CC BY
25
ТЕХНОЛОГИИ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ
УДК 622.734:622.76
В.В.Мельников, А.Н.Роговой, К.Л.Ястребов
РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РОССЫПЕЙ
Выполнен анализ методов и технических устройств для опробования россыпных месторождений, разработаны и испытаны малогабаритные винтовые аппараты (винтовые сепараторы и винтовые шлюзы), позволяющие применить их при поисковых и разведочных работах. При этом выход ценного компонента в концентрат увеличен в 2-3 раза. Разработана передвижная обогатительная установка для валового опробования россыпных месторождений с непрерывным выводом концентрата.
V.V.Melnikov, A.N.Rogovoy, C.L.Yastrebov Development of Metodology and Technical Devices Oriented at Investigation of Placers
Some methods and technical devices oriented at placer deposits have been analyzed. Small-size Screw instruments (screw separators and troughs) allowing to perform correct and profound prospecting and research works have been developed and tested, the amount of a valuable component in the resulting concentrate being greater than usual by the factor of 2-3. To try out gross placer deposits for continual output of a concentrate a portable concentrating device has been developed.
Для обогащения проб в полевых условиях при геолого-разведочных работах на месторождениях, содержащих благородные, цветные, черные металлы и алмазы, могут быть с успехом использованы малогабаритные винтовые аппараты - винтовые сепараторы и винтовые шлюзы диаметром 300 или 500 мм. Крупность извлекаемых ценных компонентов на винтовом сепараторе составляет от 3 мм до 0,070 мм, а на винтовом шлюзе - от 0,5 до 0,030 мм. Работа по обработке проб исходных песков заключается в дезинтеграции, рассеве пробы на классы +3 мм, -3+0,5 мм и -0,5 мм в мокром состоянии и обогащении материала на винтовых аппаратах с получением чернового коллективного концентрата, содержащего все минералы тяжелой фракции. Схема обработки
проб с применением винтовых аппаратов представлена на рис.1 и 2. Концентраты винтовых аппаратов направляются в лабораторию для дальнейшего изучения и обработки в камеральных условиях: выделения свободного и связанного золота, выполнения минералогического и химического анализов и т.д. Результаты предварительных и тем более углубленных исследований позволяют определить технологическую схему обогащения минерального сырья, хотя бы в первом приближении.
С целью обеспечения простейшей механизацией, повышения производительности и улучшения качества обработки проб при поисковых и разведочных геологических работах разработано устройство для ручной промывки проб /авт.св. СССР №1536575/, для ускоре-
ния процесса промывки валовых геологических проб разработан концентрационный желоб /авт. св. СССР №805515/, рудо-обогатительная полустационарная установка АО «Механобртехника», полустационарная установка ИТ-8 и пере-
движная обогатительная установка М.С.Мельникова /авт.св. СССР №1210291/ и др (таблица)
Пр(|ба
Рассев
+2мм
-2 мм
Визуальный просмотр
Рассев
-2+0,5 мм
I
Обогащение на Обогащение на
винтовом сепараторе винтовом шлюзе
^ К-" I к-т ^
В отвал В отвал
Обработка в
лабораторных
условиях
Рис. 1. Схема обработки проб
Рис. 2. Схема обогатительной установки:
1 -ёмкость для подачи воды на винтовые аппараты; 2 - ручной поршневой насос; 3 - винтовой сепаратор; 4 - винтовой шлюз; 5 - ёмкости для концентратов обогащения; 6 - ёмкости для хвостов обогащения; 7 - ёмкости для рассева проб; 8 -сита с размером ячеек 3,0 и 0,5 мм; 9 - проба исходных песков; 10 - подставка для винтовых аппаратов
Характеристика винтовых сепараторов новой модификации.
Марка ВС-3 ВС-5
Параметры 3 витка 4 витка 3 витка 4 витка
Однозаходный Двухзаходный Однозаходный Двухзаходный Однозаходный Двухзаходный Однозаходный Двухзаходный
Диаметр желоба, мм 300 500
Шаг витков, мм 180 300
Выход смывной воды, л/с 0,1 0,2 0,1 0,2 0,2 0,4 0,2 0,4
Производительность, т/ч 0,3-0,5 0,6-1,0 0,3-0,5 0,6-1,0 0,5-1,0 1-2 0,5-1,0 1-2
Габаритные размеры (мм): - диаметр - высота 360 900 600 1500
Масса, кг 8 12 8 12 16 32 16 32
Извлечение ценных минералов в концентрат, % 82-92 86-95
Изготовитель НПП «ЭНРОФ», г Иркутск, ул. Р.Люксембург, 168
Известные передвижные установки, даже при высоком качестве изготовления, характеризуются недостаточной производительностью, низкой эффективностью работы, повышенной трудоёмкостью обработки особенно трудно-промывистых проб, низкой технологической надежностью, высоким потреблением электроэнергии и не позволяют проводить попутную добычу полезных компонентов песков.
Переносная промывочно-обогати-тельная установка разработана с целью обеспечения простейшей механизацией геологоразведочных работ, повышения производительности и улучшения качества обработки валовых проб при оценочных и разведочных работах. Установка не требует при работе затрат электроэнергии и представляет собой устройство для ручной промывки и обогащения проб. Возможно использование установки для добычи тяжелых ценных минералов и благородных металлов небольшой группой старателей.
Переносная промывочно-обогати-тельная установка включает: скруббер-бутару с ручным приводом, подшлюзок, винтовой сепаратор и набор вспомогательных принадлежностей (рис.3).
Скруббер-бутара состоит из барабана, помещенного на треть диаметра в открытую ванну. Барабан на половине длины выполняет роль скруббера, вторая половина перфорирована. Барабан укомплектован загрузочной воронкой с решеткой для отделения и просмотра крупного материала песков. На внутренней поверхности скруббера расположены черпаки и дезинтеграционные элементы.
Предварительно ванна заполняется водой. С помощью рукоятки приводится во вращение барабан скруббер-бутары и в приемную воронку подается проба исходных песков. Проходя через скрубберную часть устройства пески дезинтегрируются.
Рис. 3. Переносная промывочно-обогатительная установка:
1-лопата; 2-проба исходных песков; 3- скруббер-бутара с ручным приводом; 4-совки; 5-ем-кости для расклассифицированного материала; 6-ёмкости для концентратов; 7-емкости отвальных продуктов; 8-постамент для винтовых аппаратов; 9-винтовой сепаратор; 10-винтовой шлюз; 11- бак для воды; 12-ручной поршневой насос.
Далее пески подвергаются грохочению в перфорированной части барабана.
Крупные фракции захватываются черпаками и выводятся через люк в желоб. Мелкие фракции поступают в поддон, движутся по наклонному решету и вторично подвергаются грохочению. Средний класс крупности черпаками выводится и сбрасывается в желоб среднего продукта. Мелкий класс крупности (подрешетный продукт) сползает к разгрузочному люку. Крупные фракции песков концевыми черпаками сбрасываются в свой желоб. В результате вся проба песков подвергается дезинтеграции и грохочению (расситовке) с разбивкой на наиболее крупную фракцию на решетке загрузочной воронки, крупную - разгружаемую концевыми черпаками, средней крупности - выделяемую в области между перфорированной частью барабана и плоской наклонной решеткой. и мелкий подрешет-ный продукт. Наиболее крупный класс просматривается визуально и после извлечения кусков ценных минералов сбрасывается в отвал. Крупный класс, выводимый из устройства, сокращается на подшлюзке. Средний и мелкий про-
дукт подвергается обогащению на винтовом сепараторе и винтовом шлюзе.
Возможна комплектация установки ручным поршневым насосом для обеспечения установки водой. Масса скруббер-бутары до 35 кг. Масса под-шлюзка в сборе до 10 кг. Масса ручного поршневого насоса до 10 кг. Производительность переносной промывочно-обогатительной установки не менее 4-6 м3 за смену. Требуемое число работников 4 чел.
При валовом опробовании россыпных месторождений, кроме решения чисто геологических задач, требуется выяснение вопросов, касающихся переработки и обогащения металлоносных песков.
Для получения достоверной информации о содержании ценных минералов в россыпи следует повысить качество опробования. Опробование представляет важнейшую операцию в цикле поисковых, геологических и горноэксплуатационных работ, ибо сведения о вещественном составе опробуемого объекта используются для решения вопросов о направлении работ, для определения степени промышленного значения месторождения или ценности до-
бытого и перерабатываемого сырья. При расчёте запасов ценного компонента (золота или иных ценных минералов) и оценке месторождения наиболее частыми и решающими являются погрешности, возникающие в результате дефектов опробования. Методы валового опробования, с попутной добычей ценных компонентов, резко снижают погрешности опробования набором статистического накапливающегося материла для проектирования промышленного освоения россыпных месторождений. Количественная характеристика, определяемая при этом, позволяет оценить возможности применения тех или иных методов переработки сырья, рассчитать связанные с этим затраты и правильно выбрать систему разработки, получить физико-механическую характеристику металлоносных песков. Продуктом валового опробования являются получаемые шлихи, в которых концентрируются минералы тяжелой фракции.
Выполнение работ при крупноваловом опробовании требует относительно больших финансовых затрат, которые могут быть много меньше или, наоборот, приносить прибыль при организации попутной добычи ценных минералов изучаемых россыпей. Полученные при крупноваловом опробовании с попутной добычей полезных ископаемых данные позволяют подробно и всесторонне изучить месторождение, а попутно добытое сырье при реализации может окупить капитальные и эксплуатационные расходы и финансово обеспечить последующие изыскания. Наиболее приемлемыми обогатительными процессами для этих установок являются гравитационные, позволяющие реализовать основной принцип извлечения ценных компонентов из песков: при гравитационном обогащении россыпей основную работу должен выполнять взвесенесущий поток воды, а при доводке концентратов - машины.
Перспективным устройством, позволяющим проводить крупноваловое
опробование с попутной добычей ценных минералов изучаемых россыпей, является разработанная передвижная обогатительная установка с непрерывным выводом концентрата (рис.4).
Передвижная обогатительная установка с непрерывным выводом концентрата включает раму, загрузочное приспособление, приемный бункер с шибером, грохот, два центробежных сепаратора, два шлюза, импеллерный дезинтегратор. Она снабжена колосниковым грохотом, установленным на приемном бункере, классифицирующим устройством смешения воды с песком, представляющим подскатную трубу с соплами напорных оросителей, под-шлюзком улавливания крупных тяжелых минералов из надрешетного продукта грохота, выполненного с поддоном. Шлюзы выполнены с непрерывным выводом концентрата и соединены транспортным средством через классифицирующее устройство с центробежными аппаратами. Выполнение конструкции передвижной обогатительной установки с использованием новых оригинальных решений совместно с известными элементами исключает снос мелкого и тонкого по крупности полезного компонента за счет сохранения структуры потока, сформированного на грохоте с поддоном и шлюзах с непрерывным выводом концентрата. При этом устройство, обладая достаточно высокой производительностью, не имеет ограничения верхней крупности проб, позволяет непрерывно перерабатывать горную массу и извлекать ценные минералы всех классов крупности. Она характеризуется низким потреблением электроэнергии, высокой механической и технологической надежностью, обеспечивает возможность крупновалового опробования с попутной добычей всех полезных компонентов.
Передвижная обогатительная установка (рис.4) включает: раму - сани 1, на которой размещены колосниковый
Рис. 4. Передвижная обогатительная установка с непрерывным выводом концентрата:
1-рама-сани; 2- колосниковый грохот; 3 - подскатная труба; 4 - приёмный бункер; 5 - грохот с поддоном; 6а - желоб; 6 - подшлюзок; 7 - шлюз для обогащения россыпей; 8 - грохот; 9 и 10 - винтовые аппараты; 11 - гидроэлеватор с пульповодом; 12 - желоб для валунов и гравия; 13-дезинтегратор; 14 - приёмное устройство грохота; 15 и 16 - концентрационные ёмкости
грохот 2, опирающийся на подскатную водом концентрата 7, классифицирую-
трубу 3, установленный на приемном щее устройство 8, винтовые аппараты 9
бункере 4, грохот с поддоном 5, под- и 10, транспортирующее устройство, шлюзок 6, шлюзы с непрерывным вы-
например, гидроэлеватор 11 или песко-вый центробежный насос.
Передвижная обогатительная установка работает следующим образом. Приданный к передвижной установке бульдозер подготавливает начало траншеи в россыпи, куда транспортирует обогатительную установку. Далее бульдозером осуществляется выравнивание поверхности сбрасываемых отвальных продуктов (хвостов), разваловка их и периодическое передвижение обогатительной установки. Экскаватор типа «Беларусь» производит подачу песков на колосниковый грохот 2 установки с частотой 1-2 ковша за три минуты. Наиболее крупные валуны экскаватор отбрасывает на полигон.
Валунно-галечный материал песков, скатываясь по колосникам грохота 2 и далее по желобам 12, направляется в отвал.
Подрешетный продукт колосникового грохота 2, попадая в приемный бункер 4, непосредственно подвергается воздействию струй воды, вытекающих из отверстий (сопел) подскатной опорной оси-трубы 3, куда через штуцер эта вода подается водяным центробежным насосом. Здесь же, в бункере 4, исходные пески дезинтегрируются импеллер-ными дезинтеграторами 13. При переработке легкопромывистых песков им-пеллерные дезинтеграторы 13 отключены, импел-лерные головки неподвижны, бункер 4 используется как промежуточная емкость. Размытые в приемном бункере 4 исходные пески через регулируемое разгрузочное шиберное отверстие вытекают и поступают на плоско-качаю-щийся грохот 5 с поддоном. Пройдя по решету грохота 5, пески разделяются на два продукта по крупности: надрешетный и подрешетный. Надре-шетный продукт либо сбрасывается в отвал при отсутствии в песках крупного золота (например, при переработке техногенных россыпей), либо подается желобом на подшлюзок 6 для улавливания крупного золота, если оно в песках
ожидается. Плоскокачающийся грохот 5 снабжен плоским поддоном с делением подрешетного продукта количественно пополам и позволяет через разгрузочные патрубки подавать подрешетный продукт на два шлюза с непрерывным выводом концентрата 7. Золотосодержащие пески с водой (пульпа) подаются в верхнюю приемную часть шлюза 7 нормально днищу в её осевой части. Направляющими потока основная часть пульпы вводится на днище между двумя симметрично расположенными успокоительными пластинами. Вдоль выпрямленного сформированного потока происходит осаждение в нижние слои тяжелой фракции и на разгрузочном торце шлюза 7 тяжелая фракция, как обогащенная часть потока, отсекается в концентрат. Концентрат подается на последующую переработку, хвосты шлюзов 7 сбрасываются в отвал. Концентрат шлюзов 7 транспортным средством 11 подается в приемное устройство 14 грохота 8. На грохоте 8 тяжелая фракция (концентрат шлюзов 7) разделяется по крупности на надрешетный (крупнее 0,5 мм) и подрешетный (мельче 0,5 мм) продукты. Надрешетный продукт грохота 8 поступает на переработку в винтовой сепаратор 9, а подрешетный продукт - на аппарат 10. Концентраты винтовых аппаратов аккумулируются в перевозные емкости 15 и 16. Хвосты винтовых аппаратов сбрасываются в отвал. Полученный черновой шлих (концентрат винтовых аппаратов) по мере накопления в емкостях 15 и 16 транспортируется для доводки на шлихо-обогатительную установку и подвергается доводке на месте. Управление работой всеми двигателями рабочих органов установки, регулировка подачи воды во все технологические аппараты осуществляется с рабочего места оператора. Для непосредственного вмешательства в работу оборудования установки при необходимости ручной регулировки и наблюдения за ходом технологического процесса промывки и обо-
гащения песков по обе стороны установки предусматриваются откидные борта, выполняющие роль обслуживающих площадок во время работы и поднимаемые при транспортировке установки. Работа передвижной обогатительной установки характеризуется достаточной производительностью, относительно низкой трудоёмкостью обработки всех типов песков. При этом обеспечивается комплексная переработка россыпного материала, повышенная достоверность обработки проб, снижена металлоёмкость установки и потребление электроэнергии, повышена механическая и технологическая надежность. Извлечение крупного золота и тяжелых минералов составляет 100%, мелкого -до 96%, тонкого золота - до 90-94%, при нижней границе улавливаемого золота
гарантировано до крупности 20 мкм и ниже. Производительность по исходным пескам 10-20 м3/ч.
Получение при крупноваловом опробовании с попутной добычей полезного ископаемого данные позволяют подробно и всесторонне изучить месторождение, а попутно добытое сырье при реализации может окупить все расходы и финансово обеспечить последующие изыскания.
Передвижная обогатительная установка может использоваться в качестве промывочно-обогатительного прибора при необходимости осваивать малые по запасам непромышленные месторождения полезных ископаемых.
Иркутский государственный технический университет. Рецензент А. С. Механошин
УДК 622.243.3
В.В.Нескоромных, П.С.Пушмин, А.А.Наделяев, Л.С.Фадеева
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ИСКУССТВЕННОГО ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИН В ТВЕРДЫХ И КРЕПКИХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ
Проанализированы горно-геологические условия, ограничивающие область применения имеющихся на сегодняшний день технических средств искусственного искривления стволов скважин. В результате анализа выявлены характерные проблемы, возникающие на начальном этапе работ по искусственному искривлению стволов скважин, в частности, защемление породоразрушающего инструмента в скважине при установке и раскреплении отклонителя. Предложены возможные способы снижения вероятности защемления породоразрушающего инструмента, одним из которых является введение шарнира в соединение вала-ротора с породоразрушающим инструментом. Подобное решение позволит повысить ресурс отклонителя, его силовую характеристику, а также увеличить интенсивность набора кривизны.
V.V.Neskoromnych, A.A.Nadelaev, P.S.Pouchmin, L.S.Fadeeva Main routes of perfecting of technology of the synthetic bending of chinks in solid
and proof rocks
The geological conditions limiting a field of application of means available on today of a synthetic bending of trunks of chinks are parsed. In an assay value the characteristic problems originating on a pioneering stage of activities on a synthetic bending of trunks of chinks, in
