Способ разработки россыпных месторождений

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для разработки россыпных месторождений, а также для отработки техногенных месторождений. Способ включает удаление торфов, подготовку к выемке, выемку, обогащение песков и складирование хвостов обогащения. По поверхности отрабатываемого участка месторождения проходят отводную канаву, в начале отводной канавы создают пионерный котлован, заполняют его водой. Устанавливают в котловане генератор ударных волн, затем производят дезинтеграцию массива ударными волнами на всю мощность залегания последовательно по уклону поверхности сверху вниз. Одновременно с ударно-волновой обработкой подают воду в область активного воздействия ударных волн, а вслед за генератором, за пределами активной зоны воздействия ударных волн, массив расслаивают по плотности вибрацией, излишки воды вместе с дезинтегрированным материалом подают по отводной канаве в отстойник, после обработки ударными волнами всего участка удаляют верхний слой дезинтегрированного материала в виде пульпы в отстойник. Нижний продуктивный слой вынимают и подают на обогащение. Способ позволяет повысить эффективность разработки россыпных месторождений. 4 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области разработки россыпных месторождений, также может быть использовано для отработки техногенных месторождений.

Известны способы гидравлической отработки (см. С.М.Шорохов. Технология и комплексная механизация разработки россыпных месторождений, М., Недра, 1973 г., 766 с., с. 260-307), включающие размыв песков напорными струями, самотечное транспортирование к зумпфу и гидроэлеваторный подъем к промывочному прибору.

Недостатками известных способов является ограниченная возможность применения вследствие большого потребления водных ресурсов и значительная экологическая нагрузка на природную среду.

Более близким аналогом способа по технической сущности является способ разработки россыпных месторождений (патент 2106495, кл. Е 21 С 41/00, 1998 г.), включающий удаление торфов, обводнение отрабатываемого участка, реструктуризацию посредством акустической обработкой массива, осушение участка, удаление обедненного верхнего слоя песков и извлечение обогащенных песков.

Недостатком этого способа является низкая эффективность отработки вследствие необходимости отработки подготовленного участка традиционными способами.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности разработки россыпных месторождений полезных ископаемых.

Поставленная цель достигается тем, что по поверхности отрабатываемого участка месторождения проходят отводную канаву вдоль всего участка для удаления излишков воды и дезинтегрированного глинистого материала в виде пульпы. При этом тяжелая фракция, которая может также попадать в отводную канаву, при перемещении будет оседать на дне канавы и останется в пределах участка. В дальнейшем, материал, осевший в канаве, подвергнется повторной обработке и переместится в продуктивный слой, формируемый на плотике. Для начала работ на участке в начале отводной канавы создают пионерный котлован, заполняют его водой, устанавливают в котловане генератор ударных волн, затем производят дезинтеграцию массива ударными волнами на всю мощность залегания последовательно по уклону поверхности сверху вниз. Одновременно с ударно-волновой обработкой подают воду в область активного воздействия ударных волн. Ударные волны производят разрыв связей между глинистыми частицами в массиве, а наличие дополнительной воды обеспечивает необратимость процесса дезинтеграции посредством связей между частицами на связи между частицей и водой. Вслед за генератором за пределами активной зоны воздействия ударных волн массив расслаивают по плотности вибрацией. В активной зоне происходит интенсивное перемешивание материала массива. За пределами активной зоны перемешивания в водной среде материал расслаивается по плотности. Тяжелые и крупные частицы опускаются на дно быстрее остальных, с меньшей скоростью оседают менее крупные и менее плотные частицы и последними оседают самые мелкие глинистые частицы. В плотной пульпе, обладающей высокой вязкостью, процесс расслоения происходит в течение достаточно длительного времени. Для интенсификации процесса реструктуризации массива применяют значительно менее жесткую, по сравнению с ударными волнами, вибрацию, снижающую величину вязкости среды, и частицы быстрее оседают, образуя своеобразный "слоеный пирог", где самый нижний слой представлен наиболее плотными и крупными фракциями, а самый верхний слой представлен песчаной фракцией. Тонкие глинистые частицы, при этом практически не оседают и остаются во взвешенном состоянии. В процессе дезинтеграции материала массива под воздействием ударно-волновой обработки и подачи дополнительных объемов воды зону активного воздействия ударных волн образуются излишки пульпы, которые необходимо удалять с полигона. Излишки воды вместе с дезинтегрированным материалом поступают по отводной канаве в отстойник с целью очистки воды и повторной ее подачи в область обработки массива ударными волнами. После обработки ударными волнами всего участка удаляют верхний слой дезинтегрированного материала в виде пульпы в отстойник. Для этого вскрывают верхнюю часть дамбы, ограждающей отрабатываемый участок от отстойника, и самотеком удаляют жидкую фазу обработанного материала массива. Нижний продуктивный слой вынимают и подают на обогащение.

Также поставленная цель может быть достигнута тем, что на отрабатываемом участке месторождения перед дезинтеграцией удаляют вскрышные породы. Затем проводят дезинтеграцию массива погружными генераторами ударных волн, а после дезинтеграции весь материал вынимают землесосом и подают по пульпопроводу на обогащение.

Поставленная цель может быть достигнута также тем, что участок месторождения отрабатывают послойно, а не на всю мощность сразу. Для этого вдоль участка проходят отводную канаву с уровнем основания ниже уровня отрабатываемого слоя. В конце отводной канавы устанавливают извлекающее оборудование и за ним устраивают зумпф. Затем проводят дезинтеграцию слоя массива погружными генераторами ударных волн параллельными отводной канаве заходками, при этом поддерживают уклон подошвы отрабатываемого слоя в сторону канавы на достаточном уровне для естественного стока дезинтегрированной пульпы в отводную канаву. По отводной канаве материал в виде пульпы поступает на извлекающее оборудование, где осуществляют извлечение полезного компонента, а хвосты извлечения затем поступают в приемный зумпф. Оттуда откачивают пульпу в отстойник. После полной отработки верхнего слоя вновь проходят отводную канаву и зумпф для удаления материала следующего слоя и отрабатывают последующий слои аналогично предыдущему.

Поставленная цель достигается тем, что в начале отводной канавы устанавливают препятствия на пути потока пульпы, а в конце канавы устраивают зумпф. В поперечном сечении глубокой канавы по всей длине выстраиваются препятствия, например, вертикальные перегородки, которые разбивают общий поток пульпы на отдельные струи, что снижает живое сечение потока и обеспечивает устойчивый регулируемый турбулентный режим. За каждой перегородкой образуется завихрение. В таком потоке пульпа постоянно проходит по зонам повышенной и пониженной турбулентности. Фракция песка и продукты неполной дезинтеграции глинистого материала, сходные по параметрам с песочной фракцией, выносятся из канавы в зумпф. Такой механизм сходен с механизмом формирования русловых россыпей в условиях паводка. После отработки слоя материал из отводной канавы с препятствиями вынимают и подают на обогащение, а пульпу из зумпфа откачивают в отстойник в течение всего срока отработки слоя.

Поставленная цель достигается тем, что для условий отработки месторождений большой мощности и месторождений кор выветривания, при послойной ударно-волновой отработке участка месторождения после дезинтеграции и реструктуризации каждого слоя участка месторождения удаляют только верхнюю, обедненную полезным компонентом, часть слоя песков, а нижнюю же, обогащенную, часть слоя песков объединяют с нижеследующим слоем. После отработки последнего слоя песков нижнюю, предварительно обогащенную, его часть вынимают и подают на обогащение.

Рассмотрим способ на примере конкретного исполнения.

На фиг. 1, 2 показана схема отработки участка россыпного месторождения, где 1 - золотоносные пески, 2 - торф, 3 - погружной генератор ударных волн, 4 - вибратор, 5 - отводная канава, 6 - отстойник, 7 - трубопровод, 8 - дамба, 9 - предварительно обогащенные пески.

На участке россыпного месторождения, в верхней его части, содержащего слой золотоносных песков 1 и слой торфов 2, создают пионерный котлован, заполняют его водой и помещают туда погружной генератор ударных волн 3 и вибратор 4 следом за ним. По поверхности участка проводят отводную канаву 5 для удаления излишков воды и взвесей глинистых частиц с площади отрабатываемого участка. Излишки воды и взвешенные глинистые частицы самотеком поступают по отводной канаве 5 в отстойник 6, где глинистые частицы осаждаются, а осветленная вода вновь возвращается по трубопроводу 7 в процесс ударно-волновой обработки. После того, как участок будет обработан полностью, жидкую фазу перемещают в отстойник 7 самотеком. Для этого вскрывают верхнюю часть дамбы 8 до соответствующего уровня и через эту вскрытую часть дамбы 8 пульпа, содержащая основную массу глины, самотеком перемещается в отстойник 7. После ударно-волновой обработки участок месторождения представляет собой "слоеный пирог" на плотике. Весь материал массива реструктуризирован таким образом, что непосредственно на плотике размещены частицы наиболее плотного и крупного материала, на нем расположен менее крупный и менее плотный кусковой материал и самый верхний слой представлен песком. Весь объем свободного золота размещен в двух нижних слоях. В верхнем слое золото может быть представлено лишь тонкой фракцией, близкой по крупности к размерам частиц, граничащим с "негравитационной" фракцией. После завершения обработки участка весь реструктуризированный материал, представленный предварительно обогащенными песками 9, вынимают традиционными средствами и подают на обогащение. Выемку предварительно обогащенных песков 9 производят с необходимой зачисткой плотика.

После полной отработки одного участка начинают отработку следующего участка. Область пространства отработанного участка может служить отстойником при отработки следующего.

Представленный способ разработки россыпного месторождения позволяет: - проводить отработку без заблаговременного удаления торфов; - сократить объемы песков, подаваемых на обогащение; - повысить уровень извлечения при отработке труднопромывистых песков; - повысить темпы отработки месторождения.

Формула изобретения

1. Способ разработки россыпных месторождений с подготовкой массива, включающий удаление торфов, подготовку к выемке, выемку, обогащение песков и складирование хвостов обогащения, отличающийся тем, что по поверхности отрабатываемого участка месторождения проходят отводную канаву, в начале отводной канавы создают пионерный котлован, заполняют его водой, устанавливают в котловане генератор ударных волн, затем производят дезинтеграцию массива ударными волнами на всю мощность залегания последовательно по уклону поверхности сверху вниз, одновременно с ударно-волновой обработкой подают воду в область активного воздействия ударных волн, а вслед за генератором, за пределами активной зоны воздействия ударных волн, массив расслаивают по плотности вибрацией, излишки воды вместе с дезинтегрированным материалом подают по отводной канаве в отстойник, после обработки ударными волнами всего участка удаляют верхний слой дезинтегрированного материала в виде пульпы в отстойник, а нижний продуктивный слой вынимают и подают на обогащение.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на отрабатываемом участке месторождения перед дезинтеграцией удаляют вскрышные породы, затем проводят дезинтеграцию массива погружными генераторами ударных волн, а после дезинтеграции весь материал вынимают землесосом и подают по пульпопроводу на обогащение.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что участок месторождения отрабатывают послойно, для этого вдоль участка проходят отводную канаву с уровнем основания ниже уровня отрабатываемого слоя, в конце отводной канавы устанавливают извлекающее оборудование и за ним устраивают зумпф, затем проводят заходками дезинтеграцию слоя массива погружными генераторами ударных волн, при этом поддерживают уклон подошвы отрабатываемого слоя в сторону канавы на достаточном уровне для естественного стока дезинтегрированной пульпы в отводную канаву, по отводной канаве материал в виде пульпы поступает на извлекающее оборудование, а затем в приемный зумпф, откуда откачивают пульпу в отстойник, после полной отработки верхнего слоя вновь проходят отводную канаву и зумпф для удаления материала следующего слоя и отрабатывают следующий слой.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в начале отводной канавы устанавливают препятствия на пути потока пульпы, а в конце канавы устраивают зумпф и после отработки слоя материал из отводной канавы с препятствиями вынимают и подают на обогащение, а пульпу из зумпфа откачивают в отстойник в течение всего срока отработки слоя.

5. Способ по любому из пп. 1 и 3, отличающийся тем, что при послойной ударно-волновой отработке участка месторождения после дезинтеграции и реструктуризации каждого слоя участка месторождения удаляют только верхнюю часть слоя песков, а нижнюю часть слоя объединяют с нижеследующим слоем, а после отработки последнего слоя нижнюю его часть вынимают и подают на обогащение.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2