Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ СТРУКТУРНО-МОРФОЛОГИЧЕСКИ СЛОЖНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче и переработке руд и других твердых полезных ископаемых наклонных и крутопадающих месторождений.

Известны и получили промышленное применение в горной промышленности открытый, подземный, традиционно комбинированный (сочетания открытого и подземного), а также скважинный способ разработки [1] комплексно-сложных месторождений твердых полезных ископаемых, в частности штокверко-жильных рудных месторождений, например маломасштабных золоторудных месторождений Дальневосточного и Забайкальского регионов.

Основными недостатками открытого способа разработки месторождений данного типа являются существенные экологические издержки, высокие коэффициенты вскрыши, разубоживание и потери полезных ископаемых при их добыче, эксплуатационные и удельные капитальные затраты, относительно низкие - производительность труда (по товарной продукции) и выход готовой продукции. Главные недостатки подземного способа разработки - опасные условия труда работников основных производственных профессий, низкая производительность труда; высокие - разубоживание и потери полезных ископаемых, эксплуатационные и капитальные затраты. Недостатки комбинированного способа разработки складываются из основных недостатков открытого и подземного способов разработки. Применение скважинного способа разработки данных месторождений технически нерационально и экономически нецелесообразно.

По своей технической сущности близким к заявляемому является способ разработки маломощных крутопадающих месторождений скального типа, который включает подготовку поверхности месторождения в зоне простирания плоского минерального тела, вскрытие или его непосредственную разработку при его залегании вблизи поверхности отрытым способом, сооружение над ним поверхностного мобильного управленческо-технического комплекса, монтаж подъемно-транспортных и энергообеспечивающих устройств, опережающее оперативное опробование, последовательную отработку плоского минерального тела панелями, а панели блоками, временное поддержание выработанного пространства секционной механизированной крепью, получение горно-геологической экспресс-информации об основных свойствах горных пород, разрушение горных пород, раздельную экскавационную выемку кондиционной минеральной массы, доставку временно некондиционной минеральной массы на временный склад, находящийся на поверхности, размещение некондиционной и породной горной массы в соответствующих секциях выработанного пространства отработанной панели [2].

К недостаткам данного способа следует отнести ограниченность возможности выемки минеральных тел, например рудных, по их мощности (не менее нескольких десятков сантиметров) и ее выдержанности, по углам их падения, применяемых технических средств и методов выемки.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении эффективности освоения морфологически, структурно, параметрически, генетически, локализационно и вещественно сложных структурно-морфологических месторождений твердых полезных ископаемых скального и полускального типа, каковыми являются, например, маломасштабные золоторудные месторождения Восточно-российского большого региона (Забайкальского и Дальневосточного регионов).

Технический результат достигается тем, что в способе комплексного освоения структурно-морфологически сложного месторождения, включающем предварительное установление карьерного (рудничного, шахтного) поля, проходку полифункциональных траншей в пределах участков отработки с учетом разнотипных эксплуатационных блоков, автоматизированное получение оперативной экспресс-информации о качественно-количественном составе компонентов полезного ископаемого в обнажении плоскости массива горных пород, слагающих крутые борта траншеи, автоматизированное отделение компонентов полезного ископаемого, производят последовательно проходку полифункциональных глубоких смежных траншей, позволяющих совместить вскрытие смежных участков и блоков месторождения, информационные геологоразведочные и эксплуатационные горные работы - вскрышные и добычные, автоматизированное селективное отделение кондиционных и временно некондиционных элементов от массива в виде мелкокусковой минеральной массы и ее раздельную погрузку в транспортные емкости; поточную доставку минеральной массы на дневную поверхность с помощью портативной канатно-скиповой транспортирующей технической системы, перемещаемой в трубообразных направляющих при минимальной ширине траншеи, и в открытом рабочем пространстве - при максимальной ширине, исключающей соприкосновение движущейся транспортной цепочки с плоскостями панелей, образуемых бортами смежных траншей.

Возможность формирования предлагаемой последовательности выполняемых действий предложенными средствами позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.

На фиг.1 - разрез месторождения для отработки по новой технологии.

Способ включает следующие составляющие: комплексный объект освоения - природные ресурсы месторождения и его смежных зон (фиг.1), включая, главным образом, - минеральные объекты - минеральные тела, т.е. тела полезного ископаемого (полезных ископаемых) породные тела, прежде всего, рудные тела, различные по генетическим, морфологическим, структурным типам, вещественному составу, параметрам, условиям залегания и размещению, количеству и качеству самих руд и их полезных и вредных компонентов, прогрессивные геофизические средства, включая лазерные.

Способ осуществляется с помощью манипуляторов, оборудованных портативными универсальными и высокопроизводительными электроперфораторами, специальной конструкции рабочими органами - головками, с автоматизированной заменой их в зависимости от горно-геологических особенностей массива панелей, позволяющими осуществлять глубокую селективную минивыемку. Используется портативное, облегченного типа миниустройство для приема отделенной от массива минеральной массы и отгрузки ее в специальное транспортирующее устройство, а также и транспортный технический блок, состоящий из двух параллельных полустационарных вмещаемо-направляющих трубчатой или коробчатой конструкции, либо, при достаточной мощности отрабатываемых рудных тел (порядка 1...1,5 м) - открытых транспортных ветвей с закрепленными на них «гирляндами» емкостей для поточного перемещения в них полезной минеральной, в частности грудной, массы на дневную поверхность. Погрузочно-передаточные устройства используются для приема доставленной на поверхность минеральной массы в целях ее первичной переработки (кондиционной) и сохранения (временно некондиционной); используется и мобильный компактный подготовительно-обогатительный агрегат облегченного типа, состоящий из подготовительного блока, включающего динамичный грохот, универсальное устройство для отбора зерен самородных металлов и минералов, мельницу для измельчения, блока первичной переработки, включающего узлы гравитационного, флотацинного и комбинированного обогащения, а также ускоренного и безопасного выщелачивания.

Способ комплексного освоения структурно-морфологически сложного месторождения осуществляется следующим образом.

Предварительно устанавливают карьерное (рудничное, шахтное) поле. Осуществляют проходку полифункциональных траншей в пределах участков отработки с учетом разнотипных эксплуатационных блоков. Проходку полифункциональных глубоких смежных траншей, позволяющих совместить вскрытие смежных участков и блоков месторождения, осуществляют последовательно, при этом вскрышные породы временно размещают на внешнем (стационарном) борту траншеи. Производят геологоразведочные и эксплуатационные горные работы - вскрышные и добычные. Получают автоматизированную оперативную экспресс информацию о качественно количественном составе компонентов полезного ископаемого в обнажении плоскости массива горных пород, слагающих крутые борта траншеи.

Производят автоматизировано глубокодифференцированное селективное извлечение из массива горных пород бортов траншеи микроэлементов кондиционного и временно некондиционного полезного ископаемого, главным образом руды, а при возможности и отдельных зерен самородных металлов, в частности золота и платины, а также и ценных кристаллов, избегая прихвата породы, некондиционного и убогого минерального вещества, сводя тем самым разубоживание и потери полезного ископаемого к нулю или к минимально возможным величинам.

Осуществляют автоматизированное селективное отделение кондиционных и временно некондиционных элементов от массива в виде мелкокусковой минеральной массы, используя портативные манипуляторы, оборудованные специальными электроперфораторами (со сменными рабочими головками), и автоматизированным управлением их работой на основе полученной экспресс-информации с автоматически настраиваемой компьютерной программой.

Производят раздельную погрузку минеральной массы в транспортные емкости и ее поточную доставку на дневную поверхность для переработки, а временно некондиционной минеральной массы -для временного складирования, с помощью портативной канатно-скиповой транспортирующей технической системы, перемещаемой в трубообразных направляющих при минимальной ширине траншеи, и в открытом рабочем пространстве - при максимальной ширине, исключающей соприкосновение движущейся транспортной цепочки с плоскостями панелей, образуемых бортами смежных траншей.

Подготовку и переработку мелкокусковой минеральной массы осуществляют в зависимости от ее типа и сорта в мобильном агрегате, оборудованном динамичным грохотом, мельницей избирательного измельчения и включающем секции для реализации гравитационных, физических, физико-химических и собственно химических технологий ускоренного обогащения.

Способ позволяет обеспечить эффективную отработку минеральных тел, сложных по морфологии, значительно изменяющейся как по падению, так и по простиранию, и условиям залегания, включая изменяющиеся углы падения и простирания. Способ обеспечивает возможность отработки весьма маломощных минеральных тел и тонких прожилков (до первых сантиметров), что позволяет повысить полноту использования минеральных ресурсов месторождений и качество добываемой и перерабатываемой минеральной массы, а также более глубокую дифференциацию минерального (главным образом рудного) массива по полезному ископаемому и полезным компонентам как выемочных элементов, так и отличающихся по составу, физико-механическим свойствам и характеру их распределения. Способ позволяет роботизировано осуществлять все технологические процессы и операции, связанные с отработкой месторождения в целом и с добычей полезного ископаемого, в частности, оперативно-автоматизированно получать, обрабатывать и использовать горно-геологическую информацию непосредственно в процессе отработки месторождения, и прежде всего в процессе ведения добычных работ. Позволяет снизить экономические, экологические и социальные издержки производства, повысить производительность, безопасность и комфортность труда, а также повысить количество получаемой минеральной продукции с единицы погашаемых запасов.