Смотрите наше видео на канале в Ютуб

Учитывая довольно глубокое залегание продуктивных галечниковых слоев аллювиального происхождения вмещающих россыпные драгоценные камни, открытая карьерная разработка месторождений этого типа не эффективна и сопряжена с риском экономической нецелесообразности.

Присутствие сапфиро- и рубиноносности в аллювиальных галечниках на юге острова Мадагаскар отмечается в слоях мощностью от 15 см до 1.5 м при глубине залегания до 65 м и более. Отмечены скопления драгоценных камней в «ловушках» на глубинах даже более 120 м.  Сохраняются закономерности при минимальной мощности продуктивного слоя «ловушки» наличие драгоценных камней более крупных по размерам, чем в разрабатываемом слое от 1 до 1,5 м.

При ознакомлении с одним из лицензионных участков добычи сапфиров и других драгоценных камней на юге острова отмечены глубины залегания продуктивных слоевых «ловушек» от 30 до 55 м.  Максимальная мощность слоя не превышает 1-1,2 м с расстояниями распространения по горизонтали от 5 до 30 м. При вскрышном коэффициенте равном 30 и более разработка таких месторождений не целесообразна и носит периодичный характер получения продукции, что негативно сказывается на технологическом процессе как добычи, так и ее обогащения в целом.

Также следует отметить, что продуктивные слои для разработки не носят выдержанного характера, имеют периодичность накопления аллювиальных отложений по погребенным руслам рек и ручьев, а также временных дождевых и ливневых водотоков и крайне неудобные для добычи традиционным карьерным способом.

В тальвегах, проходящих по однородным толщам пород формируются аллювиальные
отложения с полезным ископаемым в форме линз. Они имеют простирание до первых сотен метров, извилистые краевые контуры и мощность от 0.5 до 2 метров. Это самая распространенная
форма залежей полезного аллювия на изучаемой и прилегающей территориях.
В поперечном сечении залежи притальвегового продуктивного аллювия не всегда наблюдается равномерное распределение продуктивного материала, что полностью зависит от рельефа плотика (тальвега) в поперечном направлении. Выделены несколько видов по степени
заполнения поверхности тальвега: равномерное (сплошное) и фрагментарное. Равномерное в
свою очередь подразделяется на равномерно симметричное а) распределение аллювия
по всей поверхности плотика и равномерно ассиметричное б), при котором возле одного из бортов мощность залежи продуктивного аллювия больше чем у иного. Последние случаи
соответствуют формированию береговых кос в) и флювиальной эрозии, в форме продольных борозд дна г).

Если рассматривать разрезы погребенных русловых накоплений продуктивного аллювия, то можно выделить несколько их типов. Наиболее показательными являются представленные ниже по тексту.  

После детального ознакомления с существующими способами добычи драгоценных камней на юге Мадагаскара, особенно в провинции Илакака, геологическим строением, геоморфологией и стратиграфией залегания камненосной аллювиальной продуктивной толщи наша группа специалистов пришла к выводу о целесообразности применения на данных проявлениях геотехнологических инновационных способов добычи драгоценных камней, таких как: фрезерно-гидравлический, гидравлический, комбинированный роторные методы с использованием передвижных буро-добычных модулей на пневматическом или гусеничном ходу и технологических скважин (шурфов). Технологические скважины (шурфы) вскрывают продуктивные аллювиальные «ловушки», в них размещается гидравлическое напорно-размывное оборудование и насосно-откачивающие модули. При размыве напорной струей аллювиального слоя образуется водно-песчано-галечниковая пульпа с драгоценными камнями, находившимися в его толще. Пульпа вместе с добываемыми камнями из забоя в нижней части технологической скважины выносится из скважины (шурфа) с помощью землесоса или гидроэлеватора на поверхность, попадает в отсадочную машину. Из отсадочной машины вода сбрасывается в осветительный зумпф и отбирается на повторное использование, песчаная и галечниковая фракция удаляется в отвал, драгоценные камни отбираются в лотках на дальнейшую сортировку.  

Важным условием перед началом добычных работ является детальное геологическое и геофизическое исследование лицензионного участка, особенно по погребенным русловым и водотоковым образованиям с целью выявления продуктивных аллювиальных «ловушек», их фиксация в горизонтальных и вертикальных координатах. При бурении технологических скважин или проходке шурфов в местах где «подсекается» продуктивный галечниковый слой отбирается валовая проба материала, фиксируется верхняя и нижняя его граница.        

Фрезерно-гидравлический способ добычи драгоценных камней. Применим для разработки слабосцементированных вскрышных пород и продуктивных аллювиальных слоев «ловушек» с глубиной залегания до 40 м с извлечением на поверхность галечниковой фракции диаметром до 80-120 мм.  Используемое оборудование – экскаваторно-крановый узел с гидравлической станцией и фрезерно-гидравлический землесос.

Способ позволяет проходить технологические скважины и шурфы различного сечения, в основном, круглого диаметром до 1350 мм с одновременной обсадкой трубой, препятствующей обрушение пород кровли.  

В зависимости от проектной глубины вскрытия продуктивного слоя-ловушки и производительности, фрезерно-гидравлическое оборудование может размещаться на буровой колонне, стреле экскаватора или на тросовой подвеске.  

После вскрытия продуктивного аллювиального слоя в сооруженную таким образом выработку (скважину или шурф) в присутствии землесоса опускается скважинный высоконапорный гидромонитор, которым по ее диаметру размывается вскрытый слой с драгоценными камнями, превращается порода в пульпу и землесосом откачивается на поверхность в отсадочную машину.  

Существующее напорное гидравлическое оборудование позволяет размывать аллювиальный слой из выработки по кругу с радиусом образующейся камеры до 5.5 м.

Например, при вскрытии продуктивного слоя-ловушки мощностью 1 м скважиной или шурфом диаметром 850 мм из одного скважинного забоя в сутки на обследованном лицензионном участке можно извлечь на отсадочную машину до 95 м³ песчано-галечниковой с драгоценными камнями массы.    

Гидравлический способ добычи драгоценных камней. Применим для разработки несцементированных вскрышных пород и продуктивных аллювиальных слоев «ловушек» с глубиной залегания до 80 м с извлечением на поверхность галечниковой фракции диаметром до 40 мм, а также глубиной залегания до 120 м с извлечением на поверхность галечниковой фракции диаметром до 20 мм.  Используемое оборудование – буро-добычной станок, высоконапорный насос (до 4,6 МПа), скважинный гидромонитор и гидроэлеватор.

Способ позволяет проходить технологические скважины начальным диаметром до 760 мм с одновременной обсадкой трубами, препятствующими обрушение их стенок.  

Гидравлическое скважинное оборудование (гидромонитор и гидроэлеватор) опускается и поднимается на буровой колонне или на тросовой подвеске.  

Существующие высоконапорные насосы и скважинные гидромониторы позволяют разрабатывать аллювиальный слой на лицензионном участке камерным способом с радиусом размыва до 2,4 м.

Проектные расчеты показывают, что при вскрытии продуктивного слоя-ловушки средней мощностью 1 м скважиной диаметром 347 мм из одного скважинного забоя в 10-ти часовую смену на обследованном лицензионном участке можно извлечь на отсадочную машину до 19 м³ песчано-галечниковой с драгоценными камнями массы. Напор воды на входе в насадку гидромонитора диаметром 24 мм должен составлять 3,82 МПа, расход 189 м³/ч.          

Применяемое оборудование в том и другом случае отличается своей мобильностью и легкостью обслуживания. Для работы на участке добычи потребуется 2 человека обслуживающего персонала в смену.

Документальная подготовка процесса разработки месторождения включает в себя: 1) геолого-геофизические исследования на лицензионном участке с выявлением слоев-ловушек продуктивных аллювиальных отложений в местах погребенных русел рек и водотоков, их глубины залегания, мощности, пространственного расположения; 2) подготовку технологического регламента работ на технологической выработке (скважине или шурфе); 3) технический проект участка работ.

Эффективность добычного процесса при расчетных показателях технологии зависит от скорости вскрытия продуктивного галечникового слоя-ловушки, а значит, применяемого при этом оборудования. Если мы хотим ускорить процесс разработки месторождения и увеличить сезонные объемы добычи драгоценных камней, то применяем роторно-гидравлическое оборудование проходки технологических скважин, в основном, на гусеничном ходу и с функцией бурения обсадной колонной. При этом скорость проходки скважины и ее диаметр увеличивается в разы, что позволяет унифицировать процесс используя комбинированный способ добычи размывом галечниковых пород высоконапорной струей от гидромонитора и одновременной откачкой пульпы гидравлическим землесосом с входным диаметром отверстия до 60-120 мм.

Смотрите статью в формате PDF в нашем каталоге на ВК

Николай Бычек к.т.н. горный инженер, геотехнолог, гидрогеолог. тел. +7 90861342220. е-mail: sapropex@mail.ru

Поездка горняков-проектировщиков из Антананариво на юг острова Мадагаскар для подготовки технического проекта разработки россыпного месторождения сапфиров и рубинов роторно-гидравлическим и гидравлическим методом. Предлагаемый инновационный способ добычи драгоценных камней отличается своей эффективностью и дешевизной по сравнению с открытыми карьерными разработками, носит характер непрерывности работ и снижает количество обслуживающего персонала на оборудовании.

Смотрите наши видео на канале в Ютуб:

На автомобиле в столицу добычи драгоценных камней Мадагаскара

Основная дорога Мадагаскара от столицы на юг острова

1.


2.


3.


4.


5.


6.


7.


8.


9.


10.


11.


12.


13.


14.


15.


16.


17.


18.


19.


20.

1.


2.


3.


4.


5.


6.


7.


8.


9.


10.


11.


12.

1.


2.


3.


4.


5.


6.


7.