RU2186215C1 - Mining method of water-bearing sand-gravel deposits - Google Patents

Abstract

FIELD: mining of nonmetalliferous building materials; applicable in mining of sand-gravel deposits. SUBSTANCE: method includes working of above-water bench by hydraulic giant installed in nose part of floating control plant. Washed-out mixture of sand and gravel is directed under gravity to floor of underwater bench. It worked out by hole hydraulic giant unit together with sand-gravel above-water bench. Hole hydraulic giant unit is located in middle part of floating control plant. For passage of pontoon of floating control plant, upper part of underwater bench is washed out for depth of its draught by hydraulic giant installed in nose part of floating control plant with bypassing of washed-out mixture to floor of underwater bench. EFFECT: higher efficiency of mining operation, increased height of underwater bench. 3 cl

Description

Изобретение относится к области добычи нерудных строительных материалов и может быть использовано при эксплуатации месторождений гравийно-песчаных смесей, залегающих, преимущественно, в водоносных горизонтах. The invention relates to the field of extraction of non-metallic building materials and can be used in the operation of deposits of gravel and sand mixtures, occurring mainly in aquifers.

Известен способ разработки обводненных песчано-гравийных месторождений, включающий выемку первоначального котлована, его заводнение, размещение в нем земснаряда, разработку добычного блока с разрушением песчано-гравийной смеси в добычной заходке, перемещение земснаряда по мере выемки очередного добычного блока и транспортирование разрушенной песчано-гравийной смеси к зумпфу землесосной станции или на переработку (Ю.Д. Буянов, А.А. Краснопольский. Разработка месторождений нерудных полезных ископаемых. - М.: Недра, 1973, стр.280-292). A known method of developing flooded sand and gravel deposits, including excavation of the original pit, its flooding, placement of a dredger therein, development of a mining block with the destruction of the sand and gravel mixture in the mining sunset, moving the dredger as the next mining block is excavated and transporting the destroyed sand and gravel mixture to the sump of a suction pump station or for processing (Yu.D. Buyanov, AA Krasnopolsky. Development of non-metallic mineral deposits. - M .: Nedra, 1973, pp. 280-292).

Недостатком данного способа является сравнительно небольшая глубина разработки, определяемая, в основном, параметрами рабочего органа земснаряда. The disadvantage of this method is the relatively small depth of development, determined mainly by the parameters of the working body of the dredger.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки обводненных песчано-гравийных месторождений, включающий отработку надводного уступа гидромониторным размывом и гидротранспорт размытой песчано-гравийной смеси в виде пульпы, разработку подводного уступа с плавучей управляющей установки с транспортированием пульпы по плавучему и береговому пульпопроводам на переработку (И.М. Ялтанец. Проектирование гидромеханизации открытых горных работ. - М.: Изд-во МГГУ, 1994, стр.190-193, 200). The closest in technical essence and the achieved result is a method for the development of flooded sand and gravel deposits, including the development of a surface ledge with hydraulic scouring and hydrotransport of a washed sand and gravel mixture in the form of pulp, the development of an underwater ledge with a floating control unit with transportation of pulp through floating and coastal slurry pipelines processing (IM Yaltanets. Design of hydromechanization of open cast mining. - M.: Publishing House of MGU, 1994, pp. 190-193, 200).

Недостатком данного способа является необходимость прокладки отдельного трубопровода для гидротранспорта пульпы, образующейся при размыве песчано-гравийной смеси надводного уступа, и небольшая высота подводного уступа, определяемая, в основном, параметрами рабочего органа земснаряда. The disadvantage of this method is the need to lay a separate pipeline for pulp hydrotransport, formed during erosion of the sand-gravel mixture of the surface ledge, and the small height of the underwater ledge, determined mainly by the parameters of the working body of the dredger.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение эффективности разработки месторождений песчано-гравийных смесей. The problem to which this invention is directed, is to increase the efficiency of development of deposits of sand and gravel mixtures.

Технический результат, который может быть получен при реализации данного изобретения, состоит в упрощении способа и увеличении высоты подводного уступа. The technical result that can be obtained by implementing this invention is to simplify the method and increase the height of the underwater ledge.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе разработки обводненных песчано-гравийных месторождений, включающем отработку надводного уступа гидромониторным размывом и гидротранспорт размытой песчано-гравийной смеси в виде пульпы, разработку подводного уступа с плавучей управляющей установки с транспортированием пульпы по плавучему и береговому пульпопроводам на переработку, согласно изобретению гидромониторный размыв надводного уступа производят гидромонитором, установленным в носовой части плавучей управляющей установки, размытую песчано-гравийную смесь самотеком направляют на почву подводного уступа, а подводный уступ разрабатывают скважинным гидромониторным агрегатом совместно с песчано-гравийной смесью надводного уступа. The specified technical result is achieved by the fact that in the known method for the development of flooded sand and gravel deposits, including the development of a surface ledge with hydraulic washout and hydrotransport of a washed sand and gravel mixture in the form of pulp, the development of an underwater ledge with a floating control unit with the transportation of pulp through floating and onshore pulp pipelines to processing, according to the invention, a water-jet erosion of a surface ledge is carried out by a water monitor installed in the bow of the buoy control installation, eroded sand-gravel mixture was gravity fed to an underwater soil ledge, the ledge and the underwater jetting downhole developing unit together with the sand-gravel mixture freeboard ledge.

В указанную совокупность включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата во всех случаях использования изобретения, на которые испрашивается правовая охрана. The indicated set includes all the signs, each of which is necessary, and all together are sufficient to achieve the specified technical result in all cases of using the invention for which legal protection is sought.

В частных случаях использования указанный технический результат достигается тем, что скважинный гидромониторный агрегат может быть размещен в средней части плавучей управляющей установки. In special cases of use, the specified technical result is achieved by the fact that the downhole hydraulic unit can be placed in the middle part of the floating control unit.

А также тем, что для прохода понтона плавучей управляющей установки верхнюю часть подводного уступа на глубину его осадки могут размывать гидромонитором, установленным в носовой части плавучей управляющей установки, с перепуском размытой песчано-гравийной смеси на почву подводного уступа. And also by the fact that for the pontoon of the floating control unit to pass, the upper part of the underwater ledge to the depth of its precipitation can be washed out with a hydraulic monitor installed in the bow of the floating control unit, with the bypass of the washed sand and gravel mixture onto the soil of the underwater ledge.

Способ разработки обводненных песчано-гравийных месторождений осуществляется следующим образом. The method of developing flooded sand and gravel deposits is as follows.

Экскаватором-драглайном, или грейферным экскаватором, или иным оборудованием создают первоначальный котлован длиной, достаточной для размещения плавучей управляющей установки с добычным оборудованием. Ширину первоначального котлована принимают, равной ширине добычного блока. Ширину добычного блока принимают, равной двум длинам эффективной струи скважинного гидромониторного снаряда в затопленном забое. Глубина первоначального котлована определяется принятой высотой подводного уступа. An excavator-dragline, or a clamshell excavator, or other equipment creates an initial excavation pit long enough to accommodate a floating control unit with mining equipment. The width of the original pit is taken equal to the width of the mining block. The width of the mining block is assumed to be equal to two lengths of the effective jet of a borehole hydromonitor projectile in a flooded face. The depth of the original pit is determined by the accepted height of the underwater ledge.

После заводнения первоначального котлована в него спускают понтон плавучей управляющей установки, на котором монтируют добытое оборудование - гидромонитор для размыва песчано-гравийной смеси надводного уступа, скважинный гидромониторный агрегат для размыва и подъема на поверхность песчано-гравийной смеси надводного и подводного уступов, а также насосную станцию, производят монтаж водоводов, подающих воду на гидромонитор и скважинный гидромониторный агрегат, и пульповодов - пульповода плавучей управляющей установки, плавучего пульповода и берегового пульповода. After flooding the original pit, the pontoon of the floating control unit is lowered onto it, on which the extracted equipment is mounted - a hydraulic monitor for washing out the sand-gravel mixture of the surface ledge, a downhole hydraulic monitoring unit for washing out and raising the surface of the sand-gravel mixture of the surface and underwater ledges, and also the pumping station install the water conduits supplying water to the hydraulic monitor and the downhole hydraulic monitor unit, and the slurry pipelines - slurry pipelines of the floating control unit, floating pulp water and slurry pipeline shore.

Плавучий пульповод, пульповод плавучей управляющей установки и береговой пульповод соединяют между собой посредством шаровых шарниров. Гидромонитор для размыва песчано-гравийной смеси надводного уступа устанавливают в носовой части понтона плавучей управляющей установки, а скважинный гидромониторный агрегат для разработки подводного уступа монтируют в его средней части. Такая компоновка добычного оборудования позволяет повысить устойчивость понтона плавучей управляющей установки. The floating slurry line, the slurry line of the floating control unit and the coastal slurry line are connected by ball joints. A water monitor for erosion of a sand-gravel mixture of a surface ledge is installed in the bow of a pontoon of a floating control unit, and a downhole hydraulic unit for developing an underwater ledge is mounted in its middle part. Such a layout of mining equipment improves the stability of the pontoon of the floating control unit.

В качестве понтона плавучей управляющей установки может быть использован понтон серийно выпускаемого земснаряда небольшой производительности, например, 8Н3 Минстроя, или 100-40к. В качестве добычного оборудования для разработки надводного уступа может быть использован гидромонитор ГМЦ-250, а для разработки подводного уступа скважинный гидромониторный агрегат, включающий скважинный гидродобычной снаряд, например, СГ -14 и скважинный гидромониторный снаряд СГМ -2, имеющий боковые и торцевые струеформирующие насадки. As a pontoon of a floating control unit, a pontoon of a commercially available dredger of small capacity, for example, 8N3 Minstroy, or 100-40k can be used. The hydromonitor GMC-250 can be used as mining equipment for the development of a surface ledge, and for the development of an underwater ledge, a downhole hydromonitor unit, including a downhole hydraulic production projectile, for example, SG -14 and an SGM-2 downhole hydromonitor projectile, having side and end jet forming nozzles.

Посредством маневрирования плавучей управляющей установки скважинный гидродобычной и скважинный гидромониторный снаряды размещают в рабочем положении в непосредственной близости к забою подводного уступа и с этой установки в почве уступа гидромониторной струей, образуемой торцевой струеформирующей насадкой скважинного гидромониторного снаряда, формируют приемную воронку. Размытая при формировании приемной воронки песчано-гравийная смесь поступает к всасу скважинного гидродобычного снаряда и посредством гидроэлеватора скважинного гидродобычного снаряда поднимается на поверхность. By maneuvering the floating control unit, the downhole hydraulic production and downhole hydraulic monitoring shells are placed in the working position in close proximity to the bottom of the underwater ledge, and from this installation in the ledge soil a hydraulic monitoring stream formed by the end jet forming nozzle of the downhole hydraulic monitoring shell forms a receiving funnel. The sand and gravel mixture washed out during the formation of the receiving funnel enters the inlet of the borehole hydraulic production shell and rises to the surface by means of the hydraulic elevator of the borehole hydraulic production shell.

Посредством пульповода плавучей управляющей установки, плавучего пульповода и берегового пульповода добытую песчано-гравийную смесь подают на поверхностный комплекс. Плавучая управляющая установка удерживается на месте с помощью лебедок, размещенных на понтоне, и тросов, заякоренных на берегу. В качестве опоры может быть также использован гидродобычный снаряд, который для этого должен быть выполнен с опорным башмаком в нижней своей части, который при работе добычного оборудования заглубляется в дно приемной воронки по мере ее формирования и создает тем самым дополнительную опору. Using the slurry line of the floating control unit, the floating slurry line and the shore slurry line, the mined sand and gravel mixture is fed to the surface complex. The floating control unit is held in place by winches placed on the pontoon and cables anchored on the shore. As a support, a hydro-mining projectile can also be used, which for this should be made with a support shoe in its lower part, which, when operating the mining equipment, deepens into the bottom of the receiving funnel as it forms and thereby creates additional support.

После установки плавучей управляющей установки в требуемом положении и ее раскрепления гидромонитором, установленным в носовой части понтона, производят размыв песчано-гравийной смеси надводного уступа. Пульпу самотеком перепускают на почву подводного уступа. Одновременно с этим могут быть начаты работы по разработке подводного уступа скважинным гидромониторным агрегатом. After installing the floating control unit in the required position and releasing it with a hydraulic monitor installed in the bow of the pontoon, the sand and gravel mixture of the surface ledge is washed out. The pulp by gravity is passed onto the soil of an underwater ledge. At the same time, work can begin on the development of an underwater ledge by a downhole hydraulic monitoring unit.

Разработку подводного уступа предпочтительно осуществлять боковым забоем с подрезкой массива песчано-гравийной смеси гидромониторной струей, образуемой боковой струеформирующей насадкой скважинного гидромониторного снаряда, посредством медленного поворота скважинного гидромониторного снаряда вокруг своей продольной оси на некоторый угол. Скорость поворота, при которой обеспечивается сплошная подрезка массива в пределах секторной заходки без оставления целиков, может быть определена в процессе опытных работ, или моделированием, или иным доступным методом. The development of the underwater ledge is preferably carried out by a side face with cutting of the sand-gravel mixture with a jet of water, formed by the side jet forming nozzle of the downhole jet monitor, by slowly turning the downhole jet monitor around its longitudinal axis by a certain angle. The rotation speed, at which continuous trimming of the array is ensured within the sectorial approach without leaving the pillars, can be determined in the process of experimental work, or by modeling, or by any other available method.

Размытая песчано-гравийная смесь поступает в приемную воронку, откуда посредством гидроэлеватора скважинного гидродобычного снаряда осуществляют ее подъем на поверхность и посредством пульповода плавучей управляющей установки, плавучего пульповода и берегового пульповода подают на поверхностный комплекс. The washed-out sand-gravel mixture enters the receiving funnel, from where it is lifted to the surface by means of the hydraulic elevator of the borehole hydraulic production shell and is fed to the surface complex by means of a slurry line of a floating control unit, a floating slurry line and an onshore slurry line.

В результате образования врубовой полости в основании уступа происходит обрушения подрезанного вышележащего массива песчано-гравийной смеси в пределах секторной заходки. Использование бокового забоя позволяет повысить безопасность работ по размыву, поскольку не происходит обрушение подрезанного и потерявшего устойчивость массива на добычное оборудование. После обрушения массива песчано-гравийной смеси в пределах первой секторной заходки скважинным гидромониторным снарядом начинают подрезку массива песчано-гравийной смеси в пределах следующей секторной заходки, а энергию отраженной струи гидромониторного снаряда используют для размыва обрушенного массива. As a result of the formation of an incised cavity at the base of the ledge, the clipped overlying massif of the sand-gravel mixture collapses within the sector setting. The use of a lateral face allows to increase the safety of erosion operations, since there is no collapse of the truncated and unstable array on the mining equipment. After the collapse of the massif of the sand-gravel mixture within the first sectoral approach with a borehole waterjet projectile, trimming of the massif of the sand-gravel mixture within the next sectoral approach begins, and the energy of the reflected jet of the waterjet projectile is used to erode the collapsed massif.

Возможна также разработка подводного уступа и встречным забоем без подрезки массива. В этом случае скважинный гидромониторный снаряд размещают по оси отрабатываемого блока. Размыв производят напорной струей скважинного гидромониторного снаряда с его поворотом в обе стороны от оси блока на некоторый угол, с подъемом или опусканием скважинного гидромониторного снаряда. It is also possible to develop an underwater ledge and a counter face without trimming the array. In this case, a downhole hydraulic monitor is placed along the axis of the block being worked out. The erosion is carried out by a pressure jet of a borehole hydromonitor projectile with its rotation on both sides of the block axis by an angle, with the raising or lowering of the borehole hydromonitor projectile.

Вся размытая песчано-гравийная смесь поступает в приемную воронку, откуда посредством гидроэлеватора скважинного гидродобычного снаряда осуществляют ее подъем на поверхность и через пульповод плавучей управляющей установки, плавучий пульповод и береговой пульповод подают на поверхностный комплекс. All the washed-out sand-gravel mixture enters the receiving funnel, from where it is lifted to the surface by means of a hydraulic elevator of the borehole hydraulic production shell and through the slurry line of the floating control unit, the floating slurry line and the coastal slurry line are fed to the surface complex.

После выемки песчано-гравийной смеси во всех секторных заходках при разработке боковым забоем или выемки песчано-гравийной смеси на длину эффективной струи скважинного гидромониторного снаряда при разработке встречным забоем и зачистки почвы уступа отсоединяют плавучий пульповод от берегового пульповода, плавучую управляющую установку с добычным оборудованием перемещают в следующее положение, производят ее раскрепление, и цикл работ по размыву надводного уступа, перепуску размытой песчано-гравийной смеси на почву подводного уступа, формированию приемной воронки в почве подводного уступа, подрезке, обрушению, размыву обрушенного массива песчано-гравийной смеси, подъему пульпы на поверхность и подачи ее на поверхностный комплекс повторяется до полной отработки добычного блока. After excavation of the sand and gravel mixture in all sector approaches when developing a side face or excavation of a sand and gravel mixture to the length of an effective jet of a borehole hydraulic monitor while developing a counter face and clearing the ledge soil, the floating slurry line is disconnected from the shore pulp line, the floating control unit with mining equipment is moved to the following position, release it, and a series of works on erosion of a surface ledge, transfer of a washed-out sand and gravel mixture to the soil of an underwater ledge , The formation in the soil hopper ledge underwater, trimming, collapse, erosion husked array sand-gravel mixture, raising the pulp to the surface and supplying it to the surface complex is repeated until the complete block of mining a mine.

Использование изобретения позволит вести разработку месторождений песчано-гравийных смесей более высокими уступами, что в конечном итоге повысит эффективность добычных работ. Using the invention will allow the development of deposits of sand and gravel mixtures with higher ledges, which ultimately will increase the efficiency of mining operations.

Claims (3)

1. Способ разработки обводненных песчано-гравийных месторождений, включающий отработку надводного уступа гидромониторным размывом и гидротранспорт размытой песчано-гравийной смеси в виде пульпы, разработку подводного уступа с плавучей управляющей установки с транспортированием пульпы по плавучему и береговому пульпопроводам на переработку, отличающийся тем, что гидромониторный размыв надводного уступа производят гидромонитором, установленным в носовой части плавучей управляющей установки, размытую песчано-гравийную смесь самотеком направляют на почву подводного уступа, а подводный уступ разрабатывают скважинным гидромониторным агрегатом совместно с песчано-гравийной смесью надводного уступа. 1. A method of developing flooded sand and gravel deposits, including the development of a surface ledge with a hydraulic washout and hydrotransport of a washed sand and gravel mixture in the form of pulp, the development of an underwater ledge with a floating control unit with transportation of pulp through floating and onshore slurry pipelines for processing, characterized in that the hydraulic monitor erosion of a surface ledge is made by a hydromonitor installed in the bow of a floating control unit, blurred sand and gravel mix Samote ohm directed ledge underwater soil and underwater ledge developing downhole jetting unit together with the sand-gravel mixture freeboard ledge. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скважинный гидромониторный агрегат размещен в средней части плавучей управляющей установки. 2. The method according to p. 1, characterized in that the downhole hydraulic unit is located in the middle part of the floating control unit. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для прохода понтона плавучей управляющей установки верхнюю часть подводного уступа на глубину его осадки размывают гидромонитором, установленным в носовой части плавучей управляющей установки, с перепуском размытой песчано-гравийной смеси на почву подводного уступа. 3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that for the passage of the pontoon of the floating control unit, the upper part of the underwater ledge to the depth of its precipitation is washed out with a hydraulic monitor installed in the bow of the floating control unit, with the bypass of the washed sand and gravel mixture onto the soil of the underwater ledge .