RU2343005C1

RU2343005C1 - Geo-technological complex with aero-hydrodynamic activation

Info

Publication number: RU2343005C1
Application number: RU2007124125/03A
Authority: RU
Inventors: Наталь Петровна Хрунина (RU); Наталья Петровна Хрунина; Юрий Алексеевич Мамаев (RU); Юрий Алексеевич Мамаев
Priority date: 2007-06-26
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2009-01-10

Abstract

FIELD: motors and pumps; mining engineering.

SUBSTANCE: geo-technological complex with aero-hydrodynamic activation includes bottom-hole hydraulic washing-out module, rocks fraction separation system, force-feed hydro transportation system, processing complex with dumping system. The geo-technological complex is provided with the mechanical activation module for coarse fractions with movable initiating plant and aero hydrodynamic activation module for middle-size fractions. The aero hydrodynamic activation module is provided with pressurized air supply system being installed in the place of rock bulk material feeding. The pressurized air supply system nozzles are installed shifted and horizontally in a staggered manner. The stationary flat reflecting elements are installed at aero hydrodynamic activation module pit edges and tilted in vertical plane. The above elements are also shifted in horizontal plane with regard to each other. The aero hydrodynamic activation module is linked with fine fraction accumulation module. Radial reflecting elements are installed symmetrically to the stationary flat reflecting elements but shifted horizontally with regard to them along rock mass feeding direction and from the opposite side of pit edge.

EFFECT: increased effectiveness of sandy and clay rocks state and properties change.

6 dwg

Description

Изобретение относится к добыче ценных минералов из средне и высокопластичных песчано-глинистых пород (с содержанием глины от 7 и более 40 процентов) при открытой разработке золотоносных россыпных месторождений.The invention relates to the extraction of valuable minerals from medium and highly plastic sand and clay rocks (with clay contents of 7 and more than 40 percent) in the open development of gold-bearing placer deposits.

Известны геотехнологические комплексы, основанные на физико-химической подготовке глинистых металлоносных песков россыпных месторождений, включающие реагентное разупрочнение глинистого цемента песков при механическом, гидравлическом рыхлении и фильтрационно-дренажном увлажнении, механическое и гидравлическое разрушение сцементированных глиной песков при обработке их реагентными добавками, классификацию и грохочение, физико-химическую обработку взвесенесущих массопотоков растворами реагентов, физико-химическую агрегацию минеральных частиц и гравитационное осаждение флокул в технологической воде, предварительное сгущение и обезвоживание пульп, физико-химическую кольматацию перового пространства гале-эфельных пород, складирование хлопьев в выработанное пространство и отстойники, водоподготовку и кондиционирование сточных и оборотных вод, транспортировку осветленной воды к промывочной установке [1].Known geotechnological complexes based on the physicochemical preparation of clay metal-bearing sands of placer deposits, including reagent softening of clay cement in sand during mechanical, hydraulic loosening and filtration-drainage wetting, mechanical and hydraulic destruction of clay-cemented sand during processing with reagent additives, classification and classification physico-chemical treatment of weight-bearing mass flows with reagent solutions, physico-chemical aggregation of mine particles and gravitational sedimentation of flocs in the process water, preliminary thickening and dewatering of pulps, physico-chemical colmatation of the first space of gale-epelite rocks, storage of flakes in the worked-out space and sedimentation tanks, water treatment and conditioning of wastewater and circulating water, transportation of clarified water to the washing plant [ one].

Основной их недостаток заключается в использовании полиэлектролитных комплексов в качестве флокулянтов и коагулянтов. Это требует жесткого контроля остаточных концентраций ионов металлов в очищенной воде и токсикологической оценки.Their main disadvantage is the use of polyelectrolyte complexes as flocculants and coagulants. This requires tight control of residual concentrations of metal ions in purified water and toxicological assessment.

Известны геотехнологические комплексы, включающие систему физико-механической подготовки с комплексом приемно-распределительных устройств, многоступенчатую систему грохотов, перерабатывающий - обогатительный комплекс [2].Known geotechnological complexes, including a physical-mechanical preparation system with a complex of receiving and distribution devices, a multi-stage screening system, a processing and processing complex [2].

Данный геотехнологичсский комплекс имеет многоступенчатую систему грохотов, но технологические параметры системы не позволяют достаточно эффективно производить дезинтеграцию глинистых россыпей с включениями пород повышенной прочности.This geotechnological complex has a multi-stage screening system, but the technological parameters of the system do not allow sufficiently efficient disintegration of clay placers with inclusions of rocks of increased strength.

Наиболее близким по технической сущности является геотехнологический комплекс с многоступенчатой дезинтеграцией, включающий модуль гидроразмыва забоя, систему фракционного разделения горной породы по крупности, систему напорного гидротранспортирования, систему отвалообразования и перерабатывающий комплекс [3].The closest in technical essence is a geotechnological complex with multi-stage disintegration, including a module for hydraulic washing of the face, a system of fractional separation of rock by size, a pressure hydrotransport system, a dumping system and a processing complex [3].

Данный геотехнологический комплекс не позволяет эффективно изменять структурно-механическое состояние (геометрические, морфометрические и энергетические параметры системы), прочностные, реологические, теплофизические и физико-химические свойства песчано-глинистых пород.This geotechnological complex does not allow to effectively change the structural and mechanical state (geometric, morphometric and energy parameters of the system), strength, rheological, thermophysical and physico-chemical properties of sandy clay rocks.

Технический результат - интенсификация процесса направленного изменения состояния и свойств песчано-глинистых пород посредством механической активации и формированием требуемого направленного распределения энергетического воздействия периодической подачей воздушной смеси под давлением.The technical result is the intensification of the process of directional changes in the state and properties of sandy clay rocks through mechanical activation and the formation of the required directional distribution of energy exposure by periodic supply of an air mixture under pressure.

Технический результат достигается тем, что геотехнологический комплекс с аэрогидродинамической активацией, включающий модуль гидроразмыва забоя, систему фракционного разделения горной породы по крупности, систему напорного гидротранспортирования, перерабатывающий комплекс с системой отвалообразования, снабжен модулем механической активации крупных фракций с подвижной инициирующей установкой и модулем аэрогидродинамической активации фракций среднего размера, при этом модуль аэрогидродинамической активации снабжен установленной в зоне поступления в него горной массы системой периодической подачи воздушной смеси под давлением, при этом сопла системы периодической подачи воздушной смеси под давлением установлены со смещением в шахматном порядке в горизонтальной плоскости, при этом со стороны борта котлована модуля аэрогидродинамической активации, сопряженного с модулем накопления мелкой фракции, установлены под наклоном в вертикальной плоскости и со смещением относительно друг друга в горизонтальной плоскости плоские стационарные отражательные элементы, а симметрично им, со смещением в горизонтальной плоскости относительно плоских стационарных отражательных элементов по ходу поступления горной массы, с противоположной стороны борта котлована, установлены радиусные отражательные элементы.The technical result is achieved by the fact that a geotechnological complex with aerohydrodynamic activation, including a module for bottom face hydraulic washing, a fractional separation system of rock, a pressure hydrotransport system, a processing complex with a dump formation system, is equipped with a mechanical activation module for large fractions with a mobile initiating unit and an aerohydrodynamic activation module for fractions medium size, while the aerohydrodynamic activation module is equipped with an installed d in the zone of rock mass entry into it with a system of periodic supply of the air mixture under pressure, while the nozzles of the system of periodic supply of the air mixture under pressure are installed with a staggered shift in the horizontal plane, while on the side of the foundation pit the aerohydrodynamic activation module associated with the accumulation module fine fractions, installed at an angle in the vertical plane and offset relative to each other in the horizontal plane are flat stationary reflective elements, and symmetrically to them, with a displacement in the horizontal plane of relatively flat stationary reflective elements along the rock mass, on the opposite side of the pit side, radius reflective elements are installed.

Снабжение комплекса модулем механической активации крупных фракций с подвижной инициирующей установкой и модулем аэрогидродинамической активации фракций среднего размера с системой периодической подачи воздушной смеси под давлением через сопла, установленные со смещением в шахматном порядке в горизонтальной плоскости, а также наличие комбинации отражательных элементов создает эффект интенсификации процесса направленного изменения состояния и свойств песчано-глинистых пород.The complex is supplied with a mechanical activation module for large fractions with a movable initiating installation and an aero-hydrodynamic activation module for medium-sized fractions with a system for periodically supplying the air mixture under pressure through nozzles installed with staggered horizontal displacement, as well as the presence of a combination of reflective elements creates the effect of intensification of the directed process changes in the state and properties of sandy clay rocks.

Предлагаемый геотехнологический комплекс с аэрогидродинамической активацией изображен на чертежах.The proposed geotechnological complex with aerohydrodynamic activation is shown in the drawings.

На фиг.1 показан общий вид комплекса на промышленной площади полигона; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, показаны плоские и радиусные отражательные элементы и подвижная инициирующая установка модуля механической активации крупной фракции; на фиг.3 - вид Б на фиг.1, показано расположение сопел системы периодической подачи воздушной смеси под давлением; на фиг.4 - вид В на фиг.3, показаны установленные со смещением в шахматном порядке в горизонтальной плоскости сопла; на фиг.5 - вид Г на фиг.1, показан наклон плоских стационарных отражательных элементов в вертикальной плоскости, обеспечивающий направление части потока с разрушенными частицами породы в верхние слои суспензии; на фиг.6 - геотехнологическая схема направленного изменения состояния песчано-глинистой породы в воде.Figure 1 shows a General view of the complex on the industrial area of the landfill; figure 2 is a section aa in figure 1, shows a flat and radius reflective elements and a movable initiating installation of the module of mechanical activation of a large fraction; figure 3 - view B in figure 1, shows the location of the nozzles of the system of periodic supply of the air mixture under pressure; figure 4 - view In figure 3, shows installed with offset in a checkerboard pattern in the horizontal plane of the nozzle; in Fig.5 is a view G in Fig.1, shows the inclination of flat stationary reflective elements in a vertical plane, providing a direction of the flow with the destroyed particles of rock in the upper layers of the suspension; figure 6 is a geotechnological diagram of directional changes in the state of sand and clay rocks in water.

Геотехнологический комплекс с аэрогидродинамической активацией содержит модуль гидроразмыва забоя 1, систему фракционного разделения горной породы по крупности 2, систему напорного гидротранспортирования 3, перерабатывающий комплекс 4 с системой отвалообразования 5. Система фракционного разделения горной породы по крупности 2 снабжена гидромониторной установкой 6. Над котлованом 7 модуля механической активации крупных фракций 8, на эстакаде 9 установлена подвижная инициирующая установка 10. Над зоной 11 поступления фракций горной массы среднего размера в котлован 12 модуля аэрогидродинамической активации 13 установлена система периодической подачи воздушной смеси под давлением 14. Сопла 15 системы периодической подачи воздушной смеси под давлением 14 установлены со смещением 16, в шахматном порядке, в горизонтальной плоскости 17. Со стороны борта 18 котлована 12 модуля аэрогидродинамической активации 13, сопряженного с модулем накопления мелкой фракции 19, установлены под наклоном 20 в вертикальной плоскости 21 и со смещением 22 относительно друг друга в горизонтальной плоскости 23 плоские стационарные отражательные элементы 24. Симметрично плоским стационарным отражательным элементам 24 со смещением 25 в горизонтальной плоскости 23 относительно плоских стационарных отражательных элементов 24 по ходу поступления горной массы из зоны 11, с противоположной стороны борта 26 котлована 12, установлены радиусные отражательные элементы 27.The geotechnological complex with aerohydrodynamic activation contains a bottom face hydraulic wash module 1, a rock size fractional separation system 2, a pressure hydrotransport system 3, a processing complex 4 with a dump formation system 5. A size 2 fractional rock separation system is equipped with a hydromonitor unit 6. Above the foundation pit 7 modules mechanical activation of large fractions 8, a mobile initiating installation 10 is installed on the overpass 9. Above the zone 11 of the input of fractions of rock mass with of a small size in the pit 12 of the aerohydrodynamic activation module 13, a system of periodic supply of the air mixture under pressure is installed 14. Nozzles 15 of the system of periodic supply of the air mixture under pressure 14 are installed with an offset of 16, in a checkerboard pattern, in a horizontal plane 17. From the side 18 of the pit 18 of the pit 12 of the module aerohydrodynamic activation 13, coupled with the fine fraction storage module 19, are installed at an angle of 20 in the vertical plane 21 and with an offset of 22 relative to each other in the horizontal plane 23 stationary stationary reflective elements 24. Symmetrically flat stationary reflective elements 24 with an offset of 25 in the horizontal plane 23 relative to flat stationary reflective elements 24 in the direction of the rock mass from zone 11, on the opposite side of the side 26 of the pit 12, installed radius reflective elements 27.

Уровень дна котлована 7 выполнен выше уровня дна котлована 12. Котлованы 7 и 12 соединяет канава 28. Борт 18, разделяющий котлован 12 и котлован 29 модуля накопления мелкой фракции 19, выполнен с понижением в сторону системы напорного гидротранспортирования 3 для направленного поступления мелкой фракции породы из модуля аэрогидродинамической активации 13 в модуль накопления мелкой фракции 19. Система фракционного разделения горной породы по крупности 2 снабжена направляющим и дезинтегрирующим щитом 30 со щелями 31. Щели 31 выполнены на стороне 32 щита 30, сопрягающейся с зоной 11. Конец 33 щита 30 частично перекрывает вход 34 в модуль механической активации крупных фракций 8 для ориентации пульпы с крупными кусками по борту 35. Дно котлована 7 выполнено с уклоном 36 в сторону борта 37 и котлована 12 и уклоном 38 в сторону канавы 28. Выходные щели 39 сопел 15 расположены вдоль поступающего потока породы из зоны 11, а выходные щели 40 сопел 15 расположены навстречу поступающему потоку породы с водой. Подвижная инициирующая установка 10 содержит рабочий орган 41, вращающийся с переменной частотой.The bottom level of the pit 7 is made higher than the bottom of the pit 12. The pits 7 and 12 are connected by a ditch 28. The side 18 separating the pit 12 and the pit 29 of the fine fraction accumulation module 19 is made downward towards the pressure hydrotransport system 3 for directional flow of the fine rock fraction from aerohydrodynamic activation module 13 into a fine fraction storage module 19. The fractional rock separation system by size 2 is provided with a guide and disintegrating shield 30 with slots 31. Slots 31 are made on side 32 of the shield 30, mating with zone 11. The end 33 of the shield 30 partially blocks the entrance 34 to the mechanical activation module of large fractions 8 for orientation of the pulp with large pieces on board 35. The bottom of the pit 7 is made with a slope of 36 towards the side 37 and the pit 12 and a slope of 38 side of the ditch 28. The exit slots 39 of the nozzles 15 are located along the incoming rock flow from zone 11, and the exit slots 40 of the nozzles 15 are located opposite the incoming rock flow with water. Mobile initiating installation 10 contains a working body 41, rotating with a variable frequency.

Геотехнологический комплекс с аэрогидродинамической активацией работает следующим образом.A geotechnological complex with aerohydrodynamic activation works as follows.

После формирования в зоне промышленного полигона котлованов 7, 12, 29, предназначенных для крупной, средней и мелкой фракций, и выполнения канавы 28, соединяющей котлован 7 с котлованом 12, а также формирования борта 18, разделяющего котлованы 12, 29 и выполненного с понижением в сторону системы напорного гидротранспортирования 3, начинается рабочий цикл добычи. Разрушенная гидромониторной струей, в модуле гидроразмыва забоя 1, порода, путем безнапорного транспортирования, самотеком или с помощью дополнительных средств, попадает в зону действия системы фракционного разделения горной породы по крупности 2. С помощью гидромониторной установки 6 порода подвергается предварительному разупрочнению и перемещению крупных кусков в котлован 7 модуля механической активации крупных фракций 8. Куски породы среднего размера и менее через щели 31, выполненные на стороне 32 направляющего и дезинтегрирующего щита 30, попадают в зону 11 котлована 12 модуля аэрогидродинамической активации 13. Конец 33 щита 30 частично перекрывает вход 34 в модуль механической активации крупных фракций 8, ориентируя пульпу с крупными кусками по борту 35. В модуле механической активации крупных фракций 8 с помощью инициирующей установки 10, перемещающейся на эстакаде 9 вдоль рабочей зоны, осуществляется механическая активация крупнокусковой породы у борта 35. Активация производится при переменной частоте вращения рабочего органа 41. По мере разрушения породы у борта 35 куски среднего размера поступают по уклону 36 к борту 37 и, дополнительно разрушаясь под действием гидродинамических сил, перемещаются по уклону 38 к канаве 28. Поступившие в зону 11 котлована 12 куски среднего размера подвергаются аэродинамической активации с помощью системы периодической подачи воздушной смеси под давлением 14. Через выходные щели 40 сопел 15, расположенных навстречу поступающему потоку породы с водой из зоны 11 и установленных со смещением 16, в шахматном порядке, в горизонтальной плоскости 17, осуществляется периодическая подача воздушной смеси под изменяющемся по времени действия и величине воздействия давлением. Давление струй воздушной смеси из соседних сопел 15 не гасится за счет смещения 16 сопел 15. Создается зона повышенного энергетического воздействия на куски породы среднего размера в модуле аэрогидродинамической активации 13. Через сопла 15, выходные щели 39 которых расположены вдоль поступающего потока породы, осуществляется регулируемая по времени и величине энергетического параметра (мощности, давления) подача воздушной смеси для закручивания и перемещения водно-аллювиальной среды с твердой составляющей пульпы в зоны действия плоских стационарных отражательных элементов 24, установленных со стороны борта 18 со смещением 22 относительно друг друга в горизонтальной плоскости 23, и радиусных отражательных элементов 27, установленных со смещением 25 в горизонтальной плоскости 23 с противоположной стороны борта 26 котлована 12. Отражаясь от радиусных отражательных элементов 27, пульпа с включениями элементов песчано-глинистой породы подвергается дополнительной гидродинамической активации. Наклон 20 плоских стационарных отражательных элементов 24 в вертикальной плоскости 21 обеспечивает направление отраженного потока в верхние слои пульпы, перемещая измельченную часть твердой фазы породы в следующую зону модуля аэрогидродинамической активации 13. В следующей зоне, уже в более высоких слоях, порода подвергается снова закручиванию, дезинтеграции и переходу в последующую зону для повторения процесса и перехода через понижающийся борт 18, разделяющий котлован 12 и котлован 29, в модуль накопления мелкой фракции 19. Через систему напорного гидротранспортирования 3 подготовленная путем аэрогидродинамической активации порода поступает на перерабатывающий комплекс 4 с системой отвалообразования 5.After the formation of pits 7, 12, 29 in the industrial landfill zone, designed for large, medium and small fractions, and the implementation of a ditch 28 connecting the pit 7 to the pit 12, as well as the formation of the bead 18 separating the pits 12, 29 and made with a decrease in side of the pressure hydrotransport system 3, the production work cycle begins. Destroyed by a hydraulic jet, in the face 1 hydraulic washout module, the rock, by gravity transportation, by gravity or by using additional means, falls into the zone of action of the fractional separation of rock by size 2. The rock is subjected to preliminary softening and moving large pieces into foundation pit 7 of the mechanical activation module for coarse fractions 8. Pieces of rock of medium size and less through slots 31 made on side 32 of the guide and disintegrating shell That 30, fall into zone 11 of the pit 12 of the aerohydrodynamic activation module 13. The end 33 of the shield 30 partially blocks the entrance 34 to the mechanical activation module of coarse fractions 8, orienting the pulp with large pieces on board 35. In the mechanical activation module of coarse fractions 8 using an initiating installation 10, moving on overpass 9 along the working area, mechanical activation of lumpy rock at side 35 is carried out. Activation is performed at a variable speed of the working body 41. As the rock at side 35 is destroyed, pieces with of the same size enter the slope 36 to the side 37 and, additionally collapsing under the influence of hydrodynamic forces, move along the slope 38 to the ditch 28. The pieces of the medium size received in zone 11 of the pit 12 undergo aerodynamic activation using a system of periodic supply of the air mixture under pressure 14. Through exit slots 40 of nozzles 15 located opposite the incoming rock flow with water from zone 11 and installed with an offset of 16, in a checkerboard pattern, in the horizontal plane 17, a periodic air supply hydrochloric mixture under a changing time of action and magnitude of impact pressure. The pressure of the jets of air from neighboring nozzles 15 is not extinguished due to the displacement of 16 nozzles 15. A zone of increased energy impact on medium-sized pieces of rock is created in the aerohydrodynamic activation module 13. Through nozzles 15, exit slots 39 of which are located along the incoming rock flow, adjustable time and magnitude of the energy parameter (power, pressure) supply of the air mixture for swirling and moving the water-alluvial medium with the solid component of the pulp in the zone of action of flat steel stationary reflective elements 24 installed on the side of the side 18 with an offset of 22 relative to each other in the horizontal plane 23, and radius reflective elements 27 installed with an offset of 25 in the horizontal plane 23 on the opposite side of the side 26 of the pit 12. Reflecting from the radial reflective elements 27, the pulp with inclusions of elements of sand-clay rock is subjected to additional hydrodynamic activation. The inclination of 20 flat stationary reflective elements 24 in the vertical plane 21 ensures the direction of the reflected flow to the upper layers of the pulp, moving the crushed part of the solid phase of the rock to the next zone of the aerohydrodynamic activation module 13. In the next zone, already in the higher layers, the rock is again twisted, disintegrated and transition to the next zone to repeat the process and go through the lowering board 18, dividing the pit 12 and pit 29, into the fine fraction storage module 19. Through the system, ornogo hydrotransportation 3 aerohydrodynamic prepared by activation species enters the refining unit 4 with stacking system 5.

Комплекс обеспечивает направленное изменение состояния и свойств песчано-глинистых пород механической активацией формированием распределения энергетического воздействия периодической подачей воздушной смеси под изменяющемся по времени и величине давлением и направленными импульсами отражательных элементов.The complex provides directional changes in the state and properties of sandy-clayey rocks by mechanical activation by the formation of the distribution of energy exposure by periodic supply of the air mixture under varying pressure and directional pulses of the reflective elements.

Источники информацииInformation sources

1. Мязин В.П. Повышение эффективности переработки глинистых золотосодержащих песков: ч.2 / Мязин В.П. - Чита: ЧитГТУ, 1996. - 119 с.1. Myazin V.P. Improving the efficiency of processing clay gold sands: part 2 / Myazin V.P. - Chita: Chita State Technical University, 1996 .-- 119 p.

2. Маньков В.М. Применение центробежно-гравитационного метода для извлечения мелкого золота из россыпей / Маньков В.М., Тарасова Т.Б. // Обогащение руд. - 1999, №6, с.3-8, рис.6.2. Mankov V.M. The use of the centrifugal gravity method for the extraction of fine gold from placers / Mankov V.M., Tarasova TB // Ore beneficiation. - 1999, No. 6, pp. 3-8, Fig. 6.

3. Пат. 2206403, Российская Федерация, МПК⁷ В03В 5/00, Е21С 41/26. Геотехнологический комплекс с многоступенчатой дезинтеграцией / Хрунина Н.П.; Заявитель и патентообл. ИГД ДВО РАН, заявл. 08.02.2002; опубл. 20.06.2003, Бюл. №17.3. Pat. 2206403, Russian Federation, IPC ⁷ В03В 5/00, Е21С 41/26. Geotechnological complex with multi-stage disintegration / Khrunina N.P .; Applicant and patent IGD FEB RAS, declared. 02/08/2002; publ. 06/20/2003, Bull. Number 17.

Claims

A geotechnological complex with aerohydrodynamic activation, including a module for bottom face hydraulic washing, a fractional separation system of rock, a pressure hydrotransport system, a processing complex with a dump formation system, characterized in that it is equipped with a mechanical activation module for large fractions with a mobile initiating installation and an aerohydrodynamic activation module for medium-sized fractions while the aerohydrodynamic activation module is equipped with installed in the area of receipt of the rock mass by the system of periodic supply of the air mixture under pressure, while the nozzles of the system of periodic supply of the air mixture under pressure are installed with a staggered shift in the horizontal plane, while on the side of the foundation pit, the aerohydrodynamic activation module coupled to the fine fraction storage module is installed under tilting in the vertical plane and offset relative to each other in the horizontal plane are flat stationary reflective elements, and symmetrically with Radiation reflecting elements are installed in the horizontal plane with respect to flat stationary reflective elements along the rock mass from the opposite side of the pit side.