Изыскание способа освоения подрусловых запасов алмазоносной россыпи реки Касаи в Африке

Пятаков В.Г., Неретин А.В.-Иргиредмет
Вяткин Н.Л. - «Solway Management»
Золотодобыча, №115, Июнь, 2008

В августе 2007 г. Иргиредмет получил заявку на оказание консалтинговых услуг от компании «Solway Management», которая отрабатывает открытым способом россыпное месторождение алмазов в Демократической Республике Конго [1]. По мнению геологов компании наиболее перспективны прогнозные ресурсы алмазов под руслом реки Касаи на восьми концессиях. Иргиредмету было поручено изыскание способа освоения подрусловых запасов реки Касаи, выбор добычного агрегата и разработка проекта технического задания на его изготовление.

В настоящее время из подводных месторождений добывают самые различные полезные ископаемые, например, россыпные золото, алмазы, платиноиды, минералы тяжелой группы, илы различных составов, сульфидные корки, песок, ракушечник, ракушку и ряд других.

При выборе способа разработки и добычного агрегата важны следующие горнотехнические условия:

            - ширина реки и её глубина;

            - наличие течения и его скорость;

            - глубина залегания полезного ископаемого от поверхности воды;

            - прочность (разрабатываемость) рыхлых отложений;

            - наличие в рыхлых отложениях валунов и топляков.

Ширина реки Касаи в районе расположения обогатительной фабрики составляет около 800 м (рисунок 1). На отдельных участках она достигает 1000 м. Отработка подрусловых отложений в таких условиях возможна плавающими добычными агрегатами. Кроме того, столь большая ширина реки потребует специальных приёмов крепления мертвяков для удержания добычного агрегата в забое.

На основании данных по отбору крупнообъёмных проб землесосной драгой в отдельных точках русла (рисунок 2) были сделаны ориентировочные выводы о глубине реки. По данным опробования максимальная глубина воды составила 6 м. Кроме того, эхолотирование в русле реки с лодки по четырём участкам показало изменение глубины воды от 0,9 до 9,7 м.

Течение в реке также влияет на способ перемещения плавающего добычного агрегата в процессе отработки забоя. В любом случае течение будет осложнять работу добычного агрегата. В геологических отчётах отмечается, что средняя скорость течения воды в реке Касаи составляет 1,5 км/ч (0,42 м/с). Безусловно, в сезоны дождей скорость течения больше и будет составлять около 3 км/ч.

По данным геофизических работ, мощность пустых отложений составляет от 0,1 до 5,7 м, а мощность пласта алмазоносных песков – от 0,1 до 5,8 м. Алмазоносные пески под руслом реки Касаи, по результатам этих же работ, залегают не по всей площади русла. Точных сведений о максимальной глубине залегания пласта алмазоносных песков нет. Для выбора типа добычного агрегата была принята максимальная глубина залегания подошвы пласта алмазоносных песков от поверхности воды равной 14 м.

При работе землесосных драг были отмечены также прослои слабосцементированных конгломератов, которые эти драги разработать не смогли. Даже прослои небольшой мощности (0,1 – 0,3 м) могут существенно осложнить работу добычного агрегата, как на операции отбойки (разрушения), так и при транспортировке, например, в трубе водным потоком. А размеры выламываемых кусков могут оказаться недопустимыми по проходным сечениям агрегата. По сообщениям местного населения, занимающегося добычей алмазов под руслом реки Касаи, имеются участки с повышенным содержанием валунного материала. Ещё одним обстоятельством, осложняющим процесс выемки рыхлых отложений, может быть наличие в них затонувших стволов деревьев, а также костей крупных животных.

Выполненный обзор показал, что отработка подрусловых отложений возможна с помощью следующих агрегатов:

- циклического действия (экскаваторами прямая или обратная лопата, установленными на понтоне, грейферным экскаватором с понтона, экскаватором-драглайном с понтона);

- земснарядами гидроэлеваторного типа;

- земснарядами землесосного типа с рыхлителями;

- многочерпаковыми земснарядами;

- многочерпаковыми драгами.

На основании выполненного обзора способов разработки подрусловых запасов, добычных агрегатов и горнотехнических особенностей запасов под руслом реки Касаи, была сделана следующая выбраковка добычных агрегатов.

1. Ввиду невыполнимости требований сплошной и полной отработки алмазоносного пласта, следует исключить агрегаты циклического действия прямая и обратная лопата, грейферы и экскаваторы-драглайны.

            2. По причине низкой производительности, невозможности отработки пород повышенной крепости, необходимости управления под водой всасывающим наконечником с привлечением водолаза, неприемлемы земснаряды эжекторно-всасывающего (гидроэлеваторного) типа.

            3. Земснаряды землесосного типа нежелательны для решения поставленной задачи по ряду причин.

Во-первых, эти агрегаты не могут работать при появлении в отложениях каменистого материала.

Во-вторых, при глубине разработки до 15 м невозможно обеспечить полноту выемки алмазоносного пласта. Эти потери могут исчисляться десятками процентов.

В-третьих, землесосный земснаряд явно проигрывает многочерпаковой драге по величине удельных энергозатрат. В этом отношении очень убедительные аргументы приводит лучший советский специалист по драгам профессор А.П. Свиридов. Приводим цитату из его книги [2]:

«По сравнению с землесосными драгами преимущество многочерпаковых драг заключается в следующем.

Многочерпаковые драги извлекают только то количество породы, которое непосредственно соприкасается с черпаками, поэтому при надлежащей разведке на драгу поступает лишь та часть породы, которая входит в пределы полигона промышленной россыпи; в гидравлических же драгах всасывание происходит с более или менее значительной площади, выходящей за пределы промышленной  россыпи и притом наиболее всасываются породы с наименьшим удельным весом, а не золото и платина, которые обладают наибольшим удельным весом.

На многочерпаковую драгу подымается только то количество воды, которое необходимо для промывки и обработки породы и лучшего выделения металла, а именно в среднем 12 объёмов воды на один объём породы, что составляет отношение веса воды к породе 5:1, между тем как в землесосных драгах, что мною было уже отмечено ранее, воды подымается весом по меньшей мере от 10 до 15 раз больше веса всасываемой твёрдой породы. Вследствие этого на землесосных драгах затрачивается в 2 – 3 раза больше энергии на подъём воды, чем на многочерпаковых. Некоторые специалисты определяют затрату энергии землесосами значительно выше. Лонгридж приводит данные, по которым на основании расхода топлива было установлено, что на землесосных драгах расходуется энергии в семь раз больше против новозеландских (многочерпаковых) при одинаковой с последними производительности».

            4. Многочерпаковые земснаряды в чистом виде не отвечают в полной мере экономическим требованиям, а именно, сведению к минимуму эксплуатационных затрат. Так как на земснаряде не предусматривается никаких обогатительных операций, то весь вынутый со дна материал потребуется транспортировать на барже или по пульповоду на обогатительную фабрику. На берегу появятся дополнительные затраты по выгрузке материала из баржи, его погрузке в автосамосвалы и перевозке к бункеру обогатительной фабрики. При гидротранспорте есть ограничения по длине пульповода (рекомендуется не более 500 м).

На основании выполненного анализа признано, что многочерпаковая драга с головным канатом – наиболее подходящий вариант добычного агрегата для условий реки Касаи. Эта драга не имеет всех выше перечисленных недостатков.

В проекте технического задания на конструирование драги были заложены следующие основные технологические моменты.

1. Производительность драги – порядка 50-60 м3/ч по твёрдому, глубина черпания 14 м.

2. Монтаж на драге установки тяжелосредного обогащения с получением богатого концентрата. Это позволит свести к минимуму массу концентрата (около 100-200 кг в сутки), транспортируемый на обогатительную фабрику для его последующей переработки. Кроме того, проведение этой операции на драге обойдётся намного дешевле, чем на обогатительной фабрике (за счёт того, что дальность и высота подачи воды меньше, а также исключаются затраты на удаление хвостов переработки алмазоносных песков, так как они будут сливаться за борт драги).

3. Пустые отложения, перекрывающие алмазоносный пласт, должны проходить мимо обогатительных аппаратов. Это позволит избежать безвозвратных потерь дорогой тяжелосредной суспензии при обогащении зернистого класса алмазоносных песков.

Таким образом, в качестве добычного агрегата для условий реки Касаи была рекомендована малолитражная многочерпаковая драга с головным канатом и бортовыми лебёдками, фиксирующими её положение в забое, и размещением на драге необходимых узлов, позволяющих получать концентрат тяжелосредного обогащения.

Для изготовления требуемого агрегата были выбраны следующие предприятия, выпускающие многочерпаковые драги и земснаряды:

• ОАО ЦКБ НПО "Судоремонт" (г. Нижний Новгород, РФ);

• Компания с ограниченной ответственностью «IHC Holland BV» (Нидерланды);

• ОАО ПО "Иркутский завод тяжелого машиностроения" (г. Иркутск, РФ);

• Один из заводов по производству горного оборудования в КНР.

При выборе типоразмера добычного агрегата для проведения добычных работ на реке Касаи была выбрана наименьшая по производительности драга.

При этом руководствовались следующими соображениями.

Разведка подрусловых запасов вообще затруднительна, а для алмазов эта проблема стоит особо остро, так как необходимы пробы в сотни кубометров.

Достоверную заверку результата подсчета прогнозных запасов алмазов в русле реки Касаи лучше всего выполнить малолитражной, дешевой, многочерпаковой драгой. Время изготовления, поставки, монтажа и ввода этой драги в работу будут минимальными. Это позволит быстро получить сведения о содержании алмазов в алмазоносных песках под руслом реки Касаи.

Приобретение дорогой и имеющей большую массу многочерпаковой драги нецелесообразно, так как её изготовление займет большой срок и стоит она дороже легкой драги минимум в 2 – 3 раза. Поставка, монтаж и ввод большой многочерпаковой драги также займет длительный период.

Из выполненного обзора добычных агрегатов, выпускаемых указанными заводами, был сделан вывод о том, что драга производства КНР по всем требованиям подходит для работы в условиях реки Касаи. Драга  имеет производительность 60 м3/ч, максимальную глубину драгирования - 14 м, установленную мощность двигателей - 213,5 кВт (без установки тяжелосредного обогащения), водоизмещение под рабочей нагрузкой - 265 т. Завод дал принципиальное согласие на внесение изменений в конструкцию драги в части монтажа на её борту установки тяжелосредного обогащения. Кроме того, завод осуществляет шеф-монтаж поставленной драги и по отдельному договору, по желанию заказчика, может произвести обучение персонала на участке, предоставив на срок 3-4 месяца свою дражную команду специалистов. На настоящий момент у завода есть опыт изготовления и поставки драг в несколько стран Азии и Африки.

Для условий применения данной драги был выполнен технико-экономический расчёт эксплуатационных кондиций для подсчёта промышленных запасов под руслом реки при средней глубине воды в реке Касаи 4 м, мощностях пустых отложений от 0,5 до 9,5 м и мощности пласта алмазоносных песков от 0,5 до 10 м. Сравнение полученных кондиций с представленными геологами ожидаемыми содержаниями алмазов показало рентабельность отработки под русловых запасов предлагаемой драгой.

Специалисты Иргиредмета оказывают консалтинговые услуги, а также разрабатывают проекты горных работ для россыпных месторождений любой сложности.

Литература
1. Опыт оптимизации технологии горных работ при отработке алмазосодержащей россыпи в Африке // Бюлл. «Золотодобыча».- Иркутск: Иргиредмет, 2007 г. - № 105.
2. Свиридов А.П. Драгостроение и драгирование золота и платины. Москва - Иркутск, «Восточносибирское краевое издательство», 1935 г.


-1+3
Просмотров статьи: 11517       

Комментарии, отзывы, предложения

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «Изыскание способа освоения подрусловых запасов алмазоносной россыпи реки Касаи в Африке»


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "один прибавить 1":