RU2107164C1

RU2107164C1 - Method for development of deep placer deposits

Info

Publication number: RU2107164C1
Application number: RU93026835A
Authority: RU
Inventors: Б.Л. Тальгамер; В.А. Кудряшев
Original assignee: Иркутский политехнический институт
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1998-03-20

Abstract

FIELD: mining technology. SUBSTANCE: this relates to dredging of thick productive sediments in development of placer deposits at improved ecology of dredging operations. In process of preparatory work before start of dredging operations, additionally carried out is extraction of barren rock beyond perimeter of workable reserves and within limits of dumping boundaries. Sand is piled in dumps at maximal possible relation of depth and width for dredge in given placer deposit. More reach sands are placed in lower part of dump, and leaner sands are placed atop. After that, placed to surface of dump is layer of barren rock. Sands are flooded down to ground water level in valley. During dredging of sands, after regular advancement, upper edge of work face is caved down. This procedure reduces loss of mineral being extracted and cuts cost of nature reclamation expenditure. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при дражной разработке россыпей глубокого залегания. The invention relates to the mining industry and can be used for dragee mining of placers of deep occurrence.

Дражный способ разработки россыпей является наиболее механизированным и экономичным, однако по сравнению с другими способами он менее экологичен и связан с большими эксплуатационными потерями песков. Потери песков заметно возрастают с увеличением глубины залегания запасов и мощности песков. Одновременно на глубоких россыпях растет землеемкость горных пород, увеличивается расчлененность нарушенной поверхности, растут нерегулируемый приток и сток из дренажного разреза, что существенно ухудшает экологические условия в районе месторождения. The dragee method of developing placers is the most mechanized and economical, however, compared with other methods, it is less environmentally friendly and is associated with large operational losses of sand. Loss of sand increases markedly with increasing depth of reserves and thickness of the sand. At the same time, in deep placers, the intensity of rocks increases, the ruggedness of the disturbed surface increases, unregulated inflow and runoff from the drainage section increase, which significantly worsens the environmental conditions in the area of the deposit.

Известен способ разработки труднодрагируемых россыпей [1], позволяющий устранить потери полезного ископаемого в плотике и песков в межшаговых и межходовых целиках, которые на глубоких россыпях имеют наибольшие параметры, а также улучшить процесс дезинтеграци пород и увеличить извлечение полезных компонентов (прототип). Известен способ разработки труднодрагируемых россыпей (авт. св. 1788267), который позволяет не только устранить потери полезного ископаемого в приплотиковом слое песков и плотике, увеличить степень извлечения металла, но и уменьшить подъем уровня воды в процессе затопления, а также сократить расчлененность нарушенной поверхности. There is a method of developing hard to dig placers [1], which allows to eliminate the loss of minerals in the raft and sand in the interstep and intersection pillars, which on deep placers have the greatest parameters, as well as to improve the process of disintegration of rocks and increase the recovery of useful components (prototype). There is a known method for the development of hard to dig placers (ed. St. 1788267), which allows not only eliminating the loss of minerals in the near-sandy layer of sand and raft, increasing the degree of metal recovery, but also reducing the rise in water level during flooding, as well as reducing the fragmentation of the disturbed surface.

Однако при разработке глубоких россыпей формирование навала песков в процессе подготовки полигона с оптимальными для драги параметрами, позволяющее лишь на несколько процентов повысить производительность производственного объекта, может привести к резкому увеличению разницы отметок поверхностей долины и навала подготовленных песков. То есть поверхность навала песков может оказаться на несколько метров ниже естественного уровня грунтовых вод в долине, что приведет к усилению притока подземных вод в разрез и связанному с этим увеличению сброса сточных вод, повышению содержания в них взвесей. Одновременно разница отметок поверхностей долины и навала песков ведет к возрастанию землеемкости горных работ за счет неполного использования выработанного пространства, а также увеличению расчлененности поверхности в районе дражных разработок, что в конечном итоге усиливает эрозионный процесс и влечет рост объемов земляных работ по рекультивации. Кроме того, большая мощность песков на глубоких россыпях и как следствие в навале снижает устойчивость забоя драги. Разрыхление песков в процессе предварительной подготовки наряду с увеличением мощности навала приведут к обращению забоя и резкому возрастанию потерь наиболее богатых песков, складированных в верхней части навала. Потери песков и металла в связи с обрушением и осыпанием растут по мере увеличения мощности драгируемых песков и снижения связности горной массы (Кудряшев В.А. и др. Влияние параметров драгирования на устойчивость откосов забоя и бортов котлована (Колыма, 1992, N 3 - с. 12-15) и, наконец, при разработке глубоких россыпей соотношение между объемом пустых пород на целике /"предохранительной рубашке"/ и объемом песков сокращается, поэтому оптимальной мощности слоя пустых пород на целике /0,4-0,6/ чаще всего недостаточно для создания разграничительного слоя между навалом песков и плотиком, отвалами. Увеличение мощности слоя пустых пород на песках приведет к разубоживанию и как следствие снижению извлечения полезного ископаемого. However, when developing deep placers, the formation of a pile of sand during the preparation of a landfill with optimal parameters for dredging, which allows only a few percent increase in the productivity of a production facility, can lead to a sharp increase in the difference in elevation between the surface of the valley and the pile of prepared sand. That is, the surface of the bulk of the sand can be several meters below the natural level of groundwater in the valley, which will lead to an increase in the flow of groundwater into the section and an associated increase in wastewater discharge, an increase in the content of suspended matter in them. At the same time, the difference in the elevation of the surface of the valley and the bulk of the sand leads to an increase in the land intensity of mining due to the incomplete use of the developed space, as well as to an increase in the fragmentation of the surface in the area of dredged mining, which ultimately enhances the erosion process and leads to an increase in the volume of earthworks for restoration. In addition, the high power of sand on deep placers and, as a result, in bulk reduces the stability of the dredge face. The loosening of the sands during the preliminary preparation along with an increase in the thickness of the bulk will lead to the circulation of the face and a sharp increase in the loss of the richest sand stored in the upper part of the bulk. Losses of sands and metal due to collapse and shedding increase with increasing power of the dredged sands and a decrease in the connectivity of the rock mass (Kudryashev V.A. et al. Effect of dredging parameters on the stability of slopes of slopes and sides of the pit (Kolyma, 1992, No. 3 - . 12-15) and, finally, when developing deep placers, the ratio between the volume of gangue on the whole / "safety jacket" / and the volume of sand is reduced, therefore the optimal thickness of the gangue on the whole / 0.4-0.6 / most often not enough to create a distinction between the bulk of the sands and the raft, dumps. An increase in the thickness of the layer of waste rock in the sands will lead to dilution and, as a result, a decrease in the extraction of minerals.

В отличие от прототипа и других известных способов разработки месторождений в предложенном техническом решении более полно используются пустые породы, находящиеся за промышленными контурами в пределах разноса /обрушение/ бортов, которые раньше повышали разубоживание песков, а в изобретении способствуют сокращению потерь металла при драгировании. Это достигается тем, что дополнительно проводят выемку пустых пород за контурами промышленных запасов в пределах разноса бортов, укладку песков на пустые породы производят с максимально возможным для драги на данной россыпи соотношением мощности и ширины навала, при этом более богатые пески укладывают в его нижнюю часть, а более бедные у его поверхности, после чего сверху на пески отсыпают слой пустых пород и затопление песков ведут до уровня грунтовых вод, а при драгировании после очередного зашагивания обрушают верхнюю кромку забоя. За счет предварительного обрушения верхней кромки забоя, представленной пустыми породами, отсыпанными на пески в процессе подготовительных работ, достигается сокращение потерь полезного ископаемого в приплотиковом слое. С целью дальнейшего снижения возможных потерь полезного ископаемого при естественном осыпании песков в забое его верхняя часть, имеющая наибольший угол откоса, формируется из более бедных песков. Снижение землеекмости горных работ и расчлененности нарушенной поверхности обеспечивается созданием навала песков с максимально возможным для драги на данной россыпи соотношением мощности и ширины. In contrast to the prototype and other well-known methods of developing deposits, the proposed technical solution more fully uses waste rocks located behind industrial circuits within the spacing / collapse / sides, which previously increased the dilution of the sands, and in the invention contribute to the reduction of metal losses during dredging. This is achieved by the fact that they additionally carry out the extraction of waste rocks beyond the contours of industrial reserves within the separation of the sides, sand is laid on waste rocks with the maximum ratio of power and width of the pile for dredging on this placer, while richer sands are laid in its lower part, and poorer at its surface, after which a layer of gangue is sprinkled on top of the sand and flooding of the sand leads to the level of groundwater, and when dredging after the next step, they bring down the top edge of the face. Due to the preliminary collapse of the upper edge of the face, represented by empty rocks, sprinkled on the sands during the preparatory work, a reduction in mineral losses in the near-flat layer is achieved. In order to further reduce possible losses of minerals during the natural shedding of sand in the face, its upper part, having the largest slope angle, is formed from poorer sands. The reduction in the earth-moving capacity of mining and the fragmentation of the disturbed surface is ensured by the creation of a pile of sand with the maximum power-to-width ratio for dredging on this placer.

Все указанные выше отличительные признаки необходимы для снижения затрат на мероприятия по охране природы и являются существенными, так как при их отсутствии положительный результат не будет достигнут либо будет лишь частичным. Так, например, укладка песков в навал с максимально возможным для драги на данной россыпи соотношением мощности и ширины позволяет лучше использовать выработанное пространство, так как при этом оно оказывается в большинстве случаев полностью заполненным горной массой, переложенной в процессе горноподготовительных работ. Таким образом, сокращается землеемкость горных работ и уменьшается расчлененность нарушенной поверхности. Более полное заполнение выработанного пространства с размещением поверхности песков вблизи от поверхности долины позволяет в процессе затопления поддерживать уровень воды в разрезе в соответствии с естественными природными условиями, что предотвращает излишний приток подземных вод и уменьшает фильтрационные утечки из разреза загрязненной воды. Однако увеличение мощности песков до предельной для драги величины будет способствовать росту потерь полезного ископаемого, которые возникают в результате естественного обрушения верхней части забоя, сформированного из разрыхленных песков. Для того, чтобы избежать этого необходима дополнительная выемка пустых пород за контурами промышленных запасов в пределах разноса бортов, которая позволяет создать слой пустых пород на поверхности навала песков и при последующем их обрушении сформировать из пустых пород у плотика слой, находящийся вне пределов действия черпающего агрегата драги, тем самым сохранив потери полезного ископаемого. All of the above distinguishing features are necessary to reduce the cost of environmental protection measures and are significant, since in their absence a positive result will not be achieved or will only be partial. So, for example, laying sand in bulk with the maximum power-to-width ratio for dredging on a given placer makes it possible to better use the worked out space, since in most cases it turns out to be completely filled with the rock mass shifted during mining operations. Thus, the land intensity of mining is reduced and the fragmentation of the disturbed surface is reduced. A more complete filling of the worked-out space with the placement of the sand surface near the surface of the valley allows maintaining the water level in the section in the process of flooding in accordance with natural conditions, which prevents excessive influx of groundwater and reduces filtration leaks from the contaminated water section. However, an increase in the power of the sands to the maximum value for the dredge will increase the loss of minerals that occur as a result of the natural collapse of the upper part of the face, formed from loosened sands. In order to avoid this, additional excavation of waste rock beyond the contours of industrial reserves within the separation of the sides is required, which allows you to create a layer of waste rock on the surface of the sand pile and, when they collapse, form a layer from the empty rocks near the raft outside the limits of the dredging unit , thereby saving the loss of minerals.

Таким образом, все указанные отличительные признаки являются необходимыми и существенными для повышения экологичности дражного способа разработки глубоких россыпей. Thus, all these distinguishing features are necessary and essential to improve the environmental friendliness of the dragee method of developing deep placers.

Способы подготовки песков с укладкой их в навал известных и используются при разработке россыпей. Однако в специальной и патентной литературе не указывается рекомендуемое соотношение между мощностью и шириной навала, а также не описывается предлагаемый порядок их укладки: боле богатые в нижней части навала, где угол откоса забоя драги меньше, а более бедные - в верхней с более крутым углом откоса забоя. Известный порядок укладки песков в навал с послойным размещением их в порядке выемки /более бедные внизу, а более богатые вверху, см. [1]/ для глубоких россыпей с созданием максимально возможной мощности навала неприемлем, так как потери от осыпания и обрушения будут значительно превышать небольшие потери от миграции золота в разрыхленных песках. Methods of preparing sand with laying them in bulk are known and are used in the development of placers. However, in the special and patent literature the recommended ratio between the power and the width of the pile is not indicated, and the proposed procedure for laying them is not described: more rich in the lower part of the pile, where the slope angle of the dredge is less and the poorer in the upper one with a steeper slope angle slaughter. The well-known procedure for laying sand in bulk with layering them in the order of excavation / poorer at the bottom and richer at the top, see [1] / for deep placers with the creation of the maximum possible power of the bulk is unacceptable, since losses from shedding and collapse will significantly exceed slight losses from gold migration in loosened sands.

В известных технических решениях затопление подготовленных песков ведут с подъемом уровня воды либо значительно выше естественного /см. [1]/, либо ниже /см. авт. св. 1788267/. При разработке глубоких россыпей разница между уровнем грунтовых вод и поверхностью навала песков может оказаться весьма существенной /10 и более метров/. В связи с этим естественное водоснабжение за счет поступления подземных вод моет привести к значительному превышению потребности в свежем притоке. In known technical solutions, the flooding of prepared sands is carried out with a rise in water level or significantly higher than natural / cm. [1] /, or lower / cm. author St. 1788267 /. When developing deep placers, the difference between the level of groundwater and the surface of the pile of sand can be very significant / 10 or more meters /. In this regard, natural water supply due to groundwater can lead to a significant excess of the need for fresh inflow.

При экскаваторной выемке горных пород хорошо известен прием обрушения верхней кромки забоя в случае образования "козырька". Указанный прием необходим для устранения аварийных ситуаций и несчастных случаев. Обрушение верхней кромки забоя в предлагаемом техническом решении необходимо для предупреждения потерь песков в приплотиковом слое. В совокупности с предварительной отсыпкой на навал песков слоя пустых пород вышеописанный прием обуславливает наличие изобретательского уровня. During excavation of rocks, the method of collapse of the upper edge of the face in the case of the formation of a "peak" is well known. The specified technique is necessary to eliminate emergency situations and accidents. The collapse of the upper edge of the face in the proposed technical solution is necessary to prevent loss of sand in the near-flat layer. In conjunction with a preliminary dumping of sand from a layer of gangue onto the bulk of the sand, the above-described technique determines the existence of an inventive step.

Известен способ проведения траншей вдоль полигона за пределами промышленного контура, который применяется для осуществления запасов, вскрытия месторождений, уменьшения мощности песков путем пересыпки их верхней части в траншею. При этом параметры траншей устанавливаются по другому принципу и их расположение не зависит от предполагаемого разноса бортов. В совокупности с операцией по укладке дополнительно взятых в траншеях пустых пород на поверхности навала песков указанный признак также будет обуславливать изобретательский уровень. Отличительные признаки предложенного технического решения в совокупности повышают естественную гидроизоляцию дражного разреза от гидрологической сети и обеспечивают достаточно высокую экологичность дражного способа разработки глубоких россыпей. There is a method of conducting trenches along the landfill outside the industrial circuit, which is used to stockpile, open fields, reduce the power of the sand by pouring their upper part into the trench. In this case, the parameters of the trenches are established according to a different principle and their location does not depend on the expected separation of the sides. In conjunction with the operation of laying additional rock taken in trenches on the surface of the sand pile, this feature will also determine the inventive step. Distinctive features of the proposed technical solution together increase the natural waterproofing of the pellet section from the hydrological network and provide a sufficiently high environmental friendliness of the pellet method for developing deep placers.

На фиг. 1 показан поперечный разрез дражного полигона с указанием мест выемки пустых пород в пределах разноса бортов; на фиг. 2 - продольный разрез котлована в процессе горноподготовительных работ с использованием драглайна; на фиг. 3 изображен продольный разрез забоя драги с обрушаемой кромкой у поверхности навала. In FIG. 1 shows a cross section of a dredge landfill indicating the places of excavation of gangue within the separation of the sides; in FIG. 2 - longitudinal section of the pit during mining operations using dragline; in FIG. 3 shows a longitudinal section of the bottom of the dredge with a collapsed edge at the surface of the pile.

Способ разработки глубоких россыпей осуществляется следующим образом. The method of developing deep placers is as follows.

Проходится вскрывающая выработка в виде котлована до плотика на всю ширину промышленного контура по низу. Отвод поступающих в котлован вод первоначально осуществляется либо по капитальной канавке, либо путем откачки. После зачистки плотика производится вскрыша с укладкой отвалов в выработанное пространство и формированием с их помощью траншеи ниже уровня грунтовых вод. Поперечные параметры траншеи определяются исходя из типоразмеров драги и количества песков в поперечном разрезе россыпи. Глубина траншеи принимается равной мощности рыхлых отложений при условии, что она не будет превышать предельной глубины черпания драги. В противном случае глубина траншеи приравнивается предельной глубине черпания драги. Ширина траншеи устанавливается исходя из условия размещения в ней песков россыпи. При этом ширина траншеи не должна быть меньше минимально возможной для драги ширины забоя. При незначительном количестве песков в россыпи первоначально устанавливается минимально допустимая ширина траншеи, и уже после этого вычисляется ее глубина. На дно и борта траншеи укладывается слой пустых пород, взятых с целика, оставленных при вскрыше в качестве предохранительной рубашки 1, а также из траншей 2, размещенных за контурами промышленных запасов в пределах разноса бортов (фиг. 1). Последнее даст возможность заметно уменьшить разубоживание песков, что на глубоких россыпях имеет немаловажное значение, так как доля пород в пределах разноса бортов здесь более значительна. Мощность пустых пород 3 на плотике 4 (фиг. 2) или на породах вскрыши 5 (в случае превышения мощности рыхлых отложений над предельной глубиной черпания драги) принимается равной высоте межшаговых целиков, мощность слоя пустых пород на бортах траншеи принимается равной высоте боковых зубчатообразных выступов. После этого на пустые породы 3 на дне траншеи укладываются более богатые пески 6, расположенные в нижней части целика, а затем сверху отсыпаются бедные пески 7 из верхней части целика. Сверху навала песков отсыпается слой пустых пород 8 из траншей, расположенных за промышленными контурами полигона. An opening in the form of a foundation pit is passed up to a raft along the entire width of the industrial circuit along the bottom. The water entering the pit is initially diverted either through a capital groove or by pumping. After stripping the raft, overburden is made with the laying of dumps in the worked out space and the formation of trenches below them below the groundwater level. The transverse parameters of the trench are determined based on the size of the dredge and the amount of sand in the cross section of the placer. The depth of the trench is taken equal to the thickness of loose deposits, provided that it does not exceed the maximum depth of the dredging. Otherwise, the depth of the trench is equal to the maximum depth of the dredging. The width of the trench is set based on the conditions for placing placer sand in it. Moreover, the width of the trench should not be less than the minimum possible for dredging the width of the face. With a small amount of sand in the placer, the minimum permissible width of the trench is initially established, and after that its depth is calculated. At the bottom and sides of the trench, a layer of waste rocks taken from the pillar, left at overburden as a safety shirt 1, as well as from trenches 2 located beyond the contours of industrial stocks within the separation of the sides is laid (Fig. 1). The latter will make it possible to significantly reduce the dilution of sand, which on deep placers is of no small importance, since the proportion of rocks within the separation of the sides here is more significant. The thickness of the gangue 3 on the raft 4 (Fig. 2) or on the overburden 5 (if the thickness of the loose deposits is higher than the maximum dredging depth) is taken to be equal to the height of the interspine pillars, the thickness of the gangue layer on the sides of the trench is taken to be equal to the height of the lateral serrated protrusions. After that, richer sands 6 located in the lower part of the pillar are laid on waste rock 3 at the bottom of the trench, and then poor sands 7 from the upper part of the pillar are poured from above. A layer of waste rock 8 is poured from the top of the sand piles from trenches located behind the industrial contours of the landfill.

После формирования нового котлована горное оборудование перемещают на следующий блок и операции повторяют в том же порядке. После создания необходимого опережения горноподготовительных работ над добычей, которое зависит от способа осушения подготовляемых запасов и горнотехнических условий залегания месторождения, производится затопление песков. Уровень воды в разрезе устанавливается на уровне грунтовых вод, что позволяет предотвратить приток в котлован драги подземных вод и сократить фильтрационные утечки из него. При драгировании после каждого зашагивания производится обрушение верхней кромки 9 забоя 10 /фиг. 3/. При этом пустые породы осыпаются к подножию забоя и из них формируется насыпь 11, остающаяся вне пределов действия черпающего агрегата драги. При последующем осыпании бедных песков из верхней части навала полезное ископаемое 12 остается сверху первоначальной насыпи 11 и забирается черпаками в процессе драгирования. Обрушение верхней кромки забоя может производиться черпающим агрегатом драги при повороте вдоль забоя, в т. ч. с использованием обратного хода черпаковой цепи, драгирования поддором. After the formation of a new pit, the mining equipment is moved to the next block and the operations are repeated in the same order. After creating the necessary lead of mining preparatory work on production, which depends on the method of draining the prepared reserves and mining conditions of the deposit, the sands are flooded. The water level in the section is set at the level of groundwater, which helps to prevent the inflow of dredge into the pit of groundwater and reduce filtration leaks from it. When dredging after each step, the top edge 9 of the face 10 / caving collapses. 3 /. At the same time, the waste rocks crumble to the bottom of the face and a mound 11 is formed from them, which remains outside the limits of the scooping aggregate of the dredge. In the subsequent shedding of poor sand from the upper part of the pile, mineral 12 remains on top of the original embankment 11 and is scooped up during dredging. The collapse of the upper edge of the face can be made by scooping the dredge unit when turning along the face, including using the back stroke of the scoop chain, dredging with a support.

Изобретение обеспечивает снижение затрат на мероприятия по охране природы путем повышения экологичности дражных разработок за счет снижения землеемкости горных работ, уменьшения расчлененности нарушенной поверхности и сокращения притока подземных вод. The invention provides a reduction in the cost of environmental protection measures by increasing the environmental friendliness of dragee mining by reducing the intensity of mining operations, reducing the fragmentation of the disturbed surface and reducing the flow of groundwater.

Claims

A method for developing deep placers, including preparing a placer, opening it with a foundation pit to a raft, overburden with dumping a dump on a raft and sides of a foundation pit, excavating and moving empty rocks of the pillar located on the sands into the worked out space, mining the sands with laying them on empty rocks, flooding and dredging, characterized in that they additionally carry out the extraction of waste rocks beyond the contours of industrial reserves within the separation of the sides, the sand is laid in bulk with the maximum possible dredging on this placer with the ratio of thickness and thickness, while richer sands are laid in the lower part of the pile, and poorer on top, after which a layer of empty rocks is poured onto the surface of the pile, flooding of the sands is carried out to the groundwater level in the valley, and when the sand is dredged after the next step, the upper edge of the face.