СПОСОБ КОМПЛЕКСНО-СМЕЖНОГО РЕСУРСООСВОЕНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Изобретение относится к категории горной промышленности и может быть использовано при освоении месторождений твердых полезных ископаемых, включая строительные горные породы.

Известны и получили широкое применение в горной промышленности открытый, подземный и комбинированный традиционные способы разработки месторождений (преимущественно открытый способ - в среднем порядка 75%) [1, 2].

Основными недостатками данных способов разработки (с позиций комплексного ресурсопользования) является то, что как при их проектировании, так и при практической реализации главное внимание уделяется обеспечению рационального использования внутриконтурных минеральных ресурсов, причем далеко не в полной мере, если учесть изменчивость их потребительских свойств во времени и производственном пространстве. Количественные потери нередко составляют 8-12%, достигая в отдельных случаях 14-16% и более, при этом большое значение приобретает полное попутное комплексное использование сопутствующих природных и техногенных ресурсов.

Наиболее близким по своему функциональному назначению и технико-экономическому результату является скважинный способ добычи полезных ископаемых [1, 2], а также комбинированный способ [3].

Основные недостатки их заключаются, прежде всего, в неполноте использования минеральных ресурсов и недр в целом карьерных, рудничных, шахтных и россыпеминеральных полей, а также в относительно малом использовании смежных с ними природных и техногенных внеконтурных и внутриконтурных ресурсов.

Технический результат - повышение уровня эффективности комплексного освоения месторождений твердых полезных ископаемых и смежных с ними природных и техногенных ресурсов.

Технический результат достигается тем, что в способе комплексно-смежного ресурсоосвоения при разработке месторождений твердых полезных ископаемых, включающем уточнение границ базовой и смежных зон природных и техногенных ресурсов месторождения со смежной приконтурной зоной и внешней зоной карьерного поля, граничащей со смежной приконтурной зоной, единое поточно-автоматизированное и роботизированное организационно-технологическое минеральное производство, которое осуществляется с использованием мобильных роботизированных технических средств и установок для автоматизированного снятия почвенно-растительного слоя зон природных и техногенных ресурсов для последующего его сохранения и использования, системное получение горногеологической информации на всех этапах, стадиях и процессах, управление всеми операциями освоения зон природных и техногенных ресурсов месторождения, работой предприятия на базе универсальной компьютерной программы производства горных работ, единое поточно-автоматизированное и роботизированное организационно-технологическое минеральное производство включает рациональное освоение базовой и смежных зон природных и техногенных ресурсов месторождения, заключающееся в их глубокой дифференциации на основе системного комплекса горно-геологических, технологических, экономических и социально-экологических показателей, целиковое снятие почвенно-растительного слоя с сохранением микробиоты, кратковременное размещение почвенно-растительного слоя на спецплатформе мобильного универсального агрегата, при этом возвращение на прежнее место почвенно-растительного слоя осуществляют без подсыпки дополнительной горной массы при отработке горизонтально и пологозалегающих тел полезных ископаемых, а при отработке наклонных и крутопадающих минеральных тел почвенно-растительной слой укладывают поверх внутренних и внешних породных отвалов, либо складов забалансовых или некондиционных полезных ископаемых, либо используют в сельскохозяйственных целях, при этом осуществляют глубоко селективную автоматизированную выемку, минеральную подготовку и первичную переработку минерального сырья, раздельную автоматизированную выемку и складирование временно некондиционной и некондиционной минеральной массы, а также выемку и размещение вскрышных пород в отвалах, используя при этом универсальные роботизированные агрегаты, оборудованные манипуляторами и автоматизированной системой управления.

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

Осуществляется способ следующим образом.

Первоначально уточняются границы базовой и смежных зон природных и техногенных ресурсов месторождения со смежной приконтурной зоной и внешней зоной карьерного поля, граничащей со смежной приконтурной зоной, а также земельного и горного отводов, самого промышленного месторождения и всей площади комплексного освоения, а также выделенных смежных зон, качество и количество их недро и наземных ресурсов, включая в первую очередь базовые - минеральные, а также все сопутствующие, в том числе и при наличии - водные, земельные и биологические.

Единое поточно-автоматизированное и роботизированное организационно-технологическое минеральное производство осуществляется с использованием мобильных роботизированных технических средств и установок для автоматизированного снятия почвенно-растительного слоя зон природных и техногенных ресурсов для последующего его сохранения и использования. Осуществляют системное получение горно-геологической информации на всех этапах, стадиях и процессах. Производят управление всеми операциями освоения зон природных и техногенных ресурсов месторождения, работой предприятия на базе универсальной компьютерной программы производства горных работ. Единое поточно-автоматизированное и роботизированное организационно-технологическое минеральное производство включает рациональное освоение базовой и смежных зон природных и техногенных ресурсов месторождения, заключающееся в их глубокой дифференциации на основе системного комплекса горно-геологических, технологических, экономических и социально-экологических показателей. Осуществляют целиковое снятие почвенно-растительного слоя с сохранением микробиоты, кратковременное размещение почвенно-растительного слоя на спецплатформе мобильного универсального агрегата, при этом возвращение на прежнее место почвенно-растительного слоя осуществляют без подсыпки дополнительной горной массы при отработке горизонтально и пологозалегающих тел полезных ископаемых. При отработке наклонных и крутопадающих минеральных тел почвенно-растительный слой укладывают поверх внутренних и внешних породных отвалов, либо складов забалансовых или некондиционных полезных ископаемых, либо используют в сельскохозяйственных целях. Осуществляют глубоко селективную автоматизированную выемку, минеральную подготовку и первичную переработку минерального сырья, раздельную автоматизированную выемку и складирование временно некондиционной и некондиционной минеральной массы, а также выемку и размещение вскрышных пород в отвалах, используя при этом универсальные роботизированные агрегаты, оборудованные манипуляторами и автоматизированной системой управления.

Базовую ресурсную зону в пределах локального минерального поля - карьерного, шахтного, россыпеминерального осваивают в зависимости от горно-геологических, социально-экологических или социально-экономических условий и требований на основе открытого, либо подземного или комбинированного способов с применением инновационных автоматизированных организационно-технологических методов и роботизированной техники. Освоение месторождений твердых ископаемых на базе открытого способа их разработки осуществляют с максимальным совмещением информационных функций геолого-разведочных и горных работ при допустимой степени риска, с применением сочетаний рациональных способов рыхления скальных и полускальных горных пород.

При рациональном, глубоко дифференцированном и роботизированном освоении ресурсов всех трех зон осуществляют полностью автоматизированное управление всем комплексным производством продукции на базе универсальной компьютерной программы, технической системы постадийного текущего автоматизированного и оперативного получения горногеологической информации, универсальных роботизированных мобильных комплексов, состоящих из специализированных мобильных агрегатов для снятия растительного слоя, перемещения, временного складирования и природно-восстановительного размещения.

Способ позволяет осуществлять высокоэффективное комплексное освоение природных и техногенных ресурсов, как в пределах собственного карьерного (рудничного, шахтного, россыпеминерального) поля, так и смежных с ним зон. Способ обеспечивает глубоко дифференцированные - горногеологическое и социально-экономическое картирование осваиваемых зон, выемку полезных ископаемых, подготовку и переработку добытого минерального сырья, а также выемку и размещение в спецскладах и отвалах сопутствующих горных пород и других типов временно не используемых ресурсов. Реализация данного способа позволяет повысить полноту использования природных и техногенных ресурсов самого месторождения и смежных с ним зон, производительность, безопасность и комфортность труда, качество и выход получаемой продукции, а также значительно снизить экономические, социальные и экологические издержки.

Источники информации

1. Аренс В.Ж. Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых. - М.: Недра, 1975.

2. Аренс В.Ж., Измайлов В.В., Шпак Д.Н. Скважинная гидродобыча полезных ископаемых. М.: Недра, 1980.

3. Пат. 2188945. Российская федерация, МПК E21C 41/00. Способ комплексного освоения и использования недр / Трубецкой К.Н.; заявитель и патентообладатель Институт проблем комплексного освоения недр российской академии наук - №2000119042/03, заявл. 19.07.2000; опубл. 20.06.2002, Бюл. №10 - 7 с.: ил.