Повышение эффективности селективной выемки богатых руд путем их предварительного физико-химического разупрочнения

Приведены анализ данных по использованию растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) в горном производстве и результаты собственных экспериментальных исследований по разупрочнению образцов скальных пород с определением их прочности при одноосном сжатии и растяжении. Пропитка образцов скальных пород средней трудности разрушения водным раствором ПАВ показала снижение их прочности на одноосное сжатие на 21–42% и на одноосное растяжение на 26–41%; подобное снижение прочностных характеристик после пропитки водным раствором ПАВ позволяет перевести данные горные породы в класс легко разрушаемых скальных. Предложена усовершенствованная технология разработки с выемкой локальных участков особо богатых руд сложноструктурных месторождений, обеспечивающая повышение точности оконтуривания и увеличения полноты извлечения особо богатых руд. Контуры особо богатых руд уточняются посредством сгущения сети скважин малого диаметра при выявлении зон с высоким содержанием полезного компонента, в дальнейшем данные скважины используются для разупрочнения локальной зоны массива путем заполнения их водным раствором ПАВ. Опережающее рыхление и выемку локальных разупрочненных участков особо богатых руд предлагается осуществлять одноковшовым экскаватором, оснащенным сменным оборудованием в виде гидравлического молота и гидравлического грейфера. Высокий уровень селективной выемки особо богатых руд увеличит извлечение высокоценных металлов при последующей переработке сырья.

Ключевые слова: особо богатые руды, поверхностно-активные вещества, предварительное разупрочнение, физико-механические свойства, паспорт прочности, гидравлический молот, грейфер, опережающая выемка.
Как процитировать:

Чебан А. Ю., Секисов А. Г., Рассказов М. И., Цой Д. И., Терешкин А. А. Повышение эффективности селективной выемки богатых руд путем их предварительного физико-химического разупрочнения // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 9. – С. 29–41. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_9_0_29.

Благодарности:

Исследования проводились с использованием ресурсов Центра коллективного пользования научным оборудованием «Центр обработки и хранения научных данных Дальневосточного отделения Российской академии наук», финансируемого Российской Федерацией в лице Министерства науки и высшего образования РФ по проекту № 075-15-2021-663.

Номер: 9
Год: 2022
Номера страниц: 29-41
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.271
DOI: 10.25018/0236_1493_2022_9_0_29
Дата поступления: 06.06.2022
Дата получения рецензии: 28.07.2022
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.08.2022
Информация об авторах:

Чебан Антон Юрьевич1 — канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, e-mail: chebanay@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-2707-626X,
Секисов Артур Геннадьевич1 — д-р техн. наук, главный научный сотрудник, e-mail: sekisovag@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-5780-6150,
Рассказов Максим Игоревич1 — научный сотрудник, e-mail: rasm.max@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-9130-8072,
Цой Денис Игоревич1 — научный сотрудник, e-mail: denis.tsoi@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-4501-3724,
Терешкин Андрей Александрович1 — научный сотрудник, e-mail: andrey.tereshkin@bk.ru, ORCID ID: 0000-0001-7376-9169,
1 Институт горного дела Дальневосточного отделения РАН.

 

Контактное лицо:

Чебан А.Ю., e-mail: chebanay@mail.ru.

Список литературы:

1. Ческидов В. И., Норри В. К., Зайцев Г. Д., Ботвинник А. А., Бобыльский А. С., Резник А. В. Повышение эффективности технологий открытой разработки месторождений твердых полезных ископаемых // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2014. — № 5. — С. 107—122.

2. Afum B. O., Ben-Awuah E., Askari-Nasab H. A mixed integer linear programming framework for optimising the extraction strategy of open pit — underground mining options and transitions // International Journal of Mining Reclamation and Environment. 2019, vol. 34, no. 10, pp. 700—724. DOI: 10.1080/17480930.2019.1701968.

3. Секисов Г. В., Чебан А. Ю. Малоотходная технология освоения сложноструктурных месторождений с применением комбинированных схем выемки и переработки руд // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2021. — № 6. — С. 110—118. DOI: 10.15372/FTPRPI20210610.

4. Марчевская В. В., Мухина Т. Н. Физико-механические характеристики малосульфидных руд Кольского полуострова // Обогащение руд. — 2014. — № 6. — С. 56—60.

5. Zhang Z.-X., Hou D.-F., Aladejare A., Ozoji T., Qiao Y. World mineral loss and possibility to increase ore recovery ratio in mining production // International Journal of Mining Reclamation and Environment. 2021, vol. 35, no. 9, pp. 670—691. DOI: 10.1080/17480930.2021.1949878.

6. Burkhardt M., Kim E., Nelson P. P. EMI database analysis focusing on relationship between density and mechanical properties of sedimentary rocks // Geomechanics and Engineering. 2018, vol. 14, no. 5, pp. 491—498. DOI: 10.12989/gae.2018.14.5.491.

7. Kahraman S., Canpolat A., Fener M. The influence of microwave treatment on the compressive and tensile strength of igneous rocks // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2020, vol. 129, article 104303. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2020.104303.

8. Рассказов И. Ю., Крюков В. Г., Потапчук М. И., Сидляр А. В. Геомеханические исследования структурных особенностей массива горных пород при проектировании карьера месторождения Дяппе // Маркшейдерия и недропользование. — 2018. — № 5(97). — С. 52—58.

9. Рассказов М. И., Потапчук М. И., Цой Д. И., Терешкин А. А., Гладырь А. В. Изучение горно-геологических особенностей и определение физико-механических свойств горных пород золоторудного месторождения Делькен // Проблемы недропользования. — 2020. — № 2(25). — С. 116—126. DOI: 10.25635/2313-1586.2020.02.116.

10. Бурцев С. В., Левченко Я. В., Таланин В. В., Ворошилин К. С. Безвзрывные технологии подготовки скальных горных пород к перемещению конвейерным транспортом // Уголь. — 2018. — № 10. — С. 8—17. DOI: 10.18796/0041-5790-2018-10-8-17.

11. Буткевич Г. Р. Взрывные и безвзрывные способы разрушения скальных пород на карьерах // Строительные материалы. — 2011. — № 2. — С. 33—34.

12. Лигоцкий Д. Н. Отработка контактных зон, с использованием гидромолотов, для снижения уровня потерь полезного ископаемого // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № S1-4. — С. 7—13.

13. Монсини К. Р., Мазманян А. О. Повышение эффективности механического рыхления горных пород // Горный журнал. — 1998. — № 1. — С. 39—43.

14. La Roche-Boisvert M., Dimitrakopoulos R. An application of simultaneous stochastic optimization at a large open-pit gold mining complex under supply uncertainty // Minerals. 2021, vol. 11, no. 2, pp. 172. DOI: 10.3390/min11020172.

15. Латышев О. Г., Корнилков М. В. Направленное изменение фрактальных характеристик, свойств и состояния пород поверхностно-активными веществами в процессах горного производства. — Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2016. — 407 с.

16. Норов Ю. Д., Мардонов У. М., Тошев О. Э. Изучение влияния водных растворов ПАВ на изменение прочности горного массива // Горный журнал. — 2005. — № 3. — С. 15—16.

17. Панишев С. В., Хосоев Д. В., Матвеев А. И. Повышение эффективности разработки вскрышных пород и углей Эльгинского месторождения Якутии путем их разупрочнения с использованием поверхностно-активных веществ // Горная промышленность. — 2021. — № 1. — С. 98—104. DOI: 10.30686/1609-9192-2021-1-98-104.

18. Хосоев Д. В. Исследование влияния поверхностно-активных веществ на прочность мерзлых пород Кангаласского месторождения // Горная промышленность. — 2013. — № 5. — С. 88—89.

19. Анистратов Ю. И., Штейнцаг Р. М., Воронков Г. Я., Кузнецов А. Г., Хаспеков П. Р. Перспективы расширения сферы применения безврывных технологий в открытой угледобыче // Горная промышленность. — 1998. — № 2. — С. 14—19.

20. Шоболова Л. П., Коворова В. В. О создании комбинированной технологии разработки кимберлитов с применением жидких и газообразных ПАВ // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2000. — № 1. — С. 178—179.

21. Николаев Н. И., Леушева Е. Л. Теоретические и экспериментальные исследования эффективности бурения твердых горных пород // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. — 2015. — Т. 14. — № 15. — С. 38—47. DOI: 10.15593/22249923/2015.15.5.

22. Секисов А. Г., Рубцов Ю. И., Лавров А. Ю. Активационное кучное выщелачивание дисперсного золота из малосульфидных руд // Записки Горного института. — 2016. — Т. 217. — С. 96—101.

23. Бабич И. Н. Новые возможности оценки контрастности руд в недрах // Рациональное освоение недр. — 2020. — № 6. — С. 38—46. DOI: 10.26121/RON.2020.77.43.003.

24. Чебан А. Ю., Секисов Г. В. Обоснование использования комбинированной подготовки к селективной выемке руд сложноструктурных месторождений // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. — 2020. — Т. 18. — № 3. — С. 4—12. DOI: 10.18503/1995-2732-2020-18-3-4-12.

25. Каспарьян Э. В., Кузнецов Н. Н., Шоков А. Н., Пак А. К. Исследование условий динамических разрушений в массивах скальных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 4. — С. 69—84. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-4-069-84.

26. Рассказов М. И., Цой Д. И., Крюков В. Г., Потапчук М. И., Федотова Ю. В. Изучение горно-геологических особенностей и определение физико-механических свойств горных пород золоторудного Албынского месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 5-2. — С. 146—161. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_52_ 0_146.

27. Ломтадзе В. Д. Методы лабораторных исследований физико-механических свойств горных пород. — Л.: Недра, 1972. — 312 с.

28. Курочкин А. И., Кошкарев Е. В. Машины для производства земляных работ. Технические характеристики. — М.: ПКТИпромстрой, 1996. — 220 с.

29. Трубецкой К. Н., Потапов М. Г., Винницкий К. Е., Мельников Н. Н. и др. Справочник. Открытые горные работы. — М.: Горное бюро, 1994. — 590 с.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.