Лаборатория подземной геотехнологии

ТЭП по вариантам технологии отработки переходной зоны

1. Экономико-математическая модель вариантов систем подземной разработки переходной зоны, сконструированных с учетом изолированности и влияния специфических факторов, состоящая из методики расчёта технико-экономических показателей (ТЭП) и компьютерной программы (в приложении Ехсеl пакета программ Microsoft Office), позволяющая оптимизировать варианты и параметры подземной технологии по критериям извлекаемой ценности, эксплуатационных затрат и прибыли.

На рисунке представлен результат ЭММ Учалинского медноколчеданного месторождения.

ЧДД при вскрытии автоуклонами или вертикальными стволами, нисходящей или восходящей отработке подкарьерных запасов

2. Экономико-математическая модель вариантов вскрытия подземных запасов при комбинированной разработке рудного месторождения, состоящая из методики расчета ТЭП, блок-схемы и компьютерной программы (в приложении Ехсеl пакета программ Microsoft Office), позволяющая выбрать эффективный вариант по критериям суммарных капитальных и эксплуатационных затрат на транспорт руды, и ЧДД.

На рисунке представлены графики ЧДД построенные по результатам ЭММ освоения запасов ниже дна карьера (260 м) технологией с закладкой и вскрытии вертикальными стволами или автоуклонами нисходящим или восходящим порядком при последовательной схеме комбинированной разработки уральского медноколчеданного месторождения.

 Схема к расчету потерь и разубоживания руды при КСР

3. Методика определения потерь и разубоживания при комбинированной системе разработки (КСР) наклонных рудных тел (15-50 град.) средней мощности (5-20 м), отличающаяся учетом характера выпуска руды под консолью висячего бока и затекающими из смежного блока обрушенными породами, позволяющая устанавливать зависимости конструктивных и эффективных показателей извлечения от мощности и угла падения рудного тела.

ЧДД и сроки освоения по вариантам 1-5 геотехнологической стратегии

4. Экономико-математическая модель вариантов геотехнологической стратегии освоения рудных месторождений, включающая в себя методику определения ТЭП вскрытия и добычи, блок-схему и компьютерную программу (в приложении Ехсеl пакета программ Microsoft Office). Позволяет сравнить различные варианты стратегии освоения железорудных месторождений при различных содержаниях полезного компонента, производственной мощности, системах разработки, применении подземного или поверхностного обогатительного комплекса и хвостохранилища.

На рисунке представлены графики ЧДД построенные по результатам ЭММ различных вариантов геотехнологической стратегии освоения Естюнинского месторождения в новом шаге (-240/-640м).

5. Обоснована методология оценки эффективности переходного процесса при комбинированной разработке глубокозалегающих рудных месторождений, включающая: метод качественно-количественного учета условий и факторов, вызывающих начало и действующих при реализации переходного процесса, заключающийся в сборе, обобщении и интерпретации данных с применением расчетно-аналитических инструментов; метод структурно-функционального анализа состояния горнотехнической системы в переходный период, основанный на изучении свойств (характеристик) и связей (функций) ее подсистем и элементов, позволяющий прогнозировать изменение основных параметров и показателей, определяющих эффективность переходного процесса; методику определения технико-экономических показателей основных технологических процессов добычи руды комбинированной геотехнологией с учетом специфических горнотехнических факторов. Разработаны инновационные варианты комбинированной геотехнологии, обеспечивающие непрерывность добычи руды и стабилизацию доходов горного предприятия в переходный период, и установлены области их эффективного применения по критерию максимума ЧДД в зависимости от высоты переходной зоны и производственной мощности шахты.

Варианты комбинированной геотехнологии и области их эффективного применения с учетом изменения производственной мощности горного предприятия в переходный период

Способ отработки наклонных рудных тел средней мощности

1 - наклонное рудное тело, 2 - очистная камера, 3 – МКЦ, 4 - заезд на подэтаж, 5 - наклонный съезд, 6 - доставочный штрек, 7 – ВХВ, 8 - траншейный штрек, 9 - погрузочный заезд, 10 - веер взрывных скважин, 11 - формируемый породный «гребень», 12 - отбитая руда в камере.

1. Патент на изобретение № 2632615 "Способ отработки наклонных рудных тел средней мощности".

Отличительная особенность состоит в том, что снижение потерь отбитой руды при выемке запасов ценных руд наклонных и средней мощности рудных тел достигается выемкой запасов очистными блоками, расположенными по простиранию рудного тела и состоящими из очистной камеры и междукамерных целиков (МКЦ). При этом осуществляется формирование «гребней» из породы в траншейном штреке между погрузочными заездами, оформление МКЦ трапециевидной формы, его отбойка и комбинированный выпуск отбитой руды.

Технология испытана на Кыштымском месторождении высокоценного кварца при проведении опытно-промышленных исследований и обеспечила снижение потерь в недрах в 3 раза относительно существующей технологии.

https://www.elibrary.ru/item.asp?id=38271447

Способ массовой отбойки скальных руд

2. Патент на изобретение №2645048 "Способ массовой отбойки скальных руд".

Особенность способа заключается в том, что плоскость веера разделяется на дугообразные зоны ширина которых уменьшается от забоя скважин к их устью, заряды взрывчатых веществ (ВВ) в скважинах чередуются с воздушными промежутками, причем длина зарядов и длина воздушных промежутков принимается равной ширине соответствующей зоны. При этом осуществляется равномерное распределение ВВ по плоскости веера, что обеспечивает равномерность действия взрыва на все участки отбиваемого слоя и качественное дробление руды. Рассредоточение зарядов в скважине достигается формированием пробок. 
Способ успешно испытан при отработке Кыштымского месторождения высокоценного кварца подземным способом и обеспечил снижение выхода некондиционной мелкой фракции кварца в 1,5 раза.

https://www.elibrary.ru/item.asp?id=39268192 

Способ подготовки днищ блоков

1- очистные скважины; 2- скважины для усиления рудоската; 3- шпуры усиления лобовины; 4- толстостенные трубы; 5- железные листы; 6- анкера; 7- замок анкера; 8- пятка анкера; 9- защитная пластина; 10- сварной шов.

3. Патент на изобретение № 2502871 "Способ подготовки днищ блоков".

Изобретение относится к подземной добыче руд и может быть использовано при отработке блоков с площадным выпуском больших объемов руды и применением погрузочно-доставочных машин (ПДМ).
Цель предлагаемого изобретения – повышение безопасности работ и сохранение необходимой рабочей длины погрузочных заездов за счет рационального расположения и порядка проведения выработок днища и укрепления наиболее важных его элементов.
Поставленная цель достигается проходкой зигзагообразного траншейного орта с отклонением от оси камеры на величину предполагаемого износа козырьков, погрузочные заезды сбивают в местах его максимального отклонения от оси камеры, затем из траншейного орта производят укрепление рудного целика и козырька над погрузочными заездами. 

https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37521740

Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых

4. Патент на изобретение № 1767178 "Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых".

Способ обеспечивает безопасность работ при комбинированной разработке за счет повышения устойчивости бортов карьера путем исключения деформаций и сдвижения бортов. Способ включает отработку карьера с формированием рудного целика выше предельной глубины, бурение скважин с поверхности на глубину подземного яруса до уровня нижней подсечки камер, отработку камер, закладку выработанного пространства камер твердеющей смесью и отработку целика одновременно с отработкой камер по мере твердения закладки. При реализации способа значительно снижаются затраты на разработку за счет исключения проходки бурового горизонта подземного яруса и прокладки трубопроводов для производства закладочных работ в подземных выработках. Элементы данной технологии использованы при отработке переходной зоны Учалинского месторождения.

http://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=1767178&T...

Схема к определению параметров конструктивных элементов системы разработки:
1 – отрабатываемый слой руды; 2 –очистное пространство; 3 – кровля очистного пространства; 4 – слой закладочного материала 

5. Патент на изобретение № 2693807 «Способ отработки наклонных рудных тел малой мощности». 

Способ заключается в применении слоевой системы разработки с восходящей выемкой и послойной закладкой выработанного пространства, включающий обуривание и взрывание вышележащего слоя руды, уборку отбитой руды по почве слоя и заполнение выработанного пространства горизонтальным навалом закладочного материала с оставлением рабочего пространства, необходимого для производства очистных работ, отличающийся тем, что верхнюю и нижнюю поверхности отбиваемого слоя руды располагают несогласно с горизонтальной поверхностью навала закладки под углом к висячему боку, равным или меньшим 110°, а рабочее пространство в зависимости от мощности рудного тела в поперечном сечении формируют в виде треугольника или многоугольника с шатровой формой кровли.

https://www.elibrary.ru/item.asp?id=40990080

Схема подготовки и этапы выемки запасов добычного блока

6. Патент на изобретение № 2757883 «Способ подземной разработки крутопадающих мощных рудных тел». 
Способ включает разделение рудного тела по простиранию на добычные блоки, каждый из которых состоит из очистной камеры, потолочины и междукамерного целика, проведение подготовительно-нарезных выработок, выемку камерных запасов и междукамерных целиков с площадным выпуском руды, после выемки запасов очистной камеры отбивают и выпускают под обрушенными породами запасы потолочины, выпуск запасов очистной камеры и потолочины осуществляют из траншейного днища с двусторонним расположением погрузочных заездов, затем производят выемку запасов междукамерного целика путем секционной скважинной отбойки в зажиме после образования подсечной камеры увеличенного объема и частичного двустороннего выпуска руды, подготовку днища междукамерного целика производят ниже почвы днища очистной камеры на высоту днища и основной двусторонний выпуск руды осуществляют по всей площади днища междукамерного целика после отбойки последней секции. 

https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47122407

Принципиальная схема отбойки крутопадающих рудных тел малой мощности при валовой выемке

7. Патент на изобретение № 2782917 «Способ отработки крутопадающих рудных тел малой мощности с валовой выемкой». 
При валовой выемке отбойку осуществляют по породе. Для переизмельчения породы в пределах выемочной мощности по породе ведут отбойку шпуровыми зарядами сплошной конструкции по сгущенной сетке, параметры которой определяют из условия соприкосновения зон смятия вокруг зарядов. Для крупного дробления рудного тела ведут отбойку шпуровыми зарядами рассредоточенной конструкции, располагаемыми в породе на расстоянии от контакта рудного тела, равном радиусу зоны смятия. Разделение рудной массы на руду и породу производят грохочением. Техническим результатом является снижение потерь полезного компонента в виде обогащенной рудной мелочи и повышение интенсивности отработки за счет отказа от стадийного селективного порядка выемки. 

https://www.elibrary.ru/item.asp?id=49785452

Технологическая схема отработки Учалинского месторождения

1 – контур карьера на начало подземных работ; 2 – предельный контур карьера; 3 – искусственная потолочина; 4 – камерная выемка под искусственной потолочиной; 5 – камерная выемка под временной рудной потолочиной; 6 – камерная выемка под временной рудной потолочиной с использованием карьерного оборудования

Схема вскрытия Молодежного месторождения

Выемка сдвоенными камерами с торцовым выпуском руды ПДМ с дистанционным управлением и последующим обрушением неизвлекаемых панельных целиков

Формирование предохранительной рудо-породной подушки на различных этапах отработки: а) до начала отработки подкарьерных запасов; б) на конец отработки первого подэтажа

Комбинированная система разработки с отработкой камер прямоугольной формы с плоским днищем и последующим принудительным обрушением налегающих пород и выемкой целиков системой этажного обрушения

Конструкция комбинированной системы разработки и способ формирования рассредоточенных зарядов в восходящих скважинах 

1 – заряд ВВ; 2 – промежуточный детонатор; 
3 – незаряжаемый участок скважины; 
4 – пробка; 5. зарядный шланг; 6. формируемый воздушный промежуток; 7 – место установки; 
8 – деформируемая ударами шланга пробка; 
9 – сформированный воздушный промежуток; 10 – запрессованная пробка;11 – формируемый заряд; 12 – гранулированное ВВ; Fp и Fуд – сила удара и сила распора 

Геотехнология восходящей выемки маломощных рудных тел с сухой закладкой

Отработка охранного целика системой с самообрушением и вибрационным выпуском руды

Вскрытие запасов глубоких горизонтов автотранспортным уклоном без потери производственной мощности при переходе на технологию отработки с самоходным оборудованием