Спосіб розробки техногенних гірничорудних родовищ

Спосіб розробки техногенних гірничорудних родовищ, при якому розпушують техногенні ґрунти енергією безпосередньої дії землесоса, інтенсифікують продуктивність останнього гідророзмивом ґрунтів, утворену пульпу подають транспортним трубопроводом до місць її переробки, забезпечу 3 15923 4 70км. Перепад висот між власне техногенним ропроцесів при русі пульпи у трубопроводі розробнидовищем та основним виробництвом для умов ки закладають в землесос надлишкові потужності ЦГЗК складає 35 метрів, продуктивна товща родояк це рекомендує постачальник шламових насосів вища - від 4 до 18м, при загальному його обсязі в фірма Weir Warman (Велика Британія) [10]. В [6] 36млн. тон. лише як проблема ставиться питання боротьби із Гранулометричний аналіз ґрунтів техногенних заважаючою дією рослинності на процес розробки родовищ Кривбасу свідчить, що зерновий склад родовища. В свою чергу, в [11, 12] наведені можфракцій 5-0,05мм коливається від 13,4 до 18%, а ливі рішення зменшення впливу рослинності без їх фракцій нижчих 0,05мм - від 80,6 до 89%, при вміпромислової у виробництві реалізації. сті глинистих часток - в межах 10-15%. Вказане Спосіб гідромеханізованого добування кориссуттєво впливає на осадність порід в пульпопроних копалин на відкритих гірничих кар'єрах з заводі при аварійній зупинці добування та має місце стосуванням гідророзмиву та дражного обладнанналипання) на механічний робочий орган і згідно ня наведений в [13], але і тут мають місце вказані діючих норм для розробки землесосами даних вище недоліки за винятком зняття проблеми наґрунтів потребує до 14м3 води на розробку та тралипання глинистих часток. нспортування 1м3 техногенного ґрунту. Найближчим з відомих технічних рішень, взяХімічний аналіз даних ґрунтів показує, що матого за найближчий аналог способу, який заявлясова доля залізо-містких компонентів досягає 25ється, по цільовому використанню та операціям 30%, у тому числі з можливістю їх повторного магреалізації, також енергетичним потокам, модульнітного збагачення до 11-12%, при одночасовій ній конструкції комплексу, показникам призначеннаявності з'єднань кремнію, кальцію, фосфору, ня, складовим частинам, функціональним можлисірки, марганцю та інших, які в своїй сукупності востям, близькості сфери використання відповідає створюють хімічно агресивне та абразивно діюче спосіб розробки морських родовищ корисних копасередовище. лин, включаючий розрихлення донного ґрунту, Після заповнення водоймища зворотного вопідйом пульпи, використання допоміжного потоку допостачання техногенними породами, останні з для розмиву родовища та використання його ж метою зменшення екологічного впливу на навкосумісно з основним потоком для транспортування лишнє середовище покривають суглинко-гумусним добутих корисних копалин [14]. ґрунтом товщею до 600мм та залужують багаторіЯк свідчить аналіз операцій способучними травами. Попутно із залуженням розвиванайближчого аналогу, технічних рішень його реаються комиші, очерети та інші довгокореневостовлізації, залишаються не вирішеними питання підбурні трави, які вносять заважаючий вплив при вищення продуктивності за рахунок більшого навведенні в розробку родовищ. Останнє перешкосичення пульпи, безкавітаційності, уникнення джає роботі землесосу, а в зимовий період роботи заважаючої дії очищення оголовку землесосу від при промерзанні водоймища - всьому комплексу в попутних фракцій немінерального походження, цілому. зняття впливу кліматичної сезонності роботи комНаведені специфічні особливості розробки теплексу. хногенних гірничорудних родовищ: перепад висот, Задача способу, що заявляється - розширення значна віддаленість родовища від основного виобласті використання, підвищення продуктивності, робництва, наявність глинистих та рослинних занадійності і безпечності роботи, надання іваріантважаючих компонентів, хімічна та абразивна агреності (незалежності) процесу розробки родовища сивність, розбіжність зернового складу ґрунту та від сезонності та впливу рослинних компонентів. його осадність в пульпопроводі в моменти аварійПоставлена задача вирішується за рахунок тоної зупинки розробки, кавітаційні і гідроударні го, що в способі розробки техногенних гірничорудявища, висококоштовність обладнання, необхідних родовищ з використанням плавучого земснаність забезпечення мобільності і високої продуктиряду, розпушуюють техногенні ґрунти енергією вності вносять обмеження на машинобудівні рібезпосередньої дії землесосу, інтенсифікують шення для розробки родовища. продуктивність останнього гідророзмивом, утвореВідомий спосіб розробки родовищ, при якому ну пульпу подають транспортним трубопроводом використовують плавучий земснаряд, розпушуюдо місць її переробки, забезпечують при цьому її ють гірничу розсипну породу (сапропель, будівебезгідроударне транспортування, а при необхіднольні матеріали, алмазні поклади та інше) за рахусті підсилюють потік пульпи в трубопроводі допонок енергії безпосередньо землесосу та міжною (трасовою) бустерною установкою, згідно фрезерного робочого органу, подають створену корисної моделі, створюють гідравлічний потік пульпу до транспортного трубопроводу, забезперозмиву техногенних ґрунтів з трьох складових чують її безгідроударне та безкавітаційне транспотоків, один з яких направляють по фронту дії портування. При цьому крім фрезерного робочого землесосу, другий - перпендикулярно першому в органу може бути роторно-ковшовий або скрепернапрямку донних осадів, останній співвісно з транний з шнековою інтенсифікацією ґрунтонаповненспортним потоком від безпосередньої дії землесоня пульпи [4, 5, 6, 7, 8]. су і енергією яких забезпечують безкавітаційність Наведені комплекси при використанні їх для переміщення пульпи, та доповнюють гідравлічним розробки техногенних родовищ із-за прилипання потоком впливу на водну поверхню родовища, грунту на механічний орган рихлення (наявність який направляють по фронту дії землесосу, також глинистих часток) мають низьку продуктивність та забезпечують гідравлічний розмив осадів пульпи у технологічно складне машинобудівне забезпечентрубопроводі в місцях їх можливого накопичення. ня. Для рішення питання обмеження кавітаційних Завдяки новим операціям пропонованого спо 5 15923 6 собу досягнуто виконання поставленої мети, в напорним трубопроводом допоміжного насосу 22. першу чергу підвищення економічних показників за Насос 22, облаштований крім напорного трубопрахунок підняття продуктивності розробки та второводу, заборним трубопроводом забортної води ринного використання скидів технологічної води і 19 (вода технологічного водоймища) та запорною відходів збагачення, позитивного впливу на факарматурою - позиції не позначені. тор сезонності та заважаючої дії кавітації і рослинТранспортний трубопровід 9 в межах водойних компонентів, розширення області використанмища розміщено на понтонах 24, його (9) секції ня гідромеханізованого добування корисних з'єднані з використанням фланців і шарових шаркопалин. нірів, мають достатню гнучкість та облаштовані Таким чином, пропоноване технічне рішення трапами для переміщення обслуговуючого персопризначене для використання у промисловості, а налу. Для маневрування земснаряду 1 по водойсаме - у гірничодобувній галузі, здійснене за допомищу в складі комплексу передбачена свайноякірмогою існуючих комплектуючих виробів промислоно-тросова система попіліювання з приводом від ве освоєних суднобудівною, металургійною, електягових лебідок. тротехнічною та машинобудівною галузями, також В залежності від відстані транспортування визнаних науково обґрунтованих методів і при пульпи 25, профілю траси (перепаду висот) трубойого реалізації в умовах Центрального гірничого проводу, облаштовують одною або декільками збагачувального комбінату (два зразки) забезпеперекачуючими (бустерними) установками та прочується досягнення практичного результату у витигідроударними компенсаторами; в кінці траси гляді щомісячних обсягів добування корисних комають місце контрольно-вимірні прилади обліку палин з техногенного родовища в розмірі 300000 обсягів розробки та водовідокремлювачі - дешлатон/зразок сировини, чим виконуються вимоги матори, циклони та інше; далі - виробництво конпромислової придатності, які вбачали автори. центрату. В місцях можливих осадів пульпи 25 у Суть процесів корисної моделі пояснюється трубопроводі 9 при аварійних зупинках роботи кресленням та описом взаємодії складових елекомплексу передбачено установку для їх розмиву, ментів комплексу. До складу машинобудівного а також керовані сапуни для аварійного випуску з комплексу входять плавучий земснаряд 1 з землетрубопроводу пульпи. Керування комплексом висосом у складі ґрунтового насосу 2, шарового шаконується оператором з пульта, який має відповідрніру 3, заборного трубопроводу 4, всасуючого не апаратнокерівне та приладне забезпечення, і оголовку 5 заданої конфігурації. Елементи 2, 3, 4, розміщено на земснаряді 1 в багерській. Енерго5 з'єднані послідовно і складають всасуючу лінію постачання приводних електродвигунів насосів, землесосу. В свою чергу, напорна лінія землесосу поворотної рами, системи попіліювання і всього включає в себе зворотній клапан 6, напорний трукомплексу в цілому виконують від енергосистеми бопровід 7, вертикальний шаровий шарнір 8, які кабельним вводом через бортову станцію управз'єднані послідовно. При цьому напорна лінія своління (щитову). Перераховані вище елементи на їм входом (елемент 6) приєднана до виходу ґрунрисунку не наведені. тового насосу 2, а виходом (елемент 8) - до трансВзаємодію складових частин комплексу реаліпортного трубопроводу 9. зують наступним чином. В підготовчий період виДо напорної лінії гідророзмиву техногенних конують організаційно-технічні заходи: зняття за ґрунтів входять забезпечуючий насос 10, запобіждопомогою допоміжних засобів механізації ґруноний клапан 11, шаровий шарнір 12, напорний трутоворослинного покриття родовища (вскришу); бопровід 13 і трьохсопловий гідромонітор 14. Потік опресування транспортного трубопроводу; перекпершого сопла (позиція 15) гідромонітора 14 нариття напорних трубопроводів насосів; виконання правляють (конструктивним забезпеченням) на необхідних обсягів забезпечення безпеки праці. техногенний ґрунт 16 по фронту дії всасуючого Далі оператор, з пульта керування комплексом, оголовку 5, другого (позиція 17) направляють перзапускає допоміжний насос 12, який виконує напопендикулярно першому в сторону донного техновнення насосів 2 і 10 водою 19 водоймища, чим генного ґрунту 16, останній (позиція 18) діє співвісготує їх запуск на закриту магістраль (клапани 6 і но з транспортним потоком лінії всасу від 11 закриті). Одночасово гідропотік з насосу 16 посбезпосередньої дії ґрунтового насосу 2. тупає до сальників насосів 2 і 6 та через омивач 23 Забортна вода 19 водоймища надходить до (при необхідності) діє на водну поверхню водойзабезпечуючого насосу 10 заборним трубопровомища, очищуючи її від плаваючих залишків росдом 20. Елементи 4, 5, 13 і 14 розміщені на поволинності або (і) забезпечуючи розмив крижаного ротній рамі 21 технологічних переміщень. Поворот покриття. рами 21 виконується за допомогою відповідного Використовуючи систему попіліювання, операприводу (позиція не позначена). тор за допомогою тягових лебідок та приводу поКрім того, на земснаряді 1 встановлено доповоротної рами 21 підводить земснаряд 1 і всасуюміжний насос 22, напорну енергію гідропотоку якочий оголовок 5 до розробляємих ґрунтів 16 го використовують для захисної дії і охолодження техногенного родовища. Необхідну гнучкість земсущільнюючих сальників насосів 2 і 10, наповнення наряду забезпечують шарові шарніри 3, 8, 12. Повказаних насосів на період їх запуску, а також для слідовно вводять в роботу ґрунтовий 2 та забездії щілевого омивача 23. Останнім реалізують печуючий 10 насоси (почергово відкриваючи вплив на водню поверхню родовища; потік з омиклапани 6 і 11). Після запуску насосу 2 через всавача 23 направляють по фронту дії оголовку 5. суючий оголовок 5 за рахунок енергії безпосередНапрямок дії та глибину занурення омивача 23 ньої дії землесосу відбувається наповнення пульреалізують через гнучке, з фіксацією, з'єднання з пою лінії транспортного трубопроводу. 7 15923 8 Після запуску забезпечуючого насосу 10 техВ місцях зміни кривизни трубопроводу відбуваєтьнологічна вода 19 водоймища поступає через ся в таких випадках його перекриття накопиченняелементи 20, 6, 11, 12, 13 на гідромонітор 14. Поми обезвоженої пульпи - для послідуючого вводу токами з сопел 15 і 17 виконують розмив технокомплексу в експлуатацію і розмиву вказаних осагенного ґрунту 16 і інтенсифікують при цьому кільдів передбачено в цих місцях внутрішній гідророзкість породи у пульпі. Насичена породою пульпа мив доповнюючою (трасовою) насосною установ25 поступає до всасуючого оголовку 5 і далі через кою. елементи 4, 3,2, 6, 7, 8,9 до місць її переробки Таким чином, діючий комплекс дозволяє ввес(основного виробництва). ти в роботу існуючі техногенні гірничорудні родоВажлива роль в роботі землесосу з урахуванвища, досягти вторинного використання промисням специфіки розробки техногенного родовища лових скидів води, зберегти сількогосподарські належить потоку з сопла 18 гідромонітору 14. Відполя за рахунок зменшення вскриші під діючі каповідно до науково обґрунтованих методів всасу р'єри, ввести нові технології переробки відходів рідин для забезпечення збільшення консистентногірничої галузі, забезпечити рішення поставленої сті пульпи і повного виключення кавітації необхідмети, щомісяця одержати 45000 тон залізного конне створення при роботі ґрунтового насосу підпору центрату вмістом до 65,8% заліза. водяного стовпа в його лінії всасу, починаючи з Джерела інформації: всасуючого оголовку 5 [7, с.105]. Необхідний під1. SU 1781.391 Е02Р 3/88, 15.11.1992, Бюл. пір, з урахуванням того, що при розробці техно№46. генного родовища потужність продуктивної товщі 2. SU 1776.725 Е02Р 3/88,15.11.1992, Бюл. коливається від 4 до 18 метрів, відповідно техно№42. логічне положення оголовку 5 може займати місця 3. SU 1.781.390 Е02Р 3/88,15.11.1992, Бюл. від поверхні водоймища до технічно можливої да№46. ним типом земснаряду глибини (наприклад, до 4. В.М. Зуєв та інші. Використання гідромеха12м), створити за рахунок товщі водоймища і занізації для розробки кар'єра 1-ї черги на трубці безпечити безкавіцтаційну роботу ґрунтового наАрхангельська. Горний журнал, №7, 2002, с.35-38. сосу в цих умовах неможливо. 5. В.Б. Добрецов та інші. Розробка і комплексНадання незалежності роботи землесосу від не використання матеріалів покладів залізом аргакавітації при змінних по глибині положеннях всанцевих конкрецій Фінської затоки. Горний журнал, суючого оголовку 5 досягається за допомогою гід№8, 2002, с.63-65. ропотоку з сопла 18 гідромонітору 14 шляхом 6. Е.А. Кононенко. Досвід використання і персстворення опосередковано необхідного підпору в пектива гідромеханізації на кар'єрах. Горний журроботі ґрунтового насосу 2. При цьому попутно з нал, №3, №7, 1997, с.24-26 та 26-29. урахуванням дії на вхід всасуючого оголовку 5 7. Б.М. Шкундін. Землесосні снаряди. М, "Енегідропотоків (безпосереднього всасу, розмиваючої ргія" 1973. дії, підпору) вирішується питання не тільки підви8. С.М. Штін. Нове в гідромеханізованому спощення продуктивності комплексу, а і його безкавісобі добування сапропелю. Горний журнал, №6, таційної роботи при значних коливаннях техноло1988, с.71-72. гічно необхідних рівнів (глибини) знаходження 9. Б.С. Моховіков. Комплекси обладнання для всасуючого оголовку 5. підводної розробки розсипів на шельфі. Горний В умовах реально діючого земснаряду співвіджурнал, №11, 1997, с.26-28. ношення потоків визначені відношенням площ 10. Шламові насоси фірми "Weir Warman", реперетину сопел відповідних діаметрам 100, 90, кламний проспект, 2005, www.weirwarmaneu.com. 100мм при загальному потоці по напірному трубо11. SU 1784257 В01 029/62, 15.10.1992, Бюл. проводу 13 у 2500м3/год. Продуктивність комплек38. су на виході 4-х кілометрового трубопроводу діа12. SU 1.767098 Е02Р 3/94, 07.10.1992, Бюл. метром 630мм досягла по пульпі 4300м3/год проти 37. 3800м3/год без впливаючої дії гідропотоку з сопла 13. І.М. Ялтанец. Проектування відкритих гід18. ромеханізованих і дражних розробок родовищ. М., При виникненні аварійної ситуації в роботі МДГУ, 2003. комплексу: вимкнення енергопостачання, руйну14. SU 1776298 Е21В 43/00,15.11.1992, Бюл. вання трубопроводу та інших факторів пульпу з 42. трубопроводу випускають через керовані сапуни. 9 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 15923 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601