книги из ГПНТБ / Стафеев, П. Ф. Драгирование забайкальских россыпей опыт подготовки и разработки дражных полигонов в комбинате Балейзолото

лотннща на экран плотины волнообразно, с учетом возможного сдвижения подстилающего и защитных слоев.

В 1967 году при строительстве плотины па реке Унде па Дутурул-Урундашскоп россыпи впервые в прак­ тике дражных работ противофпльтрационный экран был выполнен из полиэтиленовой пленки. Конструкция экрана из пленки и способ его укладки были разрабо­ таны и внедрены работниками прииска при участии автора этой книги.

Уложенная описанным выше способом полиэтиле­ новая пленка, изготовленная по ГОСТу 10354-63, заме­ нила протпвофпльтрационное грунтовое устройство. Фильтрационные утечки практически отсутствовали. В течение 2 —3 лет пленка полностью сохранила свою прочность. Это покрытие, по-внднмому, остается па­ дежным экраном в течение длительного времени, что

В этом же году при возведении земляной плотины на плотнпе-отстойнпке Средне-Борзппского участка также был использован экран из полиэтиленовой пленки. Пос­ ле перекрытия плотины фильтрационные утечки были незначительны.

Сохранение талых пород под слоем водно-ледяного покрова необходимо прежде всего на участках, где ве­

зывает, что невозможно заранее выработать исчерпы­ вающие рекомендации по затоплению на все случаи, так как россыпные месторождения отличаются много­ образием геологических условий, неодинаковым деби­ том водоисточника, различными фильтрационными свойствами оттаиваемых пород и т. д. Многолетние эк­ спериментальные и производственные данные позволяют выделить основные общие факторы, которые оказыва­ ют благоприятное влияние на эффективность затоплс-

60

свойства пород, нз которых сооружаются водоподъем­ ные плотины.

Эти факторы не представляют исчерпывающей ха­ рактеристики для использования метода затопления. Даже в одних и тех же условиях наблюдается полное или частичное сохранение таликов. Породы сезонно-та­ лого слоя россыпи характеризуются большой фильтра­ ционной способностью, высокой фильтрацией и в меж­ мерзлотных зонах (сквозные талики), поэтому удер­ жать в течение всего зимнего периода осенний уровень затопления практически невозможно. Этим объясняет­ ся. что зимой происходит некоторое промерзание верх­ него слоя россыпи. Однако в тех случаях, когда вода из-под ледяного покрова уходит до окончания промер­ зания породы, затопление оправдывается значительным сокращением величины слоя сезонного промерзания. Так, при величине ледяного покрова 1.0—1,2 м и от­ сутствии воды под ним порода промерзает на 0 ,8 — 1,4 м. Но этот слой, имеющий сравнительно высокую температуру (—2 ,0 °), после удаления ледяного покро­ ва и осушения, весной интенсивно оттаивает. Поэтому затопление применяется на участках опережающей вскрыши, имеющих отметку поверхности, близкую к свободному уровню грунтовых вод. В этих случаях возможно затопление котлована на большую глубину.

Поскольку зимой поверхностный сток большинства рек Сибири прекращается, очень важно сохранить требуемый уровень воды на затапливаемом участке в течение всего зимнего периода. В том случае, если подъем уровня воды земляными плотинами окажется недостаточным и уровень затопления удержать невоз­ можно, необходимо использовать все средства для со­ хранения водоемов.

Наиболее лучшими способами для борьбы с филь­ трационными утечками являются: а) укладка в тело плотины экрана из полиэтиленовой пленки; б) подкач­

расположенных выше основной зоны затопления.

61

Рыхление поверхностного слоя

Предварительное рыхление пород мерзлых россы­ пей широко применяется на предприятиях Северо-Вос­ тока. Здесь рыхление пород методом резания практи­ куется в нулевой изотерме, т. е. в пределах поверх­ ностного слоя талых и мерзлых пород с температурным градиентом 0,01—2,0°С. А на Ундинском россыпном месторождении золота рыхление проводится в зоне положительных температур. В этом случае рыхление

62

При увеличении пористости породы, зависящей главным образом от гранулометрического состава и формы частиц, повышается в ней процентное содер­ жание воздуха. Так как последний является плохим проводником тепла, то с увеличением пористости поро­ ды уменьшается ее теплопроводность. Обработка по­ род тракторными рыхлителями на глубину 0 .5 —0 ,6 м приводит к увеличению их пористости примерно на 20

---25%. Однако при одностороннем рыхлении в поверх­ ностном слое, образуются сквозные пустоты, через ко­ торые происходит свободный доступ и циркуляция хо­ лодного воздуха. Для устранения этого рыхление реко­ мендуется производить продольно-поперечными смеж­ ными заездами ( рис. 11). Наблюдения показали, что на разрыхленных таким способом участках процесс промерзания пород идет медленно пли приостанавли­ вается.

Температура поверхности разрыхленных участков в дневное время всегда выше, чем па ровной поверхнос­ ти. Это установлено нашими опытами, проведенными в 1967 году на участке россыпи драги «Б».

Данные, приведенные в табл. 11, показывают, что средняя разность температур в толще пород мощно­ стью 1,0 м составляет 0,9°С, т. е. разрыхленная комко­ ватая поверхность аккумулирует в себе больше тепла. Во второй половине ночи имеет место переохлаждение разрыхленной поверхности по сравнению с ровной, так как при большей площади излучения комковатая поверх­ ность теряет тепло ночью интенсивнее. Однако продол­ жительность дня летом в Забайкалье намного больше

63

ночи, следовательно, ночное лучеиспускание значитель­ но короче по времен)) дневного прогревания. Исполь­ зование ночыо пленочных покрытии еще больше спо­ собствует аккумуляции тепла в этом слое. Таким об­ разом, эффективность рыхления россыпных месторож­ дении для предохранения их от зимнего промерзания зависит от глубины и периода рыхления и от уровня грунтовых вод. Эти факторы оказывают существенное влияние па теплофнзпческне свойства поверхностного слоя породы. Разрыхленные песчано-галечпнковые от­ ложения промерзают зимой па 1,5—J_,8 м. Верхняя часть слоя сезонного промерзания с меньшей влаж­ ностью имеет меньшую теплопроводность. Смерзший­ ся за зиму разрыхленный осенью слон породы почти не препятствует работе 210-литровых драг весной. Слон россыпи между подошвой рыхления н уровнем грунто­ вых вод также слабо цементируется льдом. PI только слой сезонной мерзлоты в зоне полного насыщения мощностью 0 ,6 —0,8 м в значительной степени тормо­ зит драгирование.

Для ориентировочных расчетов оценку эффектив­ ности осеннего рыхления с достаточной для практики точностью можно производить путем сопоставления величин разрыхленного слоя и уровня грунтовых вод (hB). При прочих равных условиях степень сокраще­ ния зимнего промерзания россыпи после рыхления бу­ дет наибольшей при соблюдении неравенства: Нв>Ьр.

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГОРНО-ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ И ДОБЫЧНЫХ РАБОТ

Вскрыша торфов — основной элемент солнечной оттайки

Благодаря низкой стоимости работ, простоте об­ служивания, повышению производительности драг, удешевлению работ за счет применения на вскрыше более производительного и эффективного оборудова­ ния, быстрой отдаче средств, вкладываемых в подго­ товку месторождения при условии своевременного про­ ведения горно-подготовительных работ, солнечное от­ таивание в сочетании с разработанными в Балее и на других предприятиях усовершенствованиями становит­

64

ся основным способом отработки миоголетнемерзлых россыпных месторождений в любых климатических условиях.

Основным видом горно-подготовительных работ при солнечном оттаивании является удаление влагоемкого поверхностного илисто-растительного слоя. Необходи­ мость вскрыши при этом способе выгодно отличает его от всех других способов оттаивания, при которых вскры­ ша торфов не является обязательным элементом Поскольку на россыпях до 12 м вскрыша торфов по условиям оттайки ведется до уровня воды в разрезе и не превышает 2,0—3,0 м, затраты на выемке 1 м3 массы обычно меньше, чем при добыче песков драгой, то преимущество такого способа очевидно.

В технической литературе имеются обширные ис­ следования по предварительной вскрыше торфов для подготовки дражных полигонов. Материалы на эту те­

(1966), которому удалось установить некоторые осо­ бенности бульдозерно-скреперной вскрыши на сильно увлажненных миоголетнемерзлых алмазоносных рос­ сыпях. В зависимости от физико-механических свойств пород разработано несколько схем вскрыши на широ­ ких долинных россыпях.

Используя данные последних исследований, нами в процессе внедрения и усовершенствования солнечного способа оттаивания разработаны дополнительные ре­ комендации с учетом местных горно-геологических осо­ бенностей месторождения.

Удаление за пределы промышленного' контура рос­ сыпи влагоемкого плнсто-растптельиого покрова с по­ мощью бульдозеров и скреперов связано со значитель­ ными трудностями. Мощность этого слоя, представлен­ ного травяной растительностью, илом, пылеватой су­ песью и суглинком, достигла на наших месторождени­ ях 1,5 —2,0 м, а содержание воды по отношению к твер­ дому колебалось от 70 до 200%. Удаление землерой­ ными машинами пород такой влажности особенно бы­

слоя оттаивания происходило с наступлением положи­ тельной среднесуточной температуры, т. е. в начале апреля. Поэтому ранневесеннюю вскрышу на боль­ ших площадях можно производить днем и при отри­ цательной среднесуточной температуре воздуха. Про­ изводительность бульдозера в этот период не превы­ шала 70—80 иг3 в смену. С наступлением устойчивых положительных среднесуточных температур воздуха послойная вскрыша торфов становилась более произ­ водительной. Бульдозирование пород в этот период начинали при наличии оттаявшего слоя не менее 10— 15 см, при этом площадь на один бульдозер отводи­ лась с таким 'расчетом, чтобы не допустить протанвания забоя более чем на 30 см.

Транспортировка протаявшего слоя по горизонта­ ли не представляла особых трудностей при любой влажности. Но как только появлялся отвал, подъем бульдозера с влажной породой становился затрудни­ тельным, особенно в период дождей, а иногда и не­ возможным. На Ундинском прииске складирование бульдозерных отвалов решалось двумя способами. При первом способе отвал наращивался под постоянным углом (рис. 12«а»). Такое складирование торфов при­ менялось на плотных неглинистых породах с неболь­ шой их влажностью. Второй — отвал наращивался по' высоте слоями. Каждый вал породы перемещался да примыкания с предыдущим. Длина отвала при этом доходила до 150—200 м (рис. 12«б»), в результате снижалась производительность. В том п другом слу­ чае в забое выкапывали дренажную канаву и посто­ янно ее углубляли. Наиболее производительное ис­ пользование бульдозеров достигалось при траншей­ ном способе транспортировки горной массы, когда по­ рода не разваливалась по бокам и объем перемещае­ мой породы максимальный.

На вскрыше торфов при влажности 10—20%, сло­ женных преимущественно песчано-галечниковыми отло­ жениями, при длине забоя 85—90 м и глубине вскрыши 1,5—2,0 м производительность одного бульдозера дохо­ дила до 2 0 0 м3, затраты на удаление 1 ж3-торфа состав­ ляли 17—18 к- При этом практиковалась бригадная форма организации труда: на одном участке одновре­ менно работали 10— 12 машин, что значительно облег-

чало техническое обслуживание машин, заправку горю­ че-смазочными материалами и учет работы в сменах.

Из-за грунтовых вод глубина послойной вскрыши достигала 1,5—2,0 м. Несмотря на это, послойную вскры­ шу целесообразно и выгодно применять на многолетнемерзлых участках россыпей, так как она повышает ско­ рость оттаивания. На наш взгляд, сама система драж­ ных разработок может регулировать глубину вскрыши, ограниченной грунтовыми водами. Дело в том, что при разработке россыпей по восстанию глубина может ока­ заться наибольшей, ибо дражные выработки способст­ вуют понижению уровня грунтовых вод, выполняя роль дренажной канавы. На россыпях глубиной 5—7 м и уклоне долины в, пределах 0,001 при отработке россыпи 210—250-литровыми драгами по восстанию глубина вскрыши может быть доведена до 2,5—3,0 м.

Новая техника на вскрыше торфов

Задача увеличения добычи золота предусматривает вовлечение в дражную отработку бортовой части запа­ сов с большим объемом предварительной вскрыши тор­ фов. Таким местом на Балее является северо-восточная часть полигона драги «А» (район с. Каменка). Выемоч­ ная мощность россыпи здесь достигала 9,5—14,5 м- Зна­ чительные наносы (до 4,0 иг), образовавшиеся после гидравлической отработки соседней террасовой россы­ пи, способствовали сохранению мерзлоты от 7 до 11 м- Здесь необходимо было вскрыть пласт толщиной от 3,5 до 5,0 м, общим объемом в 900 тыс. иг3. Использование бульдозеров Д-271 на вскрыше до 5 м при максималь­ ной ширине участка 250 иг неэффективно. Расстояние бульдозирования, зависящее от глубины вскрыши, на данном участке составляло не менее 200 м. В связи с этим нами была разработана комбинированная схема. Нижняя полоса, прилегающая к дражной отработке ши­ риной 70 м, вскрывалась бульдозерами с размещением отвалов на отработанной площади; остальная часть, где глубина вскрыши была максимальная, вынималась но­ вым тракторным скрепером Д-511, с размещением отва­ лов пустых пород за контуром промышленных запасов (рис. 13). Скрепер работал в три смены по скользяще-

69