Спосіб комбінованої розробки крутопадаючих рудних тіл

Спосіб комбінованої розробки крутопадаючих рудних тіл, який включає розтин рудного тіла свердловинами, пройденими з денної поверхні, і системою підземних гірничих виробок, гідровідбій корисних копалин гідромоніторами добування, встановленими в свердловинах, самопливну гідродоставку пульпи до шахтного стовбура, видачу п ульпи на поверхню через шахтний стовбур для подальшого збагачення, який відрізняє ться тим, що розробку крутопадаючих рудних тіл ведуть селективно шляхом виймання корисних копалин із зон з підвищеним вмістом корисних компонентів, блоками добування, для чого уздовж центральної осі кожного з блоків добування утворюють свердловини великого діаметра з розміщенням їх забою в покрівлі підземної транспортної виробки, з подальшим діленням добувальних блоків на камери виймання за рахунок створення відрізних щілин гідромоніторами добування, встановленими у вертикальних свердловинах, орієнтованих радіально по відношенню до свердловин великого діаметра, забої яких розташовують на похилих у бік свердловини великого діаметра днищах U 2 (11) 1 3 28101 свердловинами, пройденими з денної поверхні, і системою підземних гірничих вироблень, гідровідбій корисних копалин гідромоніторами вскриши, встановленими в свердловинах, самотічну гідродоставку пульпи до шахтного стовбура, видачу п ульпи на поверхню через шахтний стовбур для подальшого збагачення [2]. Способу властиві наступні недоліки: - значні втрати корисних компонентів на днищах камер виймання при самотічній гідродоставці відбитих корисних копалин до випускних вироблень; - використання вертикальних свердловин, розташованих в зоні зрушення налягаючих порід, що веде до виникнення аварійних ситуацій, пов'язаних з деформацією денної поверхні; значний збиток, що наноситься навколишньому середовищу, викликаний використанням реагентів для вилуговування корисних компонентів за відсутності необхідних засобів захисту проти їх розтікання. У основу корисної моделі поставлено завдання створити спосіб комбінованої розробки крутопадаючих рудних тіл, промислове використання якого дозволить проводити селективний видобуток корисних копалин із зон з підвищеним вмістом алмазів з високою ефективністю при мінімальних екологоекономічних наслідках, що наносяться навколишньому середовищу. Поставлене завдання досягається тим, що у способі комбінованої розробки крутопадаючих рудних тіл, що включає розтин рудного тіла свердловинами, пройденими з денної поверхні, і системою підземних гірничих вироблень, гідровідбій корисних копалин гідромоніторами вскриши, встановленими в свердловинах, самотічну гідродоставку пульпи до шахтного стовбура, видачу п ульпи на поверхню через шахтний стовбур для подальшого збагачення, розробку крутопадаючих рудних тіл ведуть селективне шляхом виймання корисних копалин із зон з підвищеним вмістом корисних компонентів, добувальними блоками, для чого, уздовж центральної осі кожного з добувальних блоків проводять свердловини великого діаметру з розміщенням їх забою в крівлі підземного транспортного вироблення, з подальшим діленням добувальних блоків на камери виймання за рахунок створення відрізних щілин добувальними гідромоніторами, встановленими у вертикальних свердловинах. Вертикальні свердловини орієнтують радіальне по відношенню до свердловин великого діаметру, забої яких розташовують на похилих у бік свердловини великого діаметру днищах відрізних щілин. Добування корисних копалин з камер виймання здійснюють добувальними гідромоніторами, встановленими в похилих свердловинах, гирла яких розташовують за зоною зрушення порід блоків добування, а їх забої в стінці відрізної щілини належній камері виймання, шляхом створення циліндрових заходок по напряму від днища відрізної щілини до крівлі камери виймання з подальшим формуванням вертикальних 4 транспортно-дезінтеграційних щілин. Між транспортно-дезінтеграційними щілинами, залишають тимчасові цілини корисних копалин, довготривалу стійкість яких забезпечують накопиченням відбитих корисних копалин в транспортно-дезінтеграційних щілинах, а також у відрізній щілині. Випуск відбитих корисних копалин з транспортно-дезінтеграційних щілинах і відрізних щілин здійснюють за рахунок обертання механічного породоруйнівного виконавчого органу з одночасним обваленням тимчасових цілин шляхом проходки в цілинах циліндрових вироблень по їх висоті гідромоніторами добування, встановленими в похилих свердловинах, гирла яких розташовують за зоною зрушення порід добувальних блоків. В процесі випуску відбити х корисних копалин здійснюють його дроблення і подрібнення пакерующими елементами механічного породоруйнівного виконавчого органу, а також струменями гідромоніторів добування, які розташовують в свердловинах, що примикають до днищ камер виймання, здійснюючи одночасно примусову гідродоставку відбитих корисних копалин у відрізні щілини. Ділення добувальних блоків на камери виймання дозволяє значно понизити об'єми бурових робіт, скоротити поперечні розміри відрізних щілин для гідротранспорту пульпи в свердловини великого діаметру, збільшити стійкість стінок і крівлі добувальних блоків, а також його конструктивних елементів, за рахунок зменшення розмірів граничних прольотів. Створення відрізних щілин з похилими днищами, розташованими нижче за підставу зони з підвищеним вмістом корисних компонентів, дозволяє запобігти втратам корисних копалин в надрах за рахунок розташування днища добувальних блоків в корисній копалині з бідним або фоновим змістом. Орієнтація відрізних щілин радіальне по відношенню до свердловини великого діаметру дозволяє скоротити відстань самотічного гідротранспортування, що зрештою знижує втрати корисних компонентів на днищі добувальних блоків. Розташування гирл похилих свердловин добування за зоною зрушення порід добувальних блоків дозволяє запобігти аварійним ситуаціям, викликаним деформацією денної поверхні. Ведення процесу гідровідбою корисних копалин через похилі свердловини запобігає втратам корисних копалин і алмазів на похилій поверхні створюваної циліндрової заходки. Крім того, кут нахилу свердловин добування до горизонтальної площини встановлюють з умови досягнення максимальної транспортуючої здатності потоку без втрат корисних копалин і алмазів. Створення транспортно-дезінтеграційних щілин по напряму від підстави відрізної щілини до крівлі добувальних блоків дозволяє збільшити транспортуючу здатність потоку, оскільки відбита корисна копалина має значну швидкість чіпання, викликану падінням шматків корисних копалин, 5 28101 при цьому висота падіння збільшується у напрямку до крівлі блоку. Крім того, в процесі падіння шматків відбитих корисних копалин в транспортно-дезінтеграційних щілин, відбувається дезинтеграція останнього при зіткненні шматків між собою, об стінки щілини і її днище, внаслідок чого знижуються енерговитрати на виконання процесів самотічного і примусового гідротранспортування, а також збагачення пульпи. Накопичення відбитих корисних копалин у транспортно-дезінтеграційних щілинах і відрізних щілинах підвищує довготривалу стійкість тимчасових цілин, які перешкоджають розвитку гірського тиску в добувальному блоці і прояву його у вигляді деформації денної поверхні. Деформаційні процеси можуть привести до виникнення аварійних ситуацій при роботі устаткування добування, розташованого як на денній поверхні так і в підземних гірничих виробленнях. Поєднання процесів випуску відбити х корисних копалин з обваленням тимчасових цілин сприяє створенню магазина в очисному просторі, який у свою чергу запобігає утворенню вивалів в стінках і крівлі добувальних блоків, що веде до значного збагаченню корисних копалин. На підставі викладеного можна сказати, що сукупність істотних ознак заявленого винаходу має причинно-наслідковий зв'язок з тими, що досягаються технічним і технологічними результатами. Завдяки даній сукупності істотних ознак вдалося створити спосіб комбінованої розробки крутопадаючих рудних тіл і агрегат для його здійснення з високою ефективністю експлуатації за рахунок селективного добування корисних копалин із зон з підвищеним вмістом алмазів при мінімальних еколого-економічних наслідках, що наносяться навколишньому середовищу. Корисна модель розглядається на прикладі розробки алмазоносної трубки, що має явно виражені зони з підвищеним вмістом алмазів. Решту матеріалу кімберліту тр убки має дуже бідний і фоновий зміст. Спосіб комбінованої розробки крутопадаючих рудних тіл здійснюють таким чином. На стадії розвідки в трубці окантовують зони з підвищеним вмістом алмазів. У горизонтальному перетині зони, як правило, наближаються до форми трикутника, прямокутника і круга, відповідно. Комплекс підготовчих робіт по відробітку зон включає наступні операції. Використання експлуатаційних підземних гірничих вироблень - стовбура, штреку, ортів, які були пройдені на стадії геологорозвідувальних робіт. У разі відсутності підземних гірничих вироблень, здійснюють їх проходку. Штрек і орти використовують для самотічного гідротранспорту пульпи, в яких встановлюють жолоби. У безпосередній близькості від стовбура встановлюють землесос, який із зумпфа по трубопроводу подає пульпу на збагачувальну фабрику. 6 Зони в сук упності з похилими днищами, які конструктивно виконуються в корисній копалині трубки з бідним змістом, є блоками добування. Вздовж центральних осей блоків добування з денної поверхні через налягаючі породи і корисні копалини трубки проводять свердловини великого діаметру, забої яких розташовують в крівлі виробіток. Центральні осі блоків добування проходять через геометричні центри тяжіння зон з найбільш характерними перетинами. Свердловини в інтервалі глибин від денної поверхні до крівлі блоків добування обсаджують колонами труб, а їх простори за трубами цементують. Спосіб комбінованої розробки крутопадаючих рудних тіл виконують за допомогою розтину рудного тіла свердловинами, пройденими з денної поверхні, і системою підземних гірничих вироблень. Вертикальні свердловини орієнтують радіальне по відношенню до свердловин великого діаметру, забої яких розташовують на похилих у бік свердловини великого діаметру днищах відрізних щілин. Добування корисних копалин з камер виймання здійснюють добувальними гідромоніторами, встановленими в похилих свердловинах, гирла яких розташовують за зоною зрушення порід блоків добування, а їх забої в стінці відрізної щілини належній камері виймання, шляхом створення циліндрових заходок по напряму від днища відрізної щілини до крівлі камери виймання з подальшим формуванням вертикальних транспортно-дезінтеграційних щілин. Свердловини в інтервалі глибин від денної поверхні до крівлі добувальних блоків обсаджують колонами труб і забезпечують гідромоніторами добування. За допомогою гідромоніторів добування проходять відрізні щілини. Пульпу, утворену в процесі гідровідбою корисних копалин, випускають через свердловини великого діаметру на жолоб, по якому вона самопливом транспортується в зумпф і видається за допомогою землесоса по трубопроводу на збагачувальну фабрику. Ме ханічний породоруйнівний виконавчий орган за допомогою обертача приводять в обертання, пакеруючими елементами якого проводиться дроблення і подрібнення твердих шматків відбитих корисних копалин. Послідовність виконання технологічних процесів, пов'язаних з підготовкою і відробітком зони з підвищеним вмістом алмазів, розглядається на прикладі покладу круглого перетину. Таким чином, після проходки відрізних щілин, блок добування розбивають на камери виймання. Процес підготовки включає також проходку рядів похилих свердловин, гирла яких розташовують за зоною зрушення порід блоки добування. Кути на хилу свердловин до горизонтальної площини в рядах приймають однаковими, а їх абсолютні значення визначають з умови самотічного гідротранспорту пульпи без втрат корисних компонентів. Відстань між рядами свердловин лімітується радіусом гідровідбою корисних копалин. Для вскриши корисних копалин 7 28101 з камер виймання, відповідно, проходять ряди похилих свердловин. Свердловини в межах потужності налягаючих порід обсаджують з цементацією простору за трубою. Забої свердловин розташовують в стінках відрізних щілин, що належать камерам виймання. На цьому процес підготовки добувальних блоків до очисного виймання припиняють. Очисне виймання включає установку в свердловинах, що примикають до днища добувальних блоків, гідромоніторів добування, забезпечених обертачами і вертлюгами. Подачу через гнучкі високонапірні рукави на насадки води під тиском. Створення гідромоніторами добування транспортно-дезінтеграційних щілин по напряму від підстави відрізних щілин до крівлі добувальних блоків. Безпосередньо формування транспортнодезінтеграційних щілин проводять шляхом створення циліндрових заходок гідромоніторами добування. Між суміжними транспортнодезінтеграційними щілинами залишають тимчасові цілини корисних копалин. Після досягнення поверхнею магазина крівель добувальних блоків, механічний породоруйнівний виконавчий орган приводять в обертання. Одночасно з цим проводять обвалення тимчасових цілин шляхом проходки з похилих лав свердловин циліндрових вироблень за допомогою гідромоніторів добування. Вироблення можуть бути пройдені тільки в підставі цілини або по його висоті через певний інтервал залежно від твердості корисних копалин. В процесі обертання механічного породоруйнівного виконавчого органу пакеруючими елементами проводиться дроблення і подрібнення відбитих корисних копалин. На завершальній стадії відробітку добувальних блоків в свердловині, що примикають до днища блоку встановлюють гідромонітори добування з насадками, розташованими під кутом до його подовжньої осі. Струменями гідромоніторів добування за рахунок обертання і поворотнопоступального руху їх здійснюють дезинтеграцію і примусову гідродоставку корисних копалин по напрямах до відрізних щілин. По відрізних щілинах корисна копалина у вигляді пульпи самопливом переміщується у напрямку до механічного породоруйнівного виконавчого органу, а потім в свердловини великого діаметру. Процес очисного виймання з добувальних блоків припиняють після повного випуску відбитих корисних копалин з магазина і за відсутності в пульпі алмазів. Потім проводять демонтаж механічного породоруйнівного виконавчого органу і гідромоніторів добування. Вироблений простір через свердловини великого діаметру заповнюють закладним матеріалом. Використання винаходу дозволить залучити в експлуатацію алмазоносної трубки з бідним змістом з високою ефективністю за рахунок селективної добування корисних копалин, що дозволить проводити селективний видобуток корисних копалин із зон з підвищеним вмістом алмазів з високою ефективністю при мінімальних 8 еколого-економічних наслідках, що наносяться навколишньому середовищу. Джерела інформації: 1.1. А.С. №1208249, кл. Е21С45/00, заявлене 13.06.84. опубліковане 30.01.86, БИ №4, (аналог). 2. А.С. №1036927, кл. Е21С45/00, заявлене 16.06.81, опубліковане 23.08.83, Б.И. №31 (прототип).