автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему:Совершенствование технологии дражной разработки глубокозалегающих россыпей Приамурья

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА

- г» р Г]

■ : Л Не правах рукописи

Пономарчук Георгий Петрович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДРАЖНОЙ РАЗРАБОТКИ ГЛУБОКОЗАЛЕГАЮЩИХ РОССЫПЕЙ ПРИАМУРЬЯ

Специальность 05.15.03 - "Открытая разработка месторождений полезных ископаемых "

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Хабаровск, 1997 г.

Работа выполнена в Институте горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук.

Научный руководитель:

доктор техн. наук Мамаев Юрий Алексеевич

Научный консультант:

доктор биол. наук Крупская Людмила Тимофеевна

Официальные оппоненты:

доктор техн. наук Рашкин Анатолий Васильевич

кандидат техн. наук Бродягин Виктор Александрович

Ведущая организация: АО "ВНИИ" , г. Магадан

Защита состоится 21 ноября 1997 г. в 14 часов на заседание диссертационного совета Д 003.92.01 в Институте горного де л а ДВО РАН по адресу: г. Хабаровск, ул. Тургенева, 51.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах просим направлять в чдрес института

Реферат разослан г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор техн. наук ' А.А. Ковалев

Актуальность проблемы. В настоящее время легкие в освоении мелкозалегающие россыпи Приамурья в основном отработаны и для дальнейшего развития добычи россыпного золота необходимо осваивать сложные глубокозалегающие россыпные место-ррркдения.

Особенностями этих россыпей являются наличие труднопро-мывистых песков и высокий удельный вес мелкого и тонкого золота.

При работе драг глубокого черпания наблюдается перемещение илисто-глинистого материала эфельных хвостов в забойную часть дражного разреза, что снижает эффективность разработки за счет разубоживания песков. При глубоком драгировании также возникают осложнения с размещением отвалов и недостаточной устойчивостью бортов дражного разреза.

В этой связи создание эффективных технологий разработки глубокозалегающих россыпей с применением типовых драг, обеспечивающих полноту выемки запасов и извлечения мелкого и тонкого золота при повышении экологической безопасности, является важной народнохозяйственной задачей.

Диссертация выполнена в соответствии с проблемой Российской академии наук 12.9 (1991-95 г.г.) "Разработка месторождений и обогащение полезных ископаемых", № ГР 01910003372 и планом исследований ИГД ДВО РАН по теме "Создание научных основ эффективных технологий и технических средств освоения россыпных месторождений, включая техногенные" (№ ГР 01910003370 ).

Целью настоящей работы является создание эффективной технологии дражной разработки высокоглинистых россыпей глубокого залегания, обеспечивающей полноту выемки песков и высокую степень извлечения ценного компонента с экологической безопасностью горных работ.

Идея работы заключается в том, что повышение экономической эффективности и экологической безопасности дражных работ достигается за счет погоризонтной выемки продуктивной горной массы и ее переработки методами многократного фракционирования.

Основные задачи исследования:

- обосновать возможность и эффективность применения подводного способа разработки глубокозалегающих высокоглинистых россыпей на базе типовых драг;

- исследовать факторы, влияющие на интенсификацию процесса разупрочнения глинистых окатышей галечной фракции хвостов промывки;

- разработать эффективную и экологически безопасную технологию переработки эфельных фракций на основе разделительных аппаратов с конической сеющей поверхностью;

- выявить закономерности миграции и концентрации частиц золота и разработать методику расчета их извлечения в подрешетный продукт конического гидрогрохота.

Методы исследований. Для решения этих задач был использован комплекс методов исследований: анализ литературных источников, научное обобщение производственного опыта, изучение физико-механических свойств глинистых пород в полевых и лабораторных условиях, анализ проб технологических процессов, технико-экономическая и экологическая оценка результатов. Защищаемые научные положения.

1. Эффективность подводной технологии разработки глубоко-залегающих высокоглинистых россыпей традиционными драгами реально определяется погоризонтной отработкой запасов, комбинированным воздействием на забойные породы энергии воды и механического черпания, селективным отвалообразованием и перемещением эфельной фракции хвостов промывки за пределы дражного разреза.

2. Разупрочнение глинистых окатышей галечной фракции хвостов промывки песков драги целесообразно производить путем повышения влажности за счет помещения их на длительный период в водную среду.

3. Переработка высокоглинистых песков глубокозалегающих россыпей со значительным содержанием мелкого золота наиболее эффективна на основе технологии с применением аппаратов активного динамического действия (гидравлических грохотов с неподвижной конической сеющей поверхностью).

4. Параметры процесса миграции и концентрации золота в подрешетный продукт гидрогрохота определяются составом исходного материала, крупностью золота, соотношением твердого к жидкому и скоростными режимами потока двухфазной гидросмеси.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- определены параметры погоризонтной разработки глубокозалегающих россыпей, которые зависят от глубины залегания продуктивного пласта, состава и физико-механических свойств разрабатываемых пород;

- установлены зависимость прочности глинистых окатышей от влажности и глубины залегания пород в россыпи;

- выявлены характер и степень воздействия инерционной и центробежной сил на единичную частицу высокой плотности твердой фазы закрученного потока гидросмеси, определяемые круп-

ностью исходного материала, скоростными характеристиками потока и конструктивными параметрами конического гидрогрохота;

- установлены закономерности концентрации частиц золота в подрешетном продукте гидрогрохота, выражаемые параболической зависимостью от расстояния по вертикали между точками входа и выхода потока гидросмеси.

Практическая ценность работы.

1. Предложена и научно обоснована рациональная технология погоризонтной разработки, позволяющая типовыми драгами обеспечить эффективное освоение россыпных месторождений сложного строения и глубокого залегания.

2. Выполнена технологическая оценка высокоглинистых песков продуктивного пласта на основе картирования глинистой составляющей вмещающих пород, что позволило обосновать рациональные параметры выемочного и обогатительного оборудования.

3. Разработана эффективная технология интенсивной дезинтеграции глинистых окатышей хвостовых продуктов драги за счет их предварительного разупрочнения с использованием природных факторов выветривания.

4. Определены зоны концентрации золота и параметры закрученных потоков гидросмеси, обеспечивающие 2-3 -х кратное увеличение содержания золота в получаемых подрешетных продуктах.

5. Разработана усовершенствованная конструкция конического гидрогрохота с переменным наклоном сеющей поверхности, позволяющая путем варьирования скоростных параметров потока эфель-ной гидросмеси формировать зоны концентрации золота в подрешетном продукте с раздельным выводом товарного и некондиционного продуктов.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждены применением современных методов аналитических и экспериментальных исследований, включая опытно-промышленные испытания предлагаемых технологических процессов и технологии в целом, натурными замерами скоростей потока гидросмеси в коническом гидрогрохоте, разработанной конструкторской документацией и результатами внедрения разработанных технологических процессов.

Личный вклад автора:

- разработана модель глубокозалегающей многопластовой россыпи с выделением продуктивных пластов с картированием глинистой составляющей рыхлых отложений;

- усовершенствована дражная технология разработки высокоглинистых россыпей глубокого залегания с использованием процес-

сов гидромеханизации и селективного отвалообразования хвостов промывки песков;

- предложена и обоснована технология интенсивной дезинтеграции глинистых окатышей с предварительным разупрочнением их в водной и воздушной средах;

- разработаны принципы и методика формирования эффективных зон концентрации частиц золота в подрешетном продукте конического гидрогрохота, выявлен концентрирующий эффект;

- разработана техническая документация и внедрены опытно-промышленные комплексы для переработки эфельных хвостов на драгах серии 250Д и 250ДМ.

Реализация результатов работы. Основные результаты выполненных автором исследований прошли апробацию на трех 250-литровых драгах ОАО "Соловьевский прииск (Амурская область). В 1989-90 г.г. проведена опытная проверка основных процессов погоризонтной технологии дражной разработки 2-х горизонтов глубокозалегающей россыпи р.Нагима драгой N 68. Экономический эффект от дополнительно добытого золота при размыве гидромонитором глинистых песков в целике и в окатышах составил 688 млн.руб.

В 1992-96 годах на драгах 111 и 231 внедрены опытно-промышленные комплексы для переработки эфельных хвостов, расчетный экономический эффект на одну драгу составил 1600 млн.руб.

Апробация работы. Различные положения диссертационной работы докладывались на региональной научно-практической конференции "Проблемы эффективной разработки глубокозале-гающих россыпных месторождений" (Алдан, июль 1986), на Республиканской научно-практической конференции "Разработка научных основ комплексного освоения месторождений с учетом изменения минерально-сырьевой базы действующих рудников" (Алма-Ата, июнь 1989), на Всесоюзном научно-техническом совещании "Интенсификация гидромеханизированнных работ и подводной добычи с применением погружных грунтонасосных комплексов" (Москва, ноябрь 1989), на международной школе-семинаре "Техника и технология для извлечения мелкого самородного золота" (Иркутск, август 1995 ).

Отдельные результаты работы докладывались на семинарах Читинского межобластного правления НТО (1981,1984), на научно-техническом советах ПО "Амурзолото" (г.Свободный, 1988-1990), на техническом совете ОАО "Соловьевский прииск" (1992-1996), на заседаниях ученого совета ИГД ДВО РАН.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 20 печатных работах.

Объем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 87 наименований и 3-х приложений. Работа изложена на 132 страницах машинописного текста, включая 18 таблиц и 27 рисунков.

Автор выражает глубокую признательность коллегам по Институту горного дела ДВО РАН ЮАМамаеву, Л.Т.Крупской, Ю.И.Болотину, Д.С.Костылеву, В.С.Литвинцеву, И.С.Пельцману, ИАЯцыку, В.С.Подшивалову, Н.И.Долговой и всему коллективу лаборатории разработки россыпей за поддержку и всестороннюю помощь. Особо благодарен автор генеральному директору ОАО "Соловьевский прииск" В.Ф.Сидорову, главному инженеру М.М.Королеву, главному обогатителю С.ПАлькову, главному маркшейдеру ГАОрлову, главному геологу А.С.Савватееву, начальнику карьера "Монголи" В.Д.Танасиенко, техруку драги 231 В.С.Филипенко и другим за активное содействие в проведении экспериментальных работ и внедрении разрабатываемой технологии.

Основное содержание работы.

Проблеме развития и совершенствования дражного способа разработки россыпей в России посвящены труды Л.Е.Зубрилова, E.H. Барбот-де Марни, А.П.Свиридова, С.М.Шорохова, ВА.Кудря-шова, В.Г.Лешкова, В.Г.Пятакова, В.В.Чемезова, М.В.Костромина, Б.В.Багазеева, Г.Н. Ворончихина, М.В.Костромина и других ученых. Однако, детального изучения вопросы технологии разработки труд-нодрагируемых глубокозалегающих россыпей в перечисленных, работах отражения не нашли. Недостаточное внимание к изучению физико-механических свойств высокоглинистых песков и технологии освоения россыпей глубокого залегания привели к необходимости многократной переработки их драгами.

Вопросами освоения глубокозалегающих россыпей дражным способом занимались сотрудники Института горного дела Севера ЯФ СО РАН, Иргиредмет и Института горного дела ДВО РАН. Практика эксплуатации подобных россыпей в бассейнах рек Лены, Алдана и Верхнего Амура показывает, что на основе совершенствования дражного способа можно создавать добычные комплексы, способные разрабатывать эти россыпи с высокой эффективностью.

Послойная разработка россыпей в пределах отрабатываемой площади по сравнению с многоуступной технологией значительно

упрощает ведение горных работ и позволяет отрабатывать запасы рабочего горизонта одной или двумя драгами при неизменном уровне воды.

Способ селективного отвалообразования при дражной технологии выемки и промывки песков позволяет применять другие более эффективные для конфетных условий технологические процессы, обеспечивающие полноту использования недр и извлечения ценных компонентов.

Применение комбинированного способа разработки на основе дражной технологии целесообразно для россыпей Приамурья с наличием участков продуктивных пластов в виде линз или гнезд, размещенных ниже предельной глубины черпания (россыпи р.р.Семи, Некля, Северная и др.).

Для россыпных месторождений с продуктивным пластом (или несколькими пластами) мощностью 50 м и более разработанная автором погоризонтная технология в качестве основного процесса предусматривает дражную выемку забойных пород при непрерывном удалении эфельных хвостов промывки песков за пределы дражного разреза. Гидромеханизированные процессы - гидроразмыв пород надводной части забоя и гидротранспортирование эфельных фракций способствуют повышению эффективности всего добычного комплекса.

На рис.1 показана схема отвалообразования галечной и эфе-льной фракций хвостов промывки песков на драге.

а)

б)

в)

,4-А

е-е

г

а) совмещенное отвапообразование; б) селективное размещение отвалов с удалением эфелей на борт разреза; в) поперечный профиль отвалов.

Рис. 1. Схема галеэфельного отвалообразования

Традиционная схема совмещенного размещения галеэфельно-го отвала при высокой эфельности песков приведена на рис.1(а). Вместимость выработанного пространства дражного разреза ниже уровня воды в сечении А-А зависит от объема эфельных материалов, занимающего нижний, подстилающий слой дражного отвала. При совмещенном отвалообразовании основная часть галечного отвала размещена выше уровня воды в разрезе.

Принципиальная схема предлагаемой погоризонтной технологии разработки россыпей (рис. 16) отличается от традиционной тем, что складирование хвостов промывки песков производится селективно: галечные фракции размещаются в выработанное пространство дражного разреза, а эфельные - перемещаются на береговую обогатительную установку.

На борту дражного разреза эфельные хвосты после фракционирования по крупности 3-5 мм и обогащения минусового продукта размещаются во временный отвал с объемной вместимостью 665 тыс.м3, которая обеспечивается применением поворотно-звеньевого стакера СПЗ-800 с одной приборостоянки.

Плавучая землесосная установка и эфелепровод располагаются в кормовой части таким образом, чтобы обеспечивалось свободное маневрирование драги и отвалообразование галечных фракций в разрезе. В процессе гидротранспортирования мелкие неразрушенные окатыши подвергаются дополнительной дезинтеграции, а на борту разреза-грохочению с извлечением тонкого золота из минусового продукта.

При максимальной глубине черпания расчетная величина шага передвижки эфелепровода в условиях работы 250-литровой драги составляет 110 м (1-2 раза в месяц).

Наличие труднопромывистых глинистых песков предъявляет дополнительные требования к технологии их разрушения при выемке из массива и дальнейшей переработке. Решение проблемы интенсификации процесса дезинтеграции глинистых песков при дражной технологии выемки и промывки песков целесообразно при использовании природных факторов воздействия.

Проблеме совершенствования технологии дезинтеграции, переработки и комплексного извлечения ценных компонентов посвящены труды В.В.Ржевского, В.А.Чантурия, Г.А. Нурока, В.М.Хныкина, С.В.Потемкина, В.П.Дробаденко, В.В.Троицкого, Б.В.Кизевальтера, О.В.Замятина, Б.М.Шкундина, В.П.Мязина, А.В.Рашкина, Е.И.Богданова, ЮАМамаева, Л.Т.Крупской, АА.Ковалева, М.М.Хрусталева, A.n./lonàTHHa и других.

Установлено, что в барабанном грохоте дезинтеграция, грохочение и промывка песков занимает не более 3-4 минут, что для разрушения труднопромывистых пород недостаточно, а совмещение этих операций снижает эффективность грохочения и приводит к формированию глинистых окатышей размером в диаметре до 350400 мм, с которыми теряется до 15-20 % золота.

Таким образом, для эффективной дезинтеграции образовавшихся окатышей следует увеличить продолжительность подготовительного цикла .

Перемещение эфельной массы за пределы дражного разреза позволяет уменьшить заполняемость выработанного пространства, в результате чего высота галечного отвала не превышает отметки уровня воды в разрезе и создаются условия для самопроизвольного разупрочнения глинистых окатышей в водной среде.

Термогравиметрическим анализом пестроцветных глин Наги-минской россыпи установлено, что они представляют собой сме-шаннослойные образования, состоящие из сочетаний 2-х этажных (каолинитовый тип) и 3-х этажных (тип монтмориллонита) слоев. Естественная влажность глин серого цвета составляет 14,8 %, продолжительность водонасыщения образцов до состояния текучести (\Л/ = 30-35 %) не менее 5 суток. После сушки интенсивность разрушения образцов в водной среде существенно возрастает, образцы разрушались в течении 12 ч.

Экспериментальные исследования прочностных характеристик глинистых песков Нагиминской россыпи показали, что удельное сопротивление пород сдвигу изменяется по гиперболической кривой, снижаясь при возрастании влажности. Характер влияния влажности пород на изменение удельного сопротивления сдвигу показан

на рис. 2.

1 -суглинок серый со стакера; 2-суглинок коричнавый и* черпаков; 3 - сарая глина из черпаков; 4 • суглинок життый со стакара; 5-ч*рная глина и» черпаков.

Рис. 2. Зависимость прочностных характеристик глинистых пород от влажности.

Испытания комбинированной технологии в условиях 250-литровой драги № 68 показали, что для эффективного гидромониторного размыва с динамическим давлением на забой Рм = 0,50,6 МПа (на графике показан пунктирной линией) влажность глин различного состава должна быть доведена до значений \Л/=22-30 %. Наибольшее разрушение и гидроразмыв таких глинистых окатышей получены при насадке диаметром 76 мм, давлении воды Р =90 м и расстоянии до забоя 1=10 м.

В процессе гидроразмыва пород надводного борта гидромониторной струей происходит обрушение и размыв пород за счет эрозионного воздействия безнапорных потоков гидросмеси. На рис.3 заштрихована часть забойных пород, размываемых гидромонитором и перемещаемых потоком в подводную часть забоя. При углублении забоя эффективность выемки повышается за счет высокой степени наполнения черпаков.

Рис. 3. Схема комбинированной разработки дражного забоя россыпи р. Нагима.

Исследованиями автора установлено, что эффективность дезинтеграции и разрушения глинистых окатышей в забое определяется их размерами и степенью предварительной подготовки способами природного выветривания.

Высота размещаемого галечного отвала зависит от коэффициента эфельности драгируемых песков и крупности формируемых при выемке и промывке глинистых окатышей.

На величину кусковатости разрабатываемой породы влияют параметры выемки и удельного сопротивления пород черпанию. Толщина срезаемой при черпании породной стружки изменяется в зависимости от скорости движения черпаковой цепи V4 и скорости бокового перемещения драги вдоль забоя Ve, которые, в свою очередь, определяются прочностными свойствами разрабатываемых пород.

Энергоемкость процесса выемки определяется прочностными свойствами песков, выражаемых через величину удельного сопротивления черпанию, и параметрами драгирования.

Нами экспериментальным путем с помощью самопишущего прибора регистрировались нагрузочные характеристики привода черпаковой цепи, расшифровка которых позволила определить основные параметры выемки на разных глубинах отработки дражного забоя. Определение усилий черпания Р, удельной энергоемкости выемки Е, часовой производительности П и толщины стружки Нс произведено по разработанному алгоритму на ПЭВМ IBM PC/AT.

Значения удельного сопротивления пород черпанию Р (Мпа) и производительности драги П (м3/ч) в интервале глубины забоя Н (м) от 10 до 20 м аппроксимируются уравнениями вида:

Р = 5.99 - Н(0.24+0.32Н-0.12Н2+0.0069Н3); (1)

П= 345.6 - Н(113.2-19.9Н-13.5Н2+4.95Н3-0.56Н4+0.02Н5). (2)

Установлено, что часовая производительность драги на глубине Н=20 м не превышает 70 м3/ч, что связано с повышением удельного сопротивления пород черпанию, в результате чего значение толщины срезаемой породной стружки Нс снизилось с 14 до 3-5 см (рис. 4.).

Полученные зависимости подтверждены результатами хроно-метражных наблюдений скорости бурения скважин и каротажных исследований рыхлых отложений глубокозалегающей россыпи на глубину до 50 м. На основе выполненной прогнозной оценки категорий-ности пород определены основные параметры выемки песков 250-литровой драгой на каждом отрабатываемом горизонте. Установлен линейный характер зависимости максимально возможной глубины отработки глубокозалегающей россыпи 250-литровой драгой от коэффициента эфельности песков при селективном отвалообразова-нии и водопонижении в разрезе (рис.5.).

На основе анализа результатов экспериментальных исследований по изучению свойств рыхлых отложений Нагиминской глубокозалегающей россыпи, опытно-промышленной проверки рабочих

п. Р. е Н«. м'/ч МП«* к&гч/н см

П - часовая производительность, м3/ч; Р - удельное сопротивление пород черпанию, МПа; Е - энергоемкость черпания 1 м} песков, кВт.ч; Нс - толщина стружки, см. Рис. 4. Зависимость основных параметров выемки от глубины черпания высокоглинистых песков в забое драги.

0,2; 0,3; 0,4; 0,5 - коэффициенты каменистости песков

Рис. 5. Зависимость высоты галечного отвала 250-литровой драги от глубины отработки россыпи при селективном

отвалообразовании

параметров выемки, гидроразмыва и повторной переработки эфель ных фракций хвостов промывки автором предложена и обоснован более совершенная технология разработки глубокозалегающих рос сыпей дражным способом (рис. 6.).

1 - гидромонитор; 2 - драга 250 л; 3 - спиральный обезвоживатель ОСГ 130; 4• концентратор Нельсона; 5-конический гидрогрохот; 6-стаке| СПЗ-800; 7 - пульпопровод; В - галечный отвал; 9 - эфельный отвал.

Рис. 6. Схема дражной технологии выемки и переработк песков с селективным отвалообразованием хвостов промывки

Разработка россыпи осуществляется рабочими горизонтами водопонижением после отработки верхнего горизонта и удаление! эфельной фракции хвостов промывки с помощью грунтового насос и плавучего эфелепровода на береговую промывочную установи для доизвлечения полезных компонентов. Для дезинтеграции высс коглинистых песков и техногенных глинистых окатышей на драг установлен гидромонитор с дистанционным управлением. Одновре менно напорной струей производится выполаживание надводног борта дражного забоя до безопасных параметров.

Основным направлением повышения эффективности извлече ния мелких и тонких частиц золота на традиционных обогатительны установках является ограничение максимальной крупности обоге щаемых песков в питании до 4-5 мм.

Как показали проведенные исследования, наиболее высокс производительным способом разделения песков по крупности яе ляется фракционирование в потоке гидросмеси, движущемся по кс нической сеющей поверхности. Схема работы конического гидре грохота показана на рис. 7.

1 - входной патрубок; 2 - шиберный регулятор; 3 - цилиндрическая часть; 4 - колосниковая поверхность; 5 - подрешетное пространство; б - патрубок подрешетного продукта; 7 - патрубок надрешетного продукта.

Рис. 7. Схема работы конического гидрогрохота.

При движении эфельной гидросмеси со скоростью Уп по цилиндрической и конической поверхностям гидрогрохота образуется поток с тонким слоем, при прохождении которого над каждой щелью грохота из него выделяется часть придонного материала, поступающего в подрешетное пространство. Надрешетный продукт удаляется через разгрузочный патрубок.

Поток гидросмеси описывает спиральную траекторию, угол снижения которой зависит от начальной скорости Уо и соотношения Т:Ж. Траектория спирали представляет собой кривую с изменяющимся углом наклона к горизонту, величина которого возрастает с уменьшением скорости потока.

Установлено, что характер траектории перемещения частицы золота -1.3 подчиняется параболической зависимости:

1.3 = 2.7741 - 1.024511 - 1.5025Г|2; (3)

где Ь> - расстояние по вертикали между точками входа и выхода гидропотока, м.

Производительность конического гидрогрохота (м3/ч) определяется по формуле:

в 160СЮЬУпРотв/Ро6щ; (4)

где О - диаметр цилиндрической части грохота, м; Ь - ширина потока на выходе, м; \/п - скорость гидросмеси на вводе, м/с; Ротв, Робщ - соответственно площадь живого сечения и общая площадь сеющей поверхности, м2.

Основными факторами, влияющими на производительность конического гидрогрохота и эффективность разделения твердых частиц по крупности, являются скоростные параметры потока питающей гидросмеси и гранулометрические характеристики твердой фазы.

Расход гидросмеси через одиночное щелевое отверстие колосниковой поверхности грохота определяется выражением:

8, = га ¡Я^гцН , + ,со8а )/ И , , (5)

где ш,- коэффициент расхода отверстия колосника; я - угол конусности рабочей поверхности; Н|- высота потока гидросмеси над ]-м отверстием; V,- скорость гидросмеси на рабочей поверхности грохота; ^ - радиус окружности конической поверхности в зоне

Ко отверстия колосника.

Суммарный расход гидросмеси (Ощ) в подрешетное пространство за один полный оборот определяется по формуле:

¡»ш 1-1

где т - количество активных отверстий рабочей поверхности гидрогрохота.

Условие неразрывности потока гидросмеси для гидрогрохота выражается уравнением:

0г = 0„ + 0„,

(7)

где: <ЭГ, Оп, Он - соответственно расход гидросмеси в питающем трубопроводе, выход гидросмеси в подрешетный и надре-шетный продукты.

Из приведенного в табл.1 баланса твердой фазы потока эфельной гидросмеси следует, что эффективность фракционирования и выход подрешетного продукта при скорости \/0= 5.2 м/с (режим 2) выше, чем при У0= 4.0 м/с (режим 1).

Табаца 1

ЭДошм» кирп^пп фш посла цошп пека щя т*п ойрота юта лсеосма Уо п шя никлкято

Ьаоо Гмж 1 гмш г

■астм карали* Вал*»«™« Е Т Хсмдой аедцяню* НЦШИ!^ Е Г

Л ■радукг ■ФО) огв ><<и » ■рщукт 7*7

щ к» I «» X и3 'X X X и3 X II3 I «V X X X

t Г 5 гг.» £1.8 7.« 8.0 15.4 48.« гг.« «1.0 м.г 11.» 8.3 тел 78.« 13.5

- 2.5»1.« 18.1 12.0 7.3 7.5 10.8 гол «0.« 45.1 9.« а.« Я.0 13.0 12.« 71.«

- 1.еч.о а.а И. 8 и.» 11.« 9.0 ал 85.7 78.« 15.9 87.4 и.2 «.5 8.2 91.2

- 1.0Ю.88 и.< 12.6 14.4 15.0 4.5 а.8 Я.2 71.« 15.8 70.4 19.0 «.г 3.1 95.8

- о.еми 17.« 11.« 16.0 18.4 1.8 1.4 80.8 83.0 17.5 81.4 В.0 1.8 1.5 98.0

- 0.4«0Л гм 1в.г гв.г 28.9 0.9 1.« пл 74.8 18.8 74.0 го.о 0.8 0.7 98.«

-о.г 15.0 10.0 14.8 1&г о.г 0.4 98.7 31.4 «.В я. г 8.5 о.г 0.1 99.3

1оего: 150 100 97.4 100 к. в 100 77.4 М.9 474 100 370 100 104 100 90.6 78.0

НВГ» *< г.« 1.4 4 95 8 24 2. » 8 84

Скорость частиц золота в радиальном направлении \/рэ определяется как сумма радиальной составляющей скорости гидросмеси \/рп и скорости стесненного падения частиц золота \/ст в потоке:

Яз = Ч.п + \/ст. (8)

Скорости потоков гидросмеси определены автором на действующей экспериментальной установке одной из драг Приамурья. Регулирование входных скоростей потока эфельной гидросмеси осуществлялось с помощью шиберной заслонки, встроенной в коробку ввода гидрогрохота.

По разработанной методике выполнен расчет расстояний перемещения частиц золота различных фракций по поверхности гидрогрохота в потоке с различным содержанием твердой фазы.

Распределение основных качественных показателей подрешетного продукта в различных фазах траектории потока эфельной гидросмеси приведены в табл. 2.

8 рабочем режиме 1 с начальной скоростью \/0= 4.0 м/с наиболее высокое содержание золота концентрируется в подрешетном продукте 1-й половины (фазы) траектории потока: при 67.7% объема

табица г

УдеаюЛ »ее (X) осмшш вжазатые» мирекпоге продукта по (азан траектория потока пцросиесх в котескж грохоте

ш рабочего решка Усаовхя ' рабочего реаяа ♦аза I •зза II Всего >а вхоже

У (к3) Ч («Г) С (ит/м3) V (м3) Ч (иг) С (иг/к3) т 0 С

1. 1еяЛ ааоов:. Уо-4 н/с Т:1'1:12. 0.278 67.7 I 540 91.6 X 1344 135 X 0.132 32.3 X 49.6 8.4 X 376 28.1 0.41 890 1438

г. ПракА насос: 0.260 19.0 71.0 0.102 283.2 2386

То-5.2«/с - т—г. г—т - - - 0.37 302 816

72.5 X 6.2 X 8.7 X 27.5 X 93.8 X 231 X

песков извлечено - 91.6 % общего количества, извлекаемого в под-решетное пространство. В режиме 2 наибольшее количество подре-шетного золота (93.8%) извлечено во П-ую фазу траектории потока, при этом объем подрешетных песков в 2.6 раза меньше, чем в первой фазе потока. Коэффициент концентрации золота во второй фазе потока составил 2.92. Таким образом, подрешетный продукт 1-й фазы потока со средним содержанием С1=71мг/м3 является некондиционным продуктом, который целесообразно вывести из дальнейшего процесса переработки.

Из диаграммы на рис.8 видно, что зона максимальной концентрации частиц золота формируется путем изменения скоростных параметров разноплотностных потоков исходной гидросмеси при 2-х стороннем вводе ( ниже оси 0Г02).

Рис. 8. Диаграмма распределения концентрации золота по фазам гидропотоков конического гидрогрохота, (при 2-х вводах гидросмеси).

В результате экспериментальных исследований выявлен эффект зональной концентрации ценных компонентов, позволяющий применять конический гидрогрохот в качестве концентратора ценных компонентов в составе технологических комплексов для высокопроизводительной переработки россыпных песков. Формирование эффекта зональной концентрации золота в подрешетном продукте позволяет вывести из процесса от 1/3 до 3/4 объема некондиционных песков, снизить энергетические и материальные затраты на последующие процессы. Разработана и реализована энергосберегающая технология переработки эфельных фракций хвостов промывки песков, являющаяся составной частью погоризонтной технологии разработки глубокозалегающих россыпей дражным способом.

Разработанная технология обеспечивает высокие экологические показатели за счет полноты выемки запасов, снижения удельной землеемкости и возможной утилизации вредных веществ.

Экономическая эффективность разработанной технологии по сравнению с базовой составила 11.2 млрд.руб, что в 2 раза выше, чем при раздельной добыче с применением экскаватора ЭШ-20/90.

Заключение.

В диссертационной работе решена важная народохозяйствен-ная задача-повышение эффективности дражного способа разработки высокоглинистых россыпей глубокого залегания.

На основе анализа информационных материалов, производственного опыта и результатов выполненных автором теоретических и экспериментальных исследований по теме диссертационной работы можно сделать следующие выводы:

1.Исследование геоморфологических особенностей россыпей глубокого залегания, реологических и физико-механических свойств дисперсных пород позволили автору предложить погоризонтную технологию для их разработки типовой 250-литровой драгой в комплексе с элементами гидромеханизации, обеспечивающую высокую степень дезинтеграции глинистых песков, полноту выемки запасов на глубину до 50 м и более эффективную переработку продуктивной горной массы.

2. Разработаны основные принципы погоризонтной технологии освоения россыпей глубокого залегания Нагиминского типа, включающие:

- разделение россыпи по вертикали на ряд рабочих горизонтов, мощность которых соответствует проектной глубине черпания 250-литровой драги;

- селективное складирование хвостов первичной промывки песков, при котором галечные фракции размещаются по традиционной схеме в выработанное пространство дражного разреза, а эфельные фракции хвостов с помощью плавучих грунтонасоса и эфелепровода перемещаются на борт дражного разреза;

- гидромониторный размыв галечных фракций хвостов промывки в надводной части дражного забоя нижеследующего рабочего горизонта;

- фракционирование эфельных хвостов промывки с помощью аппаратов с конической сеющей поверхностью;

- водопонижение с одновременным вскрытием нижележащего рабочего горизонта;

- водоснабжение дражного разреза в замкнутом цикле и заполнение выработанного пространства хвостами комплексной переработки эфельных фракций береговой обогатительной установки.

3. Получена гиперболическая зависимость величины удельного сопротивления глинистых пород сдвигу от их влажности; определены факторы, влияющие на эффективность водонасыщения и размо-кания глинистых окатышей, что позволило установить продолжительность процесса саморазрушения структуры глин монтморилло-нитовой и каолинитовой групп.

4. Дополнена и развита теория фракционирования песков в аппаратах с закрученными потоками двухфазной гидросмеси, в результате чего предложена рациональная технология переработки продуктивной золотосодержащей горной массы с использованием активных динамических сил.

5. На базе опытно-промышленного комплекса действующей драги экспериментально определены скоростные параметры потоков эфельной гидросмеси в коническом гидрогрохоте и установлены зависимости эффективности фракционирования песков и концентрации частиц золота в подрешетный продукт от скорости и длины траектории их перемещения по сеющей поверхности.

6. Разработаны методика, алгоритм и математическая модель расчета извлечения частиц золота в подрешетный продукт.

7. Предложена конструкция конического гидрогрохота с переменным наклоном сеющей поверхности, обеспечивающая высокую степень концентрации ценных компонентов в минусовом продукте.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Опыт применения водовоздушной и быстротвердеющей полимерной пены на дражных полигонах / Козлов В.М., Пономарчук Т.П.// "Колыма" -1976,- N 7,- с.28-29.

2. Модернизация 210-литровой драги в объединении "Амурзолото" / Макаров В.Д., Хохлов Ю.В., Гуцелюк А.В., Сокольников С.И., Пономарчук Г.П. // "Колыма".-1982.- N 3-4,- с.30-33.

3. Малоинерционный тиристорный электропривод черпаковой цепи 250-литровых драг / Пономарев В.Б., Пуценко В.И., Красухин А.Ю., Пономарчук Г.П. и др.//"Колыма".- 1988,- N 8,- с.31-33.

4. Технология подводной разработки глубокозалегающих россыпей с элементами гидромеханизации / Мамаев Ю.А., Пономарчук Г.П.// Интенсификация гидромеханизированных работ и подводной добычи с применением погружных грунтонасосных комплексов: Тез.докл. Всес. н.-техн.совещ.(22-24 ноября 1989г, г.Москва).- М, 1989,- с.74-76.

5. Некоторые аспекты технологии разработки россыпных месторождений в сложных горногеологических условиях / Мамаев Ю.А., Пономарчук Г.П., Троп И.И., Подшивалов B.C.// Разработка научных основ комплексного освоения месторождений с учетом изменения минерально-сырьевой базы действующих рудников: Тез.республ. н,-практ.конф,- г.Алма-Ата, 1989,-с.63-64.

6. Глубокозалегающие россыпи золота Буреинского массива / Мамаев Ю.А., Шевкаленко В.Л..Пономарчук Г.П., Троп И.И.// Тектоника и металлогения зон активизации (структур дива): Тез. докл. II Междунар. симпоз,-Благовещенск, 1991,- с.149-151.

7. Исследование комбинированного способа отработки дражного забоя древнепогребенной россыпи Приамурья / Мамаев Ю.А.,Пономарчук Г.П..Подшивалов B.C.// Ресурсосберегающие технологии в горном деле: Сб.научн.тр.ИГД. - Владивосток: ДВО РАН, 1991,-с. 12-20.

8. Совершенствование дражной технологии разработки древних россыпей погребенного типа / Мамаев Ю.А., Пономарчук Г.П.// Интенсификация процессов добычи и переработки минерального сырья: Сб.научн.тр.ИГД.- Владивосток: ДВО РАН, 1991,- с.48-52.

9. Определение рациональных параметров процессов концентрации ценных компонентов с помощью сужающихся желобов / Мамаев Ю.А., Литвинцев B.C., Пономарчук Г.П., Корнеева С И., Подшивалов В.С.//"Колыма",- 1994,- N 4,- с.25-28.

10.Методика экспертной оценки запасов техногенных россыпей по косвенным признакам / Шевелева Е.А., Мамаев Ю.А.,Пономарчук Г.П., Литвинцев B.C.// Россыпи и месторождения кор выветривания -объект инвестиций на современном этапе: Тез. докл. X Междунар.совещания (г.Москва, 21-26 ноября 1994r).- М.: ИГЕМ.-1994,-с.241.

1 ^Экспериментальные исследования процесса переработки продуктивной горной массы техногенных россыпей в гидравлических

закрученных потоках и тонкослойном потоке гидросмеси / Мамаев ЮА, Литвинцев B.C., Пономарчук Г.П., Яцык И.А.// "Колыма".- 1995.-N 9-10. с.23-27.

12.Повышение уровня и комплексности использования отходов россыпной золотодобычи и снижение их негативного влияния на природную среду / Мамаев Ю.А., Литвинцев B.C., Пономарчук Г.П., Шевелева Е.А., Крупская ПЛ.II Материалы конференции по подготовке к Всероссийскому съезду по охране природы (г.Хабаровск, 15 марта 1995 г.): Тез.докл. Хабаровск: Комитет экологии и природных ресурсов Хаб.края. 1995.-с.74.

13. Методика экспертной оценки запасов техногенных россыпей по косвенным признакам I Мамаев Ю.А.,Шевелева ЕЛ.,Литвинцев B.C.,Пономарчук Г.П./ГКолыма".- 11-12.- с. 16-20.

14.Технология повторной переработки эфельных фракций золотосодержащих песков на драге / Мамаев ЮА, Пономарчук Г.П., Литвинцев B.C., Яцык ИЛ., Подшивалов B.C.// Сб.н.трудов ИГД. -Владивосток.- 1996 г.

15.Классификация техногенных россыпей / Мамаев Ю.А., Литвинцев B.C., Шевелева Е.А., Пономарчук Г.П.// Сб.н.трудов ИГД. -Владивосток.- 1996 г.

^.Экспериментальные исследования процесса концентрации золота на сужающихся желобах драги I Мамаев ЮА, Литвинцев B.C., Пономарчук Г.П., Яцык И.А., Подшивалов B.C.// Сб.н.трудов ИГД. - Владивосток,-1996 г.

17.Разработка техногенных россыпей с помощью земснарядов / Мамаев Ю.А., Литвинцев B.C., Пономарчук Г.П., Корнеева С.И.// Сб.н.трудов ИГД. - Владивосток.-1996 г.

18.Техногенные россыпные месторождения золота / Мамаев Ю.А., Шевелева Е.А., Литвинцев B.C., Пономарчук Г.П.// Закономерности строения и эволюции геосфер: Материалы 3-го междунар. междисциплин. научн. симпозиума. (г. Владивосток, 16-17сент.1996г.). Хабаровск-Владивосток: Приам.географ.о-во,1996.-с.37-40.

19.Проблемы освоения техногенных россыпей Дальнего Востока / Мамаев Ю.А., Литвинцев B.C., Шевелева Е.А., Пономарчук Г.П., Шаповалов B.C.// Сб.н.трудов ИГД. - Владивосток.- 1997 г.

20. Экологические основы рационального землепользования при освоении россыпных месторождений Дальнего Востока / Крупская Л.Т., Мамаев Ю.А., Хрунина Н.П., Литвинцев B.C., Пономарчук Г.П. // Владивосток-У ~ " ьнаука . -1997.

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА

На правах рукописи

Пономарчук Георгий Петрович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ДРАЖНОЙ РАЗРАБОТКИ ГЛУБОКШАЛЕГАЩЙХ РОССШЕЙ ПРИАМУРЬЯ

Специальность 05.15.03 - "Открытая разработка месторождений гюлевных ископаемых"

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук Мамаев Ю. А.,

Научный консультант: доктор биологических наук Крупская Л. Т.

Хабаровск, 1997 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................... 4

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ВЫСОКОГЛИНИСТЫХ РОССЫПЕЙ ДРАЖНЫМ СПОСОБОМ...................... 8

1.1. Анализ современного состояния проблемы............. 8

1.2. Пути совершенствования дражной технологии разработки высокоглинистых россыпей........................... 13

1.2.1. Совершенствование процесса выемки песков россыпей Нагиминского типа.................. 13

1.2.2. Совершенствование технологии переработки эфельных фракций хвостов промывки песков____ 16

1.3. Цель, задачи и методика исследований.......... 22

ВЫВОДЫ............................................. 23

ГЛАВА 2. СОЗДАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ ГЛУБОКОЗАЛЕГАЮЩИХ

РОССЫПЕЙ ПРИАМУРЬЯ ДРАЖНЫМ СПОСОБОМ................ 24

2.1. Горно-геологические условия залегания и технологические особенности рыхлых отложений глубокозалегающих россыпей Приамурья (на примере Нагиминской россыпи). 24

2.2. Обоснование основных принципов созданиея погоривонт-ной разработки глубоукозалегающих россыпей.......... 34

о

»4/ . о.

Экспериментальные исследования дражной технологии

разработки глинистых песков Нагиминской россыпи..... 4?

2.3.1. Методика экспериментальных исследований...... 4?

2.3.2. Анализ результатов исследования фивико-механических свойств нагиминских песков.......... 48

2.3.3. Изучение прочностных свойств глинистых песков

на основе определения удельной энергоемкости. 56

2.3.4. Исследование параметров комбинированного разрушения и выемки глинистых песков в забое____ 64

2.4. Обоснование рациональных параметров погоривонтной технологии отработки Нагиминской россыпи............ 68

2.5. Экологические аспекты разработки россыпей глубокого залегания драгами с селективным отвалообразованием.. 75 ВЫВОДЫ.............................................. 81

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЭФЕЛЬНЫХ ХВОСТОВ ПРОШВКЙ 30Л0Т0ШДЕРЖАЩЙХ ПЕСКОВ НА ОСНОВЕ АППАРАТОВ

С ДИНАМИЧЕСКИМИ ГИДРОШТОКАМИ....................... 83

3.1. Теоретические исследования процессов разделения

эфелъяой гидросмеси и концентрации полезных компонентов в аппаратах с конической сеющей поверхностью.... 83

3.1.1. Формализация процессов и математическая модель движения потока гидросмеси.......................... 83

3.1.2. Методика расчета рациональных параметров концентрации золота в подрешетном продукте конического гидрогрохота..................... 94

3.2. Экспериментальные исследования рабочих режимов и параметров Фракционирования хвостов промывки в коническом гидрогрохоте с переменным наклоном сеющей поверхности.............„........................... 103

3.2.1. Технологические схемы опытно-промышленных комплексов и методика проведения экспериментальных исследований......................... 103

3.2.2. Определение рациональных параметров эффективного фракционирования эфельных материалов. 111

3.2.3. Исследование параметров формирования зон концентрации золота в подрешетном продукте гидрогрохота. Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований.... 117

ВЫВОДЫ................................................................124

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДРАЖНОЙ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ РОССЫПЕЙ СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ. ВНЕДРЕНИЕ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.................................125

4.1. Эффективность погоризонтной разработки глубокозале-гающей россыпи р.Нагима....................................125

4.2. Эффективность внедрения опытно-промышленного комплекса на драге..........................................129

ВЫВОДЫ..........................................................130

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. . ............................................131

ОПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..............................133

ПРИЛОЖЕНИЯ...................................................139

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы, В настоящее время легкие в освоении мелкозалегающие россыпи Приамурья в основном отработаны и для дальнейшего развития добычи россыпного золота необходимо осваивать сложные глубокозалегающие россыпные месторождения. Особенностями этих россыпей являются наличие труднопромывистых песков и высокий удельный вес мелкого и тонкого золота. При работе драг глубокого черпания наблюдается перемещение илисто-глинистого материала эфельных хвостов в забойную часть дражного разреза, что снижает эффективность разработки за счет разубоживания песков. Глубокое драгирование также обуславливает сложности с размещением отвалов и недостаточной устойчивостью бортов дражного разреза. В этой связи создание аффективных технологий разработки глубокозалегающих россыпей с применением типовых драг, обеспечивающих полноту выемки запасов и извлечения мелкого и тонкого волота при повышении экологической безопасности, является важной народнохозяйственной задачей.

Диссертация выполнена в соответствии с проблемой Российской академии наук IS.9 (1991-95 г.г.) "Разработка месторождений и обогащение полезных ископаемых". ( ГР 0191000337Е и планом исследований ИГД ДВО РАН по теме "Создание научных основ эффективных технологий и технических средств освоения россыпных месторождений, включая техногенные" (ГР 01910003370).

Целью настоящей работы является создание эффективной технологии дражной разработки высокоглинистых россыпей глубокого залегания. обеспечивающей полноту выемки песков и высокую степень извлечения ценного компонента с экологической безопасностью горных работ.

Идея работы заключается в том. что повышение экономической эффективности и экологической безопасности дражных работ достигается за счет погоризонтной выемки продуктивной горной массы и ее переработки методами многократного фракционирования.

Методы исследований. Для решения этих задач был использован комплекс методов исследований: анализ литературных источников, научное обобщение производственного опыта, изучение физики-механических свойств глинистых пород в полевых и лабораторных условиях, анализ проб технологичесих процессов, техники-экономическая и экологи-

ческая оценка результатов.

Защищаемые научные положения.

1. Эффективность подводной технологии разработки глубокозале-гающих высокоглинистых россыпей традиционными драгами реально определяется погоризонтной отработкой запасов, комбинированным воздействием на забойные породы энергии воды и механического черпания, селективным отвалообразованием и перемещением эфельной фракции хвостов промывки за пределы дражного разреза.

2. Разупрочнение глинистых окатышей галечной фракции хвостов промывки песков драги целесообразно производить путем повышения влажности за счет помещения их на длительный период в водную среду.

3. Переработка высокоглинистых песков глубокозалегающих россыпей со значительным содержанием мелкого золота наиболее эффективна на основе технологии с применением аппаратов активного динамического действия (гидравлических грохотов о неподвижной конической сеющей поверхностью).

4. Параметры процесса миграции и концентрации золота в подре-шетный продукт гидрогрохота определяются составом исходного материала, крупностью золота, соотношением твердого к жидкому и скоростными режимами потока двухфазной гидросмеси.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- определены параметры погоризонтной разработки глубокозалега-ющих россыпей, которые зависят от глубины залегания продуктивного пласта, состава и физико-механических свойств разрабатываемых пород;

- установлены зависимость прочности глинистых окатышей от влажности и глубины залегания пород в россыпи;

- выявлены характер и степень воздействия инерционной и центробежной сил на единичную частицу высокой плотности твердой фазы закрученного потока гидросмеси, определяемые крупностью исходного материала, скоростными характеристиками потока и конструктивными параметрами конического гидрогрохота;

- установлены закономерности концентрации частиц золота в под-решетном продукте гидрогрохота, выражаемые параболической зависимостью от расстояния по вертикали между точками входа и выхода потока гидросмеси.

Практическая ценность работы.

1. Предложена и научно обоснована рациональная технология по-

- б -

гормзонтной разработки, позволяющая типовыми драгами обеспечить аффективное освоение россыпных месторождений сложного строения и глубокого залегания.

2. Выполнена технологическая оценка высокоглинистых песков продуктивного пласта на основе картирования глинистой составляющей вмещающих пород, что позволило обосновать рациональные параметры выемочного и обогатительного оборудования.

3. Разработана эффективная технология интенсивной дезинтеграции глинистых окатышей хвостовых продуктов драги за счет их предварительного разупрочнения с использованием природных факторов выветривания .

4. Определены зоны концентрации золота и параметры закрученных потоков гидросмеси, обеспечивающие 2-3 -х кратное увеличение содержания золота в получаемых подрешетных продуктах.

5. Разработана усовершенствованная конструкция конического гидрогрохота с переменным наклоном сеющей поверхности, позволяющая путем варьирования скоростных параметров потока зфельной гидросмеси Формировать зоны концентрации золота в подрешетном продукте с раздельным выводом товарного и некондиционного продуктов.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждены применением современных методов аналитических и экспериментальных исследований, включая опытно-промышленные испытания предлагаемых технологических процессов и технологии в целом, натурными замерами скоростей потока гидросмеси в коническом гидрогрохоте, разработанной конструкторской документацией и результатами внедрения разработанных технологических процессов.

Личный вклад автора:

- разработана модель глубокозалегающей многопластовой россыпи с выделением продуктивных пластов с картированием глинистой составляющей рыхлых отложений:

- усовершенствована дражная технология разработки высокоглинистых россыпей глубокого залегания с использованием процессов гидромеханизации и селективного отвалообразования хвостов промывки песков:

- предложена и обоснована технология интенсивной дезинтеграции глинистых окатышей с предварительным разупрочнением их в водной и воздушной средах:

- разработаны принципы и методика формирования эффективных вон

концентрации частиц во лот а в подрешетном продукте конического гидрогрохота, выявлен рюнцентрирующий эффект;

- разработана техническая документация и внедрены опытно-промышленные комплексы для переработки зфельных хвостов на драгах серии Е50Д и Е50ДМ.

Реализация результатов работы. Основные результаты выполненных автором исследований прошли апробацию на трех £50-литровых драгах ОАО "Соловьевский прииск" (Амурская область). В 1989-90 г.г. проведена опытная проверит основных процессов погоризонтной технологии дражной разработки 2-х горизонтов глубокозалегающей россыпи р.Наги-ма драгой N 68. Экономический эфферл? от дополнительно добытого золота при размыве гидромонитором глинистых пес-рюв в целике и в орса-тышах составил 888 млн.руб.

В 1992-98 годах на драгах 111 и £31 внедрены опытно-промышленные комплексы для переработки зфельных хвостов, расчетный экономический эффект на одну драгу составил 1600 млн.руб.

Апробация работы. Различные положения диссертационной работы докладывались на региональной научно-практической конференции "Проблемы эффективной разработки глубокозалегающих россыпных месторождений" (Алдан, июль 1986), на республиканской научно-практической конференции "Разработка научных основ комплексного освоения месторождений с учетом изменения минерально-сырьевой базы действующих рудников" (Алма-Ата, июнь 1989), на Всесоюзном научно-техническом совещаний "Интенсификация гидромеханизированнных работ и подводной добычи с применением погружных грунтонасосных комплексов" (Москва, ноябрь 1989), на международной школе-семинаре "Техника и технология для извлечения мелкого самородного золота" (Иркутск, август 1995 ). Отдельные результаты работы докладывались на семинарах Читинского межобластного правления НТО (1981,1984), на научно- техническом советах ГО "Амурзолото" (г.Свободный,1988-1990), на техническом совете ОАО "Соловьевсршй прииск" (1992-1996), на заседаниях ученого совета ИГД ДВ0 РАН.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в £0 печатных работах.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 87 наименований и 3-х приложений. Работа изложена на 132 страницах машинописного текста, включая 18 таблиц и £7 рисунков.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ВЫСОКОГЛИНИСТЫХ РОССЫПЕЙ ДРАЖНЫМ СПОСОБОМ

1.1. Анализ современного состояния проблемы

Доля россыпного золота в общем объеме золотодобычи России в 1990-94 гг. составляла 84-88 X. Из россыпей в этот период добывалось 136.2 т золота в год /1/.

Уровень запасов для дражной добычи в Приамурье сохраняется за счет техногенных и забалансовых запасов. Драги, отработавшие мелко-залегающие россыпи, консервируются или разбираются на запчасти.

В то же время имются глубокие участки древне-погребенных россыпей, частично совмещенных с отработанными запасами четвертичного возраста ( Нагиминская россыпь и россыпь р.Некля в Амурской области, россыпи р.р.Семи, Северная в Хабаровском крае и т.д.).

А.П.Сорокиным и В.Д. Глотовым /2/ выполнена прогнозная оценка наиболее сложных по строению палеоген-неогеновых россыпей Верхнего Приамурья и предложен перечень объектов, благоприятных для выявления древних глубокозалегающих россыпей на юге Дальнего Востока.

Прогнозные запасы погребенных долинных и подувальных россыпей предполагаются в пределах Удыльской, Усть-Амгуньской и Ул-Лонга-рийской впадин, в обрамлении которых широко развиты глубокозалегаю-щие россыпи нагиминского типа. В общих прогнозных ресурсах юга Дальнего Востока запасы россыпей этого типа составляют 33.2 %.

Характерным для большинства оставшихся на балансе и прогнозных россыпных месторождений является высокая трудоемкость их разработки, связанной с увеличением доли глинистых частиц в золотосодержащих песках и значительной глубиной залегания продуктивных пластов с мелким и тонким золотом. Эти особенности обуславливают сложность горных работ, которая состоит в необходимости переработки повышенных объемов горной массы и решении вопроса дезинтеграции глинистых песков и извлечения золота /3, 4/.

Освоения россыпей сложного строения и вещественного состава невозможно без серьезного научного обеспечения, включающего создание научно обоснованных принципов вовлечения их в эксплуатацию /58/.

Проблеме развития и совершенствования дражного способа разра-

ботки россыпей в России посвящены труды Л.Е.Зубрилова, E.H. Еар-бот-де Марни, А.П.Свиридова, С.М.Шорохова, В.А.Кудряшова, В.Г.Пешкова, В.Г.Пятакова, В.В.Чемезова, М.В.Костромина, В.В.Еагазеева, Г.Н. Ворончихина и других ученых. Однако, детального изучения вопросы технологии разработки труднодрагируемых глубокозалегающих россыпей в перечисленных работах отражения не нашли.

Недостаточное внимание к изучению физико-механических свойств высокоглинистых песков и технологии освоения россыпей глубокого залегания привели к необходимости многократной переработки их драгами. Вопросами освоения россыпей указанного типа драгами занимались сотрудники Института горного дела Севера ЯФ СО РАН, Института горного дела ДВО РАН, Иргиредмет и др.. Практика эксплуатации подобных россыпей Лены, Алдана и Верхнего Амура показывает, что на основе совершенствования дражного способа можно создавать добычные комплексы, способные разрабатывать эти россыпи с высокой эффективностью.

Дражный способ является наиболее производительным, экономичным и перспективным, учитывая возрастающую долю глубоких россыпей в балансе минерально-сырьевых ресурсов россыпной золотодобычи /4, 5/.

Преобладающая часть древних глубокозалегающих россыпей Приамурья является крупномасштабными объектами, имеющими значительные запасы горной массы и металла /6/.

Применение драг глубокого черпания для разработки глубокозалегающих россыпей по традиционной технологии признается экономически нецелесообразным, т.к. для их использования требуется разработка мер по предотвращению заиливания забоя, подэфеливания кормы, обрушения бортов разреза и обеспечить надежную опору рабочей свае в эфельном глинистом отвале /7, 59/.

Роторно-всасывающие драги рассматриваются �