Способ разработки рудных месторождений с селективными взрывной подготовкой и выемкой

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке сложноструктурных месторождений, преимущественно рудных.

Известен способ разрушения горных пород взрывом и устройство для его осуществления, заключающийся в бурении горизонтальных скважин, зарядку их взрывчатыми веществами и взрывание под обжатием с отбойкой горизонтальными слоями сверху вниз, при этом мощность каждого следующего взрываемого слоя пород увеличивают пропорционально массе пригрузки от вышележащих взорванных слоев [1].

Недостатками данного способа являются ограниченная селективность выемки горной массы с различными качественными характеристиками и низкая интенсивность ведения добычных работ.

Известен способ селективной выемки руд, включающий определение координат ковша выемочного средства, содержания полезного компонента в горной массе в ковше выемочного средства, формирование задания на преимущественную выемку определенного технологического сорта при загрузке транспортного средства и его адресацию по объектам разгрузки с учетом содержания полезного компонента в транспортируемой горной массе [2].

Недостатком данного способа является смешивание руд с различными качественными характеристиками при взрыве.

Известен способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых, включающий сопровождающую эксплуатационную разведку, постадийную дифференциацию по качеству полезного ископаемого, поинтервальное опробование горизонтальных скважин малого диаметра и на его основе дифференцированное размещение зарядов ВВ, короткозамедленное взрывание между рядами горизонтальных скважин по вертикали, между горизонтальными скважинами в ряду и внутри горизонтальных скважин зарядов ВВ под мобильным укрытием, глубокую селективную отработку взорванного блока выемочным агрегатом с извлечением минеральной массы по типам и сортам [3].

Недостатками данного способа являются недостаточно полная селекция руды по качественным характеристикам, обусловленная различной степенью разрушающего воздействия на разнопрочностные и разнокачественные участки разрабатываемого массива, что при последующей селективной выемке разнокачественных руд и их переработке приводит к шламированию передробленных составляющих и недораскрытию минеральных зерен в недостаточно проработанных взрывом отдельностях.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении эффективности разработки месторождений за счет более равномерного распределения зарядов ВВ в объеме блока при дифференцированном взрывном воздействии на участки рудного массива с различными прочностными характеристиками и тектонической нарушенностью.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки рудных месторождений с селективными взрывной подготовкой и выемкой, включающем сопровождающую эксплуатационную разведку, постадийную дифференциацию по качеству полезного ископаемого, поинтервальное опробование горизонтальных скважин малого диаметра и на его основе дифференцированное размещение зарядов ВВ, короткозамедленное взрывание между рядами горизонтальных скважин по вертикали, между горизонтальными скважинами в ряду и внутри горизонтальных скважин зарядов ВВ под мобильным укрытием, глубокую селективную отработку взорванного блока выемочным агрегатом с извлечением минеральной массы по типам и сортам, для повышения уровня селективности при выемке - за счет максимального сохранения природной структуры массива и снижения потерь при обогащении в результате шламирования - обуривание блока осуществляют послойно рядами горизонтальных скважин в двух взаимно ортогональных направлениях, производят выделение рудных интервалов, отличающихся степенью тектонической нарушенности, прочностными свойствами, вещественным составом и структурно-текстурными параметрами, содержанием ценных компонентов, после чего осуществляют подготовку зарядов эмульсионных ВВ с ценосферами, соотношение которых задают в соответствии с параметрами рудных интервалов, выявленными в ходе опробования и зондирования горизонтальных скважин, причем в зарядах эмульсионных ВВ создают кумулятивные полости тонкостенными пластиковыми трубками, а в рудных интервалах с интенсивной тектонической нарушенностью дополнительно оставляют водные или воздушные промежутки, при этом участки горизонтальных скважин, проходящие через выемочные элементы с повышенным содержанием ценных компонентов, заряжают зарядом эмульсионных ВВ с максимальной долей ценосфер для осуществления щадящего взрыва для структурного ослабления, после чего осуществляют монтаж секций мобильного укрытия со стороны откоса уступа и производят короткозамедленное взрывание, при этом послойно-порционное извлечение ведут с торцевой части взорванного блока выемочным агрегатом с параметрами ковша, соответствующими размерам выемочных качественно однородных порций, с последующей выгрузкой их в отдельные транспортные средства, бункеры или секции штабелей, с последовательным удалением секций мобильного укрытия, при этом выемку структурно ослабленного щадящим взрывом выемочного элемента с повышенным содержанием ценных компонентов осуществляют посредством карьерного комбайна.

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

На фиг. 1 - схема селективной взрывной подготовки сложноструктурного рудного месторождения; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - вид В на фиг. 1, показано послойно-порционное извлечение с торцевой части взорванного блока ковшом выемочного агрегата; на фиг. 5 - вид В на фиг. 1, показана выемка структурно ослабленного щадящим взрывом выемочного элемента посредством карьерного комбайна; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 1.

Способ разработки рудных месторождений с селективными взрывной подготовкой и выемкой выполняют посредством поинтервального опробования горизонтальных скважин 1 малого диаметра 2 и дифференцированного размещения зарядов ВВ 3. Взрывание массива 4 между рядами 5 горизонтальных скважин 1 по вертикали 6, между горизонтальными скважинами 1 в ряду 5 и внутри 7 горизонтальных скважин 1 осуществляется под мобильным укрытием 8. Извлечение минеральной массы из взорванного блока 9 осуществляется выемочным агрегатом 10. Обуривание блока 11 осуществляют послойно 12 рядами 5 горизонтальных скважин 1 в двух взаимно ортогональных направлениях 13. Производят выделение рудных интервалов 14. Подготовка зарядов эмульсионных ВВ 15 с ценосферами 16 [4] производится в соответствии с параметрами рудных интервалов 14. В зарядах эмульсионных ВВ 15 создают кумулятивные полости 17 тонкостенными пластиковыми трубками 18, а в рудных интервалах 14 с интенсивной тектонической нарушенностью 19 оставляют водные или воздушные промежутки 20. Монтаж секций 21 мобильного укрытия 8 ведется со стороны откоса уступа 22. Извлечение ведут с торцевой части 23 взорванного блока 9 выемочным агрегатом 10 с параметрами 24 ковша 25, соответствующими размерам выемочных качественно однородных порций 26, с последующей выгрузкой их в отдельные транспортные средства 27, бункеры 28 или секции штабелей 29. Выемку структурно ослабленного щадящим взрывом выемочного элемента с повышенным содержанием ценных компонентов 30 осуществляют посредством карьерного комбайна 31. Участки 32 горизонтальных скважин 1, проходящие через выемочные элементы с повышенным содержанием ценных компонентов 30, заряжают зарядом эмульсионных ВВ 15 с максимальной долей ценосфер 16.

Способ разработки рудных месторождений с селективными взрывной подготовкой и выемкой реализуется следующим образом.

Ведется сопровождающая эксплуатационная разведка, постадийная дифференциация по качеству полезного ископаемого, поинтервальное опробование горизонтальных скважин 1 малого диаметра 2 и на его основе дифференцированное размещение зарядов ВВ 3. Короткозамедленное взрывание между рядами 5 горизонтальных скважин 1 по вертикали 6, между горизонтальными скважинами 1 в ряду 5 и внутри 7 горизонтальных скважин 1 зарядов ВВ 3 осуществляется под мобильным укрытием 8. Глубокую селективную отработку взорванного блока 9 производят выемочным агрегатом 10 с извлечением минеральной массы по типам и сортам. Для повышения уровня селективности при выемке - за счет максимального сохранения природной структуры массива 4 и снижения потерь при обогащении в результате шламирования - обуривание блока 11 осуществляют послойно 12 рядами 5 горизонтальных скважин 1 в двух взаимно ортогональных направлениях 13. Производят выделение рудных интервалов 14, отличающихся степенью тектонической нарушенности, прочностными свойствами, вещественным составом и структурно-текстурными параметрами, содержанием ценных компонентов. После чего осуществляют подготовку зарядов эмульсионных ВВ 15 с ценосферами 16, соотношение которых задают в соответствии с параметрами рудных интервалов 14, выявленными в ходе опробования и зондирования горизонтальных скважин 1. Причем в зарядах эмульсионных ВВ 15 создают кумулятивные полости 17 тонкостенными пластиковыми трубками 18, а в рудных интервалах 14 с интенсивной тектонической нарушенностью 19 дополнительно оставляют водные или воздушные промежутки 20. При этом участки 32 горизонтальных скважин 1, проходящие через выемочные элементы с повышенным содержанием ценных компонентов 30, заряжают зарядом дом эмульсионных ВВ 15 с максимальной долей ценосфер 16 для осуществления щадящего взрыва для структурного ослабления. После чего осуществляют монтаж секций 21 мобильного укрытия 8 со стороны откоса уступа 22 и производят короткозамедленное взрывание. При этом послойно-порционное извлечение ведут с торцевой части 23 взорванного блока 9 выемочным агрегатом 10 с параметрами 24 ковша 25, соответствующими размерам выемочных качественно однородных порций 26, с последующей выгрузкой их в отдельные транспортные средства 27, бункеры 28 или секции штабелей 29, с последовательным удалением секций 21 мобильного укрытия 8. При этом выемку структурно ослабленного щадящим взрывом выемочного элемента с повышенным содержанием ценных компонентов 30 осуществляют посредством карьерного комбайна 31.

Способ обеспечивает экологическую безопасность и технологическую эффективность за счет сокращения потерь ценных компонентов и исключения разубоживания в процессе разработки сложноструктурных месторождений.

Источники информации:

1. Пат. РФ № 2039253, МПК Е21С 37/00. Способ разрушения горных пород взрывом и устройство для его осуществления.

2. Пат. РФ № 2537451, МПК Е21С 41/26, G07C 5/08, В07С 5/36. Способ селективной выемки руд.

3. Пат. РФ № 2181834, МПК Е21С 41/00. Способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых.

4. Сильвестров В.В., Аншиц А.Г., Дерибас А.А., Караханов С.М., Решетняк А.Ю. Детонационные характеристики эмульсионных ВВ с ценосферами // Горный журнал. 2006. № 5. С. 62-64.