RU2392436C1

RU2392436C1 - Method for softening and disintegration of clay sands and hydromixture solid component

Info

Publication number: RU2392436C1
Application number: RU2009115745/03A
Authority: RU
Inventors: Наталья Петровна Хрунина (RU); Наталья Петровна Хрунина; Юрий Алексеевич Мамаев (RU); Юрий Алексеевич Мамаев
Original assignee: Институт Горного Дела Дальневосточного Отделения Российской Академии Наук
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2010-06-20

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to mining and may be used for development of natural and technogenic high-clayey gravel deposits of minerals with an increased content of fine-grained and disperse-grained gold. The method involves deposit opening, digging a water supply trench slanted towards the deposit stratum drop and a water collection trench; the accumulator trench is dug between the area under development and the water collection trench. One mounts the suction device of the delivery hydrotransportation installation, mounts an ultrasonic installation relative to the accumulation trench, consistently intensifies filtration of water into the clay sands within the flooded area on the surface and by way of hydrodynamic activation and performs cutting the water saturated sand layers with the hydrodynamic equipment cutter elements, additional hydrodynamic initiation and ultrasonic impact on the hydromixture in the accumulation trench in the low frequencies band providing better effect of hydromixture particles displacement and ultrasound radiation intensity 5 W/cm²or more.

EFFECT: improved efficiency of destruction and disintegration of deposit clay sands.

1 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано при освоении природных и техногенных высокоглинистых россыпных месторождений полезных ископаемых с повышенным содержанием мелкого и тонкого золота.The invention relates to the mining industry and can be used in the development of natural and industrial high-clay alluvial mineral deposits with a high content of fine and fine gold.

Известен способ разрушения горного массива, согласно которому на массив воздействуют породоразрушающим инструментом и ультразвуковыми колебаниями в месте контакта последнего с массивом, предварительно определяют направление максимального сжимающего напряжения в массиве, причем направление ультразвуковых колебаний ориентируют перпендикулярно направленности максимального сжимающего напряжения с опережением относительно воздействия породоразрушающим инструментом /1/.There is a method of destruction of a rock mass, according to which the rock is subjected to rock-cutting tool and ultrasonic vibrations at the point of contact of the latter with the mass, preliminary determine the direction of maximum compressive stress in the mass, and the direction of ultrasonic vibrations is oriented perpendicular to the direction of the maximum compressive stress ahead of the rock-cutting tool / 1 /.

Способ предназначен для разрушения горных пород рудного типа и не может быть использован для разрушения средн- и высокопластичных глинистых песков россыпей.The method is intended for the destruction of rocks of the ore type and cannot be used for the destruction of medium- and highly plastic clay sands of placers.

Известен способ управления процессом трансформации золотосодержащей породы, включающий разупрочнение породы механическим воздействием с последующим периодическим инициированием упругих колебаний в ультразвуковом диапазоне с постоянной частотой в системе песчано-глинистая порода - вода, инициирование упругих колебаний ведут при постоянном внешнем давлении, различных временных интервалах и мощностях и при предварительном выборе контролируемого диапазона размеров частиц, определяют оптимальное время воздействия, при котором обеспечивается стабильность осадка глинистых частиц в системе с постоянным объемом, затем рассчитывают условные коэффициенты трансформации, строят график изменения указанных коэффициентов трансформации от времени, из которого определяют увеличение контролируемой исходной величины удельной поверхности разупрочняемых частиц на порядок, при которой понижают мощность ультразвукового излучения вдвое /2/.A known method of controlling the process of transformation of gold-bearing rock, including softening the rock by mechanical action, followed by periodic initiation of elastic vibrations in the ultrasonic range with a constant frequency in the sand-clay rock-water system, the initiation of elastic vibrations is carried out at constant external pressure, various time intervals and capacities and at preliminary selection of a controlled range of particle sizes, determine the optimal exposure time at which The stability of the sediment of clay particles in a system with a constant volume is specified, then the conditional transformation coefficients are calculated, a graph of the change in the specified transformation coefficients versus time is built, from which the increase in the controlled initial value of the specific surface of the softened particles is determined by an order of magnitude, which reduces the ultrasonic radiation power by half / 2 / .

Данный способ не включает интенсификацию объемных участков уплотненных и водонасыщенных песков и может применяться для активизации гидросмеси и ее контроля.This method does not include the intensification of volumetric areas of compacted and water-saturated sands and can be used to activate the hydraulic mixture and its control.

Наиболее близким по технической сущности является способ разупрочнения и дезинтеграции глинистых песков россыпных месторождений, включающий вскрытие россыпи, проходку водозаводной траншеи с уклоном по направлению падения пласта месторождения и водосборной траншеи глубиной с разностью отметок дна в траншеях от 1,5 до 3 м, заполнение водой водозаводной траншеи с одновременным заполнением разрабатываемого участка россыпи водой на глубину, обеспечивающую монтаж и установку оборудования в плавучем состоянии, и поддержанием этого уровня в последующем для первичного разупрочнения глинистых песков с помощью подачи воды через регулируемый затвор, процесс естественной фильтрации воды в массив, монтаж установки напорного гидротранспортирования. В конце напорного пульповода устанавливают вихреобразователь и гидродинамический кавитатор /3/.The closest in technical essence is a method of softening and disintegrating clay sands of alluvial deposits, including opening the placer, digging a water trench with a slope in the direction of falling of the field and a catchment trench with a depth of the bottom marks in trenches from 1.5 to 3 m, filling the water with water trenches with simultaneous filling of the developed placer section with water to a depth that provides installation and installation of equipment in a floating state, and maintaining this level in subsequently for primary softening of clay sands by means of water supply through an adjustable shutter, the process of natural filtration of water into the massif, installation of a pressure hydrotransport installation. At the end of the pressure pulp line, a vortex generator and a hydrodynamic cavitator / 3 / are installed.

Недостатком способа является то, что основной процесс дезинтеграции осуществляется путем воздействия на гидросмесь. Однако на первой стадии естественной фильтрации воды в массив процесс не инициируется и поэтому развивается достаточно медленно, так как коэффициент фильтрации глины составляет величину от четвертого до шестого порядка малости 0,0005-0,000005 см/с.The disadvantage of this method is that the main process of disintegration is carried out by acting on the hydraulic mixture. However, at the first stage of natural filtration of water into the massif, the process is not initiated and therefore develops rather slowly, since the clay filtration coefficient is from the fourth to the sixth order of smallness of 0.0005-0.000005 cm / s.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении эффективности разрушения и дезинтеграции глинистых песков россыпей путем интенсификации естественного процесса фильтрации воды в уплотненные и водонасыщенные слои и дезинтеграции гидросмеси с глинистыми частицами.The technical result of the proposed method is to increase the efficiency of destruction and disintegration of clay sands of placers by intensifying the natural process of filtering water into compacted and water-saturated layers and disintegration of hydraulic mixtures with clay particles.

Технический результат достигается за счет того, что в способе разупрочнения и дезинтеграции глинистых песков и твердой составляющей гидросмеси, включающем вскрытие россыпи, проходку водозаводной траншеи с уклоном по направлению падения пласта месторождения и водосборной траншеи глубиной с разностью отметок дна в траншеях от 1,5 до 3 м, заполнение водой водозаводной траншеи с одновременным заполнением разрабатываемого участка россыпи водой на глубину, обеспечивающую монтаж и установку гидродинамического оборудования в плавучем состоянии, и поддержанием этого уровня в последующем для первичного разупрочнения глинистых песков с помощью подачи воды через регулируемый затвор, монтаж установки напорного гидротранспортирования, процесс естественной фильтрации воды в массив, проходку накопительной траншеи осуществляют между разрабатываемым участком и водосборной траншеей, производят монтаж всасывающего устройства установки напорного гидротранспортирования и монтаж ультразвуковой установки относительно накопительной траншеи, последовательно интенсифицируют фильтрацию воды в глинистые пески на затопленном участке по поверхности посредством гидродинамической активации перемешиванием гидросмеси лопастным механизмом и осуществляют срезание элементами резания гидродинамического оборудования водонасыщенных слоев песков, последующую гидродинамическую активацию лопастным механизмом образуемой гидросмеси по поверхности разрабатываемого участка, перепускание образуемой гидросмеси в накопительную траншею с поддержанием однородного соотношения твердого к жидкому в накопительной траншее регулируемым затвором и подачей дополнительной воды из водосборной траншеи напорным гидротранспортированием, ультразвуковое воздействие на гидросмесь в накопительной траншее в низком диапазоне частот, обеспечивающим больший эффект смещения частиц гидросмеси и интенсивностью излучения ультразвука от 5 Вт/см² и выше.The technical result is achieved due to the fact that in the method of softening and disintegrating clay sands and the solid component of the hydraulic mixture, including opening the placer, driving a water trench with a slope in the direction of falling of the field and a drainage trench with a depth with a difference of bottom marks in trenches from 1.5 to 3 m, filling the water trench with water while filling the developed placer section with water to a depth that provides installation and installation of hydrodynamic equipment in a floating state and maintaining this level subsequently for primary softening of clay sands by means of water supply through an adjustable gate, installation of a pressure hydrotransport installation, the process of natural filtration of water into an array, sinking of a storage trench is carried out between the developed section and the catchment trench, the suction device of the pressure head installation is installed hydrotransportation and installation of an ultrasonic unit relative to the storage trench, sequentially intensify the filter the water is transferred into clay sands on a flooded area over the surface by hydrodynamic activation by mixing the hydraulic mixture with a blade mechanism and cutting elements of the hydrodynamic equipment are cut off the water-saturated layers of sand, the subsequent hydrodynamic activation of the hydraulic mixture formed by the blade mechanism over the surface of the developed area, bypassing the mixture formed by mixing the mixing mixture with the mixing mixture solid to liquid in the storage trench iruemym gate and feed additional water from the catchment trench Hydrotransportation discharge, ultrasonic treatment on the slurry in the storage trench in the low frequency range, the effect of providing greater displacement of the slurry particles and the intensity of the ultrasound radiation 5 W / ^cm2 and above.

Совокупность новых существенных признаков позволяет решить новую техническую задачу - активизировать процесс добычи путем интенсификации естественного процесса фильтрации воды в уплотненные и водонасыщенные слои глинистых песков и дезинтеграции гидросмеси с глинистыми частицами ультразвуковым воздействием.The combination of new essential features allows us to solve a new technical problem - to intensify the production process by intensifying the natural process of filtering water into compacted and water-saturated layers of clay sands and disintegration of hydraulic mixtures with clay particles by ultrasonic action.

На фиг.1 - общий вид системы разработки россыпи, обеспечивающий выполнение способа; на фиг.2 - полученные расчетным путем графические зависимости амплитуды ζ смещения частиц гидросмеси в звуковой волне от давления ультразвука P, колебательное смещение частиц гидросмеси при соотношении твердого к жидкому Т:Ж как: 3:7 - показано точками … и 6:4 показано сплошной линией __.Figure 1 - General view of the development system of the placer, ensuring the implementation of the method; figure 2 - obtained by calculation, the graphical dependence of the amplitude ζ of the displacement of the particles of the slurry in the sound wave on the ultrasound pressure P, the vibrational displacement of the particles of the slurry at a ratio of solid to liquid T: W as: 3: 7 is shown by dots ... and 6: 4 shows a solid line __.

Реализация способа разупрочнения и дезинтеграции глинистых песков и твердой составляющей гидросмеси осуществляется следующим образом. Производят вскрытие россыпи, проходку водозаводной траншеи 1 с уклоном 2 по направлению 3 падения пласта месторождения и водосборной траншеи 4 глубиной 5 с разностью отметок дна 6 в траншеях 1 и 4 от 1,5 до 3 м. Проходку накопительной траншеи 7 осуществляют между разрабатываемым участком 8 и водосборной траншеей 4. Соединяют накопительную траншею 7 и разрабатываемый участок 8 между собой и устанавливают между ними регулируемый затвор 9. Регулируемым затвором 9 перекрывают доступ воды в накопительную траншею 7. Производят заполнение водой водозаводной траншеи 1 с одновременным заполнением разрабатываемого участка 8 россыпи водой на глубину 10, обеспечивающую монтаж и установку гидродинамического оборудования 11 в плавучем состоянии, и поддержанием этого уровня 12 в последующем для первичного разупрочнения глинистых песков с помощью подачи воды через регулируемый затвор 13. Производят монтаж всасывающего устройства 14 установки напорного гидротранспортирования 15 и монтаж ультразвуковой установки 16 относительно накопительной траншеи 7, а гидродинамического оборудования 11 - на разрабатываемом участке 8, в забое. Последовательно интенсифицируют фильтрацию воды в глинистые пески на затопленном участке 8 по поверхности 17 посредством гидродинамической активации перемешиванием гидросмеси лопастным механизмом 18 и осуществляют срезание элементами резания 19 гидродинамического оборудования 11 водонасыщенных слоев песков. Осуществляют последующую гидродинамическую активацию лопастным механизмом 18 образуемой гидросмеси по поверхности 17 разрабатываемого участка 8 и перепускание образуемой гидросмеси в накопительную траншею 7 с поддержанием однородного соотношения твердого к жидкому в накопительной траншее 7 регулируемым затвором 9 и подачей дополнительной воды из водосборной траншеи 4 напорным гидротранспортированием устройством 20. Ультразвуковое воздействие на гидросмесь с расчетным эквивалентным равновесным волновым сопротивлением ρ_э·с_э (где ρ_э - плотность среды, с_э - скорость продольной волны звука в среде) в накопительной траншее 7 осуществляют в низком диапазоне ультразвуковых частот, обеспечивающим больший эффект смещения ζ частиц гидросмеси, и интенсивностью I излучения ультразвука от 5 Вт/см² и выше с помощью ультразвуковой установки 16, (см. фиг.2 и табл.)The implementation of the method of softening and disintegration of clay sands and the solid component of the hydraulic mixture is as follows. The placer is opened, the water trench 1 with a slope of 2 in the direction of 3 fall of the reservoir layer and the drainage trench 4 with a depth of 5 with a difference of the bottom marks 6 in trenches 1 and 4 from 1.5 to 3 m are excavated. The passage of the accumulating trench 7 is carried out between the developed section 8 and a drainage trench 4. Connect the storage trench 7 and the developed section 8 with each other and install an adjustable shutter between them 9. Adjustable shutter 9 block the access of water to the storage trench 7. Fill the water with a water discharge trench 1 with the simultaneous filling of the developed section 8 of placer with water to a depth of 10, which provides installation and installation of hydrodynamic equipment 11 in a floating state, and maintaining this level 12 in the future for primary softening of clay sands by means of water supply through an adjustable shutter 13. Install the suction devices 14 of the installation of pressure hydraulic transport 15 and the installation of the ultrasonic installation 16 relative to the storage trench 7, and the hydrodynamic equipment 11 atyvaemom portion 8 at the bottom. The filtration of water into clay sands in the flooded section 8 on the surface 17 is successively intensified by hydrodynamic activation by mixing the hydraulic mixture with the blade mechanism 18 and cutting elements 19 of the hydrodynamic equipment 11 of the water-saturated sand layers are cut. Subsequent hydrodynamic activation by the blade mechanism 18 of the generated slurry over the surface 17 of the developed section 8 and the transfer of the formed slurry into the accumulation trench 7 is maintained with a uniform ratio of solid to liquid in the accumulation trench 7 with an adjustable shutter 9 and the supply of additional water from the drainage trench 4 by pressure hydrotransport device 20. Ultrasonic action on a hydraulic mixture with a calculated equivalent equilibrium wave impedance ρ _e · s _e (where ρ _e is the density of the medium, with _e is the speed of the longitudinal wave of sound in the medium) in the storage trench 7 is carried out in a low range of ultrasonic frequencies, providing a greater effect of the displacement ζ of the particles of the slurry, and the intensity I of ultrasound radiation from 5 W / cm ² and above using an ultrasonic installation 16, (see figure 2 and table.)

ТаблицаTable Численные значения начальных параметров интенсивности излучения ультразвука, обеспечивающих заданные величины амплитуд колебательного смещения частиц гидросмеси в звуковой волне, частота излучения f=25 кГцNumerical values of the initial parameters of the intensity of ultrasound radiation, providing the specified magnitudes of the amplitudes of the vibrational displacement of the particles of the slurry in the sound wave, the radiation frequency f = 25 kHz Расчетное эквивалентное равновесное волновое сопротивление гидросмеси (ρ_э·с_э)·10⁶ кг/м²с, при Т:ЖEstimated equivalent equilibrium wave resistance of the slurry (ρ _e · s _e ) · 10 ⁶ kg / m ² s, at T: Ж Начальные параметры интенсивности I, Вт/см²при заданных амплитудах смещения |ξ_э| и соотношении Т:ЖThe initial intensity parameters I, W / cm ² at given bias amplitudes | ξ _e | and the ratio of T: W |ξ_э|=10^-6 м| ξ _e | = 10 ^-6 m |ξ_э|=10^-5м| ξ _e | = 10 ^-5 m |ξ_э|=10^-4 м| ξ _e | = 10 ^-4 m 3:73: 7 6:46: 4 3:73: 7 6:46: 4 3:73: 7 6:46: 4 3:73: 7 6:46: 4 1,7171,717 1,9101,910 2,122.12 2,352,35 2,12·10² 2.1210 ² 2,35·10² 2.3510 ² 2,12·10⁴ 2.12 · 10 ⁴ 2,35·10⁴ 2.3510 ⁴ 1.9761.976 1,9621,962 2,432.43 2,422.42 2,43·10² 2.43 · 10 ² 2,42·10² 2.42 · 10 ² 2,43·10⁴ 2.43 · 10 ⁴ 2,42·10⁴ 2.42 · 10 ⁴ 2,0052,005 2,0112,011 2,472.47 2,482.48 2,47·10² 2.47 · 10 ² 2,48·10² 2.4810 ² 2,47·10⁴ 2.47 · 10 ⁴ 2,48·10⁴ 2.4810 ⁴ 2.0762.076 2,1392,139 2,562,56 2,642.64 2,56·10² 2.5610 ² 2,64·10² 2.6410 ² 2,56·10⁴ 2.5610 ⁴ 2,64·10⁴ 2.6410 ⁴ 2,1002,100 2,1782,178 2,62.6 2,682.68 2,6·10² 2.6 · 10 ² 2,68·10² 2.6810 ² 2,6·10⁴ 2.6 · 10 ⁴ 2,68·10⁴ 2.6810 ⁴ 2,1182,118 2,1952,195 2,612.61 2,7052,705 2,61·10² 2.6110 ² 2,705·10² 2,70510 ² 2,61·10⁴ 2.6110 ⁴ 2,705·10⁴ 2,70510 ⁴

С помощью всасывающего устройства 14 установки напорного гидротранспортирования 15 гидросмесь подается на обогатительное оборудование 21.Using a suction device 14 installation pressure hydraulic transport 15, the hydraulic mixture is fed to the processing equipment 21.

Способ позволит обеспечить экологическую безопасность и снижение потерь мелких и тонких частиц золота размером от 0,5 до 0,002 мм при разработке высокоглинистых золотосодержащих россыпей.The method will ensure environmental safety and reduce losses of small and thin particles of gold ranging in size from 0.5 to 0.002 mm in the development of high clay gold-bearing placers.

Источники информацииInformation sources

1. SU 1666707, опубл. 30.07.19911. SU 1666707, publ. 07/30/1991

2. RU 2276727, опубл. 20.05.20062. RU 2276727, publ. 05/20/2006

3. RU 2288361, опубл. 27.11.20063. RU 2288361, publ. 11/27/2006

Claims

A method of softening and disintegrating clay sands and a solid component of a hydraulic mixture, including opening a placer, driving a water trench with a slope in the direction of falling of the field and a catchment trench with a depth of the bottom marks in trenches from 1.5 to 3 m, filling the water trench with water at the same time of the developed placer section with water to a depth that provides installation and installation of hydrodynamic equipment in a floating state, and maintaining this level in the future for the first softening clay sands by supplying water through an adjustable shutter, installing a pressure hydrotransport installation, a process of natural filtration of water into an array, characterized in that the accumulation trench is drilled between the developed section and the drainage trench, the suction device of the pressure hydrotransport installation is installed and the ultrasonic installation is installed relative to the storage trench, sequentially intensify the filtration of water into clay sands in the heated area along the surface by hydrodynamic activation by mixing the slurry with a blade mechanism and cutting elements of the hydrodynamic equipment are cut off the water-saturated layers of sand, the subsequent hydrodynamic activation by the blade mechanism of the formed slurry over the surface of the developed section, bypassing the formed slurry into a cumulative trench with maintaining a homogeneous solid to liquid ratio adjustable shutter and extra feed of water from the drainage trench by pressure hydrotransport, ultrasonic treatment of the hydraulic mixture in the storage trench in the low frequency range, providing a greater effect of the displacement of the hydraulic mixture particles, and the ultrasound radiation intensity from 5 W / cm ² and above.