Подробно отчет о проделанной работе смторите на нашем канале видеохостинга Платформа по ссылке: 

Скважинная гидродобыча россыпных и осадочных полезных ископаемых

и на  Снаряд для скважинной гидродобычи полезных ископаемых

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

Технология и самоходное или прицепное оборудование для геологического апробирования и разработки россыпных и осадочных месторождений золота, янтаря, фосфорита, леонардита, сапропеля, алмазов, других редких и драгоценных металлов и камней методом скважинной гидродобычи (СГД) .

Предназначены для малого добычного бизнеса на труднодоступных, малых по площади и мощности горных отводах, вторичной отработки полиметаллических отвалов, забалансовых с малыми запасами залежей, др.

Глубина разработки - до 140 м. Производительность комплекса по твердому от 5 до 15 м3/час. Обслуживание - 2 человека.

Смотрите предложение в формате PDF Миникомплекс скважинной гидродобычи полезных ископаемых на россыпных и осадочных месторождениях

Расширенное видео по теме: Высокоэффективные малый комплексы оборудования для скважинной гидродобычи россыпных золота, алмазов, других полезных ископаемых

    Другие публикации канала   Линия производства гранулированных гуматов Ваше успешное производство гуматов и гуминовых удобрений Самоходный комплекс скважинной гидродобычи полезных ископаемых     скважинная гидродобыча полезное ископаемое малый бизнес оборудование золото

Разработка технологического решения осуществлялась по заказу рудника ПО «Эстонфосфорит»  (г. Таллинн, Маарду) в 1989-1990 г.г. с целью добычи фосфорита на Маардусском месторождении и его обогащения единым комплексом. Полученные результаты заложены в основу способа и оборудования скважинной гидродобычи полезных ископаемых, таких как россыпное золото, серебро, титано-циркониевые, кварцевые строительные и формовочные пески, фосфориты, янтарь, алмазы, погребенный сапропель, лунный камень, рубины и сапфиры, др.

Изготовленная в 1992 г. акционерным обществом «Сапропэк» мобильная бурильно-добычная установка скважинной гидродобычи (СГД) на гусеничном ходу позволила провести успешные ее испытания на одном из месторождений драгоценных камней в Шри Ланка.

Разработка осадочного пласта с полезным ископаемым в виде вкраплений в общий массив породы размерами до 20 мм с 2,2%-ным его содержанием в массиве производилась на площади в 122 Га на глубинах от 0 до 34 м на протяжении 2 месяцев. Для эффективной работы добычного оборудования использовался скважинный гидромонитор (СГ) диаметром 220 мм и 260 мм производительностью по пульпе до 160 м³/ч. Обогащенная полезным ископаемым пульпа из скважины подавалась эрлифтом и  трубопроводом на самоходный промывочный агрегат, разделялась на твердую и жидкую фракции. Твердая фракция, включающая полезное ископаемое, обогащалась на барабанно-ситовом узле и поступала на дальнейшую обработку. Вода проходила первичную очистку в отстойнике и высоконапорным насосом подавалась обратно в скважину на СГ.        

В процессе работ отрабатывалась технология ведения добычи и обогащения полезного ископаемого, подбирался наилучший вариант расчета и изготовления СГ, его эксплуатационных характеристик.

За счет использования в процессе опыта высоконапорного насосного оборудования давление струи скважинного гидромонитора достигалось до 320 бар. Радиус камеры разработки полезного ископаемого из одного скважинного забоя по расчету составлял не менее 4,6 м. По факту реальных работ он был значительно больше.  

Конструктивная особенность добычных скважин заключалась в их положении относительно разрабатываемого пласта: это могли быть как вертикальные так и наклонные выработки, позволяющие плавно осуществлять обрушение кровли над добычным пространством.

Способ применим как при поисково-оценочных геологоразведочных работах на месторождениях, так и на эксплуатационной добыче полезного ископаемого.

Технико-экономическое обоснование применения способа СГД включает в себя обработку геологической информации по месторождению полезного ископаемого, определение оптимальных вариантов его вскрытия и разработки, выбора из всевозможных способов его добычи наиболее эффективного и целесообразного, расчет  показателей выбранного технологического процесса и скважинного оборудования, изготовление по эскизным чертежам опытного образца с проведением натурных испытаний.

На основании полученных оптимальных показателей гидродобычи полезного ископаемого после натурных испытаний дорабатывается скважинный гидромонитор и насосное оборудование откачки пульпы из скважины. По доработанным после опыта чертежам изготавливается эксплуатационные комплект оборудования и передается заказчику. По времени данный этап работ занимает от 4 до 7 месяцев, по стоимости – от 0,7 до 1.5 млн. руб. Диапазон по времени подготовки и его цены зависит от геологических условий месторождения, его удаленности, вида полезного ископаемого и требуемой производительности комплекса.   

Полный комплект оборудования для осуществления добычи состоит из мобильного бурильно-добычного оборудования, скважинного гидромонитора, скважинного оборудования пульпоподьема, обогатительного узла.

Стоимость опытно-промышленный комплекса в ценах 2014 г. составляет 24,2 млн. руб.

Технологическая разработка и оборудование СГД для ее осуществления позволяют мобильно, оперативно, дешево и эффективно разрабатывать месторождения полезных ископаемых в местах, где не возможно применение традиционных решений ведения горных работ или их использование является дорогостоящим и неперспективным.  

• Опытно-промышленная технология скважинной гидродобычи и обогащения полезных ископаемых.pdf
• Опытно-промышленная технология скважинной гидродобычи и обогащения полезных ископаемых.doc

В российской практике добычи россыпного минерального сырья сложился устойчивый стереотип, ассоциирующий представление о дражном способе разработки преимущественно с многочерпаковыми драгами отечественного производства.

Мировая практика последних десятилетий указывает на серьезный прогресс технических средств и технологий при разработке дражных запасов титана, олова, золота, алмазов и других видов полезных ископаемых.

Японская компания Toyo Denki Industrial Co. Ltd. более 60-ти лет является производителем мощной промышленной техники - погружных насосов, экскаваторов (рыхлителей), агитаторов, электродвигателей, предназначенных для использования при подводной добыче дражных запасов минеральных сырьевых ресурсов. За годы своей работы Toyo зарекомендовала себя выдающимся поставщиком высоконадежного, эффективного дражного оборудования на мировой рынок.

Виды подводной добычи:

• континентальная - для разработки материковых россыпей с монтажом насосов и оборудования Toyo на плоскодонном понтоне или судне, обеспечивающим нормальную плавучесть и эксплуатацию в замкнутом водоеме
• морская - для разработки россыпных и осадочных месторождений, залегающих в прибрежной зоне и в глубоководной части акваторий крупных озер, морей и океанов с монтажом насосов и оборудования Toyo на килевых, реже плоскодонных,  самоходных или буксирных судах, обеспечивающих нормальную плавучесть и эксплуатацию в открытом море при штормовом волнении

Ключевые факторы выдающихся достижений оборудования Toyo:

• применение высокопрочных материалов
• установка мощных электро- и гидромоторов
• уникальная конструкция агитатора - мешалки
• возможность компоновки различного оборудования в единую систему
• возможность использования оборудования на больших глубинах до 120 метров без падения рабочих характеристик. При этом прочностные возможности оборудования позволяют использовать его и на значительно больших глубинах до 300 - 350 метров.

Песковыми насосами и рыхлителями Toyo осуществляется подводная добыча (дражная разработка):

• речных, прибрежно-морских и морских россыпных природных ресурсов
• речных, прибрежно-морских и морских россыпей драгоценных металлов и камней, других видов минерального сырья вдоль побережий
• сырья для производства строительных материалов
• песчано-гравийных смесей (ПГС)
• строительного и стекольного песка из обводненных месторождений суши
• сапропеля и продуктивных донных илов
• озерной природной соли т солевых растворов (рапы)

Компактные грунтовые насосы Toyo ET1...20B:

Погружные шламовые насосы с мешалкой малой производительности, специально спроектированные для перекачки тяжелых и абразивных шламов. Насосы ET1 - ET20B могут использоваться в ограниченных пространствах, при ограниченных подъемных мощностях.

Техническое описание насосов Toyo серии ET1 - ET20B: 

Эти центробежные насосы с агитатором и полуоткрытой вихревой крыльчаткой отличаются уникальной конструкцией мешалки. С помощью мешалки грунт поднимается во взвешенное состояние, превращаясь в шламовую смесь. Это позволяет осуществлять непрерывную перекачку среды с высоким содержанием твердых включений и создает дополнительный эффект бурения в грунте.

Прочная конструкция, тщательный подбор материалов и уникальные компоненты, совмещенные с низкооборотным высокомоментным электромотором создают насос с великолепными протовоизносными параметрами, малым весом и мощным крутящим моментом. Эти характеристики гарантируют длительную эксплуатационную жизнь насосам и низкие эксплуатационные затраты.

Рабочая крылатка, изнашиваемые пластины – «отбойники» и мешалка изготавливаются из лигированной стали с высоким содержанием Cr 24-28%.

Прочный короткий вал, установленный на серию тщательно подобранных подшипников и двойное механическое уплотнение, работающее в масляной ванне, гарантируют посадочный натяг даже в самых жестких условиях эксплуатации.

Аксиальный поток перекачиваемой смеси обеспечивает охлаждение электродвигателя с классом изоляции F и дает возможность работе насоса в полупогруженном состоянии.

Разработанная конструкция позволила уменьшить внешние габариты насоса и трубопроводов.

Данные насосы легки в сервисном обслуживании. Все они снабжены регулируемыми изнашиваемыми пластинами, что дает возможность долго поддерживать требуемые рабочие характеристики насоса.

Погружные насосы  Toyo ET1 - ET20B снабжаются термической защитой. Предлагаются специальные версии насосов серии ET для перекачки рабочих сред повышенной температуры.

Рабочие характеристики погружных насосов Toyo серии ET1 - ET20B:

• Максимальное весовое содержание твердых включений – 50%
• Максимальный размер твердых включений – 30 мм
• Температура перекачиваемой смеси до 60^oС (80^oС – спец. версии)
• Уровень кислотности перекачиваемой смеси 4 – 9,5 pH
• Максимальная глубина погружения – 30 м

Комплектация насосов Toyo серии ET1 - ET20B:

• стартер (пульт управления)
• кабель электрический (питание и управление)

Центр по сапропелю проектирует участки очистки водоемов от заиления данным оборудованием, предприятия добычи сапропеля, соли, соляной рапы, лечебной грязи, поставляет оборудование по Спецификациям проектов.

Сроки проектирования – до 1 мес.

Сроки поставки оборудования – до 3 мес.