RU2533398C1 - Method of development of fields of building rocks of rocky and semi-rocky types - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: method includes the automated and real-time obtaining and processing of the express information on the structure of array of consistently worked-out parts of ledges, their differentiated separation on the basis of the obtained complex system information into multi-scale structural elements of rocks with natural and technogenic fracturing. Separation of the obtained complex system information into multi-scale structural elements of rocks includes strength, elasto-rheological, thermophysical, structural and mechanical characteristics. The automated combined destruction down of structural members comprises the blasting under a mobile engine driven shelter and subsequent disintegration using an electrophysical method in view of the obtained characteristics. Direct accommodation in temporary storage stockpiles and delivery of the obtained products to consumers is performed after the automated feeding of mined rock into a receiving device of the mobile sorting unit with the subsequent separation of mined rock into respective fractions by coarseness.

EFFECT: improvement of performance of development of fields of building rocks of rocky and semi-rocky types.

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой добыче в виде кусковой массы строительных горных пород скального и полускального типов.The invention relates to the mining industry and can be used for open mining in the form of lumpy mass of building rocks of rocky and semi-rocky types.

Известны и получили широкое промышленное применение в горной промышленности разновидности открытого способа добычи скальных, полускальных и нескальных строительных горных пород [1-5]. Способ разработки месторождений полезных ископаемых полускального и нескального типов [1] осуществляется безлюдно в автоматизированном режиме с дневной поверхности, с минимальным объемом вскрышных работ и разделением минеральных тел на элементарные блоки с последовательной их отработкой универсальным мобильным агрегатом, с помощью которого осуществляют в автоматизированном режиме рыхление горных пород каждого элементарного блока наиболее эффективным для данного типа пород способом, механическим, либо пневматическим, либо физическим - реализуемым с помощью комплекса технических устройств универсального мобильного агрегата, экс-кавационную выемку кондиционной минеральной массы и ее погрузку в средства подъема на поверхность и перемещения в выработанное пространство некондиционной минеральной массы.Varieties of the open method for the extraction of rocky, semi-rock and non-rocky building rocks are known and have received wide industrial application in the mining industry [1-5]. The method of developing mineral deposits of semi-rock and non-rock types [1] is carried out unattended in an automated mode from the day surface, with a minimum amount of overburden work and the separation of mineral bodies into elementary blocks with their sequential mining by a universal mobile unit, with the help of which loosening of mountain rocks of each elementary block in the most effective way for a given type of rocks, mechanical, pneumatic, or physical them - realized using complex technical devices universal mobile unit, the former kavatsionnuyu recess conditioned mineral mass and its loading in the lifting means onto the surface and moving the goaf substandard mineral mass.

Основными недостатками способов открытой добычи строительных горных пород является разобщение во времени и производственном пространстве нескольких технологических операций, значительный выход негабарита и крупнокусковой горной массы, относительная низкая производительность труда, значительные эксплуатационные затраты и экономические негативные последствия.The main disadvantages of the methods of open mining of building rocks are the separation in time and production space of several technological operations, a significant yield of oversized and lumpy rock mass, relatively low labor productivity, significant operating costs and economic negative consequences.

Наиболее близким по выполняемым функциям и техническому результату является способ разработки месторождений скального и полускального типов разноблочной структуры [6], который включает стадийно-детальное районирование горных пород по блочности, трещиноватости, прочности и потребительскому качеству и последующее разделение массива рабочей зоны на разновысотные горизонты, а горизонты или их участки - на эксплуатационные блоки, последние - на однородные элементарные блоки, последующей выемкой из массива габаритных и мелких фракций с использованием соответствующего комплекса рабочих органов технических устройств универсального агрегата, позволяющего осуществлять непосредственную выемку габаритных отдельностей горных пород из массива, разбуривать и взрывать крупные отдельности горных пород зарядами BB под локальным укрытием либо осуществлять их механическое разрушение или рыхление и последующую выемку и отгрузку горной массы в средства транспорта либо во внутренний отвал или во временный призабойный склад.The closest in terms of functions and technical result is a method of developing rocky and semi-rocky deposits of different block structure [6], which includes step-by-step zoning of rocks according to blockiness, fracturing, strength and consumer quality and the subsequent division of the work area array into different-height horizons, and horizons or their sections — into operational blocks, the latter — into homogeneous elementary blocks, followed by extraction from an array of overall and small fractions using using the appropriate set of working bodies of the technical devices of the universal unit, which allows for direct excavation of overall rock formations from the massif, to drill and blast large rock formations with BB charges under local shelter, or to carry out their mechanical destruction or loosening and subsequent excavation and shipment of rock mass into vehicles either to an internal dump or to a temporary bottomhole warehouse.

Недостатком способа является отсутствие иерархически глубокой дифференциации массива горных пород, слагающих месторождение и отрабатываемые уступы, выделения в них природных и природно-техногенных разномасштабных и разнокачественных выемочных элементов, исходя из наличия макро- и микротрещиноватости, их прочности (по отношению к их разрушаемости), потребительского качества.The disadvantage of this method is the lack of hierarchically deep differentiation of the massif of rocks composing the deposit and worked out ledges, the allocation in them of natural and natural-technogenic multiscale and different-grade excavation elements, based on the presence of macro- and microcracking, their strength (with respect to their destruction), consumer quality.

Технический результат - повышение эффективности освоения месторождений строительных горных пород скального и полускального типа.The technical result is an increase in the efficiency of development of deposits of building rocks of rocky and semi-rocky type.

Технический результат достигается тем, что в способе освоения месторождений строительных горных пород скального и полускального типов, включающем автоматизированное и оперативное получение и обработку экспресс-информации о структуре массива последовательно отрабатываемых частей уступов, дифференцированное их выделение на основе полученной системно-комплексной информации на разномасштабные структурные элементы горных пород с естественной и техногенной трещиноватостью, выделение полученной системно-комплексной информации на разномасштабные структурные элементы горных пород включает прочностные, упругореологические, теплофизические, структурно-механические характеристики, а автоматизированное комбинированное разрушение структурных элементов включает взрывание под мобильным механизированным укрытием и последующую дезинтеграцию электрофизическим способом с учетом полученных характеристик, причем непосредственное размещение во временных накопительных штабелях и отгрузку полученной продукции потребителю осуществляют после автоматизированной подачи горной массы в приемное устройство мобильного сортировочного агрегата с последующим разделением в нем горной массы на соответствующие фракции по крупности.The technical result is achieved in that in a method for the development of deposits of building rocks of rocky and semi-rocky types, including automated and quick receipt and processing of express information about the structure of an array of successively worked out parts of the ledges, their differentiated selection based on the obtained system-integrated information on different-scale structural elements rocks with natural and man-made fracturing, separation of the obtained system-integrated information at times small-scale structural elements of rocks include strength, elastic-rheological, thermophysical, structural and mechanical characteristics, and automated combined destruction of structural elements includes blasting under a mobile mechanized shelter and subsequent disintegration by electrophysical method, taking into account the obtained characteristics, with direct placement in temporary storage stacks and shipment of the resulting product to the consumer is carried out after the automated supply of g mass in the receiving device of the mobile screening unit with subsequent separation of the rock mass into the appropriate fractions by size.

На основе сопоставимого анализа с прототипом установлены отличия заявляемого способа, заключающиеся в комплексе в иерархически глубокой дифференциации массива горных пород, слагающих месторождение и отрабатываемые уступы, выделяя в них природные и природно-техногенные разномасштабные и разнокачественные выемочные элементы, исходя из наличия макро- и микротрещиноватости, их прочности (по отношению к их разрушаемости), потребительского качества, а также в автоматизированном получении, отработке и использовании разноуровневой информации о природной и природно-техногенной структуре разномасштабных массивов горных пород. Возможность получения информации и формирование требуемой последовательности выполняемых действий позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.Based on a comparable analysis with the prototype, the differences of the proposed method are established, which consist in a hierarchically deep differentiation of the rock mass that composes the deposit and worked out ledges, highlighting in them natural and natural-technogenic multiscale and different-grade excavation elements, based on the presence of macro- and microcracks, their strength (in relation to their destructibility), consumer quality, as well as in the automated receipt, development and use of multilevel information tion about the natural and natural-technogenic structure of various rock massifs. The ability to obtain information and the formation of the required sequence of actions allows you to solve the problem, determines the novelty, industrial applicability and inventive step of development.

Способ включает следующие элементы: месторождение строительных горных пород скального и полускального типа со сложной природной и природно-техногенной структурой, обусловленной разнообразными тектоническими и некоторыми другими природными нарушениями, а также техногенными факторами - главным образом, предыдущими взрывными работами; иерархическую систему блочности, предопределенную, в основном, развитой на месторождении (карьерном поле) трещиноватостью различными вещественным составом и крепостью горных пород; выемочные элементы технологически относительно однородные в пределах средних и крупных блоков; мобильный агрегат и роботизированные технические средства для оперативного и автоматизированного получения горно-геологической информации о структуре массивов отрабатываемого уступа и его блоков, разрушения горных пород, их раздельной выемки, потребительской сортировки горной массы грохочением и отгрузки готовой продукции в транспортные средства потребителя или во временные склады.The method includes the following elements: a deposit of building rocks of rocky and semi-rocky type with a complex natural and natural-technogenic structure caused by various tectonic and some other natural disturbances, as well as technogenic factors - mainly, previous blasting operations; the hierarchical blocking system, predetermined mainly by the development of fracture by various material composition and rock strength in the field (quarry field); excavation elements are technologically relatively uniform within medium and large blocks; a mobile unit and robotic technical means for prompt and automated obtaining of geological information on the structure of the arrays of the worked-out ledge and its blocks, destruction of rocks, their separate excavation, consumer sorting of rock by screening and shipment of finished products to consumer vehicles or to temporary warehouses.

Осуществляют способ следующим способом.The method is carried out in the following way.

Предварительно месторождение строительных горных пород или его участки, а также карьерное поле иерархически подразделяют на структурно и технологически относительно однородные блоки, основываясь на данных опережающей эксплуатационной разведки и геологическом прогнозировании. Осуществляется автоматизированное и оперативное получение и обработка экспресс-информации о структуре массива последовательно отрабатываемых частей уступов, дифференцированное их выделение на основе полученной системно-комплексной информации на разномасштабные структурные элементы горных пород с естественной и техногенной трещиноватостью. Выделение полученной системно-комплексной информации на разномасштабные структурные элементы горных пород включает прочностные, упругореологические, теплофизические, структурно-механические характеристики. Добычные блоки подразделяют с некондиционной и временно некондиционной строительной горной породой, которую разрушают либо взрыванием скважин (или шпуров) малого диаметра (6-16 мм) под техническим укрытием (щитом) универсального мобильного агрегата - при крепких и весьма крепких горных породах, или одним из механических способов, например разрывом, используя скважины или шпуры весьма малого диаметра, при средней и небольшой крепости горных пород. Автоматизированное комбинированное разрушение структурных элементов включает взрывание под мобильным механизированным укрытием и последующую дезинтеграцию электрофизическим способом с учетом полученных характеристик. Непосредственное размещение во временных накопительных штабелях и отгрузку полученной продукции потребителю осуществляют после автоматизированной подачи горной массы в приемное устройство мобильного сортировочного агрегата с последующим разделением в нем горной массы на соответствующие фракции по крупности. Экскавационную выемку и сортировку (грохочением) в средства транспорта потребителя кондиционной горной массы определенного сорта производят манипулятором того же мобильного агрегата, временно некондиционную горную массу размещают во внутренних складах, а породную - во внутренних или внешних отвалах.Previously, the construction rock deposit or its sections, as well as the quarry field are hierarchically subdivided into structurally and technologically relatively homogeneous blocks, based on data from advanced operational exploration and geological forecasting. Automated and quick receipt and processing of express information about the structure of the array of successively worked out parts of the ledges, their differentiated selection based on the obtained system-integrated information on different-sized structural elements of rocks with natural and technogenic fracture. Isolation of the obtained system-complex information on different-scale structural elements of rocks includes strength, elastic-rheological, thermophysical, structural and mechanical characteristics. Mining blocks are subdivided with substandard and temporarily substandard construction rock, which is destroyed either by blasting wells (or holes) of small diameter (6-16 mm) under the technical shelter (shield) of a universal mobile unit - with strong and very strong rocks, or one of mechanical methods, for example by rupture, using wells or holes of very small diameter, with medium and small rock strength. Automated combined destruction of structural elements includes blasting under a mobile mechanized shelter and subsequent disintegration by the electrophysical method, taking into account the obtained characteristics. The direct placement in temporary storage stacks and the shipment of the products to the consumer is carried out after the automated supply of the rock mass to the receiving device of the mobile sorting unit, followed by the separation of the rock mass into the appropriate fractions by size. Excavation excavation and sorting (screening) into vehicles of a consumer of conditioned rock mass of a certain grade is carried out by the manipulator of the same mobile unit, temporarily substandard rock mass is placed in internal warehouses, and rock mass in internal or external dumps.

Способ позволяет осуществлять высокоэффективное освоение месторождений строительных горных пород, глубокую оперативную дифференциацию строительных горных пород по их потребительскому качеству, количеству, физико-механическим и технологическим свойствам в целом.The method allows for highly efficient development of building rock deposits, deep operational differentiation of building rocks by their consumer quality, quantity, physical-mechanical and technological properties as a whole.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2478788 от 10.04.2013. Способ разработки месторождений полезных ископаемых полускального и нескального типа.1. RF patent No. 2478788 dated 04/10/2013. A method of developing mineral deposits of semi-rock and non-rock type.

2. Патент РФ №2362877 от 27.07.2009. Способ циклично-поточной отработки скальных горных пород.2. RF patent No. 2362877 from 07/27/2009. The method of cyclic-stream mining of rock formations.

3. Патент РФ №2361081 от 10.07.2009. Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых.3. RF patent No. 2361081 from 07/10/2009. The method of open development of mineral deposits.

4. Патент РФ №2399763 от 20.09.2010. Способ отработки месторождения.4. RF patent No. 2399763 from 09/20/2010. The method of mining the field.

5. Патент РФ №2421617 от 20.06.2011. Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых.5. RF patent No. 2421617 from 06/20/2011. The method of open development of mineral deposits.

6. Патент РФ №2279546 от 10.07.2006. Способ разработки месторождений скального и полускального типов разнооблочной структуры.6. RF patent No. 2279546 from 07/10/2006. A method of developing deposits of rocky and semi-rocky types of diverse structures.

Claims (1)

Способ освоения месторождений строительных горных пород скального и полускального типов, включающий автоматизированное и оперативное получение и обработку экспресс-информации о структуре массива последовательно отрабатываемых частей уступов, дифференцированное их выделение на основе полученной системно-комплексной информации на разномасштабные структурные элементы горных пород с естественной и техногенной трещиноватостью, отличающийся тем, что выделение полученной системно-комплексной информации на разномасштабные структурные элементы горных пород включает прочностные, упругореологические, теплофизические, структурно-механические характеристики, а автоматизированное комбинированное разрушение структурных элементов включает взрывание под мобильным механизированным укрытием и последующую дезинтеграцию электрофизическим способом с учетом полученных характеристик, причем непосредственное размещение во временных накопительных штабелях и отгрузку полученной продукции потребителю осуществляют после автоматизированной подачи горной массы в приемное устройство мобильного сортировочного агрегата с последующим разделением в ней горной массы на соответствующие фракции по крупности. A method for the development of deposits of building rocks of rocky and semi-rocky types, which includes the automated and prompt receipt and processing of express information on the structure of an array of successively worked out parts of ledges, their differentiated selection based on the obtained system-integrated information on different-scale structural elements of rocks with natural and technogenic fracture , characterized in that the allocation of the obtained system-integrated information on different scale structural e elements of rocks include strength, elastic-rheological, thermophysical, structural and mechanical characteristics, and automated combined destruction of structural elements includes blasting under a mobile mechanized shelter and subsequent disintegration by electrophysical method, taking into account the obtained characteristics, with direct placement in temporary storage stacks and shipment of the products to the consumer carried out after the automated supply of rock to the reception troystvo mobile screening unit, followed by separation of the rock mass therein to the appropriate size fractions.