Способ подготовки многолетнемерзлых россыпей к драгированию

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке неглубоких многолетнемерзлых роосыпей, а конкретно тех месторождений, на которых не удается удержать воду на затопленных участках с целью защиты песков от сезонного промерзания. Способ включает вскрышу торфов, естественное оттаивание песков, удаление и размещение части песков в пределах переходящего участка. Новым является то, что после естественного оттаивания песков осенью вдоль всего переходящего участка формируют траншею с глубиной в начале переходящего участка равной мощности песков и линейно уменьшающейся до нуля в его конце, размещают удаляемые при формировании траншеи пески в пределах дражного хода вдоль ее борта в бурт высотой, равной глубине сезонного промерзания рыхлых обезвоженных песков, с наступлением весной естественного оттаивания промерзшие в бурте пески рыхлят слоями и периодически возвращают в траншею на полностью оттаявшие пески, при этом фронт работ по возвращению песков из бурта последовательно продвигают от начала траншеи к ее концу по мере полного оттаивания песков на дне траншеи. 4 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке неглубоких многолетнемерзлых россыпей, конкретно тех месторождений, на которых не удается удержать воду на затопленных участках с целью защиты песков от сезонного промерзания.

В основе подготовки таких россыпей к драгированию лежат различные способы оттаивания сезонной или многолетней мерзлоты и предохранения от сезонного промерзания оттаянной горной массы, переходящей для драгирования в начале следующего промывочного сезона. Работа драг в таких условиях имеет два периода. В первый период (1-2 мес) драга отрабатывает участок, оттаянный в предыдущем году и предохраненный на зиму от сезонного промерзания. Этот участок называют переходящим. Во второй период драга отрабатывает участок, оттаянный уже в текущем году и называемый участком текущей подготовки. Поэтому проблема подготовки сводится к надежному предохранению переходящего участка и быстрому оттаиванию участка текущей подготовки.

На неглубоких многолетнемерзлых россыпях и на талых россыпях с большой глубиной сезонного промерзания оттаивание мерзлоты как на переходящем участке, так и на участке текущей подготовки производят теплом солнечной радиации, а предохранение от сезонного промерзания затоплением [1] Затопление имеет два недостатка. Из-за многократного снижения притока воды в зимнее время или его полного прекращения уровень воды на затопленном участке быстро понижается и надежное предохранение всего переходящего участка становится невозможным. Кроме того, чтобы повысить надежность затопления, воду в осеннее время поднимают на переходящем участке с запасом, учитывая ее уход из водоема в зимнее время. Повышенный уровень подъема воды приводит к полному или частичному затоплению участка текущей подготовки, а впоследствии к промерзанию его в состоянии максимальной влагоемкости. Летом по этой причине участок текущей подготовки оттаивает медленно, и драга после отработки переходящего участка (при условии, если он надежно предохранен) не имеет талых на всю глубину запасов. Это приводит к потерям наиболее богатой нижней части пласта и к снижению производительности драги.

Известен способ подготовки мерзлых россыпей к драгированию, который заключается в том, что запланированному к отработке в текущем году участку россыпи придают ступенчатую форму с подъемом в направлении движения драги путем послойного удаления верхней части пород, подлежащих драгированию, за пределы дражного хода. После оттаивания первой ступени, мощность пород, на которой оставляют не менее глубины 2-3-суточного оттаивания, удаленные породы возвращают и начинают драгирование, продолжая возвращение пород на последующие ступени по мере их оттаивания. Возвращаемые породы располагают вдоль бортов дражного хода [2] Недостатком известного способа является его низкая эффективность из-за длительности времени на подготовительные работы, т.к. придание дражному ходу ступенчатой формы и оттаивание ступеней ведутся в теплый период, а драгирование этого хода ведется в том же году.

Недостатком известного способа являются также значительные затраты на подготовку песков к драгированию, связанные с большими расстояниями транспортировки песков при подготовке переходящего участка, т.к. пески удаляют за пределы дражного хода с подъемом на отвал торфов.

Известен также способ разработки россыпи в условиях повторного драгирования, который принят за прототип, как наиболее близкое к заявляемому изобретению техническое решение.

Известный способ включает вскрышу торфов, естественное оттаивание песков, удаление и размещение части песков в пределах преходящего участка.

Недостатком известного способа является его низкая эффективность при применении на дражных полигонах, у которых уклон долины близок или превышает предельную величину, т.к. затопление углубленных площадей переходящего участка на больших продольных уклонах не обеспечивает их надежного предохранения от промерзания по причине быстрого ухода воды даже в условиях понижения ее уровня. Это приводит впоследствии к дополнительным затратам по удалению льда и затягиванию пуска драги, т.к. естественное оттаивание промерзших в состоянии максимальной влагоемкости песков идет медленно.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности разработки многолетнемерзлых россыпей тех месторождений, на которых не удается удержать воду на затопленных участках из-за больших продольных уклонов долины дражного полигона, высокой водопроницаемости пород и отсутствия притока воды в зимнее время.

Поставленную задачу можно решить за счет достижения технического результата, который заключается в сокращении времени и затрат на обеспечение драги готовыми к выемке запасами для всего промывочного сезона и ускорении пуска драги в весенний период.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем вскрышу торфов, естественное оттаивание песков, удаление и размещение части песков в пределах преходящего участка, согласно изобретению, после естественного оттаивания песков осенью вдоль его переходящего участка формируют траншею с глубиной в начале переходящего участка равной мощности песков и линейно уменьшающейся до нуля в его конце, размещают удаляемые при формировании траншеи пески в пределах дражного хода вдоль ее борта в бурт высотой, равной глубине сезонного промерзания рыхлых обезвоженных песков, с наступлением весной естественного оттаивания промерзшие в бурте пески рыхлят слоями и периодически возвращают на полностью оттаявшие пески на дне траншеи для полного оттаивания, при этом фронт работ по возвращению песков из бурта последовательно продвигают от начала траншеи к ее концу по мере полного оттаивания песков в дне траншеи.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемый способ отличается от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "новизна".

Каждый отличительный признак является существенным, т.к. отсутствие любого из них не позволит достигнуть указанный технический результат.

Формирование в осеннее время после естественного оттаивания песков траншеи с глубиной в начале переходящего участка равной мощности песков и линейно уменьшающейся до нуля в его конце позволяет сократить время и затраты на придание части переходящего участка переменной мощности, т.к. работы ведут не послойным оттаиванием, а на полностью талых песках, а также ускорить пуск драги, т.к. не требуется время теплого периода в год драгирования на послойное оттаивание песков для придания переходящему участку переменной мощности.

Размещение песков, удаляемых при формировании траншеи в пределах дражного хода вдоль борта в бурт высотой равной глубине сезонного промерзания рыхлых обезвоженных пород, позволяет уменьшить объем работ по удалению песков для придания переходящему участку переменной мощности, т.к. пески удаляют не со всей ширины дражного хода, а только с ее части и уменьшить затраты на удаление 1 м³ песков, т.к. они размещаются в пределах дражного хода с меньшим расстоянием транспортировки.

Периодическое возвращение из бурта промерзших песков с применением рыхления слоями в траншею позволяет увеличить площадь оттаивания мерзлых песков, сократить тем самым время на оттаивание бурта и ускорить пуск драги. Таким образом, все перечисленные признаки дают возможность сократить время и затраты на подготовительные работы, ускорить пуск драги в весенний период и тем самым повысить эффективность разработки многолетнемерзлых россыпей.

Для доказательства соответствия заявляемого изобретения критерию "изобретательский уровень" проводилось сравнение с другими техническими решениями, известными из источников, включенных в "уровень техники".

Заявляемый способ подготовки многолетнемерзлых россыпей к драгированию соответствует требованию изобретательского уровня, т.к. совокупность его существенных признаков обеспечивает сокращение времени и затрат на подготовительные работы, ускорение пуска драги в весенний период, т.е. обеспечивает повышение эффективности разработки многолетнемерзлых россыпей, что не следует явным образом из известного уровня техники.

Для доказательства критерия "промышленное применение" достаточно сказать то, что прорабатывается вопрос об использовании заявляемого технического решения на МП "Чалдонка" (Ксеньевский прииск, Читинская обл.) в 1993 г.

На фиг. 1 показано продольное сечение переходящего участка по траншее на момент окончания подготовительных работ в осенний пеpиод; на фиг. 2 план переходящего участка к моменту зимнего отстоя драги; на фиг. 3 поперечное сечение по А-А на фиг.2 (в момент окончания подготовительных работ в осенний период); на фиг. 4 то же, после оттаивания песков в бурте путем их перемещения в траншею в весеннее время.

Способ осуществляют следующим образом. В осеннее время после протаивания песков на полную мощность определяют место остановки драги на зимний отстой, начало и конец переходящего участка 1. Размеры переходящего участка зависят от мощности драги и существующего парка землеройной техники и определяют их по минимуму приведенных затрат на переработку 1м³ горной массы. До подхода драги к переходящему участку и затопления его водой из дражного разреза приступают к формированию траншеи 2 и бурта 3. В случае появления грунтовых вод их отводят дренажными канавами, используя природный уклон долины, или откачивают насосом. При ширине дражного хода 60-70 м формируют один бурт, а при большей ширине два по обоим бортам. Перемещают пески из траншеи в бурт бульдозерами или бульдозерами в комплексе с экскаваторами-драглайнами. В процессе отсыпки бурта выдерживают угол его откоса 4 предельно возможным для существующего вида землеройной техники и избегают передвижение по нему техники, чтобы исключить уплотнение песков. Так как глубина траншеи к концу переходящего участка выходит на нуль, а высота бурта должна быть постоянной и равной глубине сезонного промерзания разрыхленных обезвоженных песков то бурт 3 в плане имеет форму треугольника с вершиной в конце переходящего участка. Ширину В_б бурта 3 рассчитывают из выражения: B_б= где В_х ширина дражного хода, м; Н_пр глубина промерзания рыхлых обезвоженных песков, м; К_р коэф. разрыхления песков; h_п мощность песков, м.

При подходе драги к началу переходящего участка драгу устанавливают над заранее подготовленной "подушкой", выпускают из разреза воду и опускают драгу на "подушку". В таком положении проходит зимний отстой драги. Весной в конце периода с отрицательными температурами воздуха граница промерзания 5 проходит так, как показано на фиг. 3, а с наступлением положительных температур воздуха фронт полного естественного оттаивания песков, оставленных в дне траншеи 2, постепенно по мере нарастания количества положительных градусосуток передвигается от начала траншеи 2 до ее конца. После оттаивания песков в начале траншеи 2 на расстоянии 20-30 м по ее длине приступают к возвращению песков из бурта 3 на оттаявшую часть траншеи 2. Для ускорения подготовки (оттаивания) мерзлых песков из бурта 3 их возвращают бульдозерами с применением рыхления. При этом увеличивается площадь оттаивания песков и скорость подготовки мерзлых песков в бурте 3. По мере продвижения фронта полного естественного оттаивания песков в дне траншеи 2 продвигают и фронт возвращения песков из бурта 3 в траншею 2. Мерзлые пески из бурта 3 в траншею 2 возвращают послойно с интервалом во времени, необходимым для естественного оттаивания слоя мерзлых песков, выложенного в траншею. При возвращении песков формируют выемку 6 на границе бурта 3 и траншеи 2, чтобы обеспечить оттаивание целиковых песков, находящихся на этой границе. После подготовки песков в начале переходящего участка в объеме, достаточном на 5-7 суток работы драги, производят заводнение дражного разреза и приступают к драгированию. Работы по подготовке переходящего участка 1 при этом продолжают в той же последовательности.

Последовательность операций при осуществлении способа не зависит от порядка отработки россыпи драгой: сверху вниз или снизу вверх.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ РОССЫПЕЙ К ДРАГИРОВАНИЮ, включающий вскрышку торфов, естественное оттаивание песков, удаление и размещение части песков в пределах переходящего участка, отличающийся тем, что после естественного оттаивания песков осенью вдоль всего переходящего участка формируют траншею с глубиной в начале переходящего участка, равной мощности песков и линейно уменьшающейся до нуля в его конце, размещают удаляемые при формировании траншеи пески в пределах дражного хода вдоль ее борта в бурт высокой, равной глубине сезонного промерзания рыхлых обезвоженных песков, с наступлением весной естественного оттаивания промерзшие в бурте пески рыхлят слоями и периодически возвращают на полностью оттаявшие пески на дне траншеи для полного оттаивания, при этом фронт работ по возвращении песков из бурта последовательно продвигают от начала траншеи к ее концу по мере полного оттаивания песков в дне траншеи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 15.05.2009

Дата публикации: 10.12.2011

---