CC BY
39
18. Kostromin M. V., Leontiev A. A. Analiz razrabotki glubokozalegayushchikh placers Zabaykalya [Analysis of the development of deep-lying placers in Transbaikalia]. 2009[Electronic resource]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n7analiz-razrabotki-glubokozalegayuschih-rossypey-zabaykalya (accessed 10.09.2020).
19. Danilchenko D. G., Sekisov G. V. Glubokozalegayushchy placers of the Far Eastern region of Russia as modern objects of open development // Gorny informatsionno-analiticheskiy bulletin. 2010. [Electronic resource]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n / glubokozalegayuschie-rossypi-dalnevostochnogo-regiona-rossii-kak-sovremennye-obekty-otkrytoy-razrabotki (accessed 12.09.2020).
20. Kislyakov V. E., Tsymbalyuk N. A., Denner V. I. Fractionation of the tailings of the efel dump during the drazhnaya development of placers. 2020. No. 1 (105). pp. 51-54.
21. Tsymbalyuk N.A., Denner V. I. Method of calculation eveliny tails with dredge method placers // Proc. nauch. Tr. XVI Intern. Conf. students, postgraduates and young scientists "Avenue Free - 2020": 6 April - 16 may 2020 / ed. by K. S. Franchuk. Krasnoyarsk: Sib. Feder. Univ, 2020. S. 1441 - 1443.
22. Kislyakov V. E., Tsymbalyuk N.And. Modeling bias efilego of the blade with dredge field development // Proc. nauch. Tr. Intern. nauch.-practical. Conf. "Science, Society, progress-2018": November 25, 2018 / Moscow: RusAlyans Sova, 2018. pp. 317-321.
УДК 622.271.5
ТЕХНОЛОГИЯ ДРАЖНОЙ РАЗРАБОТКИ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КРАЙНЕГО СЕВЕРА
В.Е. Кисляков, Р.З. Нафиков
Предложен способ продления добычного сезона при дражной разработке россыпных месторождений в районах Крайнего Севера. Основная идея способа заключается в изолировании дражного разреза от воздействия отрицательных температур. Рассмотрены возможность крепления бортовых канатов посредством береговых роликов, способы выемки пород в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также системы разработки россыпей драгами при применении предлагаемой технологии. Представлена схема разработки месторождения при изолировании дражного разреза с учетом календарного планирования.
Ключевые слова: драга, россыпное месторождение, Крайний Север, добычной сезон.
На сегодняшний день Россия занимает лидирующую позицию по золотодобыче в мире, уступая лишь Китаю и Австралии [1, 2]. Большая часть золота страны добывается из рудных месторождений, однако добыча из россыпных месторождений осуществляется не менее эффективно [3 - 5].
Интенсивная эксплуатация россыпных месторождений привела к тому, что в настоящее время все наиболее богатые россыпи истощены. К сожалению, новые технологии не могут решить главную проблему россыпной золотодобычи - естественное сокращение и ухудшение сырьевой базы.
Освоение новых месторождений связано с большими капитальными затратами и длительным сроком окупаемости вложений.
Наиболее высокими технико-экономическими показателями при разработке россыпных месторождений полезных ископаемых обладает дражный способ разработки, имеющий ряд значительных преимуществ перед другими способами [6 - 11]. При этом добычной сезон драги также зависит от климатических условий. В условиях Крайнего Севера продолжительность сезона может составлять всего 160 - 180 дней. Однако современный уровень развития технических средств в этой отрасли достаточно высокий, чтобы выполнять работы практически круглогодично. Для этого необходимо установить экономическую целесообразность данных работ, предварительно определив комплекс инженерных мероприятий, которые позволят обеспечить достаточно высокую эффективность эксплуатации драги в зимний период.
Практика показывает, что при правильном решении данных вопросов разработка россыпных месторождений дражным способом в зимнее время может быть достаточно эффективной.
Так, авторами был предложен способ продления добычного сезона, основанный на изолировании дражного разреза от воздействия отрицательных температур ангаром, выполненным из современных искусственных материалов [12 - 14]. В качестве наиболее эффективного материала был выбран сотовый поликарбонат ввиду его низкого коэффициента теплопроводности, высокой светопропускаемости и рабочей температуры до -40 °С, что весьма важно в районах Крайнего Севера.
Рассмотрим технологические решения при использовании предлагаемой технологии разработки россыпных месторождений. Как известно повороты свайных драг осуществляются с помощью бортовых канатов. Канаты пропускают через береговые ролики, что уменьшает их износ при перемещении по поверхности россыпи, а также снижает нагрузку на двигатель лебедки. Ролики в свою очередь через оттяжку крепятся к «мертвякам». При изолировании дражного разреза ангаром береговые ролики следует устанавливать в непосредственной близости за его периметром (рис. 1).
Таким образом, обнаженные области в конструкции ангара сводятся к минимуму, что способствует благоприятному температурному режиму в изолированном пространстве разреза. Закреплять ролик следует на двух или трех оттяжках, что делает его более устойчивым и предотвращает перемещение ролика при повороте драги.
Выемка пород в вертикальной плоскости разделяется на послойную выемку и выемку поддором. В случае выемки поддором обрушение породы может повлиять на устойчивость ангара, поэтому необходимо применять исключительно слоевую выемку. При этом слоевая выемка обеспечивает лучшие условия и показатели работы драг.
Наиболее распространенными способами выемки пород в горизонтальной плоскости являются выемка прямым и косым забоем. Размеры ангаров для определенной модели драги при вышеупомянутых способах практически идентичны из-за большого вылета стакера при односторонней отработке россыпи (рис. 2).
Рис. 1. Схема крепления береговых роликов при изолировании дражного разреза: 1 - бортовой канат; 2 - береговой ролик; 3 - оттяжки; 4 - «мертвяки»; 5 - дражный ангар
месторождения: а - прямым забоем; б - косым забоем
Однако срок окупаемости предприятия при работе драги косым забоем будет на 20...35 % меньше, чем прямым. Таким образом, если нет острой необходимости предотвращения подсыпки пласта песков отвалами или одностороннего расположения отвалов следует применять выемку прямым забоем.
На выбор системы разработки россыпных месторождений оказывает их тип и параметры, такие как длина, ширина, мощность. Существуют следующие системы дражной разработки: одинарно-продольная, одинарно-поперечная, смежно-продольная, смежно-поперечная и комбинированные.
Смежные системы разработки при предлагаемой технологии применять не целесообразно по следующим причинам. Увеличение оптимальных размеров ангара для одновременной разработки месторождения двумя-тремя (реже большим числом) смежными забоями одностороннего направления негативно отразится на температурном режиме в изолированном пространстве дражного разреза, в результате чего уменьшится годовая производственная мощность драги. Также при этом увеличатся затраты на строительство ангара и его эксплуатацию. В случае сохранения оптимальной ширины ангара возникает проблема передвижки и установки его на смежный забой.
При применении предлагаемой технологии рекомендуется такое планирование работ, чтобы один выемочный участок обеспечивал производство в течение всего зимнего периода, что позволит исключить развороты драги и ангара. Схема работ в этом случае упрощается, и затраты на горно-подготовительные работы значительно сокращаются. Однако если ширина россыпи больше оптимальной ширины дражного забоя, то разработку ведут по одинарно-поперечной или одинарно-продольной системе в забоях взаимопротивоположного направления. В данном случае необходимы повороты драги и ангара. При этом поворот драги и ангара следует выполнять строго одновременно. Поворот ангара, как и его передвижку, следует производить бульдозером при помощи стальных канатов, закрепленных к салазкам ангара. Предлагаемая технология предусматривает, что в летний период осуществляются добычные работы на участке 1 (рис. 3). При этом может быть использована любая система разработки. В это же время производится вскрытие полигонов, предназначенных для зимней разработки - участок 2. При необходимости производят выполаживание с помощью бульдозеров. Далее подготовленный участок предохраняют от промерзания. На сегодняшний день существует множество способов, например, укладка теплоизолирующих покрытий, затопление подготовленных запасов и другие. Наиболее экономичным видом является осеннее рыхление грунта.
Рис. 3. Пример календарного планирования разработки месторождения дражным способом при применении предлагаемой технологии: 1, 2 - участки, отрабатываемые в первый год без изолирования и с изолированием разреза дражным ангаром; 3 - участок, отрабатываемый во второй год без изолирования разреза; 4 - балансовые запасы; 5 - контур дражного карьера; 6 - водоприток; 7 - накопительный
зумпф
Также в этот период рядом с участком, предназначенным для зимней добычи, следует подготавливать накопительный зумпф 7. Зумпф служит дополнительным источником водоснабжения в дражный разрез в период устойчивых отрицательных температур окружающего воздуха. Рекомендуемый объем зумпфа для драг разных типоразмеров можно рассчитать по формуле
У3 = 3,6 • д • Тз • Ки + Sз • Ил, м3,
где д - необходимый приток воды в дражный разрез, л/с; Тз - продолжительность добычных работ в период отрицательных температур, сут; Ки -коэффициент использования рабочего времени; 8з - площадь зумпфа, м ; Нл - средняя мощность ледяного покрова в зимний период, м.
К моменту наступления поздней осени, когда среднесуточная температура окружающего воздуха устанавливается ниже среднесуточной температуры воды в дражном разрезе, драга должна закончить добычные работы на участке 1. К этому периоду монтаж ангара должен быть практически завершен. При этом следует оставить торцевую часть ангара открытой для оперативного перекрытия драги и разреза. Для рационального использования рабочего времени с монтажом ангара рекомендуется совмещать ремонтные работы на драге. После завершения вспомогательных работ производится разработка подготовленного участка 2, при этом добычные и обогатительные работы, а также отвалообразование в зимний период ведутся внутри ангара.
К началу весны драга должна подойти к участку 3, в этот период ангар частично демонтируют и перемещают на безопасное расстояние до следующей осени.
Также следует отметить, что нижнюю часть ангара со стороны стакера драги необходимо выполнять в виде откидных резиновых полотен. В процессе передвижения ангара полотна под собственным весом будут налегать на отвалы и перемещаться по ним, исключая тепловыделение из ангара. Высота крепления полотен должна определяться исходя из максимального значения высоты отвалов при конкретных условиях разработки месторождения и может регулироваться в течение всего периода использования ангара.
Результаты исследований могут быть использованы на россыпных месторождениях, расположенных в районах Крайнего Севера, разработка которых осуществляется дражным способом. Это позволит продлить добычной сезон и значительно повысить годовую производственную мощность дражного оборудования.
Работа в данном направлении ведется при поддержке Красноярского краевого фонда науки для проектов прикладных научных исследований и экспериментальных разработок, выполняемых магистрантами и аспирантами в целях обеспечения устойчивого развития Арктики и территорий Крайнего Севера.
Список литературы
1. Зуев К.Н. Состояние и тенденции развития золотопромышленности в мире и России // Экономика в промышленности. 2014. № 2. С. 114120.
2. Борисович В.Т., Маджидов Б.С. Оценка современного этапа развития мировой и Российской золотодобычи // Экономика и предпринимательство. 2016. № 4-2. С. 192-196.
3. Вареничев А.А., Комогорцев Б.В., Гудзенко В.Т. Основные направления золотодобычи в России // Горный информационно -аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2017. № 1. С. 231-237.
4. Аксенов С.А. Тенденции и перспективы развития золотодобывающей промышленности РФ // Рациональное освоение недр. 2018. № 2. С. 38-46.
5. Косов М.Е. Анализ российского рынка золота и тенденций его развития // Экономический анализ: теория и практика. 2019. № 3. С. 413 -426.
6. Ершов В.А. Целенаправленное преобразование россыпных месторождений при дражной разработке // Горная промышленность. 2010. № 5. С. 70-72.
7. Тальгамер Б.Л., Чемезов В.В. Оценка техногенных россыпей и методов определения их // Вестник ИрГТУ № 12 (71). 2012. С. 126-130.
8. Garnett R. H. T. Graphical representation of production results versus estimates in placer mining // Transactions of the Institutions of Mining and Metallurgy. Section B: Applied Earth Science. 2015. Vol. 124, No. 3. Р. 175-190.
9. Brown L., Vearncombe J. Critical analysis of successful gold exploration methods // Transactions of the Institutions of Mining and Metallurgy. Section B: Applied Earth Science. 2014. Vol. 123. No. 1. Р. 18-24.
10. Johnson K., Mackenzie A. Gold Dredging in the Klondike and Number 4 // Annual Conference of the Canadian Society for Civil Engineering. Edmonton, 2012. Vol. 1. Р. 211-220.
11. Zhang T., Dong Y., Yang C., Guan Q., Gao J. Bedrock samples from the Chukchi Borderland, Arctic Ocean-First Chinese dredge in the polar regions // Acta Oceanologica Sinica. 2019. Vol. 38. No. 11. Р. 162-164.
12. Кисляков В.Е., Нафиков Р.З. Параметры изолирующей конструкции при дражной разработке в условиях отрицательных температур // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2016. Вып. 2. C. 95-101.
13. Нафиков Р.З., Кисляков В. Е. Продление рабочего сезона драги // Горный информационно-технический бюллетень (научно-технический журнал). В 2 т. 2017. № 12 (специальный выпуск 38) Т. 2. С. 393-399.
14. Нафиков Р.З., Кисляков В. Е.Способ дражной разработки месторождений в условиях Крайнего Севера // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. Вып. 3. 2020. С. 171-179.
Кисляков Виктор Евгеньевич, д-р техн. наук, проф., VKislyakov@sfu-kras.ru, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет, Институт горного дела, геологии и геотехнологий,
Нафиков Равиль Зиннурович, асп., Ravik ¡77@,mail.ru, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет, Институт горного дела, геологии и геотехнологий
TECHNOLOGY OF DREDGE DEVELOPMENT OF PLACER DEPOSITS
IN THE FAR NORTH
V.E. Kislyakov, R.Z. Nafikov
A method is proposed for extending the mining season at dredging development of placer deposits in the Far North. The main idea of the method is to isolate the dredge incision from the effects of negative temperatures. The possibility of fastening side ropes by means of coastal rollers is considered, methods of excavation of rocks in the vertical and horizontal planes, as well as systems for the development of placers with dredges when using the proposed technology are considered. The scheme of field development when isolating a dredge incision is presented, taking into account scheduling.
Key words: dredge, placer deposit, Far North, mining season.
Kislyakov Victor Evgenyevich, doctor of engineering sciences, professor, VKislya-kov@,sfu-kras. ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University,
Nafikov Ravil Zinnurovich, postgraduate, Ravik_177@mail. ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University
Reference
1. Zuev K. N. The state and trends in the development of the gold industry in the world and Russia // The economy is in the industry. 2014. No. 2. pp. 114-120.
2. Borisovich V. T., Majidov B. S. Assessment of the current stage of development of world and Russian gold mining // Economics and Entrepreneurship. 2016. No. 4-2. pp. 192-196.
3. Varenichev A. A., Komogortsev B. V., Gudzenko V. T. Osnovnye napravleniya zolotodobychi v Rossii [Main directions of gold mining in Russia]. 2017. No. 1. P. 231-237.
4. Aksenov S. A. Trends and prospects for the development of the gold mining industry of the Russian Federation // Rational development of mineral resources. 2018. No. 2. P. 38-46.
5. Kosov M. E. Analysis of the Russian gold market and its development trends // Economic analysis: theory and practice. 2019. No. 3. pp. 413-426.
6. Yershov V. A. Purposeful transformation of placer deposits in drazhnaya raz-rabotka // Mining Industry. 2010. No. 5. pp. 70-72.
7. Talgamer B. L., Chemezov V. V. Evaluation of technogenic placers and methods for determining them // Vestnik IrSTU No. 12 (71). 2012.pp. 126-130.
8.Garnett R. H. T. Graphical representation of production results ver-sus estimates in placer mining. Transactions of the Institutions of Mining and Metallurgy. Section B: Applied Earth Science. 2015. Vol. 124, No. 3. p. 175-190
9. Brown L., Vearncombe J. Critical analysis of successful gold exploration methods. Transactions of the Institutions of Mining and Metallurgy. Section B: Applied Earth Science. 2014. Vol. 123, No. 1. R. 18-24.
10. Johnson K., Mackenzie A. Gold Dredging in the Klondike and Number 4. Annual Conference of the Canadian Society for Civil Engineering. Edmonton, 2012. Vol. 1. R. 211-220.
11. Zhang T., Dong, Y., Yang C., Guan Q., Gao J. Bedrock samples from the Chukchi Borderland, Arctic Ocean-First Chinese dredge in the polar regions. Acta Oceanologica Sinica. 2019. Vol. 38. No. 11. R. 162-164.
12. Kislyakov V. E., Nafikov R. Z. Parameters of the insulating structure at drazhna-ya razrabotka under conditions of negative temperatures // Izvestiya Tulskogo gosudarstven-nogo universiteta. Earth Sciences. 2016. Issue 2. C. 95-101.
13. Nafikov R. Z., Kislyakov V. E. Prolongation of the working season of draghi // Gorny informatsionno-tekhnicheskiy bulletin (nauchno-tekhnicheskiy zhurnal). Moscow: Gornaya kniga Publishing House. In 2 vol. 2017. No. 12 (special issue 38) Vol. 2. pp. 393399.
14. Nafikov R. Z., Kislyakov V. E. Method dredge development IU-an effective in conditions of the far North // Izvestiya of the Tula state University. Earth Sciences. Vol. 3. 2020. P. 171-179.
УДК 621.311
СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОВРЕЖДЕНИЙ В КАРЬЕРНОЙ СЕТИ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА
Р.В. Клюев, И.И. Босиков, О.А. Гаврина, К.С. Крысанов
Основным результатом выполненной работы является проведение анализа повреждаемости в электрической сети напряжением 6 кВ карьера. Статистический анализ повреждений был осуществлен на основе проведения комплексных исследований за несколько лет и позволил наиболее полно и достоверно их оценить и принять меры для устранения повреждений в будущем. Был исследован фидер, питающий карьер горно-металлургического комбината, на который приходится порядка 50 % всех повреждений на карьере. Регистрация повреждений проведена на подстанции «Штольня - Главная» на основании срабатывания сигнализации земляной защиты и максимальной токовой защиты от токов короткого замыкания. Установлено, что около 90 % всех видов повреждений приходятся на однофазные замыкания на землю, которые во многих случаях переходят в многофазные и отключаются токовыми защитами. Приведены графики повреждаемости по временам года, месяцам, дням недели и сменам. Выводы содержат рекомендации по повышению уровня эксплуатации электрооборудования карьера.
Ключевые слова: электрические сети, повреждения, карьер, график распределения, профилактические мероприятия, схема электроснабжения.
