CC BY
366
© Г.П. Пономарчук, П.П. Сас, 2007
УДК 622.271
Г.П. Пономарчук, П.П. Сас
СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЧЕРПАКОВЫХМИНИ-ДРАГ НА РАЗРАБОТКЕ МАЛООБЪЕМНЫХ РОССЫПЕЙ ПРИАМУРЬЯ
Многолитражные (свыше 100 л) драги на разработке россыпных месторождений, несмотря на высокую эффективность подводного способа, не находят широкого распространения, продолжается снижение годовых объемов переработки горной массы, падает уровень дражной золотодобычи, по мере отработки запасов сокращается количество драг. Повторная же переработка техногенного отвального комплекса россыпей этими драгами при небольшом среднем содержании золота является малорентабельной.
Оценивая современное состояние подводного способа разработки россыпей драгами, можно сделать следующие выводы:
- продолжается сокращение промышленных запасов для разработки драгами с емкостью черпаков 210-250 литров; эксплуатирующиеся сегодня драги дорабатывают запасы, разведанные в прошлом столетии;
- имеющиеся на балансе геологические запасы представлены месторождениями со сложными горно-геологическими условиями и часто носят остаточный техногенный характер (недоработки по мощности и по фронту россыпи, потери золота в бортах, заваленных вскрышными породами, и т.д.);
- наличие мелкого и тонкого золота в дорабатываемых драгами россыпных месторождениях требуют модернизации технологии обогащения и значительных капиталовложений.
В то же время имеется огромное количество небольших россыпей, отработка которых была бы выгодной мини-драгами, обладающими низким удельным расходом топливно-энергетических ресурсов энергоресурсов и доступной ценой.
В 30-40 годах прошлого столетия на советских приисках изготавливались малолитражные драги упрощенной конструкции с
черпаками емкостью 50 л на деревянных понтонах (типа «Гном», «Лилипут», МД и др.) с паровым и электрическим приводами, оборудованные гидровашгердами и промывочными бочками. Примечательно, что в тот период малолитражными драгами добывалось до 10 % общей добычи золота подводным способом. В 60-70-х годах прошлого столетия малолитражные драги на деревянных понтонах прекратили существование, о чем свидетельствуют их останки на старых отработках. В настоящий период из малолитражных моделей продолжают эксплуатацию 80-литровые драги цельносварной конструкции завода ИЗТМ.
В России начато производство мобильных, блочного типа, мини-драг нового поколения с емкостью черпаков 50 л и 75 л и обогащением песков по отсадочной технологии. Черпаковая цепь -сплошная, перемещение - свайно-канатное, энергоснабжение - автономное или от энергосистемы.
На рис. 1 показана блочная мини-драга (модель 82250) с емкостью черпака 75 л на разработке одной из россыпей Приамурья. Конструктивные и технологические параметры отечественных малолитражных драг с черпающим выемочным органом приведены в табл. 1.
Используя преимущества блочного исполнения и мобильности, становится доступным использование мини-драг в отдаленных районах для вовлечения в отработку террасо-увальных забалансовых запасов и прирезок оставленных ранее некондиционных участков, отработанных открытым раздельным способом [1, 2].
Применение мини-драг наиболее эффективно при освоении техногенных и малообъемных обводненных россыпей или их участков, оставленных из-за нерентабельности отработки в прошлом. Малообъемные (малые) россыпные месторождения золота отличаются достаточно сложным литологическим строением, вещественным составом золота и вмещающих пород.
В пределах нижнеамурских впадин мелкое (-0.25 мм) и тонкое (-0.15 мм) золото глубокозалегающих россыпей, как правило, заключено в аллювии, обогащенном высокоглинистой фракцией, поэтому эффективность освоения этих россыпей зависит от решения вопросов интенсивной дезинтеграции, рациональной выемки, переработки и обогащения глинистых песков.
Таблица 1
Техническая характеристика малолитражных
Показатели и единицы измерения Драга 50 Д Драга 82250 Драга 80 Д
Количество черпаков в цепи 64 64 72
Емкость черпака, л 50 75 80
Часовая производительность драги, м3/час 50 75 80
Скорость черпаковой цепи, черп./мин, регулируемая до 27.5 до 27 до 30
Наибольшая глубина черпания, м 5 7.5 6
Наибольшая высота надводного борта в забое, м 1 1 1
Минимальная ширина забоя, м 30 30 40
Энергия электрическая, подаваемая по кабелю от энергосистемы или автономная от энергосистемы
Общая установленная мощность, кВт 193 268 392
Диаметр дражной бочки, м 1.3 1.9 1,5
Основное обогатительное оборудование Отсадочная технология: МОД -3, МОД - 1, МОД - 0.5, СКО - 2, ГЦР - 250 МОД - 3, МОД -1, МОД - 0.5, СКО - 2, ГЦР -250 Металлические саморазгру-жающиеся шлюзы (МСРШ)
Г абариты драги, м: длина, ширина, высота от уровня воды 34.5 10.6 9.15 21.0 9.65 9 50 16 17
Масса драги, т 172.5 162 390
Маломощные блочные драги не приспособлены для производительной выемки пород 4-5 категории, часовая производительность при доработке забоя не превышает 25 м3/ч или в сутки - не более 500-600 м3.
Рис. 1. Блочная мини-драга с емкостью черпака 75 л на разработке одной из россыпей Приамурья
Поэтому технология выемки песков должна предусматривать размыв и дезинтеграцию рыхлых отложений непосредственно в забое с небольшими энергозатратами на транспортирование подготовленных пород к выемочному органу драги. На всех стадиях технологии разработки - от подготовки до отвалообразования - процессы разупрочнения трудноразмываемых пород должны превалировать во избежание высоких потерь металла в глинистых окатышах.
Этим требованиям соответствует технология комбинированной разработки россыпных месторождений мини-драгой с использованием энергии напорной струи гидромонитора, установленного на палубе. Т ехнология гидромеханической разработки пород дражного забоя на основе мини-драги 50Д показана на рис. 2.
Комплекс гидромеханического оборудования для разработки мощных толщ рыхлых отложений россыпных объектов включает следующее оборудование:
- блочная мини-драга, производительностью 50-100 м3/ч;
- гидромонитор с дистанционным управлением ГМД-250;
- насос Д500-36;
Рис. 2. Технологическая схема гидромеханической разработки пород дражного забоя на основе блочной мини-драги 50Д: 1 - гидромонитор ГМД-250; 2 - мини-драга 50 Д; 3 - плавучий грунтонасос ГрУ - 400/20; 4 - плавучий пульпопровод; 5 -галечный отвал, 6 - галечная подсыпка под сваю
- грунтовый насос ГрУ-400/20 на плавпонтоне;
- плавучий пульпопровод.
Определены основные технологические параметры системы «гидромонитор-драга 50 Д - плавучий грунтонасос», указанные на рис. 1. Назначение гидромонитора на палубе драги - производить размыв глинистых пород и выполаживание высокого надводного борта до безопасных параметров. Грунтовый насос ГрУ-400/20 с бункером монтируется в трюме понтона, шарнирно связанным с кормовой частью драги под рамой стакера.
При отсутствии централизованного энергоснабжения питание электрооборудования осуществляют автономно от дизельной электростанции, устанавливаемой на берегу. Вырабатываемая электроэнергия напряжением 400 В по кабелю подается на драгу для пита-
ния электроприводов выемочного, промывочного и обогатительного оборудования драги.
Технология разработки пород высокого борта (до 10 м) заключается в размыве и самотечному транспортированию пород гидропотоками в забойную часть драги, экскавации разупрочненных и целиковых пород черпаковой цепью, промывке песков в барабанном грохоте и обогащению на отсадочных машинах. Галечные фракции дражной бочки с помощью ленточного конвейера (стакера) направляются в отвал, а эфельные хвосты обогащения поступают в приемный бункер грунтового насоса и далее по плавучему пульпопроводу к месту складирования.
Известно, что на драге поточная технология процессов выемки, промывки, обогащения и удаления хвостов по продолжительности занимает не более 5 мин, поэтому часть глинистых пород, неразмытых за этот промежуток времени в барабанном грохоте уходит в отвал в форме окатышей, унося значительную долю золота.
Чтобы добиться более полной дезинтеграции формируемых в дражной бочке глинистых окатышей, их размещают на дне дражного разреза, где они подвергаются размоканию и разупрочнению до текучего состояния, что позволяет высвободить частицы золота при повторной выемке галечных пород.
Использование энергии струи воды и природных сил гравитации приводит к качественным изменениям забойных золотосодержащих пород, что повышает производительность процесса черпания за счет увеличения коэффициента наполнения черпаков.
Подработка уступа дражного забоя высоконапорной струей гидромонитора и свободное перемещение размытых пород под действием сил гравитации и размывающих потоков способствует дезинтеграции и дифференциации материала.
На рис. 3 показан процесс гидравлического размыва высокого (Н = 12,7 м) надводного борта дражного забоя 250-литровой драги.
Выемка пород подводной части забоя производится механическим черпанием. Создаваемая при этом равномерная загрузка черпаков драги повышает стабильность и качество взаимосвязанных процессов классификации в дражной бочке и
Рис. 3. Размыв гидромонитором глинистых пород высокого надводного борта дражного забоя (Драга 250 л. Приамурье)
параметров гидродинамического режима обогатительного оборудования, что снижает потери золота.
Напор, создаваемый грунтовым насосом, достаточен для гидротранспортирования эфельного продукта на расстояние до 70 м с формированием намывных поверхностей для самозарастания.
Эффективное использование блочных мини-драг для разработки золотороссыпных объектов обеспечивается путем [3]:
- предварительной подготовки песков к выемке с использованием физических, физико-химических и биологических методов;
- максимальным использованием природных сил воздействия (гравитации, водной и воздушной сред и др.) для разупрочнения горного массива и дезинтеграции его отдельных агрегатов;
- разрушения глинистых включений с применением высоконапорных струй с целью их раскрытия и высвобождения частиц золота;
- снижения негативного влияния загрязненной воды оборотного водоснабжения на извлечение МТЗ на драгах.
Область эффективного применения мини-драг блочного типа включает: места стоянок промприборов отработанных россыпей, бортовые прирезки, выявленные целики карстовых западений, участки террасо-увалов и т.д. Особого внимания заслуживают отдель-
ные элементы техногенных структур дражного отвального комплекса (потери золота с глинистыми окатышами, недоработки в приплотиковой зоне, мелкое золото эфельных пород).
Несомненно, что сравнительно невысокая стоимость, возможность эксплуатации при незначительном уровне воды в рабочем разрезе, ускоренная передислокация на новый участок и другие преимущества блочных мини-драг станут особо привлекательными для недропользователей, разрабатывающих небольшие по запасам горной массы природные и техногенные россыпные месторождения.
------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кудряшов В.А., Тальгамер Б.Л., Гуричев А.В., Кудряшов Е.В. Проблемы и основные направления совершенствования дражного способа разработки россыпей // Колыма. - 1992, - № 2. - С. 16-18.
2. Компанейцев Е.А., Политюк В.И., Пятаков В.Г. Состояние и перспективы развития дражного флота // Колыма. - 1989. - № 10. - С.1-3.
3. Добрецов В.Б., Лигоцкий Д.Н., Опрышко Д.С., Якубовский М.М. Разработка малых обводненных россыпей мини-драгами // ГИАБ. Семинар № 12. - 2005.
— Коротко об авторах --------------------------------------------
Пономарчук Г.П. - кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник,
Сас П.П. - младший научный сотрудник,
Институт горного дела ДВО РАН, г. Хабаровск.
