Повышение эффективности разработки глинистых россыпей

В.Е. Кисляков, О.Ю. Казакова — Сибирский федеральный университет, г. Красноярск.

Целью настоящей работы является исследование снижения естественной влажности глинистых песков с целью последующего изыскания эффективных способов предварительной подготовки в процессах ведения горных работ.

Доля подготовительных работ в составе производственных процессов, общих для открытой разработки составляет от 5 до 40% в зависимости от горно-геологической характеристики месторождения и принятой технологии, а также в отсутствии факторов, осложняющих работы. В случае разработки россыпных месторождений, отличающихся небольшой глубиной и производственной мощностью (относительно разработки рудных, угольных и др.), а также значительно обводненных, с большим содержанием глины, наличием сплошной или островной мерзлоты — доля и роль подготовительных работ серьезно возрастают.

Рис. 1. Изменение влажности образца во времени в естественных условиях.

Сегодня, повсеместное содержание глины в песках россыпных месторождений и ее влияние на снижение показателей разработки, а порой определяющее невозможность освоения значительного количества месторождений, совместно с отмеченной неэффективностью существующих методов подготовки массива, выявило необходимость создания целого комплекса мероприятий по разупрочнению глинистых песков в общей цепочке производственных процессов.

Рис. 2. Время полного высыхания глины в зависимости от диаметра образца.

По данным ранее проведенных исследований выявлено, что предварительное снижение влажности подготовленных к промывке глинистых песков с 24 до 10% позволяет повысить эффективность дезинтеграции более чем на 30%.

Ниже приводятся результаты исследований снижения влажности глинистых песков в зависимости от влияющих факторов.

Рис. 3. Зависимость эмпирического коэффициента а от диаметра пробы.

Общий вид уравнения парной корреляции зависимости изменения влажности глины от времени в естественных условиях (W_в = 91%, T = 21°С, V = 0 м/с, W_е = 14,6%) имеет вид:

W = a . t + W_e (1)

где: а — эмпирический коэффициент, зависящий от диаметра образца (рис. 3.); W — влажность глины,%; W_е — естественная влажность глины,%; t — время, сут.

Конечный вид модели имеет вид:

W = -4,1279 · d^-0.7091 t + W_е (2)

Вид корреляционного уравнения влияния скорости ветра аналогичен (1) и представлен на рис. 4, а изменения эмпирического коэффициента от диаметра образца — на рис. 5.

Рис. 5. Зависимость эмпирического коэффициента а от скорости ветра.

Конечный вид модели имеет вид:

W = -2,8339е^1,0633·V · t + W_е (3)

По результатам исследований влияния влажности атмосферного воздуха на обезвоживание глины графики представлены на рис. 6 и 7.

Рис. 6. Зависимость влажности пробы от времени и влажности воздуха.

Конечный вид модели имеет вид:

W = t (0,1288W_в - 14,718) + W_е (4)

На рис. 8 приведены графики исследований влияния температуры атмосферного воздуха на обезвоживание глины.

Рис. 7. Время полного высыхания глины в зависимости от влажности воздуха.

С учетом эмпирического коэффициента, значения которого зависят от температуры окружающего воздуха, модель имеет вид:

W = t (2,4633 · ln(T) - 9,8491) + W_е (5)

По результатам преобразований полученных уравнений с учетом исходных данных экспериментов получена общая модель обезвоживания глинистых песков:

W = W_е - 4.1279 · d^-0.709 t + Δ (6)

где: Δ — коэффициент, зависящий от температуры и влажности воздуха, скорости ветра.

Δ = Δ_T + Δ_Wв + Δ_v (7)

где: Δ_T — коэффициент потери влаги, зависящий от температуры воздуха; Δ_Wв — коэффициент потери влаги, зависящий от влажности воздуха; Δ_v — коэффициент потери влаги, зависящий от скорости ветра.

Рис. 8. Зависимость влажности пробы от времени и температуры.

С помощью корреляционных зависимостей основных параметров влияющих на влажность глины выявленных в ходе эксперимента определим необходимые коэффициенты потери влаги:

Δ_T = (7,3794 - 2,4633 · ln(T)) ·t (8)

Δ_Wв = (11,7208 - 0,1288 · W_в) · t (9)

Δ_v=2,8339 · t · (е^1,0633V - 1) (10)

Таким образом, получена математическая модель изменения влажности глинистых песков россыпных месторождений от влияющих факторов, которая позволит выявить определенный режим добычных работ, обеспечивающий подсушивание пород до их подачи в процесс промывки и обогащения. Последнее обеспечит значительное снижение технологических потерь золота с непромытыми глинистыми окатышами.

1. Казакова О.Ю. Предварительная подсушка глинистых песков [Текст] / Современ-ные технологии освоения минеральных: сборник научных трудов — Красноярск, 2008. — C. 131–135.
2. Кисляков, В.Е. Технология разупрочнения глинистых песков при разработке рос-сыпных месторождений [Текст] / В.Е. Кисляков // Золотоносные коры выветривания Сибири: сборник научных трудов — Красноярск, КНИИГиМС, 2002. — С.110–114.
3. Кисляков, В.Е. Экологически чистые технологии подготовки глинистых песков к обогащению [Текст] / В.Е. Кисляков, А.В. Карепанов // Окружающая природная среда и экологическое образование и воспитание: сб. материалов IV Всеросс. науч.-практ. конф. — Пенза, 2004. — С. 151–152.
4. Мязин, В.П. Повышение эффективности переработки глинистых золотосодержа-щих песков [Текст] / В.П. Мязин // Учебное пособие, часть 1. — Чита: — ЧГТУ. — 1995. — С. 18–19.

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 1 (19)/март 2013 г.