26.09.2017
Микрокредитование в последнее время стало пользоваться огромной популярностью, но при этом новомодным явлением назвать его вряд...


25.09.2017
Незаметность в интерьере – одно из основных преимуществ конвекторов, который используются в комнатах с панорамным освещением....


23.09.2017
Длинный перечень достоинств имеют рулонные шторы. Такая отделка окна отличается обычно уникальным дизайном, практичностью и...


23.09.2017
В весьма обычное явление огромные окна превратились относительно недавно. Красиво и престижно панорамное остекление выглядит...


22.09.2017
Планируя ремонт офисного помещения, особое внимание стоит уделить выбору дверей. Существует очень много разновидностей дверей, но...


22.09.2017
Для долговечной и безопасной эксплуатации строительных конструкций очень важно оснащать их надёжными кровельными системами. И...


Способы вскрытия россыпей

04.01.2017

При проектировании дражной разработки выбор способа вскрытия россыпи и связанного с ним места строительства драги требует тщательного обоснования, Строительно-монтажная площадка выбирается с учетом возможного использования существующих коммуникаций. Выбор строительной площадки и места заложения выработок или сооружений (котлована, плотины) целесообразно осуществлять с учетом максимального содержания разведанного полезного ископаемого на участке, что позволит с первых же лет освоить россыпь при наиболее благоприятных экономических условиях, обеспечивающих возможность в кратчайший срок погасить основную часть капитальных затрат.
Вскрытие россыпи предопределяет важнейшие особенности технологии разработки и заключается в проведении специальных горных выработок (котлованов) или строительстве гидротехнических сооружений (плотин, перевалок), обеспечивающих возможность размещения драги в рабочем (плавучем) состоянии на горизонте залежи и доступа к промышленным пескам.
Различают следующие способы вскрытия: вскрытие котлованом в пойме; вскрытие котлованом с глубокой задиркой плотика; вскрытие котлованом на увале; вскрытие котлованом с водопонижающей канавой; вскрытие плотинами; вскрытие перемычками; независимое вскрытие горизонтов с использованием котлованов, перемычек, плотин. При первых пяти способах россыпь разрабатывается одним уступом на полную мощность. Независимое вскрытие предопределяет разработку россыпи двумя или тремя отдельными уступами, из которых каждый вскрывается самостоятельным способом. Принятый порядок размещения выработок и сооружений вскрытия определяет последовательность подхода драги к отдельным участкам россыпи, т. е. обусловливает направление ее последующей разработки. Поэтому при всех способах вскрытия (за исключением вскрытия перемычками) различают следующие разновидности: вскрытие, при котором разработка россыпи принята вверх по долине; вскрытие, при котором разработка россыпи принята вниз по долине; вскрытие со смешанным направлением разработки россыпи.
Наибольшее применение нашли способы вскрытия котлованом и плотинами при различном их расположении относительно элементов долины и уровня воды в реке.
Вскрытие котлованом. При этом способе работы по вскрытию состоят из проходки котлована и последующего его расширения и углубления драгой до плотика. Вскрытие котлованом целесообразно применять в следующих условиях: на россыпях с относительно равномерным распределением металла, имеющих один четко выраженный и разобщенные пласты песков или металлоносные пропластки, близко расположенные к поверхности; на россыпях, залегающих в заболоченных поймах рек; на глубоких и средней мощности долинных россыпях с небольшим подъемом плотика и поверхности в сторону увалов долины при отсутствии на них резких возвышений и высоких отвалов; на русловых россыпях.
Котлован, образующий первоначальный разрез, может быть пройден в различных местах россыпи. Расположение котлована в нижней части россыпи и последующая ее разработка по восстанию создают, как правило, более благоприятные условия для эксплуатации драги и для отработки всей россыпи. В этом случае значительно упрощается процесс осветления воды и водоснабжения, так как сокращается утечка воды из разреза (особенно на россыпях, имеющих старые подземные выработки) и появляется возможность регулирования утечки воды путем сооружения перемычек. Кроме того, при разработке россыпи по восстанию уменьшается естественная засоренность воды в разрезе, устраняется возможность подыливания забоя глинистыми хвостами и накопления шуги и льда в осенний период, так как встречный водный поток интенсивно выносит древесные остатки, различные взвеси и шугу, благодаря чему облегчается работа драги в разрезах, удаленных от русла реки. По этим причинам при разработке россыпи вверх по долине обеспечивается некоторое повышение производительности драг и уменьшение себестоимости 1 м3 песков. Однако на очень водоносных россыпях с уклоном долин менее 0,2 % и при средней или большой подводной мощности наносов преимущества разработки по восстанию становятся менее ощутимыми.
При разработке россыпи вниз по долине несколько уменьшается утечка воды из разреза (особенно на каменистых россыпях со значительным уклоном). Кроме того, при постройке плотин все подплотинные целики могут быть отработаны драгой и потери песков значительно уменьшаются. Такой порядок отработки русловых россыпей существенно облегчает работу драг в осенне-зимний период, так как представляется возможным отгораживать разрез дражными отвалами и задерживать проникновение в него шуги, а в предпусковой весенний период он упрощает работы по удалению из разреза льда.
Наибольшее применение на приисках получило расположение котлована в нижней части россыпи. На крупных водоносных россыпях, которые предполагается разрабатывать несколькими драгами, часто две драги собирают на одной строительно-монтажной площадке, В таких случаях котлован проходится в средней части россыпи. При этом одна драга разрабатывает часть россыпи по восстанию, а другая — часть россыпи по падению.
При выборе места строительства драги необходимо всесторонне учитывать местные условия, способствующие более эффективному освоению россыпи, и стремиться к уменьшению затрат на транспортирование оборудования и материалов к месту строительства путем расположения сборочной площадки ближе к путям сообщения, на проходку вскрывающих выработок или возведение сооружений (максимально используя рельеф местности, естественные его складки или старые горные выработки), на строительство жилого поселка, бытового комплекса, мастерских, линий электропередачи и других коммуникаций (за счет более полного использования имеющихся вблизи действующих объектов), на сооружение плотин, задирку плотика, оттаивание многолетней мерзлоты и др. При этом котлованы и водозаборные устройства должны располагаться таким образом, чтобы обеспечивались незатопляемость строительно-монтажной площадки во время паводка и отработка участков россыпи с наиболее высоким содержанием ценного компонента в первые годы работы драги.
Россыпи, которые можно вскрыть только одним способом, встречаются редко. Доступ к определенным площадям россыпи может быть достигнут различными способами. При каждом способе требуются разные затраты и обеспечивается различное извлечение ценного компонента, а также различная производительность драги. Поэтому выбор места заложения котлована, а также вскрывающих выработок и сооружений должен производиться путем всестороннего технико-экономического анализа всех вариантов. При этом предпочтение отдается наиболее эффективному из них. Если условия залегания россыпи не позволяют ясно выявить преимущества того или иного способа вскрытия, то сопоставление вариантов необходимо производить по всем основным показателям, т, е. по абсолютным и удельным затратам, годовой производительности драги по горной массе и металлу, себестоимости 1 м3 песков и 1 г металла.
При вскрытии котлованом россыпь разрабатывается с валовой выемкой всех пород. Это приводит к увеличению загрязненности воды дражного разреза. Такой способ вскрытия целесообразно применять при наличии на разрабатываемой площади отвалов переработанных ранее пород. При вскрытии котлованом возможность подхода драги к горизонтам залежи определяется максимальной надводной высотой борта разреза и минимальной подводной глубиной черпания. Поэтому конструктивные размеры драги должны увязываться с элементами залегания россыпи.
Если подводная глубина россыпи недостаточна, то применяется вскрытие с глубокой задиркой плотика. Задирка плотика вызывает разубоживание песков и снижает производительность драги, однако при этом не увеличивается загрязнение сточных вод. Способ вскрытия котлованом на увале применяется при разработке террасовых и древних (погребенных) россыпей, расположенных на водоразделах. Применение его связано с подачей в разрез воды насосами и оставлением предохранительного целика.
При вскрытии россыпи котлованом его размеры в плане должны обеспечивать возможность разворота понтона на 180° в процессе монтажа драги и свободное маневрирование ее при переходе к добычным работам. Глубина должна обеспечивать нормальное всплывание понтона при меженном уровне воды в долине, удаление городков стапеля из-под днища и последующую безопасную углубку разреза драгой. Размеры котлована определяются по следующим формулам, м:
Способы вскрытия россыпей

где Д — длина понтона, м; Ю — расстояние от кормы понтона до оси свай, м; Г — расстояние от носа понтона до оси верхнего черпакового барабана, м; А — длина черпаковой рамы между осями верхнего и нижнего черпаковых барабанов, м; r — радиус резания пород на нижнем черпаковом барабане, м; Б — высота установки верхнего черпакового барабана над палубой понтона, м; hп — высота бортов понтона, м; Ш — ширина понтона в корме, м; lx — длина хвостовых колод, м; lб — безопасный зазор между понтоном и бортом котлована (lб = 1,5/3 м); Н1 — высота надводного борта россыпи, м; h' — глубина котлована ниже уровня воды в долине, м; hос — высота осадки понтона, м; Ac — высота стапеля (hc = 0,9/1,2 м); lг — запасная глубина (lr = 0,5+0,8 м).
Угол заложения откосов котлованов обычно принимают равным 45°.
Объем котлована, м3,
Способы вскрытия россыпей

При сборке понтона драги на поверхности россыпи с применением спусковых устройств (склизней) котлован проходят меньшей глубины. Зазор между днищем понтона (на плаву) и нижней плоскостью котлована должен быть в пределах 1—1,7 м (в зависимости от мощности драги). Размеры котлована для вскрытия россыпи и строительства драг различной мощности приведены в табл. 12.5.
Для сборки и монтажа понтона вместо спусковых устройств может применяться вспомогательный котлован, представляющий собой прирезку, примыкающую уступом к основному котловану. По размерам он несколько больше понтона и расположен в зоне действия монтажного крана. Глубина его равна 0,6—0,7 глубины основного котлована. На уступе сооружается стапель и производится сборка понтона, по завершению которой котлован затопляется и происходит естественное всплытие понтона. После этого понтон переводится в основной котлован, где завершается сборка драги до полной ее готовности. Такая технология монтажа позволяет существенно упростить организацию, удешевить и ускорить строительство драги (рис. 12.2).
Проходка основного и вспомогательного котлованов осуществляется экскаватором в комплексе с автосамосвалами.
Длина зарезки, м, при выходе драги на россыпь из котлована
Способы вскрытия россыпей

где γз — угол зарезки драги (γз = 7+13°); hр — мощность отложений в месте зарезки драги, м (рис. 12.3).
Объем выработки углубки, м3,
Способы вскрытия россыпей

где γо — угол откоса забоя (γо = 40+60°); b'р и bр — ширина забоя драги соответственно по поверхности и по плотику россыпи, м; b'к и bк — ширина котлована соответственно по поверхности и по дну, м.
Способы вскрытия россыпей

Вскрытие россыпи плотинами. В этом случае сборка драги осуществляется на поверхности россыпи ближе к увальной части долины (рис. 12.4). Для сборки понтона устраиваются специально спланированные площадки, размеры которых приведены в табл. 12.5.
Способы вскрытия россыпей

Первоначальный разрез для работы драги создается путем сооружения плотины, перегораживающей долину реки, и подъема уровня воды выше меженного горизонта на 2—11 м. Вследствие этого обеспечивается свободный доступ драги к площадям с возвышенным плотиком, который может располагаться значительно выше уровня воды в долине. Кроме того, создаются благоприятные условия для отработки участков россыпи со значительной надводной мощностью. Плотины состоят из земляной насыпи и деревянного водослива для регулирования подъема уровня воды. Высота подъема драги и уровня воды в долине принимается максимальной по условиям осадки понтона и параметров отвального оборудования. Необходимая высота, м, подъема воды для обеспечения доступа к промышленным площадям по разведочной линии определяется по формуле
Способы вскрытия россыпей

где Hм — высота подъема воды плотиной относительно меженного уровня, м; Нд — высота дополнительного подъема от подпора воды на протяжении расстояния доступа, м; Lд — расстояние, на которое обеспечивается доступ драге, м,
Способы вскрытия россыпей

где α — угол падения долины, градус.
Длина зарезки драги, м, при вскрытии плотиной
Способы вскрытия россыпей

Объем выработки углубки, м3,
Способы вскрытия россыпей

Плотины могут успешно использоваться как на маловодных, так и на многоводных россыпях при секундном расходе воды в реке от 15 л до 400 м3. При небольшой ширине поймы и больших углах откосов увалов целесообразно строить более высокие плотины. Уклон долины не влияет на рациональную высоту подъема воды, однако он в значительной степени предопределяет расстояние доступа. Чем больше уклон долины, тем при прочих равных условиях на меньшее расстояние будет обеспечен доступ драг к промышленным площадям россыпи. Высота и число сооруженных на одной россыпи плотин влияют на затраты по их возведению. С увеличением высоты плотины объем земляных работ и затраты на укладку тела плотины возрастают. Однако суммарные и удельные затраты на сооружение водосливов и освоение строительных площадок при этом уменьшаются. При значительных затратах на сооружение водослива (вследствие большой водоносности реки и трудоемкости его строительства), а также при уменьшении затрат на 1 м земляных работ целесообразно применять более высокие плотины, чтобы число их на россыпи было минимальным.
Для удешевления строительства плотин следует стремиться к тому, чтобы они располагались на линиях, требующих для обеспечения доступа максимальной высоты подъема драги, а разведочные линии, на которых необходима максимальная высота подъема, должны быть выше плотины и возможно ближе к ней. Проектные размеры тела плотины зависят от физико-механических свойств отсыпаемых пород и высоты подъема воды на плотине. Земляное тело плотины отсыпается бульдозерами, колесными скреперами, экскаваторами и в комплексе с автосамосвалами и гидравлическим способом.
Наибольшее применение на приисках нашел деревянный водослив с щитовым затвором и ряжевыми устоями на свайном основании с двумя шпунтовыми рядами по внешней линии понура или на скальном основании. При сроке службы плотин до года применяются водосливы стоечно-обшивочного типа с облегченными устоями.
Порядок расчета и применения земляных плотин различных типов и организация работ по их строительству регламентируются действующими Строительными нормами и правилами.
Способы вскрытия россыпей

С целью создания достаточного количества вскрытых запасов строительство плотин на талых россыпях следует производить с опережением на 3—12 мес. Запаздывание в сооружении плотин, как правило, приводит к необходимости применения глубокой задирки плотика или строительства перемычек, что снижает эффективность разработки россыпи и вынуждает оставлять в бортах целики с промышленным содержанием ценного компонента. На многолетнемерзлых россыпях при естественном оттаивании пород путем затопления полигона водой плотины следует сооружать с большим опережением, чтобы к моменту подхода драги мерзлота на участках подтока успела полностью оттаять,
Применение плотин позволяет более полно отрабатывать промышленные запасы, так как в этом случае могут быть дополнительно освоены площади полигона с малой подводной глубиной россыпи и плотиком, возвышающимся на 2—6 м выше меженного уровня воды в реке, а также площади с надводной мощностью россыпи до 10 м. Подъем уровня воды значительно облегчает выемку песков с бортовых площадей, так как при этом уменьшаются величина врезания драги в увалы и объем задирки плотика. Кроме того, при возведении плотин часть поверхности полигона затопляется и глубина промерзания в зимнее время уменьшается, а при наличии многолетнемерзлых участков интенсивность их оттаивания увеличивается. Это вызывает увеличение коэффициента наполнения черпаков и среднесезонной производительности драги. Увеличивается также продолжительность сезона добычных работ, так как затопление значительных площадей облегчает зимнюю эксплуатацию драги (особенно когда в реке мало воды). При хорошей организации работ уменьшаются простои, связанные с переносом маневровых канатов и силового кабеля, и засоренность технологической воды, а коэффициент извлечения металла при обогащении возрастает, что в большинстве случаев обеспечивает снижение себестоимости полезного ископаемого.