Комбинированные технологии добычи трудноизвлекаемых георесурсов

Abstract

Актуальность. Ввиду истощения легкоизвлекаемых запасов полезных ископаемых открытым способом возникает острая необходимость в разработке технологий добычи трудноизвлекаемых природных ресурсов подземным способом. Цель. На основе анализа имеющегося практического опыта и разработанных перспективных технологий предложить варианты отработки запасов угля с неблагоприятными горно-геологическими условиями залегания с возможностью их применения для добычи различных георесурсов. Методы. Контент-анализа, эмпирические, физического моделирования и прототипирования будущего образца устрои ства, эксперименты в форме лабораторных испытании . Результаты и выводы. Обоснованы перспективные объемы трудноизвлекаемых угольных запасов, пригодных в перспективе для подземной разработки, сосредоточенные в крутонаклонных пластах. Выявлены преимущества комбинированных технологических решений, значительно увеличивающих производительность всего технологического комплекса оборудования и позволяющих сохранить низкий уровень себестоимости добычи, несмотря на увеличение стоимости оборудования и объема подготовительных горных работ. Предложены варианты комбинированных геотехнологических решений на основе создания новых, модернизации и расширения функций имеющихся видов основного технологического оборудования, а также различных способов открыто-подземной добычи георесурсов. В частности, предлагается разработанное авторами новое средство механизации в виде многофункциональной крепи шагающего типа в составе комплекса с проходческим комбайном и другими необходимыми средствами механизации технологических операций, предназначенное для скоростной проходки подготовительных подземных горных выработок, для отработки трудноизвлекаемых угольных запасов «короткими столбами», гидравлическим способом, в том числе в комплексе с бурошнековой установкой. Механизированный комплекс может также использоваться для разработки россыпных месторождений алмазов, золота, титана, металлов платиновой группы, олова, вольфрама, циркония, тантала, ниобия, редкоземельных элементов и некоторых других георесурсов

Relevance. Due to the depletion of easily extractable mineral reserves by open-pit mining, there is an urgent need to develop technologies for extracting hard-to-recover natural resources by underground mining. Aim. Based on the analysis of available practical experience and developed promising technologies, to propose options for developing coal reserves with unfavorable mining and geological conditions with the possibility of their use for the extraction of various georesources. Methods. Content analysis, empirical, physical modeling and prototyping of the future sample of the device, experiments in the form of laboratory tests. Results and conclusions. The prospective volumes of hard-to-recover coal reserves suitable in the future for underground mining, concentrated in steeply inclined seams, are substantiated. The paper reveals the advantages of combined technological solutions, significantly increasing the productivity of the entire technological complex of equipment and allowing to maintain a low level of production costs, despite the increase in the cost of equipment and the volume of preparatory mining operations. The authors have proposed the variants of combined geotechnological solutions based on the creation of new, modernization and expansion of the functions of the existing types of the main technological equipment, as well as various methods of open-pit and underground mining of georesources. In particular, a new means of mechanization developed by the authors is proposed in the form of a multifunctional walking-type support as part of a complex with a heading machine and other necessary means of mechanization of technological operations, designed for highspeed driving of preparatory underground mine workings, for the development of hard-to-recover coal reserves with "short pillars", hydraulically, including in combination with an auger drilling rig. The mechanized complex can also be used for the development of placer deposits of diamonds, gold, titanium, platinum group metals, tin, tungsten, zirconium, tantalum, niobium, rare earth elements and some other georesources