Способ разработки месторождений полезных ископаемых

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке рудных месторождений со сложным распределением полезных компонентов.

Известен способ добычи полезных ископаемых с применением выщелачивания, по которому выемку руды производят камерами, раздробленную руду транспортируют на поверхность, где ее сортируют и обогащают, при этом хвосты сортировки укладывают в штабели и выщелачивают из них полезные компоненты, а отвальными продуктами обогащения закладывают отработанные камеры [1].

Однако известный способ не позволяет производить достаточно полное извлечение полезного ископаемого и связан с большими потерями и затратами на сооружение хвостохранилищ.

Известен способ подземной разработки месторождений полезных ископаемых, включающий выемку рудного тела камерами и последующую закладку выработанного пространства, доставку руды на поверхность и извлечение полезных ископаемых на обогатительной фабрике [2].

Недостатки известного способа - большие потери руды в целиках и значительные затраты, связанные со складированием некондиционных руд и хвостов обогащения на поверхности.

Известен способ добычи полезных ископаемых с применением выщелачивания, включающий выемку руды камерами, транспортировку руды на поверхность, ее сортировку, обогащение, выщелачивание хвостов и последующую закладку отработанных камер отходами производства, отсортированную некондиционную руду и хвосты обогащения транспортируют в отработанные камеры в выщелачивающем растворе, а затем заложенный в камерах материал обрабатывают выщелачивающим раствором [3].

Недостатком данного способа является низкая эффективность селективной выемки руд с различным уровнем содержания ценных компонентов и большие потери руды в целиках.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий проведение вскрывающих и подготовительных выработок, деление залежи на этажи, нарезку очистных блоков, очистную выемку руды, закладку выработанного пространства некондиционной горнорудной массой, выщелачивание ее растворами выщелачивающих реагентов и выдачу на поверхность отбитой кондиционной руды и продуктов выщелачивания. Производят забойную сортировку отбитой горнорудной массы, затем в процессе заполнения выработанного пространства некондиционной горнорудной массой смачивание ее растворами выщелачивающих реагентов осуществляют до полного влагонасыщения, а после окончания выщелачивания образовавшиеся пустоты в выработанном пространстве заполняют гидравлической закладкой и производят нейтрализацию выщелачивающих реагентов и закрепление выщелоченной горнорудной массы путем последовательного нагнетания сначала нейтрализующих реагентов, а затем инъекционного раствора [4].

Данное решение направлено на повышение извлечения полезных компонентов при минимизации объемов извлечения ископаемого из недр за счет селективной выемки руд с различным уровнем содержания ценных компонентов и выщелачивания их из отсортированных некондиционных руд, используемых в качестве закладки, но не позволяет решать проблему снижения потерь руды в междукамерных целиках.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении эффективности процесса посредством решения задачи увеличения сквозного извлечения полезных компонентов при добыче и переработке разносортных, в том числе некондиционных руд, а также их интенсификацию посредством активационного перемешивания перед выщелачиванием и селективного распределения в камере выщелачивания.

Технический результат достигается за счет того, что в способе разработки месторождений полезных ископаемых, включающем проведение вскрывающих и подготовительных выработок, деление залежи на этажи, нарезку очистных блоков, очистную выемку, забойную сортировку рудной массы, закладку выработанного пространства некондиционной рудной массой, выщелачивание растворами реагентов с полным влагонасыщением, производят опережающую механическую выемку рудной массы с повышенным содержанием ценных компонентов по очистному блоку, ее грохочение по фракциям +20 мм и -20 мм, обуривание скважинами малого диаметра участков со средним содержанием ценных компонентов, непосредственно примыкающих к контурам первичной выработки - очистному блоку с повышенным содержанием ценных компонентов, сформированным при механической выемке, поинтервально заряжают ВВ и взрывают, при этом предварительно пропитанную концентрированным выщелачивающим раствором подрешетную фракцию грохочения -20 мм, извлеченную механическим способом, закладывают - после предварительного активационного перемешивания в смесителе - в выработанное пространство в днище камеры выщелачивания, а надрешетную фракцию грохочения +20 мм, извлеченную механическим способом, подвергают сепарации с выделением концентрата, при этом кондиционную часть отбитой взрывом и подвергнутую сепарации рудную массу подвергают вторичной сепарации, концентрат которой подают на измельчение и обогащение совместно с концентратом, полученным после сепарации надрешетной фракции грохочения, извлеченной механическим способом, а все выделенные хвосты и некондиционную часть отбитой взрывом и подвергнутую сепарации рудную массу - после предварительного активационного перемешивания в смесителе - закладывают в камеру выщелачивания на слой подрешетной фракции грохочения, извлеченной механическим способом, при этом осуществляют пропитку всего закладочного материала камеры выщелачивания до полного влагонасыщения концентрированным раствором реагентов, а по окончании выщелачивания основной части перерабатываемой рудной массы осуществляют обуривание и взрывание с взрывоинъекциями реагентов примыкающих к камере выщелачивания участков междукамерных целиков с бедной рудой для интенсификации процесса выщелачивания, далее производят выщелачивание в инфильтрационном или пульсационно-статическом режиме.

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

На Фиг. 1 представлена основная часть технологической схемы реализации предлагаемого способа разработки месторождений полезных ископаемых.

Способ включает проведение вскрывающих и подготовительных выработок 1, деление залежи на этажи 2, нарезку очистных блоков 3, очистную выемку, забойную сортировку рудной массы, закладку выработанного пространства некондиционной рудной массой, выщелачивание растворами реагентов с полным влагонасыщением.

Способ разработки месторождений полезных ископаемых осуществляют следующим образом. Проводят вскрывающие и подготовительные выработки 1, деление залежи на этажи 2, нарезку очистных блоков 3, очистную выемку, забойную сортировку рудной массы, закладку выработанного пространства некондиционной рудной массой, выщелачивание растворами реагентов с полным влагонасыщением. Производят опережающую механическую выемку рудной массы с повышенным содержанием ценных компонентов по очистному блоку 3 и ее грохочение по фракциям +20 мм и -20 мм. Участки со средним содержанием ценных компонентов, непосредственно примыкающие к контурам первичной выработки - очистному блоку 3 с повышенным содержанием ценных компонентов, сформированным при механической выемке, обуривают скважинами малого диаметра и по интервально заряжают ВВ и взрывают. Предварительно пропитанную концентрированным выщелачивающим раствором подрешетную фракцию грохочения -20 мм, извлеченную механическим способом, закладывают - после предварительного активационного перемешивания в смесителе - в выработанное пространство в днище камеры выщелачивания. Надрешетную фракцию грохочения +20 мм, извлеченную механическим способом, подвергают сепарации с выделением концентрата. Кондиционную часть отбитой взрывом и подвергнутую сепарации рудную массу подвергают вторичной сепарации, концентрат которой подают на измельчение и обогащение совместно с концентратом, полученным после сепарации надрешетной фракции грохочения, извлеченной механическим способом. Все выделенные хвосты и некондиционную часть отбитой взрывом и подвергнутую сепарации рудную массу - после предварительного активационного перемешивания в смесителе - закладывают в камеру выщелачивания на слой подрешетной фракции грохочения, извлеченной механическим способом. Осуществляют пропитку всего закладочного материала камеры выщелачивания до полного влагонасыщения концентрированным раствором реагентов. По окончании выщелачивания основной части перерабатываемой рудной массы осуществляют обуривание и взрывание с взрывоинъекциями реагентов примыкающих к камере выщелачивания участков междукамерных целиков с бедной рудой для интенсификации процесса выщелачивания. Далее производят выщелачивание в инфильтрационном или пульсационно-статическом режимах участков междукамерных целиков с бедной рудой.

Предлагаемая технология эффективна при подземной добыче сложно-структурных, труднообогатимых, прожилковых типов руд с неравномерным распределением полезного компонента, требующих предварительной кусковой сортировки. Выполнение предлагаемой технологии одобрено и планируется на месторождении Гитче-Тырныауз.

Технология позволяет повысить технологическую эффективность и экологическую безопасность за счет снижения потерь ценных компонентов при проведении физико-химических процессов активационного выщелачивания.

Источники информации

1. Патент США N 3260548, кл. 299-18. Способ добычи полезных ископаемых с применением выщелачивания, 1966.

2. Патент США 3586379, кл. 299-8. Способ подземной разработки месторождений полезных ископаемых, 1.971.

3. А.с. СССР № 607020. Способ добычи полезных ископаемых с применением выщелачивания.

4. А.с. СССР № 1236818 Способ разработки месторождений полезных ископаемых.