RU2168627C1 - Method of underground mining of deposits in cryolitic zone - Google Patents
Method of underground mining of deposits in cryolitic zone Download PDFInfo
- Publication number
- RU2168627C1 RU2168627C1 RU2000130607A RU2000130607A RU2168627C1 RU 2168627 C1 RU2168627 C1 RU 2168627C1 RU 2000130607 A RU2000130607 A RU 2000130607A RU 2000130607 A RU2000130607 A RU 2000130607A RU 2168627 C1 RU2168627 C1 RU 2168627C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- filler
- binder
- temperature
- cryolitic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при разработке месторождений в условиях криолитозоны (в многолетнемерзлых породах) системами с закладкой выработанного пространства при формировании закладочного массива (искусственного целика). Около 64% территории России находится в условиях криолитозоны, в которой сосредоточены огромные запасы угля, железа, драгоценных металлов. Криолитозона обладает специфическими условиями, а именно отрицательной температурой горного массива на глубину до 1500 метров. The invention relates to the field of mining and can be used in the development of deposits in the permafrost zone (permafrost) systems with the laying of the worked out space in the formation of the filling array (artificial pillar). About 64% of the territory of Russia is in the permafrost zone, in which huge reserves of coal, iron, and precious metals are concentrated. The permafrost zone has specific conditions, namely, the negative temperature of the rock mass to a depth of 1,500 meters.
Известен способ возведения искусственных целиков из льдопородной закладки посредством замораживания воды в дробленой породе с ее искусственным охлаждением при помощи специальных колонок с рассольным охлаждением и применением холодильной установки ФДС - 20 м. При этом способе в первую очередь отрабатывают камеры короткими забоями (первичные камеры) с оставлением между ними рудных целиков (вторичные камеры). После закладки первичных камер дробленой породой и замораживания воды в них посредством подачи охлажденного рассола по металлическим трубам внутри дробленой породы производят выемку междукамерных рудных целиков (см. Дядькин Ю.Д. Паненков Ю.И., Симонов К.С. и др. Отработка междукамерного (рудного) целика с предварительным замораживанием закладки. -Горный журнал. N 3. 1977, с. 32-34). There is a method of erecting pillars of artificial pillars from an ice-rock bookmark by freezing water in crushed rock with its artificial cooling using special columns with brine cooling and the use of an FDS refrigeration unit - 20 m. In this method, chambers with short faces (primary chambers) are first worked out, leaving between them are ore pillars (secondary chambers). After laying the primary chambers with crushed rock and freezing water in them by feeding cooled brine through metal pipes inside the crushed rock, interchamber ore pillars are excavated (see Dyadkin Yu.D. Panenkov Yu.I., Simonov KS and others. Testing of interchamber (ore) pillar with preliminary freezing of the bookmark. - Mountain Journal. N 3. 1977, p. 32-34).
Недостатком способа является сложность и трудоемкость работ по возведению искусственного закладочного массива, требующих монтажа и эксплуатации специальной замораживающей системы, криогенной техники. При этом сохраняются достаточно высокие показатели разубоживания и потерь руды при извлечении ее из недр - соответственно 14-25% и 12-15%. The disadvantage of this method is the complexity and laboriousness of the construction of an artificial filling array, requiring the installation and operation of a special freezing system, cryogenic equipment. At the same time, rather high dilution rates and ore losses are maintained when it is extracted from the subsoil - 14-25% and 12-15%, respectively.
Наиболее близким техническим решением является способ образования закладочного массива в условиях многолетнемерзлых пород, включающий отработку первичных камер, транспортировку пустых дробленых, мерзлых пород в отработанные первичные камеры, заполнение камер охлажденной до + 4oC водой, подачу холодного воздуха в камеру до образования смерзшегося, монолитного целика, отработку соседних камер с оставлением предохранительного рудного целика между камерами (см. Бакакин B.П. Основы ведения горных работ в условиях вечной мерзлоты.- М.: Металлургиздат. 1958, с. 73 -81).The closest technical solution is the method of forming a backfill array in permafrost conditions, including working out primary chambers, transporting empty crushed, frozen rocks to spent primary chambers, filling chambers with water cooled to + 4 o C, supplying cold air to the chamber until frozen, monolithic pillar, mining adjacent chambers with a safety ore pillar between chambers (see Bakakin V.P. Fundamentals of mining in permafrost. - M.: Metal urgizdat. 1958, p. 73 -81).
Недостатком этого способа является то, что образуемый искусственный массив не обеспечивает монолитности и устойчивости при обнажении (при бурении в нем шпуров через 15-20 месяцев после формирования массива из них вытекала вода), что приводит к необходимости оставления рудных целиков на границе первичных и вторичных камер с безвозвратными потерями ценных руд до 20-25%. The disadvantage of this method is that the formed artificial massif does not provide monolithicity and stability during exposure (when drilling holes in it 15-20 months after the formation of the massif, water flowed from them), which leads to the need to leave ore pillars at the border of primary and secondary chambers with irretrievable losses of valuable ores up to 20-25%.
Цель изобретения заключается в снижении разубоживания и потерь ценных руд, снижении трудоемкости закладочных работ, исключении применения криогенной техники, обеспечении устойчивости искусственного закладочного массива при его обнажении за счет сбалансированного смешивания пустых мерзлых пород (заполнителя) и охлажденной воды (затвердителя) в заданных объемах в зависимости от их первоначальных температур. The purpose of the invention is to reduce dilution and loss of valuable ores, reduce the complexity of the laying work, eliminate the use of cryogenic techniques, ensure the stability of the artificial filling array when it is exposed due to the balanced mixing of empty frozen rocks (aggregate) and chilled water (hardener) in predetermined volumes, depending from their initial temperatures.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе образования искусственного закладочного массива (целика) при камерной системе разработке, включающем подачу в камеру заполнителя (охлажденные дробленые породы), вяжущего материала (воду) и воздуха, вначале порциями подают заполнитель, затем вяжущий материал и охлажденный воздух до получения целостности формируемого слоя искусственного целика, после чего процесс повторяют до создания монолитного закладочного массива всего объема камеры. This goal is achieved by the fact that in the known method of forming an artificial backfill array (pillar) with a chamber development system that includes feeding filler (chilled crushed rocks), binder (water) and air into the chamber, first filler is fed in portions, then binder and chilled air until the integrity of the formed layer of the artificial pillar is obtained, after which the process is repeated until a monolithic filling array of the entire chamber volume is created.
При этом объем вяжущего определяют в зависимости от объема и температуры заполнителя и необходимой конечной температуры закладочного искусственного массива (целика) по формуле:
Vв=Vп•0,5[(-Тпо)+Тк]/ (Тво+Тк+86),
где Vв- объем вяжущего, м3;
Vп- объем заполнителя, м3;
Тпо - начальная температура заполнителя, oC;
Тво- начальная температура вяжущего, oC;
Тк- конечная температура искусственного закладочного массива, град., которая должна быть не более минус 2oC.In this case, the volume of the binder is determined depending on the volume and temperature of the aggregate and the required final temperature of the filling artificial mass (pillar) according to the formula:
V in = V p • 0.5 [(- T in ) + T to ] / (T in + T to +86),
where V in - the volume of the binder, m 3 ;
V p - the volume of aggregate, m 3 ;
T on - the initial temperature of the filler, o C;
T in - the initial temperature of the binder, o C;
T to - the final temperature of the artificial filling array, city., Which should be no more than minus 2 o C.
Охлажденый воздух подают поэтапно, по мере послойного образования массива. При этом температуру подаваемого воздуха поддерживают в пределах от минус 5oC и более, а скорость движения воздуха по подземным выработкам от 4 м/с до 1 5 м/с. Нижние пределы ограничены необходимостью формирования прочностных свойств за технологически определенный период времени, верхние пределы - необходимостью обеспечения безопасного передвижения людей в горных выработках.Cooled air is supplied in stages, as the array is layered. In this case, the temperature of the supplied air is maintained in the range from minus 5 ° C or more, and the speed of air movement through the underground workings is from 4 m / s to 1 5 m / s. The lower limits are limited by the need to form strength properties for a technologically defined period of time, the upper limits are limited by the need to ensure the safe movement of people in mine workings.
Ограничения на применение формулы:
Тво >0oC - начальная температура вяжущего, то есть воды, должна быть положительной, чтобы обеспечить транспортировку в место формирования закладочного массива. Рекомендуемые параметры от +2oC до +8oC; более теплая вода увеличивает время формирования льдопородного закладочного массива.Limitations on the use of the formula:
T in > 0 o C - the initial temperature of the binder, that is, water, must be positive in order to ensure transportation to the place of formation of the filling mass. Recommended parameters are from +2 o C to +8 o C; warmer water increases the formation time of the ice-rock filling mass.
Tпо <мин 10oC - начальная температура заполнителя, то есть дробленых пород, обеспечивает создание монолитного целика, чем ниже температура породы, тем быстрее процесс формирования искусственного целика и, как видно из формулы, тем больший объем вяжущего можно использовать (что является более технологичным).T for <min 10 o C - initial temperature of the filler, i.e. the crushed rocks, provides a monolithic pillar, the lower the rock temperature, the faster the process of forming the artificial pillar and, as seen from the formula, the greater the amount of binder can be used (which is more technological).
Тк - конечная температура искусственного закладочного массива, должна быть не более минус 2oC. Меньшие значения температур искусственного массива не обеспечат необходимой устойчивости льдопородной закладки при ее обнажении. Температура льдопородного массива в интервале от минус 2oC до минус 4oC обеспечивает его устойчивость при обнажении до 40 метров, что вполне удовлетворяет технологическим требованиям.T to - the final temperature of the artificial stowing massif, should be no more than minus 2 o C. Lower temperatures of the artificial massif will not provide the necessary stability of the ice-rocking bookmarks when it is exposed. The temperature of the ice-rock massif in the range from minus 2 o C to minus 4 o C ensures its stability during exposure up to 40 meters, which fully meets the technological requirements.
Так, например, при начальной температуре воды + 4oC, конечной температуре массива - 4oC предельное соотношение объемов воды и дробленой породы определенной температуры будет следующим (см. таблицу).So, for example, at the initial water temperature + 4 o C, the final temperature of the massif - 4 o C, the limiting ratio of the volumes of water and crushed rock of a certain temperature will be as follows (see table).
Это означает, что, например, для получения монолитного искусственного закладочною массива, допускающего обнажение (пролет) до 40 м, на единицу объема дробленых пород с температурой минус 20oC должно быть не более 11 объемов воды с температурой 4oC. То есть воды (вяжущего) по объему должно быть в 11 раз меньше, чем дробленой породы (заполнителя). Если воды будет подано больше, то вода просто не замерзнет.This means that, for example, to obtain a monolithic artificial backfill array, allowing exposure (span) of up to 40 m, per unit volume of crushed rocks with a temperature of minus 20 o C there should be no more than 11 volumes of water with a temperature of 4 o C. That is, water (binder) in volume should be 11 times less than crushed rock (aggregate). If more water is supplied, then the water simply will not freeze.
Таким образом, положительный эффект образования монолитного устойчивого целика получают за счет дозированного смешивания объемов заполнителя и вяжущего в зависимости от их температур и заданием необходимой конечной температуры искусственного закладочного массива, обеспечивающей связность всех его элементов. Причем это обеспечивается за счет естественной отрицательной температуры дробленых пород без применения специальной криогенной техники. Отрицательная температура горного массива при этом играет положительную роль. Thus, the positive effect of the formation of a monolithic stable pillar is obtained due to dosed mixing of the volumes of aggregate and binder depending on their temperatures and by setting the required final temperature of the artificial filling array, ensuring the coherence of all its elements. Moreover, this is ensured by the natural negative temperature of crushed rocks without the use of special cryogenic technology. The negative temperature of the massif plays a positive role.
Использование данного способа подземной разработки месторождений в криолитозоне позволяет применить системы с льдопородной закладкой выработанного пространства, обеспечивающих максимальную полноту извлечения из недр полезного ископаемого, сохранить экологическую чистоту района, исключить применение древесины в качестве крепления подземных горных выработок. Только исключение применения крепежного дальневосточного леса из технологии добычи полезного ископаемого в условиях Северо-Востока даст миллионные прибыли в год. Using this method of underground mining in cryolithozone allows using systems with ice-rock laying of the mined-out space, ensuring the maximum completeness of extracting mineral resources from the bowels, preserving the ecological purity of the region, and eliminating the use of wood as an anchorage for underground mine workings. Only the exclusion of the use of fastening Far Eastern forests from the technology of mining in the North-East will give millions of profits per year.
Claims (3)
Vв = Vп • 0,5[(-Tпо) + Тк]/(Тво + Тк + 86),
где Vв - объем вяжущего, м3;
Vп - объем заполнителя, м3;
Тпо - начальная температура заполнителя, oC;
Тво - начальная температура вяжущего, oC;
Тк - конечная температура искусственного закладочного массива, град., которая должна быть не более -2oC.1. The method of underground mining in cryolithozone, including the formation of primary chamber workings, the filing of a filler, binder materials and cooled air into the chamber, characterized in that the filler, binder is sequentially fed into the chamber in volumes determined by the formula
V in = V p • 0.5 [(- T in ) + T to ] / (T in + T to + 86),
where V in - the volume of the binder, m 3 ;
V p - the volume of aggregate, m 3 ;
T on - the initial temperature of the filler, o C;
T in - the initial temperature of the binder, o C;
T to - the final temperature of the artificial filling array, city., Which should be no more than -2 o C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000130607A RU2168627C1 (en) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | Method of underground mining of deposits in cryolitic zone |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000130607A RU2168627C1 (en) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | Method of underground mining of deposits in cryolitic zone |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2168627C1 true RU2168627C1 (en) | 2001-06-10 |
Family
ID=20243063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000130607A RU2168627C1 (en) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | Method of underground mining of deposits in cryolitic zone |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2168627C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2213868C1 (en) * | 2002-06-19 | 2003-10-10 | Михайлов Юрий Васильевич | Method of mining with filling of permafrost mineral deposits |
| RU2237809C2 (en) * | 2002-12-27 | 2004-10-10 | Институт горного дела Севера СО РАН | Method for controlling hard-destructible ceiling under conditions of permafrost |
| RU2238405C2 (en) * | 2002-11-10 | 2004-10-20 | Институт горного дела Севера СО РАН | Method for extracting deposits under conditions of permafrost |
| RU2249112C2 (en) * | 2002-12-15 | 2005-03-27 | Институт горного дела Севера Сибирского отделения Российской Академии наук | Method for preparing inter-chamber blocks for extraction |
| RU2369741C2 (en) * | 2007-07-06 | 2009-10-10 | Юрий Павлович Галченко | Method for underground development of ore deposits in cryolithic zone |
| RU2471069C1 (en) * | 2011-04-20 | 2012-12-27 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) | Method for underground mining of sloping and inclined ore bodies in cryolite zone |
| RU2573881C1 (en) * | 2015-01-19 | 2016-01-27 | Дмитрий Юрьевич Брацихин | Method of depression creation in bottom-hole zone of productive formation by cryogenic method |
| RU2602565C1 (en) * | 2015-11-16 | 2016-11-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Backfilling mass erection method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1705565A1 (en) * | 1989-03-31 | 1992-01-15 | Якутский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алмазодобывающей Промышленности | Method of stowing goafs in mining steep deposits of valuable minerals under conditions of permafrost |
| SU1712606A1 (en) * | 1989-12-27 | 1992-02-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов | Method of laying flooring on stow mass in block worked-out space |
-
2000
- 2000-12-07 RU RU2000130607A patent/RU2168627C1/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1705565A1 (en) * | 1989-03-31 | 1992-01-15 | Якутский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алмазодобывающей Промышленности | Method of stowing goafs in mining steep deposits of valuable minerals under conditions of permafrost |
| SU1712606A1 (en) * | 1989-12-27 | 1992-02-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов | Method of laying flooring on stow mass in block worked-out space |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БАКАКИН В.П. Основы ведения горных работ в условиях вечной мерзлоты. - М.: Металлургиздат, 1958, с.73-81. * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2213868C1 (en) * | 2002-06-19 | 2003-10-10 | Михайлов Юрий Васильевич | Method of mining with filling of permafrost mineral deposits |
| RU2238405C2 (en) * | 2002-11-10 | 2004-10-20 | Институт горного дела Севера СО РАН | Method for extracting deposits under conditions of permafrost |
| RU2249112C2 (en) * | 2002-12-15 | 2005-03-27 | Институт горного дела Севера Сибирского отделения Российской Академии наук | Method for preparing inter-chamber blocks for extraction |
| RU2237809C2 (en) * | 2002-12-27 | 2004-10-10 | Институт горного дела Севера СО РАН | Method for controlling hard-destructible ceiling under conditions of permafrost |
| RU2369741C2 (en) * | 2007-07-06 | 2009-10-10 | Юрий Павлович Галченко | Method for underground development of ore deposits in cryolithic zone |
| RU2471069C1 (en) * | 2011-04-20 | 2012-12-27 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) | Method for underground mining of sloping and inclined ore bodies in cryolite zone |
| RU2573881C1 (en) * | 2015-01-19 | 2016-01-27 | Дмитрий Юрьевич Брацихин | Method of depression creation in bottom-hole zone of productive formation by cryogenic method |
| RU2602565C1 (en) * | 2015-11-16 | 2016-11-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Backfilling mass erection method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111088979B (en) | A downward approach filling mining method | |
| US4423907A (en) | In situ recovery of shale oil | |
| Khayrutdinov et al. | Stress-strain behavior control in rock mass using different-strength backfill | |
| RU2168627C1 (en) | Method of underground mining of deposits in cryolitic zone | |
| Konicek | Destressing | |
| RU2439323C1 (en) | Method to mine inclined ore deposits | |
| Trubetskoy et al. | New approaches to designing resource-reproducing technologies for comprehensive extraction of ores | |
| RU2213868C1 (en) | Method of mining with filling of permafrost mineral deposits | |
| Nieto | Key deposit indicators (KDI) and key mining method indicators (KMI) in underground mining method selection | |
| Stoycheva et al. | Comparative analysis of the techniques for detachment of natural stone blocks from the massif with flexible high-explosive charges and bulk-expanding chemical compositions | |
| Deng et al. | Analysis of factors and countermeasures of mining subsidence in Kaiyang Phosphorus Mine | |
| RU2117761C1 (en) | Method for development of steep ore bodies | |
| Tapsiev et al. | Resource-saving geotechnologies for thick gently dipping complex ore deposits in the Norilsk region | |
| Nesterova | Experience of destressing slotting to prevent gas-dynamic events in mechanized carnallite mining | |
| CN108194083B (en) | A joint realization method of honeycomb mining and strategic oil storage | |
| Freidin et al. | Prospects of technical re-equipment in underground mines of the metallurgy complex in West Siberia | |
| Freidin et al. | Reequipment and development of mining method at Zapolyarny Mine | |
| Shaposhnik et al. | Experience of application of polyurethane and phenolic resins in roadheading in fractured and heavily disintegrated rock mass | |
| SU1093828A1 (en) | Method of working thick coal seams susceptible to gas-dynamic phenomena | |
| Khasanov et al. | DEVELOPMENT OF AN ACCEPTABLE VARIANT OF THE FILL MATERILS BEING USED TO FILL THE GAP MINED AT THE KOVULDI GOLD MINE | |
| Andres | The evolution of pillar mining at the Polaris Mine | |
| Mislibayev et al. | Development Of Computational Schemes For Extracting Device Reserves | |
| Pastarus et al. | Improvement of current mining technology in Estonian oil shale mines | |
| Tashtanovna et al. | Technologies for the development of near-pit and under-pit reserves of ore deposits | |
| Eremenko et al. | Specific Features of Iron Ore Mining in Gornaya Shoria |