СПОСОБ РАЗРАБОТКИ КРУТОПАДАЮЩИХ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ С ПОДЗЕМНЫМ ОБОГАЩЕНИЕМ

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано при добыче и переработке рудного сырья крутопадающих рудных месторождений подземным способом.

Известен восходящий способ отработки, обеспечивающий комплексное освоение месторождений, включающий взаимосвязанное решение вопросов добычи, переработки и размещение отходов производства горнорудного предприятия с учетом воздействия на окружающую среду, обеспечивающий повышение безопасности и эффективности ведения горных работ. Суть способа состоит в том, что вскрытие производят на всю глубину месторождения или на глубину разведанных запасов и осуществляют добычу руды, начиная с нижнего этажа в направлении снизу вверх [1].

Существенным недостатком способа является то, что применение систем с закладкой выработанного пространства не эффективно для отработки железорудных и других месторождений бедных руд.

Известен способ подземной разработки рудных месторождений с разделением рудной залежи по высоте на ярусы, восходящим порядком отработки системами с сухой закладкой нижних ярусов и системами с обрушением верхних ярусов, причем четный ярус отрабатывается системами с обрушением после выемки камер нижележащего нечетного яруса [2].

Однако последовательная выемка запасов нижнего и верхнего ярусов системами с закладкой и с обрушением, соответственно, не обеспечивает желаемого увеличения эффективности, поскольку усложняется процесс ведения очистных работ системами с обрушением в верхнем ярусе, требуется развитие дополнительной транспортной схемы рудника для перемещения закладочных материалов при выемке нижнего яруса камерной системой с закладкой.

Наиболее близким по технической сущности является способ разработки рудных месторождений, включающий отработку очистных блоков камерными системами разработки, полное обогащение руды на подземной обогатительной фабрике и закладку выработанного пространства текущими хвостами обогащения, предусматривающий обеспечить, по условиям минимальных затрат, место расположения обогатительной фабрики за пределами рудного массива в устойчивых, прочных, ненарушенных породах лежачего бока, допускающих большие площади горизонтального и вертикального обнажения по направлению простирания месторождения, по направлению вкрест его простирания и по глубине от поверхности. Сооружают технологические камеры для установки обогатительного оборудования, ведут одновременную добычу и полное обогащение руды. Добытая руда транспортируется и осуществляется ее подъем до горизонта рудоприемного бункера подземной обогатительной фабрики. Готовый концентрат выдают на земную поверхность, текущие хвосты обогащения в составе закладочной смеси транспортируются в отработанные камеры [3].

Существенным недостатком прототипа является то, что не указано место размещения подземной обогатительной фабрики ни в вертикальной плоскости, ни в горизонтальной плоскости как по простиранию рудного тела, так и вкрест простирания рудного тела, т.е. удаление от рудного тела.

Вторым существенным недостатком, снижающим эффективность способа, является то, что руда до подземной обогатительной фабрики транспортируется на подъем, при этом не используется сила гравитации для ее транспортировки.

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков, повышение безопасности и эффективности технологии добычи и переработки рудного сырья за счет снижения капитальных и эксплуатационных затрат на транспортирование руды и отходов обогащения, используемых в качестве закладочного материала, путем максимального приближения подземного обогатительного комплекса к рудному телу, место размещения подземного обогатительного комплекса в устойчивых породах лежачего бока определяется совокупностью трех условий: в вертикальной плоскости - использованием силы тяжести для перепуска всех извлекаемых запасов руды, в горизонтальной плоскости по простиранию месторождения - центром тяжести отрабатываемых запасов, вкрест простирания месторождения - расположением рудоспусков для перепуска добытой руды из верхнего и нижнего ярусов к обогатительному комплексу за зоной сдвижения пород лежачего бока от отработки нижнего яруса.

Технический результат достигается тем, что вся добытая руда из обоих ярусов перепускается под действием силы тяжести к подземному обогатительному комплексу, где совместно дробится, измельчается и обогащается, комплекс размещается максимально приближенно к рудному телу ниже уровня отрабатываемых запасов нижнего яруса, по центру тяжести отрабатываемых запасов обоих ярусов, а рудоспуски для перепуска добытой руды из верхнего и нижнего ярусов к обогатительному комплексу располагаются за зоной сдвижения пород лежачего бока от отработки нижнего яруса, при этом хвосты обогащения транспортируются от обогатительного комплекса на вышележащие горизонты нижнего яруса и размещаются в отработанных камерах нижнего яруса в качестве закладочного материала.

Сущность предлагаемого способа поясняется фиг. 1, где 1 - рудное тело, 2 - верхний ярус, 3 - система разработки с обрушением руды и вмещающих пород, 4 - нижний ярус, 5 - камерная система разработки с закладкой выработанного пространства, 6 и 7 - рудоспуски для перепуска руды из верхнего и нижнего ярусов соответственно, 8 - восстающий для подачи закладочной смеси, 9 - подземный обогатительный комплекс, 10 - приемные бункеры руды, 11 - концентрационный горизонт, 12 - восходящий порядок выемки, 13 - нисходящий порядок выемки, 14 и 15 - направление транспортирования и перепуска руды по рудоспускам с верхнего и нижнего ярусов, 16 - направление транспортирования закладочной смеси на горизонты нижнего яруса, 17 - направление транспортирования и подъема концентрата, 18 - граница зоны сдвижения пород лежачего бока от отработки нижнего яруса, 19 - ствол.

Способ осуществляется следующим образом.

Месторождение 1 или его часть вскрывают на всю глубину и разделяют по высоте на два яруса: 2 - верхний и 4 - нижний, а ярусы на этажи или подэтажи в зависимости от применяемых вариантов систем разработки. Отработку месторождения ведут одновременно и независимо на двух ярусах: верхний ярус 2 отрабатывают системами с обрушением руды и вмещающих пород 3 в нисходящем порядке выемки 13, а нижний ярус 4 отрабатывают системами с закладкой выработанного пространства 5 в восходящем порядке выемки 12. Подземный обогатительный комплекс 9, включающий все процессы дробления, измельчения и обогащения до получения готового концентрата с бункерами приема руды 10 верхнего 2, нижнего 4 ярусов, размещается максимально приближенно к рудному телу 1 ниже уровня отрабатываемых запасов нижнего яруса 4, по центру тяжести отрабатываемых запасов обоих 2 и 4 ярусов. Рудоспуски 6 и 7 для перепуска добытой руды из верхнего 2 и нижнего 4 ярусов к обогатительному комплексу 9 располагаются за зоной сдвижения пород лежачего бока от отработки нижнего яруса 18 с учетом соблюдения мер безопасности. Все извлекаемые запасы руды верхнего 2 и нижнего 4 ярусов транспортируются по направлениям 14 и 15 соответственно, и перепускаются по рудоспускам 6 и 7 под собственным весом в приемные бункеры 10 обогатительного комплекса 9. Отходы обогащения в составе закладочной смеси транспортируются от обогатительного комплекса 9 по восстающему 8 на вышележащие горизонты нижнего яруса 4 по направлению 16 и укладываются в отработанные камеры 5 нижнего яруса 4. Концентрат транспортируется от обогатительного комплекса 9 по концентрационному горизонту 11 до ствола 19 по направлению 17 и поднимается на земную поверхность.

Источники информации

1. В.Л. Яковлев, Ю.В. Волков, О.В. Славиковский. О стратегии освоения меднорудных месторождений Урала // Горный журнал, 2003, №9, с. 3-7.

2. Патент на изобретение РФ №2534501, E21C 41/00, опубл. 27.11.2014.

3. Патент на изобретение РФ №2338879, E21C 41/22, опубл 20.11.2008.