Введение к работе
Актуальность темы исследования. Перспективным направлением увеличения запасов золота является вовлечение в разработку труднодоступных для традиционных технологий участков и россыпей со сложным рельефом плотика, с западениями и трещинами, с небольшими запасами, залегающими на большой глубине, с высокой концентрацией золота в техногенных массивах методом скважинной гидравлической добычи (СГД). До настоящего времени СГД находится в стадии опытно-промышленного освоения при разработке титано-циркониевых песков и в стадии научного обоснования и изысканий при разработке талых россыпей золота. Большие возможности открываются при гидродобыче с горизонтальным направленным бурением скважин (СГД НБ). Горизонтальное расположение скважины позволит разместить в ней гидроствол большой мощности для эффективного размыва забоя и зачистки плотика россыпи, для исключения потерь золота. Теоретическое и экспериментальное обоснование технологических параметров СГД НБ весьма актуально и имеет большое значение для золотодобывающей промышленности.
Ведущими разработчиками СГД-технологий в России являются академик В. Ж. Арене, профессор Н. И. Бабичев, В. Л. Колибаба, А. В. Панков, А. С. Хрулев, Э. И. Черней, Д. Н. Шпак. Проблемы СГД также решаются в работах Н. Г. Валиева, В. К. Багазеева, В. П. Дробаденко, Г. А. Нурока, Н. Г. Малухина, В. Ф, Хныкина, С. С. Шавловского и др.
Объект исследования - процессы и технология скважинно-гидравлической добычи.
Предмет исследования - закономерности размыва и устойчивости обнажений суглинистых пород.
Цель исследования - научное обоснование технологических параметров гидромониторной разработки с направленным бурением скважин на основе физико-механических свойств пород суглинистых россыпей.
Основная идея работы заключается в определении технологических параметров на основе закономерностей механики суглинистых грунтов и гидродинамики потоков воды.
Тема исследования соответствует Паспорту специальности 25.00.22:
- п. 4. Создание и научное обоснование технологии разработки
природных и техногенных месторождений твердых полезных ископаемых;
- п. 9. Научное обоснование параметров горнотехнических сооружений
и разработка методов их расчета.
Задачи исследования
1. Физико-механическое обоснование производительности
гидромониторного размыва.
-
Определение параметров самотечной и напорной доставки пульпы, содержащей частицы золота.
-
Геомеханическое обоснование параметров очистной выемки.
Методы исследований
Для решения поставленных задач использовался комплекс методов:
- теоретическое обобщение и анализ скважинной гидравлической
добычи;
математическое описание технологических процессов;
моделирование гидромониторной струи в лабораторных условиях;
статистическая обработка результатов измерений. Научные положения, защищаемые в диссертации:
1. Обоснование экологически безопасной технологии гидромониторной
отработки труднодоступных участков россыпей с направленным бурением
скважин и соответствующие аналитические зависимости производительности
гидромониторного размыва, параметров подземной очистной выемки и
доставки пульпы от физико-механических свойств пород россыпи.
2. Аналитическая зависимость снижения осевого давления
гидромониторной струи при удалении забоя от насадки гидромонитора.
Научная новизна результатов исследований:
- обоснован способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых с
горизонтальным направленным бурением;
- установлена аналитическая зависимость коэффициента снижения
осевого давления гидромониторной струи на кромке преграды;
установлена зависимость гидроэлеваторного подъема от консистенции Ж:Т.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:
- корректной постановкой и решением задач исследований;
- представительным объемом данных, полученных лабораторным и
компьютерным экспериментированием, на основе которых предложены
оптимизированные значения параметров технологии;
согласованностью полученных результатов с результатами исследований других авторов.
Практическая значимость работы заключается в разработке основных положений для расчета технологических параметров перспективного способа добычи золота из суглинистых отложений труднодоступных россыпей.
Личный вклад автора состоит в постановке задач исследования и их решении, постановке экспериментов в лабораторных и производственных условиях, анализе полученных результатов экспериментирования и выявлении зависимостей, формулировании научных положений.
Апробация результатов работы. Основные положения диссертации и ее отдельные результаты докладывались на международных, национальных научных конференциях и конференциях УГГУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, 2 статьи в ведущих рецензируемых научных изданиях, получен 1 патент.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, трех приложений и списка литературы, включающего 87 наименований. Текст диссертации изложен на 119 страницах и содержит 27 таблиц, 28 рисунков.
Автор выражает благодарность научному руководителю и коллективу кафедры горного дела УГГУ за доброжелательное отношение и помощь при выполнении работ.