RU2751183C1

RU2751183C1 - Method for selective mining of diamond-bearing ores

Info

Publication number: RU2751183C1
Application number: RU2020138926A
Authority: RU
Inventors: Артур Геннадьевич Секисов; Антон Юрьевич Чебан
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2021-07-12

Abstract

FIELD: mining industry.

SUBSTANCE: invention relates to the mining industry and can be used for the development of complex-structured kimberlite deposits containing ores of various values. The method includes drilling wells, delineating sections of the ore massif. At the same time, when the wells penetrate the zone of high-value ores, local thickening of the network of wells is carried out with sampling of drilling material in depth and the subsequent delineation of the zone of ores of high value, and according to the identified intervals of inclusions of ores of anomalously high value, the drilling material is sampled, obtained by cutting circular slots in the near-wellbore space. , contouring in plan and section, followed by drilling out inclusions of ores of anomalously high value with a drilling unit with an annular face along the axis of the identified inclusions of ores of abnormally high value and trimming of drilled core of large diameter, further extraction, transportation, gentle disintegration are carried out. The development of zones of ores of medium value is carried out by mechanical means using an automated positioning system. At the same time, a buffer layer is created along the perimeter of low-value ore zones by drilling wells and high-pressure hydraulic action, the use of shaped charges for explosive loosening of low-value ore zones with coaxial placement of explosives, including an inner cavity with brine, an outer cavity with brine and cumulative cavities, providing the formation of directed flows of the gas-vapor mixture.

EFFECT: invention increases productivity and technological efficiency by ensuring the selectivity of the extraction of kimberlite ores, considering their value, as well as increasing the safety of diamonds during the extraction of kimberlite ores.

1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки сложноструктурных месторождений кимберлитов, содержащих руды различной ценности.The invention relates to the mining industry and can be used for the development of complex-structured kimberlite deposits containing ores of various values.

Известен способ разработки алмазоносных кимберлитовых трубок, включающий разработку рудного тела путем последовательного выбуривания кернов кимберлита большого диаметра по всей площади рудного тела с последующим размывом кернов гидравлическим способом на обогатительной фабрике [1].A known method for the development of diamondiferous kimberlite pipes, including the development of an ore body by sequential drilling out of large diameter kimberlite cores over the entire area of the ore body, followed by erosion of the cores hydraulically at the processing plant [1].

Недостатками способа являются низкая производительность и высокая себестоимость работ при валовой выемке руд.The disadvantages of this method are low productivity and high cost of work during the gross mining of ores.

Известен способ селективной разработки алмазосодержащих руд, включающий оконтуривание участков однородных по ценности и физико-механических свойствам руд, отработку технологических зон руд низкой ценности экскаватором после предварительной буровзрывной подготовки, рыхление руд технологических зон высокой ценности бульдозерно-рыхлительными агрегатами с последующим разупрочнением разрыхленной руды в котловане, заполненным высокоминерализованным рассолом [2].There is a method of selective development of diamond-bearing ores, including the delineation of areas of homogeneous value and physical and mechanical properties of ores, the development of technological zones of low-value ores with an excavator after preliminary drilling and blasting preparation, loosening of ores of high-value technological zones with bulldozer-loosening units, followed by softening of the loosened ore in the pit, filled with highly mineralized brine [2].

Недостатками способа являются снижение качества кристаллосырья в результате проведения взрывных работ, а также механического рыхления ценных кимберлитовых руд без их предварительного щадящего разупрочнения.The disadvantages of this method are a decrease in the quality of crystal raw materials as a result of blasting operations, as well as mechanical loosening of valuable kimberlite ores without their preliminary gentle softening.

Наиболее близким по технологической и технической сущности является способ разработки кимберлитовых трубок, включающий бурение скважин, оконтуривание участков рудного массива, взрывание в скважинах кумулятивных зарядов, создание через скважины высоконапорного гидравлического воздействия на зоны руд высокой ценности с последующим рыхлением и выемкой горной массы экскаватором [3].The closest in technological and technical essence is a method of developing kimberlite pipes, including drilling wells, delineating sections of the ore massif, blasting shaped charges in wells, creating a high-pressure hydraulic impact on high-value ore zones through the wells, followed by loosening and excavating the rock mass with an excavator [3] ...

Недостатками способа являются применение взрывных зарядов для валового разделения мерзлого массива на крупные блоки, что приводит к повреждениям кристаллов, низкая производительность и высокая себестоимость работ при валовой дезинтеграции крупных блоков путем высоконапорного гидравлического воздействия.The disadvantages of this method are the use of explosive charges for the bulk separation of the frozen massif into large blocks, which leads to damage to crystals, low productivity and high cost of work during the bulk disintegration of large blocks by high-pressure hydraulic action.

Технический результат заключается в увеличении производительности и технологической эффективности за счет обеспечения селективности выемки кимберлитовых руд с учетом их ценности, а также повышении сохранности алмазов в процессе выемки кимберлитовых руд.The technical result consists in increasing productivity and technological efficiency by ensuring the selectivity of the extraction of kimberlite ores, taking into account their value, as well as increasing the safety of diamonds during the extraction of kimberlite ores.

Технический результат достигается тем, что в способе селективной разработки алмазосодержащих руд, включающем бурение скважин, оконтуривание участков рудного массива, взрывание в скважинах кумулятивных зарядов, создание через скважины высоконапорного гидравлического воздействия на зоны руд высокой ценности с последующим рыхлением и выемкой горной массы экскаватором, для сохранения уникальных кристаллов скважины бурятся постадийно, при этом при вскрытии скважинами зоны руд высокой ценности проводится локальное сгущение сети скважин с опробованием бурового материала по глубине и последующим оконтуриванием зоны руд высокой ценности, при этом - по выявленным интервалам включений руд аномально высокой ценности - производится опробование бурового материала, полученного при нарезании круговых щелей в околоскважинном пространстве, оконтуривание в плане и разрезе с последующим выбуриванием включений руд аномально высокой ценности буровым агрегатом кольцевым забоем по оси выявленных включений руд аномально высокой ценности и подрезкой выбуренного керна большого диаметра, извлечение, транспортировка, щадящая дезинтеграция и ручная разборка материалов, причем разработка зон руд средней ценности производится механическими средствами с применением системы автоматизированного позиционирования, при этом осуществляется создание по периметру зон руд низкой ценности буферного слоя путем бурения скважин и высоконапорного гидравлического воздействия, применение для взрывного рыхления зон руд низкой ценности кумулятивных зарядов с коаксиальным размещением взрывчатых веществ, включающих внутреннюю полость с рассолом, наружную полость с рассолом и кумулятивные полости, обеспечивающие формирование направленных потоков газопаровой смеси.The technical result is achieved by the fact that in the method of selective development of diamond-bearing ores, including drilling wells, delineating sections of the ore massif, blasting shaped charges in wells, creating a high-pressure hydraulic impact on high-value ore zones through the wells, followed by loosening and excavating the rock mass with an excavator, to preserve of unique crystals, wells are drilled in stages, while when the wells penetrate the zone of high-value ores, local thickening of the network of wells is carried out with sampling of drilling material in depth and subsequent delineation of the zone of ores of high value, while - according to the identified intervals of inclusions of ores of anomalously high value - the drilling material is tested , obtained by cutting circular slots in the near-wellbore space, contouring in plan and section, followed by drilling out inclusions of ores of anomalously high value with a drilling unit with an annular face along the axis of the revealed inclusions of ores abnormally high value and trimming of drilled cores of large diameter, extraction, transportation, gentle disintegration and manual disassembly of materials, moreover, the development of zones of medium value ores is carried out by mechanical means using an automated positioning system, while creating a buffer layer around the perimeter of zones of low value ores by drilling wells and high-pressure hydraulic action, the use of shaped charges with coaxial placement of explosives for explosive loosening of zones of low-value ores, including an inner cavity with brine, an outer cavity with brine and cumulative cavities that provide the formation of directed flows of a gas-vapor mixture.

Возможность формирования требуемой последовательности выполняемых действий предложенными средствами позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.The ability to form the required sequence of actions performed by the proposed means allows you to solve the problem, determines the novelty, industrial applicability and inventive level of development.

На фиг. 1 - схема дифференциации массива по ценности руд; на фиг. 2 - схема отработки сложноструктурного месторождения алмазосодержащих руд; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1, показано включение руд аномально высокой ценности; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2, схема выбуривания керна большого диаметра; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 2, конструкция кумулятивного заряда; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 5.FIG. 1 - a diagram of the differentiation of the massif according to the value of ores; in fig. 2 - a diagram of the development of a complex-structured deposit of diamond-bearing ores; in fig. 3 - section a-a in Fig. 1, the inclusion of ores of anomalously high value is shown; in fig. 4 - section b-b in Fig. 2, a diagram of large diameter core drilling; in fig. 5 - section b-b in fig. 2, shaped charge design; in fig. 6 - section G-G in Fig. five.

Способ селективной разработки алмазосодержащих руд выполняется в массиве посредством бурения скважин 1, оконтуривания и дифференциации участков 2 рудного массива на зоны руд высокой ценности 3 с включениями руд аномально высокой ценности 4, зоны руд средней ценности 5, зоны руд низкой ценности 6. Оконтуривание зоны руд высокой ценности 3 проводится путем локального сгущения сети 7 скважин 8 с опробованием бурового материала по глубине 9. После высоконапорного гидравлического воздействия, создаваемого агрегатом 10 через скважины 1, 8 на зоны руд высокой ценности 3, производится рыхление и выемка горной массы экскаватором 11. По выявленным интервалам 12 включений руд аномально высокой ценности 4 производится нарезание круговых щелей 13 в околоскважинном пространстве 14, оконтуривание в плане 15 и разрезе 16. Буровым агрегатом 17 кольцевым забоем 18 ведется выбуривание по оси 19 выявленных включений руд аномально высокой ценности 4 с подрезкой выбуренного керна большого диаметра 20. Разработка зоны руд средней ценности 5 производится механическими средствами 21 с применением системы автоматизированного позиционирования 22. Буферный слой 23 создается по периметру 24 зон руд низкой ценности 6 путем бурения скважин 25 и высоконапорного гидравлического воздействия агрегатом 10. Кумулятивные заряды 26 включают коаксиально размещенные взрывчатые вещества 27, внутреннюю полость с рассолом 28, наружную полость с рассолом 29 и кумулятивные полости 30. Алмазосодержащие руды вывозятся на автосамосвалах 31.The method of selective development of diamond-bearing ores is carried out in the massif by drilling wells 1, delineating and differentiating sections 2 of the ore massif into zones of high-value ores 3 with inclusions of ores of anomalously high value 4, zones of medium-value ores 5, zones of low-value ores 6. Outlining the zone of high ores value 3 is carried out by local thickening of the network of 7 wells 8 with testing of drilling material at depth 9. After the high-pressure hydraulic action created by the unit 10 through wells 1, 8 on the zones of high-value ores 3, the rock mass is loosened and excavated with an excavator 11. At the identified intervals 12 inclusions of anomalously high value ores 4 cutting circular slots 13 in the near-wellbore space 14, contouring in plan 15 and section 16. Drilling unit 17 with an annular face 18 drills along axis 19 of identified inclusions of ores of abnormally high value 4 with trimming of drilled core of large diameter 20 . Development the mining of the zone of ores of average value 5 is carried out by mechanical means 21 using an automated positioning system 22. The buffer layer 23 is created along the perimeter of 24 zones of ores of low value 6 by drilling wells 25 and high-pressure hydraulic action by the unit 10. Shaped charges 26 include coaxially placed explosives 27, inner cavity with brine 28, outer cavity with brine 29 and cumulative cavities 30. Diamond-containing ores are transported on dump trucks 31.

Способ селективной разработки алмазосодержащих руд осуществляется следующим образом.The method for the selective development of diamond-bearing ores is carried out as follows.

Ведется бурение скважин 1, оконтуривание участков 2 рудного массива, взрывание в скважинах 1 зоны руд низкой ценности 6 кумулятивных зарядов 26, создание через скважины 1, 8 высоконапорного гидравлического воздействия агрегатом 10 на зоны руд высокой ценности 3 с последующим рыхлением и выемкой горной массы экскаватором 11. Для сохранения уникальных кристаллов скважины 1, 8, 25 бурятся постадийно. При вскрытии скважинами 1 зоны руд высокой ценности 3 проводится локальное сгущение сети 7 скважин 8 с опробованием бурового материала по глубине 9 и последующим оконтуриванием зоны руд высокой ценности 3. По выявленным интервалам 12 включений руд аномально высокой ценности 4 производится опробование бурового материала, полученного при нарезании круговых щелей 13 в околоскважинном пространстве 14, оконтуривание в плане 15 и разрезе 16 с последующим выбуриванием включений руд аномально высокой ценности 4 буровым агрегатом 17 кольцевым забоем 18 по оси 19 выявленных включений руд аномально высокой ценности 4 и подрезкой выбуренного керна большого диаметра 20, извлечение, транспортировка, щадящая дезинтеграция и ручная разборка материалов. Разработка зон руд средней ценности 5 производится механическими средствами 21 с применением системы автоматизированного позиционирования 22. Осуществляется создание по периметру 24 зон руд низкой ценности 6 буферного слоя 23 путем бурения скважин 25 и высоконапорного гидравлического воздействия агрегатом 10. Для взрывного рыхления зон руд низкой ценности 6 применяются кумулятивные заряды 26 с коаксиальным размещением взрывчатых веществ 27, включающие внутреннюю полость с рассолом 28, наружную полость с рассолом 29 и кумулятивные полости 30, обеспечивающие формирование направленных потоков газопаровой смеси. Алмазосодержащие руды вывозятся на автосамосвалах 31.Drilling of wells 1, delineation of sections 2 of the ore massif, blasting in wells 1 of a zone of low-value ores 6 shaped charges 26, creating through wells 1, 8 of a high-pressure hydraulic action by a unit 10 on zones of ores of high value 3, followed by loosening and excavation of the rock mass by an excavator 11 To preserve the unique crystals, wells 1, 8, 25 are drilled in stages. When the wells penetrate the zone of high-value ores 3, local thickening of the network of 7 wells 8 is carried out with the testing of drilling material at a depth of 9 and the subsequent delineation of the zone of high-value ores 3. At the identified intervals 12 inclusions of ores of anomalously high value 4, the drilling material obtained during cutting is tested circular slots 13 in the near-wellbore space 14, contouring in the plan 15 and section 16, followed by drilling out of inclusions of ores of anomalously high value 4 with a drilling unit 17 with an annular face 18 along the axis 19 of the identified inclusions of ores of anomalously high value 4 and trimming of drilled core of large diameter 20, extraction, transportation, gentle disintegration and manual disassembly of materials. The development of zones of ores of average value 5 is carried out by mechanical means 21 using an automated positioning system 22. A buffer layer 23 is created along the perimeter of 24 zones of low-value ores 6 by drilling wells 25 and high-pressure hydraulic action with a unit 10. For explosive loosening of zones of low-value ores 6 are used shaped charges 26 with coaxial placement of explosives 27, including an inner cavity with brine 28, an outer cavity with brine 29 and shaped cavities 30, providing the formation of directed flows of the gas-vapor mixture. Diamond-bearing ores are transported by dump trucks 31.

Способ обеспечивает увеличение производительности и технологической эффективности за счет увеличения функциональности, надежности и обеспечения селективности выемки кимберлитовых руд различной ценности, повышение сохранности алмазов в процессе выемки кимберлитовых руд, снижение экологической нагрузки на окружающую среду в районе ведения горных работ.The method provides an increase in productivity and technological efficiency by increasing the functionality, reliability and ensuring the selectivity of the extraction of kimberlite ores of various values, increasing the safety of diamonds in the process of extracting kimberlite ores, reducing the environmental load in the mining area.

Источники информации:Sources of information:

1. Патент РФ №2465460 от 27.10.2012. Способ разработки алмазоносных кимберлитовых трубок.1. RF patent No. 2465460 from 27.10.2012. Method for the development of diamond-bearing kimberlite pipes.

2. Патент РФ №2009318 от 15.03.1994. Способ селективной разработки алмазосодержащих руд.2. RF patent No. 2009318 dated 03/15/1994. Method for selective mining of diamond-bearing ores.

3. Патент РФ №2158827 от 10.11.2000. Способ разработки кимберлитовых трубок.3. RF patent No. 2158827 from 10.11.2000. Method for the development of kimberlite pipes.

Claims

A method for the selective development of diamond-bearing ores, including drilling wells, delineating sections of the ore massif, blasting shaped charges in wells, creating a high-pressure hydraulic impact on high-value ore zones through the wells, followed by loosening and excavating the rock mass with an excavator, characterized in that to preserve the unique crystals of the well are drilled in stages, while when the wells open up the zone of high-value ores, local thickening of the well network is carried out with the sampling of drilling material in depth and the subsequent delineation of the zone of high-value ores, while - according to the identified intervals of inclusions of ores of anomalously high value - the drilling material obtained during cutting circular slots in the near-wellbore space, contouring in plan and section, followed by drilling out inclusions of ores of anomalously high value with a drilling unit with an annular face along the axis of the revealed inclusions of ores of abnormally high value large diameter drilled cores, extraction, transportation, gentle disintegration and manual disassembly of materials, and the development of zones of medium value ores is carried out by mechanical means using an automated positioning system, while creating a buffer layer along the perimeter of zones of low value ores by drilling wells and high-pressure hydraulic action, the use of shaped charges for explosive loosening of zones of low-value ores with coaxial placement of explosives, including an inner cavity with brine, an outer cavity with brine and cumulative cavities that ensure the formation of directed flows of a gas-vapor mixture.