последовательно одной буровой установкой, так и одновременно несколькими установками. При этом ликвидацию скважин так же можно осуществлять как после окончания бурения, так и параллельно с бурением (в зависимости от условий производства). Однако необходимо учесть, что поскольку последующий ряд скважин частично перекрывает предыдущий (имеет место частичная перебурка), то бурение последующей скважины следует начинать после стабилизации тампонажного раствора в смежных скважинах предыдущего ряда. 5. Таким же образом (ряд за рядом) производим разрушение и выемку всего полезного ископаемого из рудного тела кимберлитовой трубки.