Способ разработки россыпных месторождений полезных ископаемых комплексным воздействием напорных и безнапорных потоков воды

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке россыпных месторождений полезных ископаемых большой плотности, например золота или олова, платины и др. Целью изобретения является повышение степени извлечения полезного компонента из россыпи путем максимального использования энергии напорных и безнапорных потоков воды при выемке песков россыпного месторождения с одновременным существенным (в 2-3 раза) снижением энергоемкости всех процессов и улучшением экологических условий в районе горных работ. Способ разработки россыпных месторождений полезных ископаемых комплексным воздействием напорных и безнапорных потоков воды при цикличном выполнении операций суффозии в пласте полезного ископаемого, поверхностного смыва частиц пород безнапорным потоком и напорной струей гидромонитора обеспечивает миграцию ценных компонентов в приплотниковую область пласта месторождения и формирование обогащенного слоя пласта небольшой мощности, что позволяет повысить извлечение полезного компонента, уменьшить затраты на разработку месторождения и повысить экологическую безопасность в районе горных работ. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке россыпных месторождений полезных ископаемых большой плотности, например, золота или олова, платины и др.

Известен способ разработки россыпей, при которой верхний слой пород удаляется бульдозером за пределы контура полигона до уровня продуктивного пласта, а слой, содержащий полезный компонент, также с помощью бульдозера, подается на промывочный прибор /1/.

Недостаток способа состоит в том, что вся порода вскрыши до продуктивного пласта удаляется, хотя в толще рыхлых отложений (пород вскрыши) содержится некоторое количество металла, кроме того, при этом способе с увеличением мощности вскрыши резко возрастает стоимость работ из-за увеличения длины транспортирования горных пород.

Известен способ разработки россыпей (в основном, техногенных) за счет организации повторной промывки гале-эфельных отвалов, когда вся горная масса подается бульдозером на промприбор по улучшенной схеме обогащения /2/.

Недостатком этого способа является применимость только при разработке отвалов и большие потери металла на участке россыпи естественного залегания. Кроме того, производительность способа ограничивается необходимостью пропускать всю горную массу через сложные промывочные приборы.

Известен также комбинированный способ разработки техногенных россыпей, при котором вначале бульдозером разрабатывают и подают на промывочный прибор отвалы гали и эфелей, затем производят вскрышу остаточных торфов бульдозерами с выталкиванием пород вскрыши за пределы контура полигона (с применением буровзрывного дробления или послойно по мере оттаивания) и дорабатывают (бульдозерами) оставленные целики и незачищенные площади плотика и бортов /3/.

Этот способ характерен высокой стоимостью добычи металла при освоении обедненных техногенных россыпей и применяется только при условии достаточно достоверного прогноза содержания металла в песках, а также обладает недостатками, присущими первым двум способам.

Наиболее близким к заявленному является способ разработки разрыхленных пород, заключающийся в том, что разрыхленную потоком воды (например, гидромониторной струей) породу подают в передвижную землесосную установку, которую погружают по мере выработки породы таким образом, чтобы приемный бункер располагался ниже уровня разрабатываемого грунта /4/.

Недостаток способа состоит в необходимости проведения большого объема подготовительных работ (оборудование приемного бункера, устройство кессонной камеры, прокладки и переукладки до 6 - 7 раз жесткой системы труб подвода воды и отвода пульпы и столько же раз углублений приемного бункера), а также применения дорогостоящего и энергоемкого оборудования (землесосной установки). Кроме того, землесосная установка не может транспортировать валуны размером более 100 - 120 мм, для их удаления приходится применять другое энергоемкое оборудование. К недостаткам способа следует отнести и то, что для обеспечения подачи горной массы со всего полигона в приемный бункер гидромонитор должен непрерывно перемещаться вдоль контура полигона, чтобы направлять струю в сторону приемного бункера.

Целью предлагаемого изобретения является повышение степени извлечения полезного компонента из россыпи путем максимального использования энергии напорных и безнапорных потоков воды при выемке песков россыпного месторождения с одновременным существенным (в 2-3 раза) снижением энергоемкости всех процессов и улучшением экологических условий в районе горных работ.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разработки россыпных месторождений полезных ископаемых комплексным воздействием напорных и безнапорных потоков воды, включающем планировку поверхности полигона с заданным уклоном в направлении падения пласта месторождения, проходку вверху по простиранию россыпи водозаводной траншеи, а через 80-150 м параллельно - аккумулирующую траншею с уклоном 0,001 - 0,003 в сторону промывочного прибора, укладку перфорированных труб или труб с продольной щелью вдоль водозаводной траншеи над ее откосом, образующим верхнюю границу (контур) разрабатываемого полигона, подачей в водозаводную траншею воды в пласте полезного ископаемого создается безнапорный фильтрационный поток со скоростью, обеспечивающей механическую суффозию и увеличение пористости пород пласта месторождения, а затем через перфорационные отверстия или продольную щель водозаводной трубы, установленной над водозаводной траншеей, подается на полигон вода, формирующая поверхностный поток со скоростью, превышающей неразмывающую скорость для заданных размеров частиц пустой породы, при этом часть поверхностного слоя пород месторождения смывается в аккумулирующую траншею, а частицы ценного компонента высокой плотности мигрируют в нижележащие слои пласта месторождения, затем поверхностный слой пород, представленный более крупными фракциями, смывается напорной струей гидромониторной установки в аккумулирующую траншею, откуда крупные фракции пустой породы удаляются бульдозером в отвал в направлении контруклона траншеи, а мелкие частицы пустой породы и ценного компонента самотеком в направлении по уклону траншей направляются на промывочную установку, при этом цикличное выполнение указанных операций обеспечивает миграцию ценных компонентов в приплотиковую область пласта месторождения и формирование обогащенного слоя пласта небольшой мощности, который затем бульдозером направляется на промывочный прибор для обогащения ценного компонента.

Предлагаемый способ изображен на чертеже, общий вид способа разработки россыпного месторождения комплексным воздействием напорных и безнапорных потоков воды.

На разрабатываемом полигоне 1 проходим водозаводную траншею 2, над которой укладывается водовод 3 с перфорационными отверстиями или с продольной щелью, а через 80 - 150 м проходим аккумулирующую траншею 4, в которые подается вода 5. В пласте формируется безнапорный фильтрационный поток 6, а при истечении воды из водовода 3 образуется поверхностный поток 7. Напорной струей гидромонитора 8 поверхностный слой породы пласта смывается в аккумулирующую траншею 4, из которой пустая порода крупных фракций удаляется по направлению 9 контруклона в отвал, а пульпа подается самотеком в направлении 10 на промывочный прибор.

Способ осуществляется следующим образом.

На отрабатываемом полигоне 1 выполняется планировка поверхности с уклоном, обеспечивающим вынос поверхностным водным потоком частиц пустой породы заданного размера. Планировка производится бульдозером при минимальном зарезании в грунт в направлении сверху вниз. Размеры полигона в плане определяются расчетом, исходя из уравнений траектории гидромониторной струи, полученных специально для этой технологии, и имеющего насосного оборудования.

По верхней и нижней границам полигона (по простиранию пласта) проходятся поперечные траншеи - водозаводная 2 и аккумулирующая 4. При этом глубина траншеи назначается из условия обеспечения безнапорного фильтрационного потока 6 с кривой депрессии, формирующейся на небольшой глубине (5 - 10 см) под спланированной поверхностью полигона, а размеры в плане аккумулирующей траншеи 4 должны определяться ее аккумулирующим объемом и цикличностью удаления пустой породы. Аккумулирующая траншея 4 имеет небольшой продольный уклон, обеспечивающий поступление пульпы и золота мелких классов на промывочный прибор.

Водозаводная траншея 2 заполняется водой 5 до расчетного уровня, при котором в толще россыпи создается фильтрационный поток 6 со скоростями фильтрации, обеспечивающими механическую суффозию (вынос мелких частиц пустой породы) в аккумулирующую траншею 4. При этом увеличивается пористость продуктивного пласта, повышается его способность для аккумуляции мигрирующих сверху тяжелых частиц полезного компонента, что приводит к обогащению приплотикового слоя пласта.

Вдоль водозаводной траншеи 2 прокладывается водовод 3 с перфорацией или продольной щелью, по которым подается вода, создающая поверхностный поток 7 со скоростями, превышающими неразмывающие скорости для вмещающей породы. Этим поверхностным потоком 7 частицы пустой породы крупностью до 1 мм, а также мелкие фракции уплощенной формы полезного компонента выносятся в аккумулирующую траншею 4, а далее в направлении 10 на промывочную установку. По мере заполнения аккумулирующей траншеи 4 твердым материалом, он выталкивается в отвал бульдозером в направлении контруклона 9. После указанных выше операций по обработке полигона 1 поверхностный слой (0,1 - 0,2 м) смывается струей гидромонитора 8, установленного за водозаводной 2 или за аккумулирующей траншеей 4 на постоянной позиции (как правило, на половине ширины полигона) в предварительно освобожденную нижнюю траншею, а затем выталкивается бульдозером в отвал в направлении 9. При большой мощности продуктивного пласта процесс повторяется до тех пор, пока на полигоне не останется обогащенный приплотиковый слой (0,5 - 0,8 м). Для обеспечения большей непрерывности процесса обогащения продуктивного пласта на полигоне разрабатывают не менее двух расположенных рядом блоков. В то время как на одном блоке идет, например, процесс разуплотнения и вынос частиц пустой породы, на другом - производится смыв породы гидромониторной струей.

Способ позволяет улавливать и направлять на дальнейшее обогащение как крупные, так и мелкие частицы полезного компонента (летучих форм). Выполняется меньший объем подготовительных работ, применяется менее дорогостоящее и энергоемкое оборудование.

Предлагаемый способ приводит к получению промпродукта двух видов: того, что получается в результате смыва поверхностным потоком воды и содержащим золото мелких фракций и уплощенной формы, обогащаемых на установках, специально предназначенных для улавливания таких фракций; другой вид промпродукта образуется при формировании обогащенного приплотикового слоя пласта, который содержит более крупное золото неплоских форм. Это позволяет применить для его обогащения другие промприборы, специально предназначенные для этих целей. Получение промпродуктов двух видов, разделенное во времени, позволяет организовать процесс обогащения ценных компонентов в оптимальных режимах и при существенном снижении энергозатрат.

Способ допускает организовать на полигоне оборотную систему водоснабжения, что важно с точки зрения сохранения водных ресурсов и улучшения экологии района горных работ.

Отработанные по предлагаемой технологии месторождения легче поддаются рекультивации, поскольку землеройная техника находится на полигоне только в самом начале технологического процесса, а применение специальных промывочных установок для раздельного обогащения ценных компонентов различной крупности, включающих центробежные концентраторы, обезвоживатели и другое оборудование, снижает загрязнения эфельными отвалами.

Источники информации.

1. Емельянов В.И. Технология бульдозерной разработки вечномерзлых россыпей. - М.: Недра, 1976, с. 109-208.

2. Рябов Л.И., Бажбеук-Меликов Н.К. Технология обогащения золотосодержащих песков на промывочных приборах ПББ-1-1000, ПГБ-75, ПЗБ-60. Труды ВНИИ-1, N 43, Магадан, 1980.

3. Власов А. С. , Емельянов В.И. и др. К вопросу повторной разработки многолетнемерзлых россыпных месторождений. Труды ВНИИ-1, вып. 40, Магадан, 1979, с. 13-21.

4. Лешков В.Г. Разработка россыпных месторождений, М.: Недра, 1985, с. 269-272, 282-287, 309-328.

Формула изобретения

Способ разработки россыпных месторождений полезных ископаемых комплексным воздействием напорных и безнапорных потоков воды, включающий планировку поверхности полигона с заданным уклоном в направлении падения пласта месторождения, проходку вверху по простиранию россыпи водозаводной траншеи, а через 80 - 150 м параллельно - аккумулирующую траншею с уклоном 0,001 - 0,003 в сторону промывочного прибора, укладку перфорированных труб или труб с продольной щелью вдоль водозаводной траншеи над ее откосом, образующим верхнюю границу (контур) разрабатываемого полигона, отличающийся тем, что подачей в водозаводную траншею безнапорного потока воды в пласте полезного ископаемого создается безнапорный фильтрационный поток со скоростью, обеспечивающей механическую суффозию и увеличение пористости пород пласта месторождения, через перфорационные отверстия или продольную щель водозаводной трубы, установленной над водозаводной траншеей, подается на полигон вода, формирующая поверхностный поток со скоростью, превышающей неразмывающую скорость для заданных размеров частиц пустой породы, при этом часть поверхностного слоя пород месторождения смывается в аккумулирующую траншею, а частицы ценного компонента высокой плотности мигрируют в нижележащие слои пласта месторождения, затем поверхностный слой пород, представленный более крупными фракциями, смывается напорной струей гидромониторной установки в аккумулирующую траншею, откуда крупные фракции пустой породы удаляются бульдозером в отвал в направлении контруклона траншеи, а мелкие частицы пустой породы и ценного компонента самотеком в направлении по уклону траншеи направляются на промывочную установку, при этом цикличное выполнение указанных операций обеспечивает миграцию ценных компонентов в приплотиковую область пласта месторождения и формирование обогащенного слоя пласта небольшой мощности, который затем бульдозером направляется на промывочный прибор для обогащения ценного компонента.

РИСУНКИ

Рисунок 1