Сведения о ходе выполнении проекта по Соглашению о предоставлении субсидии № 14.607.21.0026 на этапе №5

Сведения о ходе выполнении проекта на заключительном этапе №5

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии № 14.607.21.0026 от 05.06.2014 г. с Минобрнауки России на этапе №5 «Обобщение и оценка результатов исследований» в период с 01.07.2016 г. по 31.12.2016 г. выполнялись следующие работы:

1. Обобщение и оценка эффективности, сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований комплексной геотехнологии подземной добычи и переработки высокоценного кварца, включающей технологии отработки наклонного месторождения кварца, взрывной отбойки кварца и рудоподготовки кварцевого сырья;
2. Разработка лабораторного технологического регламента на комплексную геотехнологию подземной добычи и переработки высокоценного кварца, включающую технологии отработки наклонного месторождения кварца, взрывной отбойки кварца и рудоподготовки кварцевого сырья;
3. Оценка РИД, полученных при выполнении ПНИ, с целью их вовлечения в хозяйственный оборот;
4. Участие в мероприятиях, направленных на освещение и популяризацию промежуточных и итоговых результатов ПНИ (конференции, семинары, выставки, в т.ч. международные);
5. Маркетинговые исследования с целью изучения перспектив коммерциализации РИД, полученных при выполнении ПНИ.

При этом были получены следующие результаты:

1. Определено, что во всем диапазоне изменения мощности (4-20м) и угла падения (20-40°) рудного тела, вариант комбинированной системы разработки (КСР) с камерной выемкой основных запасов блока, массовой отбойкой междукамерных целиков (МКЦ) трапециевидной формы, площадным выпуском руды под консолью висячего бока через днище камеры является оптимальным по критерию прибыли на 1т погашаемых балансовых запасов. Установлено, что при гравитационных и тектонических напряжениях в горном массиве Кыштымского месторождения 3 и 10МПа, соответственно, ширина камеры 20-26 м и трапециевидного МКЦ 2-8 м являются устойчивыми. Показатели потерь и разубоживания кварца в пересчете на КСР при ширине камер 20 м составят 12,1% и 13,8%, а при ширине камер 26 м – 10,7% и 12,0%, что соответствует ТЗ.
2. Установлены зависимости выхода переизмельченного кварца класса -20 мм от диаметра заряда и скорости детонации ВВ, определена длина пробоя между взаимодействующими зарядами (1,5-6,4 м) и давление в общей полости взрыва (700-2200 МПа), обеспечивающее отделение слоя от массива. При опытных взрывах выход переизмельченного кварца составил 12,2%, выход негабаритных кусков размером более 700 мм – 7,6%. Сделан вывод, что при скважинах диаметром 65мм возможно снижение выхода переизмельченного кварца по КСР до 12-14% за счет уменьшения удельного расхода взрывчатых веществ до 0,8-0,9 кг/м3, при этом выход негабарита не превысит 7-10%, что соответствует ТЗ.
3. Установлено, что выход обогащенного кварца, выделенного из исходного минерального сырья крупностью -65+20 и -30+5 мм, составляет 43-45%, его выход при переработке хвостов ручной сортировки крупностью -65+20 мм и хвостов оптической сепарации крупностью -30+5 мм составляет 33-36%. Установлено, что технология рудоподготовки кварца, основанная на комплексировании грохочения, оптической и РРС, позволяет сквозной выход высокочистых кварцевых концентратов увеличить до 49,1%, а выход некондиционного класса крупностью -5 мм снизить до 11,3%, что соответствует ТЗ.

Требования к техническим характеристикам научно-технических результатов, установленные п. 4.2 ТЗ, выполнены в полном объеме:

1. Требования к технологии отработки наклонного месторождения кварца:
   • потери кварца в недрах должны быть не более 12-14% от балансовых запасов, полученный результат – 12,1-10,7%;
   • разубоживание руды должно быть не более 13-14%, полученный результат – 13,8-12%;
2. Требования к технологии взрывной отбойки кварца:
   • выход фракции кварца класса минус 20 мм (некондиционной) должен быть не более 10-14%, полученный результат – 12-12,2%;
   • выход негабарита должен быть не более 7-10%, полученный результат – 7,6%;
3.  Требования к технологии рудоподготовки кварцевого сырья:
   • выход некондиционного кварца класса минус 5 мм должен быть не более 10-12%, полученный результат – 11,3%;
   • выход высокочистых кварцевых концентратов должен быть не менее 46-52% от промышленных запасов, полученный результат – 49,1%;
4.  Требования к экспериментальному образцу рентгенорадиометрического сепаратора флуоресцентного СРФ1-150Л в сравнении с промышленным сепаратором СРФ1-100:
   • повышение быстродействия работы исполнительного механизма на 10-15%, полученный результат – на 35% за счет применения пневматического привода;
   • увеличение разрешающей способности блока детектирования за счет использования полупроводникового датчика «Si-pin» на 10-15%, полученный результат – на 17-18%;
   • увеличение селективности разделяемых минералов на 15-17%, полученный результат – на 20% за счет использования полупроводникового детектора;
   • применение сжатого воздуха в приводе исполнительного механизма, полученный результат – применен;
   • повышение производительности по машинному классу крупностью -65+20 мм на 25-30%, полученный результат – на 30% за счет повышения быстродействия работы исполнительного механизма.

Новизна научных результатов ПНИ состоит в установлении зависимостей: показателей эффективности КСР от мощности и угла падения рудного тела и ширины камеры; выхода переизмельченной некондиционной фракции -20мм от удельного расхода ВВ на отбойку кварца и соотношения между фракциями -20 и +20-65 мм от выхода фракции +65 мм; содержания вредных примесей в обогащенном кварце от величины аналитического параметра; в определении порогов РРС для различных классов кварца, выделенного из исходного сырья, и хвостов оптической сепарации и ручной сортировки.

Новизна технических и технологических результатов ПНИ заключается в создании:

• комплексной геотехнологии подземной добычи и переработки высокоценного кварца, обеспечивающей снижение потерь балансовых запасов кварца в недрах в 2 раза, снижение выхода некондиционной фракции кварца при взрывной отбойке на 25%, снижение выхода некондиционного кварца при переработке на 30%, что соответствует требованиям ТЗ;
• экспериментального образца сепаратора рентгенорадиометрического флуоресцентного СРФ1-150Л с техническими характеристиками, отвечающими требованиям ТЗ: повышено быстродействие работы исполнительного механизма на 35% за счет применения пневматического привода; увеличена разрешающая способность блока детектирования на 17-18% за счет использования полупроводникового датчика; повышена селективность разделяемых высокоминерализованных и высокочистых кусков кварца на 20%; в целом повышена производительность по сравнению с промышленным сепаратором СРФ1-100 по машинному классу крупностью -65+20 мм на 30%.

Полученные результаты соответствуют техническим требованиям ПНИ.

Сопоставление заявленных результатов проекта с известными показателями ведущих производителей высокочистого кварца, определяющими мировой уровень, показывает их соответствие или превосходство в технологии подземной добычи и переработки.

В целях коммерциализации (практического использования) результатов интеллектуальной (научно-технической) деятельности, полученных в рамках проекта, ИГД УрО РАН совместно с ОАО «Кыштымский ГОК» сделан прогноз развития рынка особо чистого кварца и рынка технологий его добычи, установлена техническая возможность и определен экономический эффект от внедрения Патента на изобретение №2597225 при освоении жилы №193 Кузнечихинского месторождения в размере 930 тыс. руб. в год при освоении жилы №175 Кыштымского месторождения – 3348 тыс. руб. в год.

Плановые и достигнутые значения показателей результативности реализации проекта на этапе №5 приведены в таблице.

Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.