RU2750445C1 - Method for watered mineral deposits development - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to mining and can be applied in the open-pit mining of watered mineral deposits using an excavator, reduces the loss of minerals. The method includes opening a deposit, developing overburden and minerals by benches, forming pillars, laying rocks in the worked-out space as a whole, dewatering with discharge of quarry water into a settling tank created on the surface at the first stage of work or into the worked-out space as a whole in subsequent stages, shipment of useful fossil. Laying of overburden into the worked-out space is carried out behind pillars, and minerals on the upper site into a dewatering pile with its subsequent shipment. The opening of the deposit is carried out alternately in areas separated by pillars, then dewatering is carried out at the mining area with pumping of water to the non-working area and the mineral is being excavated to the soil of the productive layer, after which the following sections are worked out. The development of the field ends with the excavation of pillars between the areas with dewatering by pumping water into the worked-out space behind the overburden dumps and with the formation of a pile of minerals outside the contours of the developed areas.

EFFECT: invention reduces the area and perimeter of the watered working pit, and simplifies the dewatering.

1 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к горным работам и может быть использовано при добыче песчано-гравийных пород в поймах рек.The invention relates to mining and can be used in the extraction of sand and gravel rocks in the floodplains of rivers.

Известны способы разработки обводненных месторождений песчано-гравийных пород (гравийно-песчаных смесей) с использованием плавучих земснарядов, драг, землесосов, размещенных на понтонах и предназначенных для подводной выемки пород, что позволяет осуществить успешную разработку месторождений без осушения и водопонижения. Кроме того, известны способы подводной выемки с использованием скважинных гидромониторных агрегатов (патент №2186215 МПК Е21С 45/00, опубликован 29.11.2001), экскаваторов на понтонах (патент №2504657 МПК Е21С 41/26, опубликован 31.07.2012).There are known methods for the development of watered deposits of sand and gravel (gravel and sand mixtures) using floating dredgers, dredges, dredgers placed on pontoons and intended for underwater rock excavation, which allows for successful development of deposits without drainage and dewatering. In addition, there are known methods of underwater excavation using downhole jetting units (patent No. 2186215 IPC E21C 45/00, published on November 29, 2001), excavators on pontoons (patent No. 2504657 IPC E21C 41/26, published on July 31, 2012).

Однако использование этого оборудования из-за достаточно больших капитальных затрат экономически оправдано на больших месторождениях, которые разрабатываются длительное время.However, the use of this equipment is economically justified in large fields that have been developed for a long time due to rather large capital costs.

Вместе с тем, в настоящее время в эксплуатацию все чаще вовлекаются небольшие месторождения или отдельные участки месторождений с ограниченными запасами, не обеспечивающими окупаемость специализированной для подводной добычи горной техники. Поэтому большая часть песчано-гравийных пород (ПГП) в стране добывается небольшими экскаваторами типа драглайн и обратная лопата. При использовании этого оборудования на подводной выемке имеет место снижение производительности оборудования и рост потерь полезного ископаемого. С увеличением глубины подводной выемки потери растут, а производительность падает более значительно. В связи с последним для повышения производительности экскаваторов и снижения потерь полезного ископаемого предприятия вынуждены осуществлять водопонижение с частичным осушением продуктивного пласта (патент №2256075 МПК Е21С 41/26, опубликован 10.07.2005).At the same time, at present, small deposits or individual areas of deposits with limited reserves that do not provide payback for mining equipment specialized for subsea mining are increasingly being involved in exploitation. Therefore, most of the sand and gravel (GWP) in the country is mined by small dragline excavators and a backhoe. When using this equipment in an underwater excavation, there is a decrease in equipment productivity and an increase in mineral losses. With an increase in the depth of underwater excavation, losses increase, and productivity decreases more significantly. In connection with the latter, in order to increase the productivity of excavators and reduce losses of mineral resources, enterprises are forced to carry out dewatering with partial drainage of the productive formation (patent No. 2256075 IPC E21C 41/26, published on July 10, 2005).

Осуществление водопонижения обеспечивается в основном откачкой воды из карьера (рабочего котлована). При этом с увеличением размеров котлована и соответственно его периметра значительно растет приток в него дренажных вод, увеличиваются затраты на откачку и осветление карьерных вод. За счет увеличения размеров очистных сооружений (отстойников) существенно возрастает землеемкость горных работ и площадь нарушенных земель.The implementation of dewatering is provided mainly by pumping water from the quarry (working pit). At the same time, with an increase in the size of the pit and, accordingly, its perimeter, the inflow of drainage water into it increases significantly, and the costs of pumping out and clarifying the pit waters increase. Due to an increase in the size of treatment facilities (sedimentation tanks), the land intensity of mining operations and the area of disturbed lands increase significantly.

В качестве прототипа принят способ разработки обводненных месторождений полезных ископаемых (патент №2102598 по МПК Е21С 41/00, опубликован 20.01.1998 г), согласно которому осуществляют вскрытие месторождения, разработку вскрышных пород и полезного ископаемого уступами с формированием целиков, укладку вскрышных пород в выработанное пространство за целиком, разработку нижнего добычного уступа подуступами, при этом полезное ископаемое из верхнего подуступа вынимают и укладывают на верхней рабочей площадке в обезвоживающий штабель, а из нижнего подуступа формируют подводный штабель у откоса уступа, который потом отрабатывают с укладкой полезного ископаемого в обезвоживающий штабель, после чего осуществляют отгрузку полезного ископаемого.As a prototype, a method was adopted for the development of watered mineral deposits (patent No. 2102598 according to IPC E21C 41/00, published on 01.20.1998), according to which the opening of the deposit is carried out, the development of overburden and minerals by benches with the formation of pillars, the laying of overburden into the mined the entire space, the development of the lower mining ledge by sub-steps, while the mineral is removed from the upper sub-ledge and placed on the upper working platform in a dewatering stack, and an underwater stack is formed from the lower sub-ledge at the slope of the ledge, which is then worked off with the laying of the mineral in a dewatering stack after which the shipment of the mineral is carried out.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявленного способа, являются: вскрытие месторождения, разработка вскрышных пород и полезного ископаемого уступами с формированием целиков, укладка вскрышных пород в выработанное пространство за целиками, а полезного ископаемого на верхней площадке в обезвоживающий штабель с последующей его отгрузкой.Signs of the prototype, which coincide with the essential features of the claimed method, are: opening a deposit, development of overburden and minerals by benches with the formation of pillars, laying overburden into the worked-out space behind pillars, and minerals on the upper platform into a dewatering stack with its subsequent shipment.

Сопоставленный анализ заявленного технического решения с прототипом показывает, что основным недостатком последнего является невозможность водопонижения из-за практически неограниченных размеров технологического водоема, а соответственно невозможность разработки запасов небольшими экскаваторами. A compared analysis of the claimed technical solution with the prototype shows that the main disadvantage of the latter is the impossibility of dewatering due to the practically unlimited size of the technological reservoir, and, accordingly, the impossibility of developing reserves with small excavators.

Изобретение направлено на повышение эффективности разработки обводненных месторождений небольшими экскаваторами за счет частичного осушения запасов.The invention is aimed at increasing the efficiency of the development of flooded fields with small excavators due to partial drainage of reserves.

Технический результат заключается в уменьшении площади и периметра обводненного рабочего котлована, а соответственно в упрощении водопонижения.The technical result consists in reducing the area and perimeter of the watered working pit, and, accordingly, in simplifying the dewatering.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки обводненных месторождений полезных ископаемых, охарактеризованном в формуле изобретения, включающим вскрытие месторождения, разработку вскрышных пород и полезного ископаемого уступами с формированием целиков, укладку вскрышных пород в выработанное пространство за целиками, а полезного ископаемого на верхней площадке в обезвоживающий штабель и последующую его отгрузку, согласно изобретению, вскрытие месторождения осуществляют поочередно по участкам, разделенным целиками, затем на добычном участке производят водопонижение с откачкой воды на нерабочий участок и ведут выемку полезного ископаемого до почвы продуктивного пласта, после чего переходят на один из следующих участков и завершают разработку месторождения выемкой целиков между участками с водопонижением путем откачки воды в выработанное пространство за вскрышными отвалами и с формированием штабеля за контурами разрабатываемых участков.The technical result is achieved by the fact that in the method for the development of watered mineral deposits, described in the claims, including the opening of the deposit, the development of overburden and minerals by benches with the formation of pillars, the laying of overburden into the worked-out space behind the pillars, and the mineral on the upper site in the dewatering stack and its subsequent shipment, according to the invention, the opening of the deposit is carried out alternately in sections separated by pillars, then dewatering is performed at the mining site with pumping water to a non-working area and the mineral is excavated to the soil of the productive layer, after which they move to one of the following sections and completing the development of the field by excavating pillars between the sections with dewatering by pumping water into the worked-out space behind the overburden dumps and with the formation of a stack outside the contours of the sections being developed.

Отличия от прототипа доказывают «новизну» предложенного технического решения. Differences from the prototype prove the "novelty" of the proposed technical solution.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1-9 показана технология отработки месторождения, с обозначениями:The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1-9 shows the technology of field development, with the designations:

1-4 – участки горных работ;1-4 - mining areas;

5 – целики;5 - pillars;

6 – рабочий котлован;6 - working pit;

7 – дамба отстойника для откачки вод из первого рабочего котлована;7 - sump dam for pumping water from the first working pit;

8 – склад почвенно-растительного слоя;8 - warehouse of the soil and vegetation layer;

9 – трубопровод для откачки карьерных вод;9 - pipeline for pumping out quarry waters;

10 – выработанное пространство;10 - worked out space;

11 – внутренние отвалы вскрышных пород.11 - internal dumps of overburden.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

Месторождение делится на несколько участков работ 1-4 с разделением их целиками 5 (фиг. 1). Из вскрышных пород участка 1 формируется дамба отстойника 6 для водопонижения путём откачки вод из рабочего котлована 7, после чего частично осушенный участок отрабатывается экскаватором (фиг. 2). На участке 4, который будет отрабатываться последним, формируется склад почвенно-растительного слоя 8, который при дальнейшей разработке будет использоваться для рекультивации бортов отработанных участков. Далее отрабатываются участок 2 (фиг. 3) и участок 3 (фиг.4 и фиг. 9) с перевалкой вскрышных пород экскаватором во внутренние отвалы 11 за целик на дно или на борта отработанных участков для их рекультивации. Откачка воды из котлованов производится по трубопроводу 9 в выработанное пространство 10. Затем отрабатывается целик 5 между участками 1 и 2 (фиг. 5) с укладкой вскрышных пород за целиком на борта карьера. После отрабатывается участок 4 со складированием пустых пород в отвалы 11 на дно выработки (фиг. 6). Последним отрабатывается целик 5 между участками 1-4, 2-3 и 3-4 , с транспортированием вскрышных пород на борта карьера и откачкой вод в выработанное пространство (фиг.7). Получившийся в результате карьер показан на фиг.8. Перевалка пород вскрыши в выработанное пространство может осуществляться при помощи автотранспорта, погрузчика или экскаватора типа драглайн.The deposit is divided into several work areas 1-4 with their separation by pillars 5 (Fig. 1). From the overburden of section 1, a sump dam 6 is formed for dewatering by pumping water from the working pit 7, after which the partially drained section is worked out by an excavator (Fig. 2). At section 4, which will be mined last, a warehouse of soil-vegetation layer 8 is being formed, which, in further development, will be used for reclamation of the sides of the worked-out areas. Further, section 2 (Fig. 3) and section 3 (Fig. 4 and Fig. 9) are worked out with the transshipment of overburden by an excavator into the internal dumps 11 for the whole to the bottom or on the sides of the worked out areas for their reclamation. The pumping of water from the pits is carried out through the pipeline 9 into the worked-out space 10. Then the pillar 5 is worked out between sections 1 and 2 (Fig. 5) with the laying of overburden in its entirety on the sides of the quarry. After that, the section 4 is worked out with the storage of waste rocks in dumps 11 at the bottom of the mine (Fig. 6). The latter is working off the pillar 5 between sections 1-4, 2-3 and 3-4, with the transportation of overburden to the sides of the quarry and pumping water into the worked-out space (Fig. 7). The resulting quarry is shown in FIG. 8. Transfer of overburden rocks into the worked-out space can be carried out using a vehicle, a loader or a dragline excavator.

Claims (1)

Способ разработки обводненных месторождений полезных ископаемых, включающий вскрытие месторождения, разработку вскрышных пород и полезного ископаемого уступами с формированием целиков, укладку вскрышных пород в выработанное пространство за целиками, а полезного ископаемого на верхней площадке в обезвоживающий штабель и последующую его отгрузку, отличающийся тем, что вскрытие месторождения осуществляют поочередно по участкам, разделенным целиками, затем на добычном участке производят водопонижение с откачкой воды на нерабочий участок и ведут выемку полезного ископаемого до почвы продуктивного пласта, после чего переходят на один из следующих участков и завершают разработку месторождения выемкой целиков между участками с водопонижением путем откачки воды в выработанное пространство за вскрышными отвалами и с формированием штабеля за контурами разрабатываемых участков. A method for the development of watered mineral deposits, including the opening of the deposit, the development of overburden and minerals in ledges with the formation of pillars, the laying of overburden into the worked-out space behind the pillars, and the mineral on the upper site into a dewatering stack and its subsequent shipment, characterized in that the opening deposits are carried out alternately in sections separated by pillars, then dewatering is carried out at the mining site with water pumping to a non-working area and a mineral is excavated to the soil of the productive layer, after which they move to one of the following areas and the development of the deposit is completed by excavation of pillars between sites with dewatering by pumping water into the worked-out space behind the overburden dumps and with the formation of a stack outside the contours of the developed areas.

Images