Введение к работе
Актуальность работы, В нашей стране в широких масштабах ведется разработка россыпных месторождений золота, алмазов, олова открытым и подземным способами. В настоящее время в связи с вовлечением в разработку месторождений со сложными горно-геологическими условиями, в связи с возросшими экологическими требованиями и экономическими проблемами значительно возросла роль эффективности и надежности проектных решений, которые в первую очередь определяются наличием научно-методического обеспечения, в том числе наличием необходимой информации и специальных расчетов для определения как технологических параметров, так и для определения показателей техногенной нагрузки на окружающую среду. Необходимо также, чтобы- методы расчетов в достаточной степени учитывали многообразие горнотехнических условий разработки, особенно когда оборудование, горно-геологические условия или технология производства работ отличаются от традиционных. При разработке талых россыпей это актуально в связи с внедрением мощных экскаваторов-драглайнов; при разработке отложений с большим или, наоборот, с небольшим содержанием глин; при оценке отрицательного влияния разработок на окружающую среду. В этих случаях имеющиеся нормативные показатели, методы расчета и накопленный опыт оказались недостаточными для принятия эффективных проектных решений, соответствующих особым условиям разработки.
Цель работы; Разработать методологию аналитического определения технологических параметров процессов отвалообразования, гидромониторного размыва, оборотного водоснабжения, а также показателей выноса тонкодисперсных частиц в окружающую среду при проектировании разработки россыпей.в сложных горнотехнических условиях.
Идея работы: На основании изучения закономерностей процессов гидромониторного размыва, отвалообразования и оборотного водоснабжения установить зависимости технологических показателей этих процессов, от гранулометрического состава и физико-механических свойств пород для принятия оптимальных решений на стадии проектирования разработки месторождения.
Научная новизна результатов работы:
-
Установлена аналитическая зависимость показателей гидромониторного размыва: удельного расхода напорной воды и степени дезинтеграции глинистых пород от их физико-механических свойств.
-
Разработан метод расчета концентрации взвесей в технологической воде при оборотном водоснабжении, учитывающий закономерности намыва хвостов на гидроотвале, динамику потока воды в отстойном пруду, содержание тонкодислерсных частиц в разрабатываемых породах.
-
Установлена экспериментальная зависимость водопроницаемости хвостов промывки от гранулометрического состава разрабатываемых пород и места размещения хвостов на гидроотвале для определения объема фильтрационных потерь технологической воды.
-
Получена экспериментальная зависимость степени осветления технологической воды при фильтрации через хвосты промывки для расчета ее осветления и определения количества тонкодисперсных частиц, выносимых в окружающую среду с фильтрационными потерями.
-
Получена экспериментальная зависимость интенсивности выноса мелких частиц в атмосферу с сухих пляжей эфельных отвалов от гранулометрического состава эфелей, их влажности и скорости воздушного потока.
Методы исследования. Теоретические обобщения и анализ обоснования технологических параметров процессов; математическое описание зависимости технологических показателей от гранулометрического состава и физико-механических свойств пород; моделирование в лабораторных условиях, наблюдения в промышленных условиях, сопоставление результатов, оценок и выводов с фактическими значениями.
Практическое значение работы заключается в том, что в результате исследований, стало возможным:
осуществлять инженерные расчеты технологических параметров процессов и принимать еще на стадии проектирования соответствующие решения;
оптимизировать параметры производственных процессов и мероприятий по охране окружающей среды в соответствии с технологическими свойствами разрабатываемых пород и хвостов промывки;
обеспечить надежность и эффективность проектных решений,
исключить непредусмотренные объемы работ и затраты.
Достоверность научных результатов и выводов обосновывается хорошей сходимостью с результатами наблюдений в производственных условиях, с результатами экспериментальных работ в лабораторных условиях, достаточным объемом работ и статистической обработкой результатов измерений..
Реализация результатов работы.
Результаты исследований нагали отражение в работах автора. "Рекомендации для расчета показателей осветления дражных стоков при разработке уральских россыпей", "Рекомендации по аналитическому определению технологических параметров при экскаваторно-гидравлической разработке россыпных месторождений", выполненных по заданию.института "Унипроыедь"; в проекте /РЧ/ института "Унипроыедь" "Уточнение календарного графика отработки россыпного месторождения И террасы р. Б.Колчим. Организация производства вскрышных работ экскаватором". Разработанные рекомендации по обоснованию технологических параметров использованы а проектах разработки россыпных месторождений р. Коким, Б.Именная, Белая, Ташкульская, глубокой части месторождения р. Серебрянка, выполненных в Уральском НИШЮ "ЫШШгорцветмета", в локальных проектах разработки россыпей ГОКа "Таджикзолото".
Внедрение технологических параметров на прииске "Уралалмаз", ПО "Уралзолото", ГОК-"Тадкикзолото" виражалось а изменении схемы вскрышных и добычных работ, параметров оборотного водоснабиения в соответствии с технологическими свойствами пород, что позволило за период с 1976 по 1988 гг. получить фактический экономический эффект более 0,5 млн. рублей.
Результаты исследования внедрены в учебный процесс в виде методической разработка "Очистка сточных вод на золотодобывающих предприятиях" (1939г., Всесоюзный институт повышения квалификации специалистов ЩА СССР, г. Свердловск); положены в основу учебной дисциплины "Разработка нетрадиционных россыпей" УПТА.
На защиту выносятся научные положения по определению технологических показателей процессов гидромониторного размыва, отва-лообразояания, оборотного.водоснабжения и выноса тонкодисперсных частиц в окружающую среду, не имевшие нормативного обеспечения или инженерных расчетов в связи с уежжнившимися условиями раз-
работки: вовлечением в эксплуатацию глубокозалегающих глинистых россыпей, внедрением мощЕШх шагающих экскаваторов, переходом на оборотное водоснабжение и с оценкой техногенной нагрузки на окрунащую среду:'
-
Метод расчета оптимальных значений расхода напорной воды и энергоемкости размыва глинистых пород, базирующийся на закономерностях теории предельного напряженного состояния.. При этом степень дезинтеграции глинистого материала определяется соответствием показателей размыва оптимальным значениям расхода и напора воды.
-
Методика расчета количества минеральных тонкодасперсных частиц, выносимых в окружающую среду, для оценки степени ее загрязнения. Количество выносимых частиц, кроме несовершенства очистных сооружений, обусловливается:
при ветровой эрозии эфельных отвалов - гранулометрическим составом хвостов промывки, их влажностью, скоростью ветра;
с фильтрационными потерями технологической воды - содержанием этих частиц в горной массе, пористостью и.коэффициентом фильтрации хвостов, степенью осветления вода в процессе фильтрации.
3. Рекомендации по оценке несущей способности пород под
базой экскаватора и оценке устойчивости откосов отвалов слабо
прочных и аодонасыщенных глинистых пород, основанные на аналити
ческом определении прочностных характеристик по гранулометричес
кому составу и физическим свойствам рыхлых отло&ений россыпи.
Адробацня работы. Содержание и отдельные положения диссертации докладывались на ежегодных научно-технических конференциях Свердловского горного института по результатам научно-исследовательских работ (1976-88 гг.), на территориальной научно-технической конференции "Повышение эффективности.горного производства" (1976г.), на заседаниях технического совета ПО "Уралзолото" (1980г., 1982г., 1985г.), технического совета ГОКа "Таджикзолото" (1986г., 1987г.). В целом диссертация обсуадалась и получила одобрение на Уральской секции НТО института "ВНШИ-горцветыет" по проектированию предприятий и средств механизации для разработки россыпей (1991г.).
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 16 печатных работах, частично включены в учебные пособия "Бульдозерно-экскаваторная разработка россыпных месторождений" (Свердловск, 1988г.)» "Гидромеханизация открытых горных работ" (Свердловск, 1991г.).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и списка.используемой литературы из 106 наименований, содержит 283 с. текста (включая 58 таблиц) и 55 рис.