Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обоснование технологии освоения подводных россыпных месторождений с обезшламливанием минерального сырья пульсационными потоками Тимошенко Сергей Владимирович

Обоснование технологии освоения подводных россыпных месторождений с обезшламливанием минерального сырья пульсационными потоками
<
Обоснование технологии освоения подводных россыпных месторождений с обезшламливанием минерального сырья пульсационными потоками Обоснование технологии освоения подводных россыпных месторождений с обезшламливанием минерального сырья пульсационными потоками Обоснование технологии освоения подводных россыпных месторождений с обезшламливанием минерального сырья пульсационными потоками Обоснование технологии освоения подводных россыпных месторождений с обезшламливанием минерального сырья пульсационными потоками Обоснование технологии освоения подводных россыпных месторождений с обезшламливанием минерального сырья пульсационными потоками
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Тимошенко Сергей Владимирович. Обоснование технологии освоения подводных россыпных месторождений с обезшламливанием минерального сырья пульсационными потоками : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.18.- Москва, 2002.- 149 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-5/1084-3

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Анализ горно-геологических условий и минеральных ресурсов континентального шельфа России 12

1.1. Горно-геологические условия крупнообъемного опробования россыпных месторождений континентального шельфа 12

1.1.1. Генезис россыпей континентального шельфа 12

1.1.2. Гранулометрический состав россыпей континентального шельфа. 13

1.2. Общемировой потенциал континентального шельфа 15

1.3. Ресурсы континентального шельфа РФ 15

1.4. Основные факторы способствующие освоению россыпей континентального шельфа 23

1.5. Опыт крупнообъемного опробования Чокурдахской морской россыпи касситерита 24

Глава 2. Исследование эффективности грунтозаборного оборудования для условий континентального шельфа 29

2.1. Анализ оборудования для грунтозабора с увеличенной глубиной всасывания 29

2.1.1. Эрлифтно-грунтонасосные установки 34

2.1.2. Погружные центробежные насосы 35

2.1.3. Эжекторные установки 37

2.2. Аналитическое обоснование эффективности грунтозаборного оборудования 45

Выводы 53

Глава 3. Обесшламливание минерального сырья в пульсационной колонне 54

3.1. Анализ существующих конструкций классификаторов 54

3.2. Область применения пульсационной аппаратуры 62

3.3. Конструкция и принцип действия классификационных пульсационных колонн 67

3.3.1. Конструкция пульсационной колонны 67

3.3.2. Конструкция и принцип действия пульсаторов для классификационных колонн 73

3.4. Экспериментальное исследование параметров работы пульсационной колонны при обесшламливании минерального сырья 77

3.4.1. Методика проведения экспериментов 77.

3.4.2. Результаты экспериментов 80

3.5. Аналитическое обоснование внешней и внутренней гидродинамики потока гидросмеси в условиях управляемого фракционирующего автоколебательного процесса 85

Выводы 89

Глава 4. Аналитическо-статистические исследования гидравлической крупности полезного компонента 90

4.1. Влияние гидравлической крупности зерен полезного компонента на параметры работы разведочно-эксплуатационного комплекса 90

4.2. Гидравлическая характеристика полезного компонента с учетом формы 91

4.2.1. Определение истинного объема минеральных частиц 93

4.2.2. Определение гидравлической крупности отдельной частицы с учетом формы 96

4.3. Экспериментальное определение точности расчета эквивалентного диаметра с учетом формы частицы 98

4.4. Обоснование выбора размера граничного зерна при обесшламливании минерального сырья в пульсационной колонне 102

Выводы 105

Глава 5. Разработка технологических схем освоения морских и внутриконтинентальных подводных месторождений 106

5.1. Методика инженерного расчета конструктивных параметров технологического комплекса включающего эжекторный грунтозабор и пульсационный колонный аппарат 106

5.1.1. Расчет эжекторной установки 106

5.1.2. Методика расчета пульсационной колонны 109

5.2. Краткий анализ существующих технологических схем разработки подводных отложений 111

5.3. Предлагаемые технологические схемы освоения подводных морских месторождений 116

5.3.1. Технологическая схема для комплексной переработки наносов из очистных сооружений ливнесточных систем 117

5.3.2. Технологическая схема разработки аллювиальных алмазосодержащих россыпей бассейна реки Конго 119

5.3.3. Технологические схемы для освоения россыпных месторождений континентального шельфа 123

Выводы 125

Литература 128

Приложения 137

Приложение 1 137

Приложение 2 140

Приложение 3 147

Ресурсы континентального шельфа РФ

Шельф Российской Федерации является самым обширным в мире по площади. Его ширина достигает местами 1200 км. Более того, шельф моря Лаптевых, Восточно-Сибирского, Чукотского и Берингова морей исключительно мелководен. Глубины здесь ограничены первыми десятками метров.

За последние 35 лет работы по изучению, поиску, разведке и оценке подводных россыпных месторождений и нерудного минерального сырья, включая техногенное сырье, проводились практически на всех акваториях, омывающих территорию РФ, а также во внутренних водоемах. Результатом этих работ явилось составление прогнозно-металлогенических и минерагенических карт масштаба 1:2500000 и 1:1500000 с врезами масштаба 1:200000 и 1:50000 на более перспективные районы с выделением участков под поисково-оценочные и разведочные работы на россыпи По акватории Белого и прибрежной части Японского моря (залив Петра Великого) была сделана морская геологическая съемка масштаба 1:200000. Конечным итогом, явилось обнаружение целого ряда россыпных месторождений и проявлений на континентальном шельфе РФ (рис. 1.1).

1. Дальневосточная шельфовая область, охватывающая мелководные зоны Японского и Охотского морей:

1.1. В пределах Южно-Приморской зоны выявлены морские россыпи золота в бухте Руднева (Тинкан), в бухте Наездник острова Аскольд и в бухте Тихангоу, являющейся продолжением в прибрежную зону отработанной на суше аллювиальной россыпи;

1.2. На самом юге Приморья в пределах косы Чурхадо установлены россыпи магнетитовых песков;

1.3. На мелководье Японского моря к северу от мыса Поворотный в пределах мелких бухт установлены проявления касситерит-монацитовых россыпей;

1.4. На мелководье и пляжах Курильских островов установлены и разведаны (Сахалинским ГУ) россыпи титано-магнетитовых песков с ванадием. Россыпи установлены практически на всех островах;

1.5. В Татарском проливе вблизи Совгавани в ряде бухт так же установлены россыпи магнетитовых песков;

1.6. В Северо-Западном Приохотье на пляжах и подводном склоне заливов Охотского моря, где были известны отработанные старателями пляжевые восстанавливающиеся россыпи золота, выявлен ряд объектов и перспективных участков на золото (Тугурский, Ульбанский заливы, бухта Медвежье Одеяло). На мелководье Шантарских островов обнаружена платина.

На отрезке мелководья от устья Удской губы до г.Охотск выявлены пляжевые россыпи золота, некоторые из которых отработаны старателями. В районе пересечения береговой линией Охотско-Кухтуйской депрессии, в Примагаданском районе и в районе полуострова Пьягина так же установлены россыпепроявления шлихового золота;

1.7. Протяженные ореолы золота с весовым металлом обнаружены морскими ГРР в донных осадках мелководной зоны Западной Камчатки, а так же, на отдельных участках пляжей. К северу от устьев рек Митоги, и Утки до Пенжинской губы известны комплексные россыпепроявления хромитов и платиноидов вместе с золотом;

1.8. На побережье Восточной Камчатки в ее южной части установлены пля-жевые россыпи магнетитовых песков. В районе Озеровского и Халактыр-ского пляжей возможны россыпи алмазов;

1.9. На мелководье и пляжах Командорских островов установлены россыпепроявления магнетит-хромитовых песков с платиноидами на пляжах островов Беринга и Медном.

2. Восточно-Арктическая шельфовая область, охватывающая северную часть Берингова моря, Чукотское, Восточно-Сибирское и море Лаптевых:

2.1. В районе Анадырского залива на пляжах и подводном склоне вблизи Золотогорья установлен ряд россыпей золота;

2.2. На косах и пересыпях фиордов Восточной Чукотки известны как уже отработанные россыпи золота, так и ряд перспективных участков;

2.3. В Чукотском море в районе мыса Шмидта были выявлены и частично отработаны россыпи касситерита, часто с золотом. Здесь же, в районе устья реки Рывеем расположена одна из крупнейших групп древних морских россыпей золота - Рывеемская группа часть объектов которой находится на морской акватории;

2.4. В районе Чаундской губы (Восточно-Сибирское море) расположены не-сколко подводных россыпей касситерита морского генезиса, а так же, морская техногенная россыпь образовавшаяся из хвостов Валькумейского рудника;

2.5. Россыпи шлихового золота обнаружены на пляжах в районе устья Колымы, а мористее, выявлены высокие содержания тонкодисперсного золота (до 500г/т). Кроме того, на шельфе Восточно-Сибирского моря обнаружена затопленная палеодолина р. Колымы с протяженностью в сотни км, которая является потенциальным источником древних погребенных россыпей золота;

2.6. В море Лаптевых к берегу подходит мощная Чекчуро-Чокурдахская рудная зона, которая трассируется через район м. Святой Нос в сторону Ля-ховских островов. К данному району приурочены мощная разведанная морская россыпь касситерита в вершине залива Ванькина Губа (Чокурдах-ская), ряд россыпепроявлений касситерита у выхода из залива на косе Чурхадо и мыса Нагой, а так же несколько небольших и средних россыпей Северо-, Западно- и Восточно-Ляховской групп, расположенных как на самих островах, так и на мелководье;

2.7. В приустьевой части р. Яны и на побережье до м. Буор-Хая обнаружены россыпные проявления перспективные на золото и титан-циркон-гранатовые пески;

2.8. К западу от устья р. Анабар в районе бухты Нордвик и о. Бегичев расположен район перспективный на алмазные россыпи;

2.9. Вдоль побережья Восточного Таймыра на пляжах и в бухтах выявлены проявления золота и редкоземельных минералов;

2.10. Район мелководья и проливов островов Северной Земли перспективен на россыпное золото. Здесь на ряде островов ведется добыча рудного и россыпного золота, а на акватории выявлено несколько небольших пляжевых россыпей приуроченных к устьям мелких водотоков.

3. Западно-Арктическая шельфовая область охватывающая Карское, Баренцево и Белое моря:

3.1. Акватория горла Белого моря, а так же Чешской губы, Двинского, Онежского и Мезинского заливов является перспективным районом на россыпи алмазов;

3.2. На прилегающем к югу Кольского полуострова шельфе Белого моря выявлены титан-редкометальные и золотые россыпепроявления;

3.3. На мелководье в районе Соловецких островов обнаружены алмазы, а так же, титан-гранатовые проявления.

4. На шельфе Балтийского моря в районе Калининградской области расположены месторождения янтаря, россыпи титан-циркониевых песков, а так же поля железомарганцевых конкреций (ЖМК).

5. Пляжи и мелководье крупных озер (Онежское, Ладожское) перспективны на алмазы, титан-циркониевые и высокоглиноземистые пески.

Рассматривая специализацию выявленных минерагенических единиц представленную в таблице 1.4 можно утверждать, что основным ресурсом россыпей шельфа РФ являются, как и во всем мире, касситерит, золото, минералы титана и железа, в меньшей степени - алмазы, хромит, циркон, платиноиды, янтарь и др.

Кроме того, континентальный шельф является огромнейшим источником строительных материалов Около 70% площади шельфа [11] покрыты осадками, являющимися источниками песка, гравия, галечника, карбонатных пород, илов и др.

Эжекторные установки

Другое направление по увеличению возможной глубины разработки подводных отложений связано с применением водоструйных аппаратов-эжекторов. Главное достоинство эжекторов - практически отсутствие всасывающей линии. Разрежение, создаваемое эжектором максимально приближено к забойному процессу пульпоприготовления и всасывания. Известно также, что разрежение создаваемое эжектором при правильном его расчете и профилировании проточной части достигает свыше 9 м.вод.ст., больше, чем может создать любой центробежный или поршневой насос, выпускаемый промышленностью.

В эжекторе происходят два процесса, органически связанные между собой: смешение потоков с последующей передачей энергии активного потока (жидкости из рабочей насадки) к пассивному (всасываемому). В качестве засасываемого (эжектируемого) потока может быть раствор, гидросмесь, газожидкостной поток и газовый поток с включениями твердых частиц.

Основными узлами эжектора являются: рабочая насадка, конфузор, камера смешения и диффузор. В зависимости от их констуктивного исполнения выделяют различные типы эжекторов (см. рис. 2.3) [18].

Рабочая насадка трансформирует потенциальную энергию давления рабочего потока в кнетическую энергию струи. Величина потерь энергии в насадке зависит от скорости истечения, геометрии и качества обработки ее внутренней конической поверхности (оптимальный угол конусности которой составляет 15ч-20).

Конфузор эжектора служит для плавного подвода потока эжектируе-мой гидросмеси. Этот канал определяет величину сопротивления входу пульпы (потери на трение) и энергетические затраты на смешение (потери на смешение). Следует отметить, что в случае идеального условия входа (векторы скоростей рабочего и эжектируемого потоков параллельны) потери на смешение минимальны, но потери на трение при малых углах наоборот максимальны. Таким образом, оптимальный угол входа эжектируемого потока при условии минимума потерь на смешение и трение равен 13.

В камере смешения происходит смешивание рабочего и транспортируемого потока. Достижение максимума статического давления соответствует длине камеры смешения равным четырем ее диаметрам, а полное выравнивание скоростей по сечению достигается на расстоянии восьми ее диаметров.

Диффузор служит для преобразования скоростного напора смешенного потока в энергию давления в выходном его сечении. Наибольшей эффективности соответствует диффузор с криволинейным профилем проточной его части, рассчитанный на основе равенства градиента давления по всей его длине. Однако, подобный диффузор сложен в изготовлении, и по этому наиболее широкое применение нашли конусные диффузоры. Минимум потерь при расширении потока у них достигается при угле конусности в 5,(Н8,00.

Эжектор не имеет движущихся механических частей, а энергия непосредственно передается в результате смешения потока с большим скоростным напором (рабочего потока) пассивному, имеющему меньший скоростной напор при равных статических давлениях в потоках.

Научно-техническое обоснование и различные научные концепции процесса эжектирования для конкретных геологических условий изложены в трудах известных ученых: Абрамовича Г.Н., Фридмана Б.Э., Огородникова СП., Тарыкина В.Д., Мустафина Х.Ш., Малухина Н.Г., Бороздича В.А..

Впервые эжектор на всасывающей линии грунтонасоса использовал. Бороздич В.А [9]. Но обстоятельные практические (в Калининском речном порту) и теоретические исследования использования эжектирования во всасывающей линии грунтонасоса проведено под руководством Огородникова СП. в Московском институте инженеров транспорта [55,56], а затем и его учениками В.А. Жердевым [23] и М.Е. Терехиным [57].

Используя уравнение количества движения и потери на смешение по формуле проф. П.Н. Каменева [27] СП. Огородников в своей докторской диссертационной работе [56] получил основное расчетное уравнение напора нагнетания эжектора.

Впоследствии П.П. Плетневым это уравнение было проверено и подтверждено в МИСИ имени В.В. Куйбышева [60].

С 1962 по 1972 г. во ВНИИНеруде были проведены исследования эжек-торного грунтозабора на землесосных снарядах [52,51]. Эжектор представлял собой водоструйный аппарат с выходом рабочего потока через кольцевую насадку (эжектор кольцевого типа) [39,38,50].

В.П. Лахтиным были проведены лабораторные исследования эжектор-ных всасывающих наконечников для разработки гравийно-песчаных грунтов. Аналитические исследования позволили предложить основные расчетные зависимости [39,38].

В настоящее время, спроектировано и изготовлено большое количество эжекторных земснарядов, как в нашей стране, так и за рубежом. Техническая характеристика некоторых из них представлена в таблице 2.2. Как видно из таблицы, глубина добычи эжекторных снарядов существенно выше, чем у грунтонасосных и достигает 100м. Несмотря на явное преимущество эжекторных снарядов их применение ограничено. Связано это с тем, что согласно распространенному мнению, КПД эжектора весьма низок и не превышает 17-25%, что по мнению автора не всегда соответствует действительности [8]. Рассмотрим более подробно эффективность грунтозаборного оборудования.

Конструкция пульсационной колонны

Пульсационный колонный аппарат может быть разделен на два отдельных устройства: непосредственно колонный аппарат и пульсатор.

Колонный аппарат имеет четыре основных функциональных узла. Ими являются: верхняя и нижняя отстойные, а так же рабочая и пульсационная камеры.

У классификационных пульсационных колонн (рис. 3.7) верхняя отстойная камера 2 представляет собой усеченный конус, направленный широкой частью вверх (рис. 3.8). В верхней части с наружной стороны его окружает переливной карман 5, предназначенный для сбора и отвода переливающегося через верхнюю кромку конуса продукта. Своей нижней частью он соединяется с рабочей камерой.

Рабочая камера 1 представляет собой вертикальный цилиндр (рис. 3.9), секционированный горизонтальными контактными тарелками. Последние, устанавливаются на определенном расстоянии друг от друга и имеют меньшее проходное сечение, чем сам корпус камеры (около 30%), что достигается при помощи их перфорирования. В промышленных колоннах, как правило, используются тарелки со щелевидной перфорацией, причем она выполняется таким образом, чтобы ток пульпы через щель происходил под некоторым углом. Обычно, это достигается путем загибания кромок отверстия в разные стороны. Щели могут располагаться как параллельно друг другу (рис.3.10а), так и радиально (рис.3.106). Устанавливаются они так, чтобы проходящий сквозь них поток гидросмеси был разнонаправлен. Это необходимо для создания и поддержания равномерного распределения пульпы по всему сечению камеры. К нижней части рабочей камеры присоединена нижняя отстойная.

Нижняя отстойная камера 3 представляет собой некоторую емкость для накопления прошедшего через рабочую камеру твердого материала. Особых требований к ее конструкции нет, кроме необходимости наличия в нижней части разгрузочного патрубка.

К верхней части нижней отстойной камеры подсоединяется пульсационная. Подсоединение может быть как боковым (что представлено на рисунке 3.7), так и кольцевым или многоточечным.

Пульсационная камера 4 представляет собой полый цилиндр, внутри которого может быть расположен сотовый успокоитель аналогичный по конструкции гидромониторным. Верхняя часть этой камеры соединяется с пульсатором 7 (рис.3.11), нижняя имеет штуцер для подвода промывной жидкости 6. Последняя подается под напором, создаваемым насосом.

Пульсатор служит для создания колебаний жидкости в пульсационной и связанной с ней рабочей камерах.

Пульсационная колонна работает следующим образом. Исходная водопесчаная смесь подается через загрузочный патрубок в верхнюю отстойную камеру. В промышленных колоннах затопление загрузочного патрубка составляет 1н-2м. Снизу в аппарат с определенным расходом подается промывная вода. Ее расход подбирают таким образом, что бы скорость восходящего потока по сечению рабочей камеры была способна вынести частицы твердого с определенной (граничной) гидравлической крупностью. Частицы, обладающие большей гидравлической крупностью, опускаются в нижнюю отстойную камеру и постепенно разгружаются, а меньшей - поднимаются и уносятся через сливной карман. Для повышения качества разделения песков на восстающий поток накладывают возвратно-поступательные колебания, генерируемые пульсатором.

Таким образом, при работе колонны имеет место два наложенных друг на друга процесса: периодическое (пульсационное) гидровзвешивание минеральных зерен на перфорированных тарелках и вынос гидравлически легких частиц через сливной карман.

Чередование восходящего и нисходящего потоков в рабочей зоне колонны периодически изменяет условия псевдоожижения слоя песка, скапливающегося на тарелках. При нисходящем потоке большая часть частиц уплотняется на тарелках, при восходящем - гидровзвешивается.

Восходящий поток создает условия для разделения (классификации) твердых частиц по гидравлической крупности. Однако и нисходящий поток так же благоприятен для этих целей. При нем происходит опережающее осаждение более крупных гидравлически частиц. Благодаря чему, наблюдается расслоение песков, когда более крупные частицы оказываются внизу лежащего на тарелке слоя, а легкие вверху.

Эффективность и управляемость классификации зависят от параметров пульсации (ее частоты, амплитуды и формы), а так же от расхода промывной воды. Контроль и управление всеми этими параметрами может осуществляться полностью автоматически (рис. 3.12).

В практике использования пульсационных колонных аппаратов в промышленности используются частоты колебаний порядка 3 СМ-100 кол/мин, с амплитудой в 15- 20мм, форма импульсов синусоидальная или пилообразная. Расход промывной воды при этом подбирают в зависимости от необходимого граничного размера зерна и диаметра колонны.

Аналитического обоснования выбора параметров колебаний для классификационных колонных аппаратов на сегодняшний день не существует. По мнению автора, это связано с тем, что подавляющая доля колонных аппаратов используется на операциях экстракции и сорбции, где основным технологическим параметром является время нахождения реагентов в колонне, а производительность зависит исключительно от диаметра колонны.

Кардинальным отличием классификационных колонн от колонн других типов является то, что по технологическим соображениям время нахождения твердой фазы в аппарате не имеет принципиального значения. Таким образом, производительность классификационных колонн может быть дополнительно увеличена за счет оптимизации параметров пульсации.

Краткий анализ существующих технологических схем разработки подводных отложений

Учитывая современный уровень развития техники, можно выделить всего четыре основных технологических подхода к освоению шельфа:

- ведение работ с плавсредств (морские драги, земснаряды, грейферы, различного типа платформы и др.);

- ведение работ с сооружением искусственных островов и дамб, в том числе со льда;

- ведение работ с берега (скреперы, наклонные скважины, горизонтальные горные выработки и др.);

- ведение работ с подводных аппаратов.

Последние два пункта, по мнению автора, имеют весьма ограниченные возможности применения. Так проведение разведочных и горных работ с берега ограничивается узкой прибрежной полосой. Ведение горизонтальных горных выработок уходящих под море возможно только в крайне благоприятных горно-геологических условиях и требует дополнительных затрат по обеспечению мер безопасности.

На сегодняшний день, в мире действует ряд подводных аппаратов, используемых для исследования и бурения континентального шельфа, а также для строительства и ремонта подводных сооружений [75]. Основным препятствием к широкому применению подобных аппаратов в горном и геологоразведочном деле являются крайне высокие капитальные и эксплуатационные затраты.

Освоение россыпных месторождений шельфа с сооружением искусственных островов и дамб, в подавляющем большинстве случаев, нецелесообразно по причине высокой стоимости и масштабности подготовительных работ.

Использование искусственно утолщенного ледового покрова в подходящих климатических условиях возможно при геологоразведочных работах. Так, ряд россыпей на шельфе Арктических морей был разведан при помощи бурения со льда в зимний период. В тоже время, следует отметить, что применение данной технологии уже на начальной стадии освоения месторождения при крупно-объемном опробовании, при опытно-промышленной добыче и при самих добычных работах имеет ряд существенных недостатков. Так, возникает сложная техническая задача перемещения всасывающего наконечника и самой гидроподъемной установки по полигону; большое количество размещенного на льду оборудования (технологические и энергетические установки, бытовки, пульповоды, кабели и др.) требует значительного времени и средств на эвакуацию, что может привести к возникновению чрезвычайной ситуации при резком изменении гидрометеорологических условий.

В мировой практике, на морских россыпных месторождениях наибольшее распространение получили механизмы и способы разработки, традиционно применявшиеся при эксплуатации континентальных россыпей. К ним относятся драги, земснаряды и переоборудованные под земснаряды морские баржи. Основными типами добычного оборудования являются [26]:

- механические (многочерпаковые драги; одноковшовые экскаваторы, установленные на понтоне; землечерпалки);

- канатные (грейферы; драглайны);

- гидравлические (землесосные, эрлифтные и эжекторные установки).

Подавляющая доля россыпных месторождений полезных ископаемых шельфа осваивается с плавсредств (морских драг и земснарядов). Выбор конкретной технологической схемы зависит от целого ряда параметров: вида полезного ископаемого, глубины моря, условий залегания россыпи, ее минера-ло-петрографического состава, расстояния от берега, гидрометеорологических, климатических и географических условий района работ, экологических факторов и др.

Применение морских драг целесообразно с технологической точки зрения, но с технической - имеет ряд недостатков, что доказано практически при их эксплуатации. В первую очередь, к ним относятся: повышенные капитальные и эксплуатационные затраты [20], ограничение технологического пространства и массы обогатительного оборудования размером, водоизмещением и осадкой понтона, повышенные энергетические затраты на перемещение самой драги по полигону. Существенным преимуществом драг является отсутствие затрат на транспортирование крупных объемов породы на берег (перевозится только полученный концентрат).

Следует отметить, что проведение обогащения на борту плавсредства не всегда возможно по экологическим соображениям. Так, например, использование и сброс за борт экологически вредных реагентов в море недопустимо, и следовательно, такие операции как флотация, амальгамация, выщелачивание должны отсутствовать.

При использовании различных землесосных снарядов наблюдается противоположная ситуация: капитальные и эксплуатационные затраты самого снаряда снижаются, но существенно возрастают затраты по транспортировке добытого минерального сырья на ПОФ или берег, где размещается обогатительное оборудование.

Любая технологическая схема для освоения россыпных месторождений континентального шельфа с применением плавсредств может быть классифицирована по следующим основным признакам:

1. ПО ТИПУ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПОДЪЕМА п.и. со ДНА:

- механический (черпаковая система);

- канатный (грейфер, драглайн);

- гидравлический (грунтовый насос, эжектор, загрузочный аппарат);

- пневматический (эрлифт);

- комбинированный.

2. ПО ВИДУ ТРАНСПОРТИРОВКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ НА БЕРЕГ:

- по пульповоду;

- баржами;

- отсутствует.

3. ПО МЕСТУ РАЗМЕЩЕНИЯ ОБОГАТИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ:

- на борту добычного плавсредства;

- на борту ПОФ;

- на суше;

- отсутствует.

Основные существующие способы транспортировки минерального сырья представлены на рисунке 5.1 [20,53,82,48,19].

В мировой практике при дражной добыче часто встречаются технологические схемы с применением первичной классификации (механической сепарации), предшествующей собственно гравитационному обогащению. Такие схемы применяются при разработке алмазосодержащих россыпей на Юго-Западном побережье Африки, при добыче платины (зал. Гудньюс) и золота (пр. Стефанса) в США, касситерита у побережья острова Пукет в Таиланде и др [53].

Основным типом используемого оборудования являются вибрационные, колосниковые и неподвижные грохоты. Реже используются реечные и гидравлические классификаторы. Известны и запатентованные технологические схемы с придонным обогащением (например [58]).

На самоотвозных земснарядах, при добыче строительных материалов, также часто устанавливают различные установки для первичного обогащения. [6]. При дноуглубительных работах на речных и морских акваториях иногда ведется попутная добыча ПГС. При этом, также используют технологические схемы с предварительной классификацией песков. Так, например, на некоторых землесосах типа «Прага» установлены гидравлические классификаторы типа ГЦКБ-2 [43].

Таким образом, повышение эффективности технологии подводной добычи достигается приближением процесса передела к месту выемки [82]. В тоже время, капитальные и эксплуатационные затраты добывающего плавсредства при этом возрастают.

Похожие диссертации на Обоснование технологии освоения подводных россыпных месторождений с обезшламливанием минерального сырья пульсационными потоками