способ разупрочнения и дезинтеграции глинистых песков россыпных месторождений

Формула изобретения

Способ разупрочнения и дезинтеграции глинистых песков россыпных месторождений, включающий проходку водозаводной траншеи через 80÷100 м по направлению падения пласта месторождения параллельно водозаводной траншеи - водосборной траншеи глубиной, обеспечивающей разность отметок дна в траншеях 1,5÷3 м, заполнение водой водозаводной траншеи и пополнение ее для поддержания постоянного уровня воды с помощью затвора и водослива с поднятым водосливным затвором, сооружение ограждающей дамбы высотой 1÷1,5 м, ограничивающей в плане разрабатываемую часть россыпи, с водосливом, после выхода фильтрационного потока в водосборную траншею, что фиксируют по замачиваемости верхового откоса на высоту 1÷2 м, опускание на гребень водослива водосливного затвора, затопление этой части россыпи водой на глубину 0,8÷1,3 м и поддержание этого уровня в последующем для первичного разупрочнения глинистых песков россыпных месторождений, монтаж земснарядной установки, состоящей из всасывающей линии со всасывающим устройством, собственно земснаряда и напорного пульповода, отличающийся тем, что в конце напорного пульповода устанавливают вихреобразователь и гидродинамический кавитатор, благодаря чему при пуске в работу земснарядной установки глинистые пески россыпных месторождений на пути от забоя и всасывающего устройства земснаряда до гидродинамического кавитатора подвергаются второй стадии разупрочнения и дезинтеграции, а в гидродинамическом кавитаторе - третьестадийной окончательной дезинтеграции и затем направляются на обогатительную установку.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при освоении природных и техногенных россыпных месторождений полезных ископаемых как большой плотности (золота, платины и др.), так и ценных минералов малой плотности.

Известен способ дезинтеграции песков, основанный на комплексном воздействии промораживания обводненной горной массы в зимнее время и последующего оттаивания пород в весенне-летний период, что приводит к разрушению глинистых фракций и высвобождению частиц ценных компонентов [1].

Известен также способ дезинтеграции глинистых песков, состоящий в комплексном воздействии природных факторов на частицы, в числе которых турбулентные пульсации скорости и давления фильтрационных потоков воды и знакопеременные напряжения, возникающие при замораживании-оттаивании горных пород, а также сейсмические волны землетрясений небольшой мощности [2].

Недостатки обоих способов состоят в невысокой интенсивности дезинтеграции агрегатированных частиц и растянутости процесса во времени (необходимо несколько лет от начала подготовки россыпи до непосредственной разработки).

Известен способ дезинтеграции песков россыпей с помощью промывочных бочек дражного и скрубберного типа [3]. В промывочных бочках дражного типа процессы дезинтеграции и грохочения совмещены, что является основным недостатком данного дезинтеграционного оборудования, поскольку конструктивные параметры, обеспечивающие эффективность процессов дезинтеграции и грохочения в отдельности, существенно отличаются друг от друга. В промывочных бочках скрубберного типа процессы дезинтеграции и грохочения разделены, однако остаются недостаточно эффективными. Как отмечается в этом же источнике (с.45), частичное разупрочнение и дезинтеграция песков может происходить при гидротранспортировании последних по напорным пульповодам.

Наиболее близким к заявленному является способ обработки россыпного золота мелких классов перед обогащением, включающий механическую обработку пробы в водной среде с помощью гидродинамического кавитационного реактора с количеством циклов от 1 до 70 [4].

Этот способ может быть удовлетворительным только для целей оценки содержания мелкого золота в россыпном месторождении. Если же его применить как элемент производственного технологического процесса добычи и обогащения горной массы, то станут очевидными недостатки: необходимость выделения из общего объема горной массы пробы небольшой величины, порционная переработка песков с заранее неизвестным количеством циклов пропуска через кавитационный реактор и, как следствие, низкая производительность способа, влекущая за собой и низкую производительность всего технологического процесса.

Цель предлагаемого изобретения состоит в повышении производительности и степени извлечения, в том числе мелких и тонких фракций, при разработке природных и техногенных россыпных месторождений за счет эффективного разупрочнения и дезинтеграции глинистых песков россыпных месторождений и высвобождения ценных компонентов в процессе гидротранспорта песков к обогатительному оборудованию.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разупрочнения и дезинтеграции глинистых песков россыпных месторождений, включающем проходку водозаводной траншеи через 80-100 м по направлению падения пласта месторождения параллельно водозаводной траншее - проходку водосборной траншеи глубиной, обеспечивающей разность отметок дна в траншеях 1,5-3 м, заполнение водой водозаводной траншеи и пополнение ее для поддержания постоянного уровня воды с помощью затвора и водослива с поднятым водосливным затвором, сооружение ограждающей дамбы высотой 1,0-1,5 м, ограничивающей в плане разрабатываемую часть россыпи, с водосливом после выхода фильтрационного потока в водосборную траншею, что фиксируют по замачиванию верхового откоса на высоту 1-2 м, опускание на гребень водослива водосливного затвора, затопление этой части россыпи водой на глубину 0,8-1,3 м и поддержание этого уровня в последующем для первичного разупрочнения глинистых песков россыпных месторождений, монтаж земснарядной установки, состоящей из линии с всасывающим устройством, собственно земснаряда и напорного пульповода, в конце последнего устанавливают вихреобразователь и гидродинамический кавитатор, при пуске в работу земснарядной установки глинистые пески россыпных месторождений на пути от забоя и всасыывающего устройства земснаряда до гидродинамического кавитатора подвергаются второй стадии разупрочнения и дезинтеграции, а в гидродинамическом кавитаторе - третьестадийной окончательной дезинтеграции, и затем направляются на обогатительную установку.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан план полигона техногенного месторождения, первично отработанного дражным способом, с горнотехническими сооружениями и земснарядом, на фиг.2 - вихреобразователь.

Полигон 1 техногенного россыпного месторождения представлен гале-эфельными отвалами 2. По длине полигона размещают отвалы вскрышных пород 3. На разрабатываемом полигоне 1 проходят водозаводную траншею с затвором 5 и водосливом 6 с водосливным затвором 7 и водосборную траншею 8 на расстоянии 80-100 м от водозаводной. В водозаводную траншею 4 с затвором 5 и водосливом 6 с водосливным затвором 7 подают воду, в результате чего из водозаводной траншеи 4 устанавливается фильтрационный поток в водосборную траншею 8 и осуществляется первичное разупрочнение нижнего слоя россыпи, находящегося ниже депрессионной поверхности. Возводят ограждающие дамбы 9 и 10 с водосливом 11 и, после выхода фильтрационного потока на верховой откос водосборной траншеи 8, затапливают водой весь полигон 1. Этим вызывается первичное разупрочнение слоя глинистых песков, расположенных выше депрессионной поверхности фильтрационного потока, и продолжается разупрочнение нижнего слоя, расположенного ниже депрессионной поверхности. Затем монтируют земснарядную установку, состоящую из всасывающей линии 12 с всасывающим устройством 13, земснарядом 14 и напорным пульповодом 15 с установленными в конце вихреобразователем 16 и гидродинамическим кавитатором 17. При пуске земснарядной установки в работу в процессе движения глинистых песков от забоя до кавитатора осуществляют вторичное разупрочнение и дезинтеграцию, а при прохождении через кавитатор, в котором развиваются локальные давления в несколько сотен мегапаскалей [5, с.201], - третьестадийную окончательную дезинтеграцию глинистых песков россыпных месторождений.

Способ осуществляют следующим образом. На разрабатываемом полигоне 1 с гале-эфельными отвалами 2 и отвалами вскрышных пород 3 проходят водозаводную траншею 4, устраивают затвор 5 и водослив 6 с водосливным затвором 7. На расстоянии 80-100 м от водозаводной траншеи 4 нарезают водосборную траншею 8. Отметка дна в водозаводной траншее 4 должна быть на 1,5-3 м больше отметки дна водосборной траншеи 8. Водозаводную траншею 4 через затвор 5 заполняют водой, и уровень ее поддерживается с помощью водослива 6 при поднятом водосливном затворе 7. Затем по контуру разрабатываемого полигона 1 возводят ограждающие дамбы 9 и 10 высотой 1,0-1,5 м, ограничивающие в плане разрабатываемую часть россыпи, с водосливом 11. Между водозаводной траншеей 4 и водосборной траншеей 8 устанавливается фильтрационный поток, в результате чего происходит первичное разупрочнение нижнего слоя россыпи, находящегося ниже депрессионной поверхности. После выхода фильтрационного потока на верховой откос водосборной траншеи 8, что фиксируют по замачиваемости верхового откоса на высоту 1-2 м, опускают на гребень водослива 6 водосливной затвор 7 и затапливают водой весь полигон 1, в результате чего начинается первичное разупрочнение слоя глинистых песков, расположенных выше депрессионной поверхности фильтрационного потока, и продолжается разупрочнение нижнего слоя, расположенного ниже депрессионной поверхности.

Монтируют земснарядную установку, состоящую из всасывающей линии 12 с всасывающим устройством 13, земснаряда 14 и напорного пульповода 15 с установленными в конце вихреобразователем 16 и гидродинамическим кавитатором 17. При пуске земснарядной установки в работу в процессе движения глинистых песков от забоя до кавитатора осуществляют их вторичное разупрочнение и дезинтеграцию, а при прохождении через кавитатор - третьестадийную окончательную дезинтеграцию глинистых песков россыпных месторождений.

Предлагаемый способ отличается от известных повышением производительности и степени извлечения, в том числе мелких и тонких фракций, при разработке природных и техногенных россыпных месторождений за счет эффективного разупрочнения и дезинтеграции глинистых песков россыпных месторождений и высвобождения ценных компонентов в процессе гидротранспорта песков к обогатительному оборудованию. При этом способ не требует значительных дополнительных затрат мощности, не сопряжен с сокращением объема перерабатываемых глинистых песков, а, с учетом высокой степени извлечения ценных компонентов, позволяет выполнять рекультивационные работы в едином технологическом цикле, что ведет к снижению общего отрицательного воздействия горных работ на окружающую среду.

Использование предлагаемого способа разупрочнения и дезинтеграции глинистых песков россыпных месторождений позволяет повысить полноту и качество извлечения ценных компонентов из россыпей с различным фракционным составом разрабатываемой горной массы.

Источники информации

1. Шило Н.А. Основы учения о россыпях. М.: Наука, 1981, 283 с.

2. Патент RU №2147684. Литвинцев B.C., Мамаев Ю.А. и др. Опубл. 20.04.2000. Бюл. №11.

3. Богданов Е.И. Оборудование для транспорта и промывки песков россыпей. М.: Недра, 1978, с.163, рис.64.

4. Усков Н.Н., Остащенко Б.А. Способ обработки россыпного золота мелких классов перед обогащением. Патент РФ №2012417. Опубл. 15.05.94. Бюл. №9.

5. Башта Т.М., Руднев С.С. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы, М.: Машиностроение, 1982, 423 с.