×
10.02.2013
216.012.23e9

СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ ТУМБООБРАЗНЫХ ЦЕЛИКОВ В РОССЫПНЫХ ШАХТАХ КРИОЛИТОЗОНЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002474695
Дата охранного документа
10.02.2013
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке россыпных месторождений Севера. Все работы по возведению целиков производят в зимний период по окончании отработки очистной камеры в россыпной шахте. Предварительно с поверхности над отработанной камерой пробуривают вертикальную скважину большого диаметра (500-600 мм), под которой под землей сооружают передвижную опалубку, в которую засыпают щебенисто-галечную смесь, образуемую при летней промывке песков на промывочных установках и находящуюся в отвалах. Затем с помощью вибраторов производят уплотнение смеси и кратковременный прогрев с увлажнением ее перегретым паром, подаваемым под большим давлением парогенерирующей установкой в количестве не менее 10 м на 1 м смеси. После этого смерзшуюся породную смесь - тумбообразный целик, дополнительно промораживают холодным воздухом, нагнетаемым вентилятором, обеспечивая тем самым высокие компрессионные свойства. Изобретение позволяет снизить потери полезного ископаемого и расход воды, увеличить скорость возведения целиков, предотвратить деформации земной поверхности над отработанным шахтным полем. 1 ил.
Основные результаты: Способ возведения искусственных тумбообразных целиков в россыпных шахтах криолитозоны, включающий укладку в зимний период промороженной щебенисто-галечной смеси, подаваемой с поверхности через специально пробуренную скважину в предварительно сооруженную под землей опалубку, отличающийся тем, что уложенную в опалубку щебенисто-галечную смесь уплотняют, а затем разогревают и увлажняют перегретым паром, подаваемым в количестве не менее 10 м на 1 м смеси, и промораживают атмосферным воздухом.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к горному делу, а именно подземной разработке россыпных месторождений криолитозоны.

Известен способ возведения ледопородных целиков в россыпных шахтах (РШ) Севера, включающий послойное замораживание в зимний период подаваемого с поверхности песчано-галечного материала с проливом водой и промораживанием естественным холодом [1] (прототип). Основными недостатками этого способа являются:

- высокий расход воды;

- низкая скорость возведения, ввиду медленного замерзания большого количества воды в отработанном пространстве РШ;

- сложность возведения гидроизоляционных перемычек в выработанном пространстве РШ;

- значительное растепление мерзлого породного массива подаваемой водой со снижением прочностных характеристик.

Техническими задачами изобретения являются снижение потерь полезного ископаемого и расхода воды; получение дополнительного металла; увеличение скорости возведения целиков в РШ; предотвращение деформаций земной поверхности над отработанным шахтным полем.

Предлагается новый способ возведения искусственных тумбообразных целиков в РШ криолитозоны, включающий укладку в зимний период промороженной щебенисто-галечной смеси, подаваемой с поверхности через специально пробуренную скважину в предварительно сооруженную под землей передвижную опалубку, отличающийся тем, что уложенную в опалубку породную смесь уплотняют вибратором, а затем прогревают и увлажняют перегретым паром, подаваемым в количестве не менее 10 м3 на 1 м3 смеси, после чего в скважину вентилятором нагнетают холодный атмосферный воздух, обеспечивая быстрое и качественное смерзание породной смеси с образованием искусственного целика.

Реализация способа будет способствовать решению ряда технических и экологических задач:

- с началом возведения искусственных целиков появляется возможность отработки ранее оставленных естественных целиков, обеспечивая тем самым снижение технологических потерь и получение дополнительного металла;

- отпадает необходимость возведения гидроизоляционных перемычек в отработанных камерах, снижая тем самым материальные затраты;

- ограниченная подача воды (в парообразном состоянии) в РШ значительно снижает негативный растопляющий эффект на мерзлый горный массив, сохраняя тем самым его прочностные свойства;

- предотвращается проседание земной поверхности в пределах отработанного шахтного поля;

- обеспечивается рециклинг (размещение в отработанном пространстве РШ) твердых геоматериалов, находящихся в отвалах, остающихся после промывки добытых песков на промывочных приборах, тем самым освобождается земная поверхность;

- значительно снижается расход воды, дефицитной в зимний период из-за прекращения стока поверхностных водотоков;

- отпадает необходимость в создании больших запасов воды и возведении объемного водохранилища.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как предварительное уплотнение щебенисто-гравийной смеси, уложенной в опалубку вибратором, позволяет повысить плотность укладки и соответственно уменьшить количество пустот, что способствует повышению компрессионных свойств сооружения.

Следующий существенный признак заключается в том, что уплотненную породную смесь кратковременно разогревают и увлажняют перегретым паром, подаваемым под большим давлением, способствуя тем самым активному образованию пленочного водяного конденсата на поверхностях породных кусков, в то же время не допуская оттайки их по всему объему. Таким образом, после прекращения подачи пара образовавшийся пленочный водный конденсат быстро замерзает в значительной степени за счет естественного холода аккумулированного мерзлыми породными отдельностями с образованием цементирующих ледяных связок между ними, которые затем упрочняются путем охлаждения холодным воздухом, нагнетаемым вентилятором, и получением таким образом прочного породного искусственного целика.

Кроме этого, подача влаги в щебенисто-галечную смесь в парообразном состоянии резко сокращает ее расход в сравнении с разбрызгиванием, тем самым исключая нахождение в выработанном пространстве свободной воды, вызывающей растепление мерзлого горного массива.

Требуемый технический результат при реализации изобретения предполагается получить при использовании климатических, геокриологических ресурсов и горнотехнических особенностей региона и РШ:

- длительный зимний период с экстремально низкими температурами;

- наличие естественного холода, как атмосферного (высокопотенциального), так и аккумулированного горными породами;

- круглогодичный отрицательный температурный режим шахтной атмосферы;

- наличие легкоразрабатываемых отвалов на земной поверхности вблизи границ шахтного поля, остающихся после промывки добытых металлосодержащих песков в летний период.

Заявляемый способ поясняется чертежом (Фиг.1), где показан участок отрабатываемого подземным способом россыпного месторождения с расстановкой всего оборудования для возведения искусственных целиков в РШ.

Условные обозначения, принятые на чертеже:

1 - земная поверхность; 2 - отработанная камера; 3 - сквозная вертикальная скважина; 4 - передвижная опалубка; 5 - складированный щебенисто-галечный материал; 6 -вибрационная установка; 7 - парогенераторная установка; 8 - паропровод; 9 - перфорированная труба; 10 - уплотненная щебенисто-галечная смесь; 11 - вентиляционный став; 12 - нагнетательный вентилятор.

Реализацию заявляемого способа на практике осуществляют следующим образом. В период ведения очистных работ в РШ в зимний период с земной поверхности 1 в пределах отработанной очистной камеры 2 пробуривают сквозную вертикальную скважину большого диаметра (500-600 мм) 3, под которой под землей сооружают передвижную опалубку 4. Возле скважины складируют щебенисто-галечный материал 5, устанавливают вибрационную установку 6, обеспечивающую уплотнение смеси уложенной в опалубку и парогенераторную установку 7, обеспечивающую подачу перегретого пара по паропроводу 8 в перфорированную трубу 9, установленную внутри опалубки. Песчано-галечную смесь 5 засыпают через скважину 3 внутрь опалубки 4 и уплотняют вибрационной установкой 6. Затем включают парогенераторную установку 7 и по паропроводу 8 осуществляют подачу перегретого пара в перфорированную трубу 9, обеспечивая тем самым требуемый разогрев и увлажнение утрамбованной смеси 10, находящейся внутри опалубки 4. После этого извлекают вибратор 6 и перфорированную трубу 9, а в скважину 3 устанавливают вентиляционный став 11, по которому вентилятором 12, установленным на поверхности, нагнетают холодный воздух, обеспечивая тем самым ускоренное смерзание и упрочнение породной смеси с образованием тумбообразного целика.

После завершения работ по сооружению целика скважину консервируют, пробуривают новую скважину, опалубку передвигают на новое место и с выполнением вышеперечисленных операций возводят следующий тумбообразный искусственный целик.

Основные преимущества предлагаемого способа:

- низкий расход воды;

- высокие компрессионные свойства возведенного целика;

- дешевизна и доступность закладочного и связующего материалов;

- высокая механизация ведения работ;

- небольшое количество применяемого оборудования и технологических операций;

- низкие затраты на проморозку возводимых целиков за счет использования естественного холода аккумулированного породными кусками и атмосферного холода (воздуха), нагнетаемого вентилятором.

- невысокие затраты на возведение искусственных целиков за счет использования местных материалов;

- обеспечение рециклинга твердых геоматериалов продуктивного пласта разрабатываемых песков, за счет укладки хвостов промывка песков в выработанное подземное пространство РШ;

- освобождение земной поверхности от отвалов, образуемых при летней промывке песков;

- отсутствие деформаций земной поверхности над отработанным шахтным полем;

- возведенные искусственные целики надежно поддерживают выработанное пространство РШ, обеспечивая тем самым возможность отработки естественных целиков (обратным ходом), добиваясь значительного снижения технологических потерь и получения дополнительного металла.

Способ возведения искусственных тумбообразных целиков в россыпных шахтах криолитозоны, включающий укладку в зимний период промороженной щебенисто-галечной смеси, подаваемой с поверхности через специально пробуренную скважину в предварительно сооруженную под землей опалубку, отличающийся тем, что уложенную в опалубку щебенисто-галечную смесь уплотняют, а затем разогревают и увлажняют перегретым паром, подаваемым в количестве не менее 10 м на 1 м смеси, и промораживают атмосферным воздухом.
СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ ТУМБООБРАЗНЫХ ЦЕЛИКОВ В РОССЫПНЫХ ШАХТАХ КРИОЛИТОЗОНЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-8 из 8.
10.01.2013
№216.012.17b5

Способ ударного действия и дробилка для его осуществления

Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности, в частности к переработке горных руд. Способ включает загрузку кусков исходного материала в ударную дробилку с роторами первичного и вторичного дробления, разрушение их первичным ударным усилием от поверхности ротора первичного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471561
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.23e4

Способ подземной разработки эльгинского каменноугольного месторождения

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для вскрытия и разработки Эльгинского каменноугольного месторождения в Республике Саха (Якутия). Способ подземной разработки Эльгинского каменноугольного месторождения, включающий деление месторождения на верхние и нижние...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474690
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.04.2013
№216.012.33bb

Способ управления труднообрушаемой кровлей в условиях криолитозоны

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для управления труднообрушаемой кровлей при разработке месторождений полезных ископаемых, расположенных в условиях криолитозоны. Способ включает отработку запасов от границы выемочного столба, бурение с поверхности скважин в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478786
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.33bc

Способ разработки свиты сближенных пластов угля криолитозоны

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке свиты сближенных пологих и наклонных пластов угля, находящихся в условиях многолетней мерзлоты. Способ включает отработку пластов длинными столбами по простиранию с использованием механизированных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478787
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.01.2014
№216.012.94e8

Способ возведения защитной подушки над отрабатываемыми вертикальными рудными телами в условиях криолитозоны

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке алмазосодержащих трубок Севера, верхняя часть которых отработана открытым способом. Техническим результатом является обеспечение изоляции подземных работ от проникновения поверхностных вод и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503814
Дата охранного документа: 10.01.2014
27.05.2015
№216.013.4e61

Способ защиты уступов бортов карьеров криолитозоны от растепления

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой и комбинированной разработке месторождений твердых полезных ископаемых Севера. Техническим результатом является предотвращение растепления мерзлых пород нерабочих бортов уступов карьеров. Способ включает возведение трех...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551583
Дата охранного документа: 27.05.2015
20.12.2015
№216.013.9b82

Устройство для исследования сыпучих свойств геоматериалов

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для исследования сыпучих свойств геоматериалов. Устройство представляет собой сварную конструкцию башенного типа, устанавливаемую на верхней предварительно спланированной площадке отработанного карьера с обеспечением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571435
Дата охранного документа: 20.12.2015
13.01.2017
№217.015.824f

Способ возведения искусственных столбообразных целиков в россыпных шахтах криолитозоны

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для крепления выработанного пространства при подземной разработке мерзлых, в том числе техногенных россыпных месторождений Севера. Техническим результатом является совершенствование конструкции и технологии возведения искусственных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601704
Дата охранного документа: 10.11.2016
Показаны записи 1-10 из 11.
10.01.2013
№216.012.17b5

Способ ударного действия и дробилка для его осуществления

Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности, в частности к переработке горных руд. Способ включает загрузку кусков исходного материала в ударную дробилку с роторами первичного и вторичного дробления, разрушение их первичным ударным усилием от поверхности ротора первичного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471561
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.23e4

Способ подземной разработки эльгинского каменноугольного месторождения

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для вскрытия и разработки Эльгинского каменноугольного месторождения в Республике Саха (Якутия). Способ подземной разработки Эльгинского каменноугольного месторождения, включающий деление месторождения на верхние и нижние...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474690
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.04.2013
№216.012.33bb

Способ управления труднообрушаемой кровлей в условиях криолитозоны

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для управления труднообрушаемой кровлей при разработке месторождений полезных ископаемых, расположенных в условиях криолитозоны. Способ включает отработку запасов от границы выемочного столба, бурение с поверхности скважин в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478786
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.33bc

Способ разработки свиты сближенных пластов угля криолитозоны

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке свиты сближенных пологих и наклонных пластов угля, находящихся в условиях многолетней мерзлоты. Способ включает отработку пластов длинными столбами по простиранию с использованием механизированных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478787
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.01.2014
№216.012.94e8

Способ возведения защитной подушки над отрабатываемыми вертикальными рудными телами в условиях криолитозоны

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке алмазосодержащих трубок Севера, верхняя часть которых отработана открытым способом. Техническим результатом является обеспечение изоляции подземных работ от проникновения поверхностных вод и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503814
Дата охранного документа: 10.01.2014
27.05.2015
№216.013.4e61

Способ защиты уступов бортов карьеров криолитозоны от растепления

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой и комбинированной разработке месторождений твердых полезных ископаемых Севера. Техническим результатом является предотвращение растепления мерзлых пород нерабочих бортов уступов карьеров. Способ включает возведение трех...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551583
Дата охранного документа: 27.05.2015
20.12.2015
№216.013.9b82

Устройство для исследования сыпучих свойств геоматериалов

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для исследования сыпучих свойств геоматериалов. Устройство представляет собой сварную конструкцию башенного типа, устанавливаемую на верхней предварительно спланированной площадке отработанного карьера с обеспечением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571435
Дата охранного документа: 20.12.2015
13.01.2017
№217.015.824f

Способ возведения искусственных столбообразных целиков в россыпных шахтах криолитозоны

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для крепления выработанного пространства при подземной разработке мерзлых, в том числе техногенных россыпных месторождений Севера. Техническим результатом является совершенствование конструкции и технологии возведения искусственных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601704
Дата охранного документа: 10.11.2016
26.01.2019
№219.016.b4aa

Экогеотехнологический способ вторичной подземной обработки остаточно-целиковых глубокопогребенных золотороссыпных месторождений криолитозоны

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при вторичной подземной разработке оставшихся участков ранее отработанных шахтных полей мерзлых глубокопогребенных золотороссыпных месторождений Севера. Экогеотехнологический способ вторичной подземной отработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002678277
Дата охранного документа: 24.01.2019
10.04.2019
№219.017.0245

Способ разработки подрусловой россыпи в условиях криолитозоны

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке подрусловых россыпных месторождений Севера, расположенных в каньонообразных речных долинах. Техническим результатом являются повышение объемов годовой добычи горной массы, удлинение сезона ведения работ и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002349755
Дата охранного документа: 20.03.2009
+ добавить свой РИД