Результат интеллектуальной деятельности: Способ дражной разработки обводненных россыпных месторождений полезных ископаемых

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к разработке обводненных россыпных месторождений и техногенных накоплений минерального сырья в условиях продолжительных отрицательных температур.

Известен способ разработки обводненных россыпных месторождений и техногенных накоплений минерального сырья, включающий подготовительные и добычные работы, обогащение и отвалообразование (Лешков В.Г. Разработка россыпных месторождений. М.: Недра, 1985. - С. 378-488).

Однако при применении данного способа возникает ряд отрицательных факторов, таких как невозможность его применения, при разработке обводненных россыпных месторождений полезного ископаемого в условиях отрицательных температур воздуха, что резко снижает годовую производительность горнодобывающего и обогатительного оборудования.

Наиболее близким по совокупности существующих признаков и достигаемому результату является способ дражной разработки обводненных россыпных месторождений полезных ископаемых, включающий подготовительные и добычные работы, обогащение и отвалообразование, возведение плотины вокруг драги и подготовленных к отработке на зимний период запасов, в котором при наступлении устойчивых отрицательных температур работы ведут в ангаре, установленном на плотине (RU 2614337 С1, МПК Е21С 41/30 от 25.02.2016, опубликовано: 24.03.2017).

Однако при использовании данного способа происходит нерациональное распределение тепла в изолированном пространстве. Это приводит к быстрому остыванию воды, а также к концентрации теплого воздуха в верхней части ангара, что вызывает образование наледи, опасной для работы персонала драги.

Основная задача заключается в разработке способа, при котором можно будет снизить интенсивность тепловыделения с водной поверхности в дражном разрезе, а также в продлении добычного сезона.

Для решения поставленной задачи в способе дражной разработки обводненных россыпных месторождений полезных ископаемых, включающем подготовительные и добычные работы, обогащение и отвалообразование, возведение плотины вокруг драги и подготовленных к отработке на зимний период запасов, в котором при наступлении устойчивых отрицательных температур работы ведут в ангаре, установленном на плотине, водную поверхность в ангаре, вокруг драги, покрывают воздушно-пузырчатой пленкой, с соблюдением зазора от бортов драги, который рассчитывают по формуле:

где В_з - ширина зазора между понтоном драги и пленкой, м; S_вдр - площадь воды дражного разреза, м²; S_др - площадь понтона драги, м²; Т_а - температура воздуха в ангаре, К; Т_ов - температура воздуха окружающей среды, К; S_из - площадь изолирующего материала, м; λ_из - коэффициент теплопроводности изолирующего материала, Вт/(м²⋅К); h_из - толщина изолирующего материала, м; Т_в - температура воды в дражном разрезе, К; Р_др - периметр понтона драги, м.

Использование воздушно-пузырчатой пленки способствует сохранению тепла воды в дражном разрезе, а с помощью регулирования ширины зазора возможно управлять интенсивностью тепловыделения с водной поверхности дражного разреза.

Способ осуществляется следующим образом. Россыпное месторождение золота разрабатывается многочерпаковой драгой 1. В летний период проводят подготовительные работы: вскрытие пласта песков на длину фронта работы драги, строительство плотины вокруг горнодобывающего оборудования и подготовленных к отработке на зимний период запасов. С наступлением отрицательных температур на плотину устанавливают ангар 2. При этом водную поверхность в ангаре 3 покрывают воздушно-пузырчатой пленкой 4. Пленку укладывают таким образом, чтобы вокруг драги оставался зазор. Ширину зазора определяют по вышеприведенной математической модели, которая была выведена на основе формулы Фурье, а также на способности тепловыделения водной поверхности. Данный параметр зависит от температуры воды, температуры воздуха внутри ангара, температуры окружающего воздуха, а также от выбранного материала для изолирования дражного разреза. Так как эти значения непостоянны, то значение ширины зазора рассчитывается и меняется в разрезе через определенный промежуток времени, например, каждую неделю. При этом значения температуры воды и воздуха принимаются как средние за неделю.

Пример расчета. Отработка месторождения осуществляется драгой 250Д. В качестве изолирующего материала выбран поликарбонат толщиной 0,008 м. Средняя температура воды в разрезе 10°C, окружающего воздуха - -1°C, воздуха в ангаре - 5°C. При данных условиях ширина зазора составляет 5 м. Однако при понижении температуры окружающего воздуха на 1°C ширина зазора составит 1 м.

С наступлением устойчивых положительных температур пленку убирают с поверхности воды дражного разреза, а ангар устанавливают в контуре земельного отвода.

Предлагаемый способ позволит уменьшить интенсивность тепловыделения с водной поверхности в дражном разрезе, направить тепловой поток непосредственно к драге и позволит избежать намерзания породы на черпаки и черпаковую раму. В результате можно существенно продлить добычной сезон либо сделать его круглогодичным.