авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Обоснование рациональной технологии разработки малых континентальных россыпных месторождений золота

-- [ Страница 2 ] --

Месторождения со средней величиной балансовых запасов около 30-35 кг остаются невостребованными к промышленному освоению не только из-за относительно невысокой стоимости балансовых запасов до 4-5 млн. руб., но и достаточно сложных горно-геологическими условий (наличие сезонной мерзлоты, сложный рельеф местности, повышенное содержанием валунов, рельеф плотика со значительными трещинами и западениями), что затрудняет реализацию существующей технологии.

Как видно из рис. 1-2, около половины всех россыпей Красноярского края имеют запасы песков до 200 тыс.м3, а промышленными запасами золота в объеме, не превышающем 50 кг, обладают 27% всех месторождений.

Рис. 3 Диаграммы распределения балансовых запасов (а) и содержания золота в 1м3 песков по месторождениям (Красноярский Край) (б).

Таким образом, только в одном Красноярском крае, на балансе которого числится более 350 россыпных месторождений (7,8% от общероссийских запасов) золота, около 100 россыпей можно отнести к малым, неэффективным к отработке существующей техникой и по существующим технологиям. По 10 наиболее характерным из них данные о запасах и содержании металла приведены на рисунке 3а,б.

На основании проведенного анализа существующей мобильной блочно-модульной горно-обогатительной техники, перспективной к использованию при освоении малых россыпей золота, определен состав работ и комплексов оборудования для различных горно-геологических условий производства добычных и первичных обогатительных работ, разработаны и обоснованы типовые технологические схемы освоения малых золотоносных россыпей портативной выемочно-погрузочной и обогатительной техникой, а также определены основные направления её совершенствования применительно к условиям малых россыпных месторождений.

Рис 4. Технологическая схема отработки обводненных россыпей с применением портативного экскаватора: H1– мощность торфов; H2 – мощность песков.

Схема, рассмотренная на рис. 4, предусматривает возможность частичного внутреннего отвалообразования путем размещения эфельных отвалов 5 на поверхности уложенных в выработанное пространство торфов 6. Схема предусматривает также возможность частичного внешнего отвалообразования объёма торфов с погрузкой последних микро-экскаватором в транспортное средство (микро-автосамосвал). Первоначальное размещение передвижной отвальной установки 4 осуществляется по поверхности отсыпанных на нерабочем борту пород, которые также играют роль дамбы 7. При осуществлении последующих ходов комплекса возможно передвижение установки по сформировавшейся поверхности эфельных отвалов.

Установка представляет собой смонтированный на передвижной платформе сливной шлюз с подведенным пульповодом. Подача эфельной фракции осуществляется грунтовым насосом непосредственно от промывочного прибора 3. К особенностям данной схемы следует отнести подтопление добычного уступа, что позволяет не только существенно разупрочнить пески перед экскавацией, но и создать систему оборотного водоснабжения обогатительной установки.

Торфа, уложенные во внутреннее выработанное пространство, играют роль фильтра - пропуская воду и удерживая промытые и складированные пески (необходимо учитывать фильтрационные свойства пород вскрыши). К очевидным недостаткам данной схемы можно отнести существенные потери и разубоживание золотосодержащих песков.

2. Применение торцевой фрезы в качестве режуще-транспортирующего органа портативной драги позволит повысить консистенцию всасываемой пульпы до 30-35%, что приведет к снижению себестоимости добычи и первичной переработки 1м3 песков более чем на 70% по отношению к себестоимости добычи портативной драгой без использования рыхлителя и более чем на 50% по отношению к себестоимости добычи драгой, оборудованной стандартным фрезерным рыхлителем.

Качественная подготовка горной массы к выемке в подводном забое и последующий параллельный процесс всасывания пульпы являются определяющими при подводной разработке полезных ископаемых. Проведенный анализ и систематизация методов подготовки горной массы к выемке в подводном забое позволили определить наиболее рациональные методы для условий малых обводненных россыпей.

В результате проведенных лабораторных исследований на модели процесса грунтозабора в подводном забое установлены определяющие конструктивные и технологические зависимости работы режуще-транспортирующего рабочего органа при мини-дражной разработке:

Рис 5. Общая схема работы опытной установки.

А – рабочая камера агрегата; 1 – загрузочный бункер; 2 – короб; 3 – червячный редуктор; 4 – ось фрезы; 5 – электродвигатель; 6 – тахометр; 7 – лабораторный автотрансформатор; 8 – основание; 9 – отверстие постоянного диаметра; 10 – приемный бункер.

Песок предварительно загружается в бункер 1 и заполняет короб 2, соединенный с рабочей камерой агрегата А (рис. 4). Под действием сил гравитации песок создает необходимый подпор и имитирует забой сечением, равным сечению отрабатываемой заходки торцевой фрезы. Лопасти фрезы 15 закреплены в пазах подшипника скольжения 12, а сам подшипник закреплен на валу (оси) фрезы 4. Вал посредством червячного редуктора 3 связан с двигателем переменного тока, частота вращения которого регулируется с помощью лабораторного автотрансформатора 7. Вследствие вращения режущих лопастей фрезы происходит перемещение объема песков по направлению от забоя к всасывающему пульповоду, роль которого выполняет выпускное отверстие 9 переменного сечения.

Конечной целью проведения экспериментальных работ являлось определение работоспособности предлагаемой модели торцевой фрезы и оптимальной конфигурации режуще-транспортирующих лопастей, в зависимости от их числа, частоты вращения и отношения диаметра всасывающего пульповода к общему диаметру рабочей камеры агрегата.

Рис. 6. Влияние числа оборотов фрезы на время отработки объема песков Рис. 7. Влияние диаметра всаса на время отработки объема песков

Анализ данных, представленных на рис. 6, показал, что применение режущего элемента в форме логарифмической спирали является оптимальным при скорости вращения фрезы до 120 об/мин (количество лопастей = const, диаметр всаса = const).

Применение режущего элемента в форме эвольвенты окружности (рис. 7) является оптимальным при диаметре всаса до 42-43 мм (количество лопастей = const,  скорость вращения  = const).

Эксперимент, связанный с исследованием влияния числа лопастей торцевой фрезы на время отработки объема песков показал, что применение режущего элемента в форме эвольвенты окружности является оптимальным при количестве режуще-транспортирующих лопастей до 3 штук (диаметр всаса = const,  скорость вращения = const).

Установлено, что по условиям транспорта максимальная консистенция пульпы составляет 40-60%, при сохранении устойчивой работы землесоса. По данным практики, при работе земснаряда без предварительного рыхления среднее содержание твердого вещества в пульпе составляет 6-8%, а оборудованного стандартным фрезерным рыхлителем – 12-15%, в то время как аналог рыхлителя, предложенного автором работы, позволяет повысить консистенцию пульпы до 30-35%.

Без использования рыхлителя С использованием стандартного фрезерного рыхлителя С использованием торцевой фрезы

Рис. 8. Себестоимость добычи и переработки 1м3 песков

портативными драгами различной производительности

Экономическая эффективность использования торцевой фрезы в качестве режуще-транспортирующего органа мини-драги определена как снижение удельных эксплуатационных затрат на добычу 1м3 породы.

Таким образом, применение торцевой фрезы в качестве режуще-транспортирующего органа портативной драги позволит снизить себестоимость добычи и первичной переработки 1м3 песков более чем на 70% по отношению к себестоимости добычи портативной драгой без использования рыхлителя и более чем на 50% по отношению к себестоимости добычи драгой, оборудованной стандартным фрезерным рыхлителем.

3. Способ разрушения валунов с помощью низкочастотного нагрева при освоении малых золотоносных россыпей исключает из технологического цикла производство взрывных работ и отличается от других способов меньшей металлоемкостью и простотой изготовления установок непосредственно на предприятиях.

Содержание валунистых включений при разработке россыпных месторождений золота является одним из главных критериев выбора способа ведения добычных работ.

Анализ характера распределения малых россыпей Красноярского края по гранулометрическому составу торфов определил следующее (рис.9):

Рис. 9. Характеристика распределения малых россыпей Красноярского края по содержанию валунистых включений

В существующей практике проектирования и производства работ на россыпных месторождениях золота относительное содержание валунов на месторождении, превышающее 10-15%, предполагает использование технологии взрывного, механического или электрофизического дробления негабаритов.

Характерной особенностью всех механических способов разрушения горных пород является то, что машины и механизмы создают в разрушаемом массиве в первую очередь сжимающие напряжения, а затем сдвигающие. В то же время известно, что горные породы наиболее эффективно разрушаются от растягивающих напряжений, которые по порядку величин составляют доли от напряжений сжимающих. Этим объясняется большая энергоемкость механического разрушения.

Основой работы всех породоразрушающих механизмов является электроэнергия. Однако, к горной породе она подводится после многократных преобразований, что вызывает значительные потери, требует наличия сложного, громоздкого оборудования. Многократное преобразование электроэнергии и неполное использование той её части, которая доводится до забоя, является основной причиной, которая приводит к высокой стоимости и энергоемкости механических способов разрушения горных пород (себестоимость разделки 1м3 негабарита механическим способом выше в 2-3 раза, чем при взрывном способе, и в 5-6 раз – чем при электрофизическом), низкой эффективности процесса разрушения. Наряду с этим, в случае разработки малых россыпных месторождений использование взрывного и механического дробления негабаритов не представляется возможным, ввиду специфики ведения работ (при взрывном способе) и высокой металлоемкости оборудования (при механическом дроблении).

Рис. 10 Принципиальная схема разрушения негабарита в производственных условиях: 1 – негабарит; 2 – низкочастотная установка; 3 – понижающий трансформатор; 4 –  распределительное устройство (генератор).

Применение устройств электрофизического разрушения горных пород (валунов) более рационально, так как предполагает использование мобильного и относительно компактного оборудования, получающего питание от местного источника энергоснабжения (мини-ГЭС, ВЭУ, ДВС).

Упрощенный расчет мощности установки:

(1)

где: - мощность установки, кВт; - энергоемкость разрушения кВтч/м3; - объем валуна или негабарита; - время разрушения, ч.

Энергоемкость разрушения горной породы определяется для каждого конкретного случая экспериментально. Время разрушения принимается от 5 до 10 (реже до 15) мин. в зависимости от объема негабарита или валуна.

Напряжение, которое необходимо подвести к электродам для получения необходимой мощности, определяется по формуле

(2)

где: - напряжение на электродах, В; - диаметр электродов, мм; - длина канала породы, по которому идет ток, мм; - толщина слоя породы, по которому идет ток, см. (обычно =0,1-0,3 см); - удельное сопротивление породы при данной температуре, Ом·см.

 5 минут 10 минут 15 минут ребуемая мощность установки в зависимости от-21

5 минут 10 минут 15 минут

Рис. 11 Требуемая мощность установки в зависимости от объема разрушаемых валунов и времени на разрушение одного негабарита (порода валунов – кварцит).

Исходя из относительного содержания валунов в материале россыпи, требующих дробления, а также среднего единичного объёма одного негабарита, можно определить требуемую мощность установки низкочастотного разрушения горных пород и ориентировочное время, затрачиваемое на дробление (рис. 11).


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой содержится решение важной для золотодобывающей промышленности задачи по обоснованию возможности освоения непромышленных малых россыпных месторождений с помощью предложенных новых технологий их разработки с использованием мобильного блочно-модульного горно-обогатительного оборудования.

Основные научные результаты и выводы заключаются в следующем:

1. Установлено, что около 30% всех россыпных месторождений России являются малыми россыпями, неперспективными к освоению из-за небольших запасов песков в объеме менее 200 тыс.м3 и золота – до 50кг.

2. Обоснована возможность и представлены технологические схемы освоения малых золотоносных россыпей современной зарубежной и отечественной мобильной блочно-модульной горно-обогатительной техникой.

3. Впервые установлено, что применение режущего элемента торцевой фрезы портативной драги в форме эвольвенты окружности позволяет повысить консистенцию всасываемой пульпы до 30-35%, что снижает энергозатраты на единицу объема добываемого сырья и повышает стабильность последующего процесса обогащения.

4. Установлены определяющие конструктивные и технологические зависимости производительности режуще-транспортирующего органа при мини-дражной разработке:

- применение режущего элемента в форме логарифмической спирали является оптимальным при частоте вращения фрезы до 120 об/мин (количество лопастей = const, диаметр всаса = const);

- применение режущего элемента в форме эвольвенты окружности является оптимальным при диаметре всаса до 42-43 мм (количество лопастей = const,  скорость вращения  = const);

- применение режущего элемента в форме эвольвенты окружности является оптимальным при количестве режуще-транспортирующих лопастей до 3 штук (диаметр всаса = const, скорость вращения = const).

5. Обоснована возможность применения экологичного и экономичного способа низкочастотного нагрева для разрушения валунов при освоении малых россыпей, исключающего производство взрывных работ.

6. Предложен метод выбора независимых источников рационального энергоснабжения для освоения малых россыпных месторождений в отдаленных и труднодоступных районах.

7. Экономическая эффективность использования торцевой фрезы в качестве режуще-транспортирующего органа мини-драги позволит снизить себестоимость добычи и первичной переработки 1м3 песков более чем на 70% по отношению к себестоимости добычи портативной драгой без использования рыхлителя и более чем на 50% по отношению к себестоимости добычи драгой, оборудованной стандартным фрезерным рыхлителем.

8. Расчетный экономический эффект при освоении малого россыпного месторождения «Река Оллончимо» Северо-Енисейского района Красноярского края портативной горно-транспортной техникой составит 2,14 млн. рублей при сроке окупаемости затрат в 4,5 месяца.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1. Кисляков В.Е. Освоение россыпных месторождений средствами малой механизации / Кисляков В.Е., Опрышко Д.С. // Сб. Современные технологии освоения минеральных ресурсов. – Красноярск. – 2003. – с. 119-122.

2. Кисляков В.Е. Экономическая эффективность освоения россыпных месторождений золота средствами малой механизации / Кисляков В.Е., Опрышко Д.С. // Сб. Перспективные материалы, технология, конструкции, экономика. – Красноярск. – 2003. – с. 185-187.

3. Кисляков В.Е. Проблемы освоения россыпных месторождений золота средствами малой механизации / Кисляков В.Е., Опрышко Д.С. // Сб. Совершенствование методов поиска и разведки, технологии добычи и переработки полезных ископаемых. – Красноярск. – 2003. с. 35-39.

4. Опрышко Д.С. Выбор технологии освоения россыпных месторождений средствами малой механизации // Сб. Современные технологии освоения минеральных ресурсов. – Красноярск. – 2004. – с. 244-250.

5. Кисляков В.Е. Малая механизация при разработке россыпных месторождений / Кисляков В.Е., Опрышко Д.С. // Сб. Золото Сибири и дальнего востока: геология, геохимия, технология, экономика, экология. – Улан-Удэ. – 2004. – с. 394-397.

6. Добрецов В.Б. Минеральные ресурсы России и перспективы освоения малых россыпных месторождений золота / Добрецов В.Б., Сендек С.В. Опрышко Д.С. // Известия вузов. Горный журнал.– Екатеринбург. – 2005. №2. – с. 15-24.

7. Опрышко Д.С. Проблемы освоения малых континентальных россыпных месторождений золота // Сб. Новые идеи в науках о земле. – Москва. – 2005. – Т.2. – с.81

8. Добрецов В.Б. Разработка малых обводненных россыпей мини-драгами / Добрецов В.Б., Лигоцкий Д.Н., Опрышко Д.С. // Сб. Неделя горняка – 2005. – Москва. – 2005. – с. 238-244.

9. Добрецов В.Б. Средства механизации и технология разработки малых обводненных золотоносных россыпей / Добрецов В.Б., Кулешов А.А., Лигоцкий Д.Н., Опрышко Д.С. // Научно-аналитический и производственный журнал «Горное оборудование и электромеханика». – Москва. – 2006. – №2. – с. 32-36.

10.  Добрецов В.Б. Проблемы восстановления и обеспечения рациональной эксплуатации водохранилищ и внутригородских водоемов / Добрецов В.Б., Опрышко Д.С. // Сб. Экология и развитие общества. – СПб.: МАНЭБ. – 2005. – с. 101-104.

11. Добрецов В.Б. Выемочное и транспортное мини-оборудование для разработки малых обводненных золотоносных россыпных месторождений / Добрецов В.Б., Лигоцкий Д.Н., Опрышко Д.С. // Сб. Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения. – Воркута. – 2006. – Т.1. – с.273-277.

12. Опрышко Д.С. Анализ способов энергетического обеспечения освоения малых континентальных золотоносных россыпей // Сб. Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения. – Воркута. – 2006. – Т.2. – с.617-621.

13. Добрецов В.Б. Рационализ

Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.