Спосіб розробки алмазоносних трубок

Реферат: Спосіб розробки алмазоносних трубок, що включає розкриття трубки шахтними стволами і квершлагами, проведення на горизонті випуску капітальних і підготовчих виробок, формування з підготовчих виробок приймальних камер, проходку свердловин з денної поверхні по рудному тілу трубки, обвалення щонайменше частини рудного тіла в приймальні камери з наступною видачею зруйнованої корисної копалини на поверхню для збагачення, причому видобуток корисної копалини із трубки виконують селективним методом шляхом оконтурювання зон із високим вмістом алмазів похилими у бік їхніх вертикальних осей компенсаційними, відрізними і технологічними свердловинами з обсадженням останніх, колони яких є направляючими, з подальшим зарядженням і висадженням відрізних свердловин і утворенням навколо вертикальної межі зони замкнутої відрізної щілинної виробки у вигляді кільцевого зрізаного конуса, а також стовпа корисної копалини, навантаженого налягаючими породами у формі зрізаного конуса, що дотикається бічною поверхнею направляючих; наступне самообвалення стовпа на штучне днище, встановлене у приймальній камері з руйнуванням нижньої торцевої частини стовпа за рахунок вертикального навантаження, створеного змінною масою стовпа і вантаженням від налягаючих порід, а також примусову посадку стовпа з руйнуванням його нижньої торцевої частини за допомогою буровибухових робіт (БВР), а також доробку запасів трубки, розташованих нижче межі відкритих гірничих робіт, здійснюють підземним способом, при цьому видобуток корисної копалини проводять шляхом проходки навколо межі трубки з вмісними породами відрізної щілини у вигляді кільцевого зрізаного конуса з подальшим самообваленням стовпа на штучне днище, встановлене в приймальній камері, зі створенням вертикального навантаження на стовп за рахунок заповнення виробленого простору породами, вкладеними у відвал, при відкритому способі розробки трубки. UA 113707 U (12) UA 113707 U UA 113707 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до геології, географії та гірничої справи і може бути ефективно використана для розробки алмазоносних трубок складноструктурної будови, а також доробки запасів трубок, розташованих нижче межі відкритих гірничих робіт. Найближчим аналогом є спосіб комбінованої розробки крутопадаючих рудних тіл, який включає розтин рудного тіла свердловинами, пройденими з денної поверхні, і системою підземних гірничих виробок, гідровибій корисних копалин гідромоніторами добування, встановленими в свердловинах, самопливну гідродоставку пульпи до шахтного стовбура, видачу пульпи на поверхню через шахтний стовбур для подальшого збагачення [1]. Недоліком відомого способу є самопливна гідродоставка відбитих корисних копалин до випускних виробок, що викликає значні втрати корисного компоненту. Відомим аналогом є спосіб комбінованої розробки крутопадаючих рудних тіл, що включає розкриття трубки шахтними стволами і квершлагами, проведення на горизонті випуску капітальних і підготовчих виробок, формування з підготовчих виробок приймальних камер, проходку свердловин з денної поверхні по рудному тілу трубки, обвалення щонайменше частини рудного тіла в приймальні камери з наступною видачею зруйнованої корисної копалини на поверхню для збагачення [2]. Використання способу на трубках, складених автолітовими брекчіями, які не піддаються довільній дезінтеграції у водному і водоповітряному середовищах, є неможливим. Виникають значні втрати алмазів, що вивільняються у процесі дезінтеграції на днище приймальної камери, внаслідок значних розмірів днищ, а також використання для доставки алмазів малоефективного самопливного гідротранспорту. Існує висока ймовірність прориву пульпи з очисного простору трубки в підземні гірничі виробки, що поєднано з виникненням аварійних ситуацій з непередбачуваними наслідками. Кут відкосу порід, які вміщує корисна копалина, до утвореного виробленого простору близький до прямовисного, що призводить до високого рівня збіднення останньої. Це супроводжується значними експлуатаційними витратами, спричиненими необхідністю переробки більших об'ємів корисної копалини із бідним вмістом. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб розробки алмазоносних трубок з високою ефективністю промислового використання за рахунок зниження втрат і збіднення корисної копалини, а також експлуатаційних витрат при селективному видобутку. Поставлена задача досягається тим, що у спосіб розробки алмазоносних трубок, що включає розкриття трубки шахтними стволами і квершлагами, проведення на горизонті випуску капітальних і підготовчих виробок, формування з підготовчих виробок приймальних камер, проходку свердловин з денної поверхні по рудному тілу трубки, обвалення щонайменше частини рудного тіла в приймальні камери з наступною видачею зруйнованої корисної копалини на поверхню для збагачення, видобуток корисної копалини із трубки виконують селективним методом шляхом оконтурювання зон із високим вмістом алмазів похилими у бік їхніх вертикальних осей компенсаційними, відрізними і технологічними свердловинами з обсадженням останніх, колони яких є направляючими, з подальшим зарядженням і висадженням відрізних свердловин і утворенням навколо вертикальної межі зони замкнутої відрізної щілинної виробки у вигляді кільцевого зрізаного конуса, а також стовпа корисної копалини, навантаженого налягаючими породами у формі зрізаного конуса, що дотикається бічною поверхнею направляючих; наступне самообвалення стовпа на штучне днище, встановлене у приймальній камері з руйнуванням нижньої торцевої частини стовпа за рахунок вертикального навантаження, створеного змінною масою стовпа і навантаженням від налягаючих порід, а також примусову посадку стовпа з руйнуванням його нижньої торцевої частини за допомогою буровибухових робіт (БВР), а також доробку запасів трубки, розташованих нижче межі відкритих гірничих робіт, здійснюють підземним способом, при цьому видобуток корисної копалини проводять шляхом проходки навколо межі трубки з вмісними породами відрізної щілини у вигляді кільцевого зрізаного конуса з подальшим самообваленням стовпа на штучне днище, встановлене в приймальній камері, зі створенням вертикального навантаження на стовп за рахунок заповнення виробленого простору породами, вкладеними у відвал, при відкритому способі розробки трубки. Навантаження верхньої торцевої частини стовпа налягаючими породами сприяє самообваленню його у приймальну камеру. Крім того, граничне і надграничне навантаження на стовп, при його посадці на штучне днище, запобіжний щит якого виконаний у вигляді променевих конструкцій у формі клинів, сприяє руйнуванню нижньої торцевої частини стовпа без додаткового навантаження. У випадку можливого розклинення стовпа великоуламковим матеріалом налягаючих порід з наступним його зависанням, виконують примусову його посадку з використанням БВР як найменш трудомісткого і дешевого способу. 1 UA 113707 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Пропонована технологічна схема доробки трубок дозволяє значно скоротити обсяги підготовчих і нарізних робіт за рахунок відсутності необхідності поділу нижньої частини трубки на поверхи і підповерхи та використати вироблений простір трубки для розміщення порід відвалів, створених у процесі відкритих і підземних гірничих робіт, а також хвостів збагачувальних фабрик. Проведення перерахованих видів робіт буде сприяти відновленню поверхні гірничого відводу в рамках економічно допустимих вимог. Корисна модель розглядається на прикладі розробки алмазоносних трубок складноструктурної будови з явно вираженими зонами із високим вмістом алмазів. Доцільна область промислового використання технічного рішення поширюється на родовища, розташовані в північних і арктичних районах, породи яких уражені багаторічною мерзлотою. В розглянутих умовах водопритоки у вироблені простори відпрацьованих трубок практично відсутні. Спосіб розробки алмазоносних трубок здійснюють таким чином. Трубку розкривають шахтними стволами, а також квершлагами. Стволи проходять через налягаючі і вмісні породи. Квершлаги розташовують на межі економічно доцільної глибини розробки. Квершлаги збивають між собою капітальним штреком. З капітального штреку проходять підготовчі виробки. З підготовчих виробок в основі зони з високим вмістом алмазів формують приймальну камеру. У приймальній камері встановлюють штучне днище, при цьому торці променевих конструкцій сполучають із підготовчими виробками, а при розташуванні зони у центрі трубки, діаметрально розташовані променеві конструкції сполучають із капітальним штреком з метою зниження обсягів підготовчих робіт. Підготовчі виробки з умови вільного доступу навантажувальних та транспортних машин у очисний вибій, утворений суміжними променевими конструкціями. Одночасно з облаштуванням штучного днища в приймальній камері, з денної поверхні проходять компенсаційні, відрізні і технологічні свердловини. Технологічні свердловини обсаджують колонами труб, нижні торці яких встановлюють на башмаки. Нижні торцеві частини обсадних колон встановлюють у вікнах станини штучного днища. Свердловини проходять з однаковими кутами нахилу до вертикальної осі зони. Відрізні свердловини заряджають вибуховою речовиною (ВР). Потім здійснюють короткоуповільнений вибух ВР у компенсаційні порожнини свердловин. Після здійснення вибухових робіт навколо вертикальної межі зони утвориться замкнута відрізна щілинна виробка у вигляді кільцевого зрізаного конуса. Утвориться також стовп корисної копалини у формі зрізаного конуса, що дотикається бічною поверхнею направляючих. Не маючи зчеплення з масивом корисної копалини трубки, стовп самообвалюється на штучне днище. За рахунок вертикального навантаження, створеного масою стовпа і навантаженням від налягаючих порід, відбувається руйнування нижньої торцевої частини стовпа при впровадженні променевих конструкцій, робоча поверхня яких виконана у формі клина. Зруйнована корисна копалина обвалюється в очисні вибої, з яких навантажувальними та транспортними машинами доставляється до шахтних стволів, а потім видається на поверхню для збагачення. Для створення необхідного вертикального навантаження на стовп, при скороченні його висоти, вироблений простір трубки заповнюють хвостами збагачувальної фабрики. При зависанні стовпа через технологічні вікна виконують проходку свердловин за певною схемою. Потім свердловини заряджають ВР і підривають. У такий спосіб здійснюють примусову посадку стовпа на штучне днище. Примусова посадка стовпа може бути здійснена й іншими відомими методами. Доробку запасів трубки, розташованих нижче межі відкритих гірничих робіт здійснюють підземним способом. Нижню частину трубки розкривають шахтними стволами, а також квершлагами. Із квершлагів в основі нижньої частини трубки, розташованої на межі економічно доцільної глибини доробки здійснюють проходку приймальної камери із встановленням в останній штучного днища. Навколо межі трубки із вмісними породами створюють відрізну щілину з використанням аналогічних прийомів і засобів. Утворений стовп корисної копалини у формі зрізаного конуса обвалюють на штучне днище з наступною видачею зруйнованої корисної копалини на поверхню для збагачення. Необхідне вертикальне навантаження на стовп створюють за рахунок заповнення виробленого простору породами, укладеними у відвал при відкритому способі розробки трубки, а також хвостами збагачувальної фабрики. Здійснення селективного видобутку корисної копалини із трубки дозволяє: значно скоротити строки окупності капітальних витрат за рахунок збільшення видобутку кристалосировини без нарощування продуктивності рудника, тому що вміст алмазів і їхня якісна характеристика збільшується із глибиною розробки; 2 UA 113707 U 5 10 15 отримати значний прибуток за рахунок збільшення вилучень цінності алмазів при одночасному зниженні собівартості видобутку; скоротити строки будівництва та існування рудника, а також капітальні витрати на проходку і кріплення гірничих виробок. Створення стовпа корисної копалини із високим вмістом алмазів у формі зрізаного конуса, центр ваги якого зміщений до його основи, дозволяє робити його посадку на штучне днище приймальної камери без зависання. Крім того, обсадні колони технологічних свердловин є направляючими стовпа при його посадці і сприяють центрації стовпа і зниженню коефіцієнта тертя бічної поверхні стовпа об стінку відрізної щілини. Використання корисної моделі для доробки родовищ алмазів не має обмежень по географічному розташуванню і глибині промислового освоєння. Джерела інформації: 1. А. С. № 1208249, кл. Е 21С 45/00, Б.И. № 4, 1986. 2. А. С. № 1247539, кл. Е 21С 41/02, Е 21С 41/06, Б.И. № 28, 1986. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 40 Спосіб розробки алмазоносних трубок, що включає розкриття трубки шахтними стволами і квершлагами, проведення на горизонті випуску капітальних і підготовчих виробок, формування з підготовчих виробок приймальних камер, проходку свердловин з денної поверхні по рудному тілу трубки, обвалення щонайменше частини рудного тіла в приймальні камери з наступною видачею зруйнованої корисної копалини на поверхню для збагачення, який відрізняється тим, що видобуток корисної копалини із трубки виконують селективним методом шляхом оконтурювання зон із високим вмістом алмазів похилими у бік їхніх вертикальних осей компенсаційними, відрізними і технологічними свердловинами з обсадженням останніх, колони яких є направляючими, з подальшим зарядженням і висадженням відрізних свердловин і утворенням навколо вертикальної межі зони замкнутої відрізної щілинної виробки у вигляді кільцевого зрізаного конуса, а також стовпа корисної копалини, навантаженого налягаючими породами у формі зрізаного конуса, що дотикається бічною поверхнею направляючих; наступне самообвалення стовпа на штучне днище, встановлене у приймальній камері з руйнуванням нижньої торцевої частини стовпа за рахунок вертикального навантаження, створеного змінною масою стовпа і навантаженням від налягаючих порід, а також примусову посадку стовпа з руйнуванням його нижньої торцевої частини за допомогою буровибухових робіт (БВР), а також доробку запасів трубки, розташованих нижче межі відкритих гірничих робіт, здійснюють підземним способом, при цьому видобуток корисної копалини проводять шляхом проходки навколо межі трубки з вмісними породами відрізної щілини у вигляді кільцевого зрізаного конуса з подальшим самообваленням стовпа на штучне днище, встановлене в приймальній камері, зі створенням вертикального навантаження на стовп за рахунок заповнення виробленого простору породами, вкладеними у відвал, при відкритому способі розробки трубки. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3