RU2165018C2 - Method of combined mining of flooded mineral deposits - Google Patents
Method of combined mining of flooded mineral deposits Download PDFInfo
- Publication number
- RU2165018C2 RU2165018C2 RU99115498A RU99115498A RU2165018C2 RU 2165018 C2 RU2165018 C2 RU 2165018C2 RU 99115498 A RU99115498 A RU 99115498A RU 99115498 A RU99115498 A RU 99115498A RU 2165018 C2 RU2165018 C2 RU 2165018C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drainage
- rocks
- quarry
- mining
- mine
- Prior art date
Links
- 238000005065 mining Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 60
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000003245 working effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000012237 artificial material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000003657 drainage water Substances 0.000 claims description 11
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 4
- 239000005445 natural material Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 20
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 17
- 239000004744 fabric Substances 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 6
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 5
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 3
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 2
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004746 geotextile Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке обводненных месторождений твердых полезных ископаемых. The invention relates to the mining industry and can be used in the development of flooded deposits of solid minerals.
Известен способ комбинированной разработки крутопадающих месторождений полезных ископаемых, включающий отработку верхней части месторождения карьером до проектной глубины с внешним отвалообразованием вскрышных пород, проходку наклонного ствола со дна карьера, отработку запасов полезного ископаемого ниже предельного положения дна карьера подземным способом сначала с открытым выработанным пространством, а затем под обрушенными породами (Патент РФ, МПК (6) E 21 С 41/00, 41/26. Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых. /Акишев А.Н. и др. N 98111263/03 (012223) с положительным решением от 23.03.99, заявлено 08.06.98). A known method for the combined development of steeply dipping mineral deposits, including mining the upper part of the deposit with a quarry to the design depth with external overburden dumping, digging an inclined shaft from the bottom of the quarry, mining mineral reserves below the limit position of the bottom of the quarry by underground method, first with open mined space, and then under collapsed rocks (RF Patent, IPC (6) E 21 C 41/00, 41/26. Method for the combined development of mineral deposits s. / Akishev AN et al. N 98111263/03 (012223) with a positive decision of 03.23.99, 06.08.98 stated).
Способ непригоден для разработки обводненных месторождений полезных ископаемых, особенно при больших притоках подземных вод, в том числе имеющих в своем составе ядовитые и взрывоопасные газы, ввиду значительной сложности и неэффективности в данных условиях проходки со дна карьера и последующей эксплуатации наклонного ствола, а также невозможности обеспечить необходимую безопасность ведения подземных работ. Расположение ствола неблагоприятно, поскольку способствует наибольшему притоку вод к нему, а применяемые системы разработки подземным способом не обеспечивают защиту подземных выработок от затопления в связи с отсутствием барьерного целика. The method is unsuitable for the development of irrigated mineral deposits, especially with large groundwater inflows, including those containing poisonous and explosive gases, due to the significant complexity and inefficiency in these conditions of sinking from the bottom of the quarry and subsequent operation of the inclined shaft, as well as the inability to provide the necessary safety of underground work. The location of the trunk is unfavorable, since it contributes to the greatest influx of water to it, and the applied underground development systems do not protect the underground workings from flooding due to the absence of a barrier pillar.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых, включающий отработку карьерного поля до экономически целесообразной глубины с внешним отвалообразованием вскрышных пород и карьерным водоотливом, проходку подземных вскрывающих выработок, постепенное заполнение отработанного карьера породами и отработку запасов полезного ископаемого ниже положения дна карьера (Патент РФ N 2005181, МКЛ (5) E 21 C 41/26. Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых. / Курленя М.В. , Медведев М. Л. , Дюкарев В. П., Кортелев О.Б. - N 4880059/03, заявлено 05.11.90; опубликовано 30.12.93, бюл. N 47-48). The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method for the combined development of mineral deposits, including mining a quarry field to an economically feasible depth with external overburden dumping and quarry drainage, sinking underground mining workings, gradually filling the spent quarry with rocks and mining mineral reserves below the position of the bottom of the quarry (RF Patent N 2005181, MKL (5) E 21 C 41/26. Combined fracture method deposits of mineral deposits./ Kulelya M.V., Medvedev M.L., Dyukarev V.P., Kortelev O.B. - N 4880059/03, announced 05.11.90; published on 12/30/93, bull. 48).
Недостатком данного технического решения является малая эффективность способа при отработке подкарьерных запасов обводненных месторождений полезных ископаемых. Отсыпаемые во внутрикарьерное пространство породы не предотвращают поступления подземных вод, вскрытых карьером, на поверхность месторождения, сформированную после окончания добычных работ открытым способом. По мере заполнения отработанного карьера подземными водами возрастает напор на эту поверхность, что требует оставления в верхней части залежи барьерного целика определенной мощности для безопасного ведения подземной разработки. Отсутствие над данной поверхностью залежи слоя с повышенной ("ураганной") проницаемостью, а выше слоя с низкой проницаемостью не позволяет обеспечить разрыв сплошности потока для снижения давления на барьерный целик и уменьшения его мощности вплоть до нулевой, приводящий к минимизации потерь полезного ископаемого в нем. The disadvantage of this technical solution is the low efficiency of the method when developing sub-quarry reserves of flooded mineral deposits. The rocks poured into the quarry space do not prevent the entry of underground water, opened by a quarry, onto the surface of the deposit formed after opencast mining is completed. As the spent quarry is filled with underground waters, the pressure on this surface increases, which requires a certain power to be left in the upper part of the barrier pillar deposit for safe underground mining. The absence of a layer with a high (“hurricane”) permeability above this surface and a layer with a low permeability above it does not allow breaking the flow continuity to reduce pressure on the barrier pillar and reduce its power to zero, which minimizes the loss of minerals in it.
Цель изобретения - повышение эффективности разработки обводненных месторождений за счет сокращения до минимума потерь полезных ископаемых в барьерном целике. The purpose of the invention is to increase the efficiency of development of flooded deposits by minimizing the loss of minerals in the barrier pillar.
Поставленная цель достигается тем, что в способе комбинированной разработки обводненных месторождений полезных ископаемых, включающем отработку карьерного поля до экономически целесообразной глубины с внешним отвалообразованием вскрышных пород и карьерным водоотливом, проходку подземных вскрывающих выработок, постепенное заполнение отработанного карьера породами и отработку запасов полезного ископаемого ниже предельного положения дна карьера, на дне отработанного карьера перед отсыпкой пород сооружают дренирующие элементы шахтного водоотлива, отсыпают крепкие скальные породы ниже подошвы основного водоносного коллектора, сверху укладывают слабофильтрующий материал и затем существенно глинистые породы, перекрывая ими кровлю основного водоносного коллектора, поддерживают работу карьерного водоотлива на период проходки подземных вскрывающих выработок и отсыпки пород, проводят дренирование крепких скальных пород, а отработку подкарьерных запасов ведут под защитой отсыпанных пород с закладкой. This goal is achieved by the fact that in the method of combined development of irrigated mineral deposits, including mining a quarry field to an economically feasible depth with external dumping of overburden and open pit drainage, sinking underground mining openings, gradually filling the spent quarry with rocks and mining mineral reserves below the limit position the bottom of the quarry; at the bottom of the spent quarry, before draining the rocks, drainage elements of shah are constructed drainage, pour hard rock below the base of the main aquifer, lay low-filtering material and then essentially clay rocks, blocking the roof of the main aquifer, cover the operation of quarry drainage for the period of underground excavation workings and dumping of rocks, conduct drainage of strong rock, and mining of quarry reserves is carried out under the protection of spilled rocks with a bookmark.
Дренирующие элементы шахтного водоотлива включают горизонтальные фильтровые колонны и наклонные скважины, соединяющие фильтровые колонны с подземными горными выработками. Drainage elements of mine drainage include horizontal filter columns and deviated wells connecting the filter columns to underground mine workings.
В качестве слабофильтрующего материала может быть использован тканевый природный или искусственный материал. As a weakly filtering material can be used tissue natural or artificial material.
Причем при дренировании крепких скальных пород производительность шахтного водоотлива должна превышать величину проскока дренажных вод через существенно глинистые породы. Moreover, when draining strong rocks, the productivity of mine drainage should exceed the value of the leakage of drainage water through substantially clay rocks.
Условия, складывающиеся на момент завершения разработки обводненного месторождения открытым способом, как правило, не позволяют достаточно длительное время поддерживать дно отработанного карьера сухим с помощью карьерного водоотлива, а бермы карьера, особенно в его нижней части, пригодными для движения транспорта. Это создает существенные препятствия для выемки подкарьерных запасов полезного ископаемого в барьерном целике, так как практически исключает возможность проведения эффективных, требующих значительного времени, водоизоляционных мероприятий на дне карьера (устройство противофильтрационного экрана) или создания подземной дренажной системы в подошве водоносного комплекса, проходку выработок которой, для сокращения срока сооружения, целесообразно было бы осуществлять с одной из берм в нижней части карьера. При значительном притоке подземных вод подтопление карьера, сразу после окончания добычных работ открытым способом, означает практически безвозвратную потерю запасов полезного ископаемого в барьерном противофильтрационном целике высотой не менее 80-100 метров, оставление которого необходимо, чтобы обеспечить защиту при разработке нижележащих горизонтов месторождения подземным способом. The conditions prevailing at the time of completion of the development of an irrigated field by an open pit, as a rule, do not allow a sufficiently long time to keep the bottom of the worked quarry dry using a pit drain, and the pit berm, especially in its lower part, is suitable for traffic. This creates significant obstacles for the extraction of sub-quarry mineral reserves in the barrier pillar, since it virtually eliminates the possibility of conducting effective, time-consuming, water-proofing measures at the bottom of the quarry (installation of an anti-filter screen) or creating an underground drainage system at the bottom of the aquifer, the excavation of which, to reduce the construction period, it would be advisable to carry out with one of the berms in the lower part of the quarry. With a significant influx of groundwater, flooding of the quarry immediately after the completion of open pit mining means an almost irretrievable loss of mineral reserves in the barrier antifiltration pillar with a height of at least 80-100 meters, the abandonment of which is necessary to provide protection when developing the underlying horizons of the field by underground mining.
Минимизацию потерь полезного ископаемого в барьерном целике обеспечивают следующим образом. The minimization of mineral losses in the rear pillar is provided as follows.
Сооружение дренирующих элементов шахтного водоотлива на дне отработанного карьера позволяет обеспечить максимальный перехват проскока вод через существенно глинистые породы, а также разорвать сплошность потока в пределах дренирующего слоя, сформированного крепкими скальными породами, это ведет к снижению гидростатического напора на поверхность барьерного целика, что позволяет минимизировать его высоту вплоть до нуля. The construction of drainage elements of mine drainage at the bottom of the spent quarry allows for maximum interception of water penetration through substantially clay rocks, as well as breaking the flow continuity within the drainage layer formed by strong rock formations, this leads to a decrease in hydrostatic pressure on the surface of the barrier pillar, which minimizes it height down to zero.
Отсыпка крепких скальных пород ниже подошвы основного водоносного коллектора позволяет создать дренирующий слой, обладающий "ураганной" водопроницаемостью. Мощность данного слоя должна быть установлена исходя из минимально необходимого объема пустотности, определяемой по остаточному коэффициенту разрыхления пород в насыпи (1,2-1,3). При этом его верхняя граница должна существенно не достигать подошвы основного (наиболее водообильного) коллектора водоносного комплекса. При отсыпке на слой крепких скальных пород существенно глинистых пород, перекрывающих по высоте основной водоносный коллектор, создается фильтрационное сопротивление, препятствующее объемной фильтрации дренажных вод. Это становится особенно важным после начала работы шахтного водоотлива для обеспечения разрыва сплошности потока. Dumping of strong rock below the base of the main aquifer allows you to create a drainage layer with a "hurricane" permeability. The thickness of this layer should be established on the basis of the minimum required volume of voidness, determined by the residual coefficient of loosening of rocks in the embankment (1.2-1.3). At the same time, its upper boundary should not substantially reach the bottom of the main (most watery) collector of the aquifer complex. When filling substantially hard clay rocks onto the layer of strong rock, overlapping in height the main aquifer, filtration resistance is created, which prevents the volumetric filtration of drainage water. This becomes especially important after the start of mine drainage to ensure a continuous flow.
Укладка слабофильтрующего тканевого материала на границе между крепкими скальными и существенно глинистыми породами позволяет предотвратить суффозионный вынос глинистого материала в дренирующий слой в процессе отсыпки существенно глинистых пород и при последующей работе шахтного водоотлива. Предотвращение кольматации дренирующего слоя обеспечит возможность его эффективной работы с разрывом сплошности потока. Laying weakly filtering fabric material on the border between strong rocky and substantially clayey rocks helps to prevent the suffusion of clayey material into the drainage layer during the filling of essentially clayey rocks and during the subsequent operation of mine drainage. Prevention of the clogging of the drainage layer will enable it to work efficiently with flow continuity breaking.
Поддержание работы карьерного водоотлива необходимо для обеспечения благоприятных условий отсыпки пород, а также поддержания необходимого уровня воды в карьере на период сооружения шахтных стволов. Это позволяет обеспечить допустимые проскоки дренажных вод при проходке шахтных стволов без замораживания. Maintaining a career drainage system is necessary to ensure favorable conditions for dumping rocks, as well as maintaining the required level of water in the quarry during the construction of mine shafts. This allows you to ensure acceptable breakthroughs of drainage water during the passage of mine shafts without freezing.
Дренирование крепких скальных пород осуществляют с расходом, превышающим проскок через слой существенно глинистых пород. Это позволяет получить свободную поверхность (поверхность, на которую действует только атмосферное давление) подземных вод внутри слоя с "ураганной" проницаемостью. В этих условиях на поверхность барьерного целика действует гидростатический напор, равный высоте остаточного столба воды в дренирующем слое. Величина этого напора может быть снижена практически до нуля за счет увеличения производительности шахтного водоотлива. Дренирование крепких скальных пород осуществляют через горизонтальные фильтровые колонны, укладываемые на дне отработанного карьера, и наклонные скважины, соединяющие фильтровые колонны с подземными горными выработками. Drainage of strong rock is carried out with a flow rate exceeding the breakthrough through a layer of essentially clay rocks. This allows you to get a free surface (the surface on which only atmospheric pressure acts) of groundwater inside the layer with "hurricane" permeability. Under these conditions, a hydrostatic pressure equal to the height of the residual column of water in the drainage layer acts on the surface of the barrier pillar. The magnitude of this pressure can be reduced to almost zero by increasing the productivity of mine drainage. Drainage of strong rock is carried out through horizontal filter columns laid at the bottom of the spent quarry, and inclined wells connecting the filter columns to underground mine workings.
Отработку подкарьерных запасов ведут под защитой отсыпанных пород при работающем шахтном водоотливе с закладкой. Закладка выработанного подземного пространства необходима для предотвращения подработки вышележащих сформированных слоев и бортов карьера, а также, в верхней части подкарьерных запасов - еще и для предохранения подземных горных выработок от прорыва в них дренажных вод. Происходит полная замена части залежи, оставляемой в барьерном целике, на закладочный материал. При этом закладка в верхней части барьерного целика на необходимую высоту должна производиться малофильтрующим закладочным материалом, что предотвратит попадание дренажных вод в подземные очистные выработки и позволит обеспечить благоприятные условия для отработки нижележащих запасов. The mining of quarry reserves is carried out under the protection of spilled rocks with a working mine drainage with a tab. The laying of the worked-out underground space is necessary to prevent under-mining of the overlying formed layers and sides of the quarry, and also, in the upper part of the quarry reserves, also to protect the underground mine workings from breaking through the drainage water in them. There is a complete replacement of the part of the deposit left in the barrier pillar with filling material. At the same time, laying in the upper part of the barrier pillar to the required height should be carried out with low-filtering filling material, which will prevent the drainage water from entering the underground treatment workings and will ensure favorable conditions for working out the underlying reserves.
На фиг. 1 изображен разрез карьера и месторождения полезного ископаемого на момент завершения его разработки открытым способом. In FIG. 1 shows a section of a quarry and a mineral deposit at the time of completion of its open-pit mining.
На фиг. 2 - то же после проходки подземных вскрывающих выработок и осуществления дренирования слоя крепких скальных пород; где:
1 - карьер; 2 - прибортовые целики полезного ископаемого, погашенные с замещением вскрышными (крепкими скальными) породами; 3 - месторождение полезного ископаемого, подлежащее отработке подземным способом; 4 - водоносный комплекс; 5 - основной коллектор водоносного комплекса; 6 - естественный неразмываемый водоупор; 7 - горизонтальные фильтровые колонны; 8 - наклонные скважины; 9 - подземные выработки шахтного водоотлива: 10 - слой крепких скальных пород; 11 - тканевый слабофильтрующий материал; 12 - слой существенно глинистых пород: 13 - карьерный водоотлив; 14 - шахтный ствол; 15 - зона разрыва сплошности потока дренажных вод: 16 - эпюра напора дренажных вод при поддержании их уровня на поверхности слоя существенно глинистых пород.In FIG. 2 - the same after sinking underground openings and the implementation of the drainage layer of strong rock; Where:
1 - quarry; 2 - instrumental pillars of minerals, extinguished with the replacement of overburden (strong rock) rocks; 3 - a mineral deposit to be mined by underground mining; 4 - aquifer complex; 5 - the main collector of the aquifer complex; 6 - natural indelible waterproofing; 7 - horizontal filter columns; 8 - deviated wells; 9 - underground mine drainage: 10 - layer of strong rock; 11 - weakly filtering fabric material; 12 - layer of essentially clayey rocks: 13 - quarry drainage; 14 - shaft shaft; 15 - zone of discontinuity in the flow of drainage water: 16 - diagram of the pressure head of drainage water while maintaining their level on the surface of a layer of essentially clayey rocks.
Пример конкретной реализации
Месторождение кимберлитовой трубки "Мир" разрабатывают карьером 1 до экономически целесообразной глубины, равной 525 м, с вывозом вскрышных пород во внешние отвалы и карьерным водоотливом. При этом для обеспечения более благоприятных условий ведения горных работ на стадии доработки глубокого карьера сначала его дном достигают проектной глубины с оставлением рудных прибортовых целиков 2, а затем полностью погашают их, замещая вскрышными (крепкими скальными) породами. Нижележащие горизонты месторождения 3 подлежат разработке подземным способом.Concrete implementation example
The Mir kimberlite pipe deposit is being developed by
Карьер на полную мощность вскрывает высоконапорный водоносный комплекс 4 с притоком до 1200 м3/час, основной (наиболее водообильный) коллектор 5 которого залегает в интервале глубин 410-465 м. При этом подземные воды, представленные рассолами-криопэгами, содержат ядовитые и взрывоопасные газы (сероводород, метан, водород и другие). Дно отработанного карьера расположено на одном уровне с естественным неразмываемым водоупором 6, сложенным гипс-ангидритами и доломитами.The open pit reveals a high-pressure aquifer complex 4 with an influx of up to 1200 m 3 / h at full capacity, the main (most water-bearing)
Размеры карьера на конец отработки составляют на поверхности - 1200 х 1100 м, на дне - 230 х 60 м, а объем вынутого пространства - около 170 млн. м3. Коэффициент запаса устойчивости бортов карьера в конечном положении, значения углов наклона которых составляют 45-50 градусов, близок к единице. Высокие (до 45 м) и крутые (до 80 градусов) нерабочие уступы бортов карьера подвержены интенсивному осыпеобразованию вследствие выветривания и локальным обрушениям пород в зонах с неблагоприятно ориентированными поверхностями ослабления (по подсекающим трещинам). В результате деформаций уступов к концу отработки карьера произошло существенное уменьшение проектной ширины берм, что сделало доступ на многие из них невозможным.The size of the quarry at the end of mining is 1200 x 1100 m on the surface, 230 x 60 m at the bottom, and the volume of excavated space is about 170 million m 3 . The safety factor of the sides of the quarry in the final position, the values of the slope of which are 45-50 degrees, is close to unity. High (up to 45 m) and steep (up to 80 degrees) non-working ledges of the open pits are subject to intense scattering due to weathering and local rock collapse in areas with unfavorably oriented weakening surfaces (along cutting cracks). As a result of the deformations of the ledges, a significant decrease in the design width of the berms occurred at the end of the quarry mining, which made access to many of them impossible.
Минимизацию потерь полезного ископаемого в барьерном целике обеспечивают следующим образом. The minimization of mineral losses in the rear pillar is provided as follows.
На дно отработанного карьера укладывают горизонтальные фильтровые колонны 7 и соединяют их с наклонными скважинами 8, которые предварительно бурят в направлении месторасположения подземных выработок шахтного водоотлива 9, обсаживают и заполняют глиноцементным составом.
Сверху на дренирующие элементы шахтного водоотлива укладывают слой крепких скальных пород (грубообломочного природного материала) 10, включая объем замещения рудных прибортовых целиков. При этом в тело слоя, по мере его укладки, целесообразно включать металлолом, который, реагируя с растворенным в дренажных водах сероводородом, существенно связывает этот ядовитый газ, что позволяет сократить его выделение в подземные горные выработки при последующей отработке подкарьерных запасов. On top of the drainage elements of mine drainage, a layer of strong rock (coarse clastic natural material) 10 is laid, including the replacement volume of ore instrument pillars. At the same time, it is advisable to include scrap metal in the layer’s body as it is laid, which, reacting with hydrogen sulfide dissolved in drainage waters, significantly binds this poisonous gas, which reduces its release into underground mining during subsequent mining of quarry reserves.
На слой крепких скальных пород укладывают тканевый природный (геотекстиль) или искусственный (полимерный) слабофильтрующий материал 11. После этого, сверху отсыпают существенно глинистые породы 12, перекрывая ими по высоте кровлю основного коллектора водоносного комплекса. Natural fabric (geotextile) or artificial (polymer) low-filtering material 11 is laid on a layer of strong rock. After this, substantially
Для обеспечения благоприятных условий проходки вскрывающих стволов в зоне влияния водоносного комплекса и укладки породных и тканевого слоев на этот период поддерживают работу карьерного водоотлива 13, насосы которого последовательно, по мере повышения уровня отсыпки, передвигают от дна карьера вверх, вплоть до верхней границы отсыпаемых глинистых пород. To ensure favorable conditions for the opening of the opening trunks in the zone of influence of the aquifer and the laying of rock and tissue layers for this period, the operation of a
Переход к подземной разработке подкарьерных запасов производят следующим образом. The transition to underground mining of quarry reserves is as follows.
Осуществляют проходку вертикальных вскрывающих стволов, устья которых располагают на дневной поверхности вблизи карьера и (или) на широкой площадке одной из берм в верхней его части. Пригрузкой нижней части карьера слоями отсыпанных пород также обеспечивают существенное повышение устойчивости бортов и благоприятные геомеханические условия размещения стволов вблизи выработанного карьерного пространства. С учетом продолжения работы карьерного водоотлива, препятствующего восстановлению уровня подземных вод, проходку стволов в пределах водоносного комплекса производят без применения систем заморозки, которые резко усложняют их строительство и удлиняют его сроки. По результатам проходки и гидродинамических испытаний опережающих скважин на забое стволов в процессе их сооружения, в необходимых случаях, производят тампонаж зоны поглощений глиноцементными растворами для сокращения притоков подземных вод в сооружаемые стволы до нормативно допустимых величин. Sinking vertical opening trunks is carried out, the mouths of which are located on the day surface near the quarry and (or) on a wide area of one of the berms in its upper part. By loading the lower part of the quarry with layers of dumped rocks, they also provide a significant increase in the stability of the sides and favorable geomechanical conditions for placing trunks near the mined quarry space. Taking into account the continuation of the career drainage, which prevents the restoration of the groundwater level, the sinking of shafts within the aquifer is carried out without the use of freezing systems, which dramatically complicate their construction and extend its time. According to the results of penetration and hydrodynamic tests of leading wells at the bottom of the trunks during their construction, if necessary, grouting of the absorption zone with clay-cement mortars is carried out to reduce the flow of groundwater into the constructed trunks to the normative allowable values.
После пересечения первым из стволов 14 подошвы водоносного комплекса и естественного водоупора приступают к проходке горизонтальных выработок, вскрывающих подкарьерные запасы месторождения. Сооружают выработки шахтного водоотлива, включающие подземную водоприемную емкость. Их местоположение приурочивают к забоям наклонных скважин, пробуренных из карьера. Вскрытые данными выработками забои наклонных скважин оборудуют запорной арматурой. Под ее защитой производят выбуривание глиноцементного состава в пределах обсадных колонн на всю длину скважин. После этого наклонные скважины соединяют с насосами шахтного водоотлива. Одну из наклонных скважин оборудуют манометром и используют в качестве наблюдательной в процессе дренажных работ. After crossing the first of the
Перед отработкой подкарьерных запасов в барьерном целике производят дренирование отсыпанного выше слоя крепких скальных пород. Для этого увеличивают производительность шахтного водоотлива до величины, большей чем проскок дренажных вод через малопроницаемый слой существенно глинистых пород. При этом происходит разрыв сплошности потока в зоне 15, что фиксируют по резкому падению давления на манометре наблюдательной скважины (отображенному на фиг. 1 и фиг. 2 изменением положения эпюры 16 от величины А, соответствующей напору уровня воды в карьере, до величины Б напора уровня образовавшейся свободной поверхности воды внутри грубообломочного слоя). Перед отработкой верхней части барьерного целика, непосредственно примыкающей к дну карьера, уменьшают величину Б остаточного напора практически до нуля за счет дальнейшего увеличения производительности шахтного водоотлива. Before working out the quarry reserves in the barrier pillar, a layer of strong rock spilled above is drained. To do this, increase the productivity of mine drainage to a value greater than the breakthrough of drainage water through an impenetrable layer of essentially clayey rocks. When this occurs, the continuity of the flow in zone 15 occurs, which is recorded by a sharp drop in pressure on the pressure gauge of the observation well (shown in Fig. 1 and Fig. 2 by changing the position of
Наличие тканевого материала, разделяющего слои отсыпанных пород с разной проницаемостью, препятствует суффозионному выносу глинистых частиц из верхнего слоя в нижний. До начала водоотбора это сохраняет высокую проницаемость нижнего слоя, а с началом дренирования уменьшает наличие механических примесей в откачиваемых водах, что улучшает условия функционирования насосов шахтного водоотлива. The presence of tissue material separating layers of sprinkled rocks with different permeabilities prevents the suffusion of clay particles from the upper layer to the lower. Prior to the start of drainage, this preserves the high permeability of the lower layer, and with the beginning of drainage it reduces the presence of mechanical impurities in the pumped water, which improves the operating conditions of the mine drainage pumps.
Достигнутое снижение (вплоть до нулевого) гидростатического давления на поверхность рудного тела обеспечивает благоприятные условия для практически полной отработки подкарьерных запасов в барьерном целике. Применяют, например, камерно-целиковую систему разработки с закладкой камер малофильтрующим материалом, полностью замещая им в процессе отработки верхнюю часть барьерного целика на необходимую высоту, и, таким образом, формируют искусственный противофильтрационный целик, под защитой которого отрабатывают нижележащие запасы месторождения с закладкой. The achieved decrease (up to zero) of hydrostatic pressure on the surface of the ore body provides favorable conditions for the almost complete development of sub-quarry reserves in the rear pillar. Apply, for example, a chamber-whole development system with camera filling with low-filtering material, completely replacing the upper part of the barrier pillar with the required height during mining, and thus form an artificial anti-filter pillar, under the protection of which the underlying reserves of the deposit are worked out with the bookmark.
При отработке верхней части барьерного целика возможны незначительные по объему остаточные проскоки дренажных вод в очистные камеры. После дренажа основного объема через наклонные скважины их собирают и направляют в систему шахтного водоотлива, применяя несложные традиционные способы (например, по водоотводным канавкам). При этом металлолом, помещенный в слой крепких скальных пород, снижает интенсивность выделения сероводорода с поверхности вод остаточного проскока, что улучшает условия проветривания отрабатываемых камер. When mining the upper part of the barrier pillar, residual insignificant breakthroughs of drainage water into the treatment chambers are possible. After the main volume is drained through deviated wells, they are collected and sent to the mine drainage system using simple traditional methods (for example, through drainage grooves). At the same time, scrap metal, placed in a layer of hard rock, reduces the intensity of hydrogen sulfide emission from the surface of the water of residual breakthrough, which improves the ventilation conditions of the spent chambers.
Использование предлагаемого способа при относительной простоте и надежности его осуществления позволяет сократить до минимума потери высокоценного полезного ископаемого в барьерном целике, достигая повышения эффективности разработки значительно обводненного месторождения. Кроме того, удается повысить устойчивость бортов отработанного глубокого карьера, существенно снизить притоки во внутрикарьерное пространство и к шахтным стволам во время их проходки, организовав достаточно надежную работу карьерного водоотлива, и обеспечить эффективную работу шахтного водоотлива при отработке подкарьерных запасов полезного ископаемого с закладкой в барьерном целике. Using the proposed method with relative simplicity and reliability of its implementation allows to minimize the loss of high-value minerals in the barrier pillar, achieving increased development efficiency of significantly watered deposits. In addition, it is possible to increase the stability of the sides of the worked-out deep pit, significantly reduce inflows into the quarry space and to the mine shafts during their penetration, by organizing sufficiently reliable work of the quarry drainage system, and to ensure the effective operation of the mine drainage system during mining of quarry mineral deposits with a pillar in the barrier pillar .
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99115498A RU2165018C2 (en) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | Method of combined mining of flooded mineral deposits |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99115498A RU2165018C2 (en) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | Method of combined mining of flooded mineral deposits |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2165018C2 true RU2165018C2 (en) | 2001-04-10 |
Family
ID=20222760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99115498A RU2165018C2 (en) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | Method of combined mining of flooded mineral deposits |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2165018C2 (en) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2225479C1 (en) * | 2002-08-22 | 2004-03-10 | Акционерная компания "АЛРОСА" (ЗАО) | Restoration method for quarry faces, which were disrupted during exploitation thereof |
| RU2312218C2 (en) * | 2005-06-20 | 2007-12-10 | Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук | Combined development method for flat-laying seams of coal field |
| RU2387836C1 (en) * | 2008-12-29 | 2010-04-27 | Институт угля и углехимии Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИУУ СО РАН) | Method for open-pit mining of coal with application of adjacent mine infrastructure |
| RU2430236C2 (en) * | 2009-11-24 | 2011-09-27 | Учреждение Российской академии наук Институт угля и углехимии Сибирского отделения РАН (ИУУ СО РАН) | Method of combined development of coal minefield |
| CN103790589A (en) * | 2014-01-22 | 2014-05-14 | 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 | Transition connection mining technique from outdoor mine to underground mine |
| RU2559272C1 (en) * | 2014-04-22 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук | Method of combined development of flat seams of coal deposits |
| RU2565310C1 (en) * | 2014-09-25 | 2015-10-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Combined working of steep minerals deposits nearby water structures |
| CN105971610A (en) * | 2016-06-27 | 2016-09-28 | 安徽金联地矿科技有限公司 | Process for recycling and collecting open residual ore |
| CN106703809A (en) * | 2017-01-16 | 2017-05-24 | 武汉科技大学 | Method for forming cover layer through induced falling of open-pit-to-underground multi-branched orebody |
| RU2622971C1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-06-21 | Общество ограниченной ответственности "Сибирский научно-исследовательский институт углеобогащения" ООО "Сибнииуглеобогащение" | Mine drainage during development of anticlinal coal deposits by combined method |
| RU2622972C1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-06-21 | Общество ограниченной ответственности "Сибирский научно-исследовательский институт углеобогащения" ООО "Сибнииуглеобогащение" | Mine drainage during development of synclinal coal deposits by combined method |
| RU2627504C1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-08-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Сибирский научно-исследовательский институт углеобогащения" ООО "Сибнииуглеобогащение" | Mine drainage in flat and pitching mining of coal deposits with combined method |
| CN107701229A (en) * | 2017-09-29 | 2018-02-16 | 华北理工大学 | Surface mining landfill is administered and underground head stage casings goaf filling draining Synergistic method |
| RU2722327C1 (en) * | 2019-11-25 | 2020-05-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Method of water disposal in development of formation deposits by way of an uprise with internal dumping |
| RU2754754C1 (en) * | 2021-02-18 | 2021-09-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Water disposal method in development of bedded deposits by uprising with internal dumping |
| RU2798370C1 (en) * | 2023-01-09 | 2023-06-21 | Акционерная Компания "АЛРОСА" (публичное акционерное общество) (АК "АЛРОСА" (ПАО)) | Method for reconstruction of a flooded mine mined by open-underground method |
| CN116464449A (en) * | 2023-03-30 | 2023-07-21 | 河北钢铁集团矿业有限公司 | Late-seepage drainage method for open-air-to-underground mining overburden |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1677309A1 (en) * | 1987-10-12 | 1991-09-15 | Институт Горного Дела Ан Казсср | Method of combination mining of steep ore bodies |
| SU1767178A1 (en) * | 1989-05-24 | 1992-10-07 | Уральский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Медной Промышленности | Method for combination working of mineral deposits |
| RU2005181C1 (en) * | 1990-11-05 | 1993-12-30 | Институт горного дела СО РАН | Process of combined development of deposit of mineral resources |
| RU2039257C1 (en) * | 1992-08-14 | 1995-07-09 | Акционерное общество открытого типа "Прокопьевскуголь" | Combined method for mining of coal seamseries |
| RU2083830C1 (en) * | 1995-09-04 | 1997-07-10 | Институт горного дела Севера СО РАН | Method for combined development of deposit |
-
1999
- 1999-07-14 RU RU99115498A patent/RU2165018C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1677309A1 (en) * | 1987-10-12 | 1991-09-15 | Институт Горного Дела Ан Казсср | Method of combination mining of steep ore bodies |
| SU1767178A1 (en) * | 1989-05-24 | 1992-10-07 | Уральский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Медной Промышленности | Method for combination working of mineral deposits |
| RU2005181C1 (en) * | 1990-11-05 | 1993-12-30 | Институт горного дела СО РАН | Process of combined development of deposit of mineral resources |
| RU2039257C1 (en) * | 1992-08-14 | 1995-07-09 | Акционерное общество открытого типа "Прокопьевскуголь" | Combined method for mining of coal seamseries |
| RU2083830C1 (en) * | 1995-09-04 | 1997-07-10 | Институт горного дела Севера СО РАН | Method for combined development of deposit |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2225479C1 (en) * | 2002-08-22 | 2004-03-10 | Акционерная компания "АЛРОСА" (ЗАО) | Restoration method for quarry faces, which were disrupted during exploitation thereof |
| RU2312218C2 (en) * | 2005-06-20 | 2007-12-10 | Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук | Combined development method for flat-laying seams of coal field |
| RU2387836C1 (en) * | 2008-12-29 | 2010-04-27 | Институт угля и углехимии Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИУУ СО РАН) | Method for open-pit mining of coal with application of adjacent mine infrastructure |
| RU2430236C2 (en) * | 2009-11-24 | 2011-09-27 | Учреждение Российской академии наук Институт угля и углехимии Сибирского отделения РАН (ИУУ СО РАН) | Method of combined development of coal minefield |
| CN103790589A (en) * | 2014-01-22 | 2014-05-14 | 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 | Transition connection mining technique from outdoor mine to underground mine |
| CN103790589B (en) * | 2014-01-22 | 2015-04-01 | 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 | Transition connection mining technique from outdoor mine to underground mine |
| RU2559272C1 (en) * | 2014-04-22 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук | Method of combined development of flat seams of coal deposits |
| RU2565310C1 (en) * | 2014-09-25 | 2015-10-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Combined working of steep minerals deposits nearby water structures |
| RU2627504C1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-08-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Сибирский научно-исследовательский институт углеобогащения" ООО "Сибнииуглеобогащение" | Mine drainage in flat and pitching mining of coal deposits with combined method |
| RU2622971C1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-06-21 | Общество ограниченной ответственности "Сибирский научно-исследовательский институт углеобогащения" ООО "Сибнииуглеобогащение" | Mine drainage during development of anticlinal coal deposits by combined method |
| RU2622972C1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-06-21 | Общество ограниченной ответственности "Сибирский научно-исследовательский институт углеобогащения" ООО "Сибнииуглеобогащение" | Mine drainage during development of synclinal coal deposits by combined method |
| CN105971610A (en) * | 2016-06-27 | 2016-09-28 | 安徽金联地矿科技有限公司 | Process for recycling and collecting open residual ore |
| CN106703809A (en) * | 2017-01-16 | 2017-05-24 | 武汉科技大学 | Method for forming cover layer through induced falling of open-pit-to-underground multi-branched orebody |
| CN107701229A (en) * | 2017-09-29 | 2018-02-16 | 华北理工大学 | Surface mining landfill is administered and underground head stage casings goaf filling draining Synergistic method |
| RU2722327C1 (en) * | 2019-11-25 | 2020-05-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Method of water disposal in development of formation deposits by way of an uprise with internal dumping |
| RU2754754C1 (en) * | 2021-02-18 | 2021-09-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Water disposal method in development of bedded deposits by uprising with internal dumping |
| RU2798370C1 (en) * | 2023-01-09 | 2023-06-21 | Акционерная Компания "АЛРОСА" (публичное акционерное общество) (АК "АЛРОСА" (ПАО)) | Method for reconstruction of a flooded mine mined by open-underground method |
| CN116464449A (en) * | 2023-03-30 | 2023-07-21 | 河北钢铁集团矿业有限公司 | Late-seepage drainage method for open-air-to-underground mining overburden |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2165018C2 (en) | Method of combined mining of flooded mineral deposits | |
| Sobko et al. | Substantiation of rational mining method at the Motronivskyi titanium-zirconium ore deposit exploration | |
| RU2150581C1 (en) | Method of storing and storage of saline rocks in permafrost regions | |
| RU2118458C1 (en) | Method for control of gas emission in mining formation of coal seams | |
| RU2081321C1 (en) | Method for mining diamond-carrying kimberlite pipes | |
| CN104088637B (en) | A kind of residual coal second mining of upper group shallow embedding method under coal seam group condition | |
| RU2114307C1 (en) | Method for opencast mining of flooded mineral deposits | |
| Klimchouk et al. | Environmental problems in gypsum karst terrains | |
| RU2129660C1 (en) | Method of degassing coal seams | |
| RU2102557C1 (en) | Device for storing water-containing waste | |
| RU2798370C1 (en) | Method for reconstruction of a flooded mine mined by open-underground method | |
| Scott | Inactive and Abandoned Underground Mines: Water Pollution Prevention and Control | |
| MINES | REPOR | |
| RU2261331C2 (en) | Open-cast mining method | |
| RU2469191C1 (en) | Open development method of water-bearing mineral deposits | |
| RU2465405C2 (en) | Drainage method of open pit edges by means of systems of combined drainage devices | |
| CN107227973A (en) | Thin-base-rock shallow coal-layer crosses ditch exploitation working face flood and waterlogging control method | |
| SU1745943A1 (en) | Dumping method at working flat seams | |
| RU2256075C1 (en) | Method for open extraction of mineral resource deposits | |
| RU2569146C1 (en) | Method of mechanical and hydraulic recultivation of lands | |
| RU2418168C1 (en) | Compound development method of series of gently sloping beds of mine fields | |
| Valgma et al. | The impact of infiltration dam on the groundwater regime in the Kurtna landscape reserve area | |
| SU937720A1 (en) | Method of open-cast mining of salts below the soil water level in humid climate | |
| Nonveiller et al. | War damages and reconstruction of Peruća Dam | |
| RU2374445C1 (en) | Method for formation of self-flattening out dump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PD4A | Correction of name of patent owner |