Сведения о ходе выполнении проекта по Соглашению о предоставлении субсидии № 14.607.21.0026 на этапе №4

Сведения о ходе выполнении проекта на этапе №4

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии № 14.607.21.0026 от 05.06.2014 г. с Минобрнауки России на этапе №4 «Проведение экспериментальных исследований» в период с 01.01.2016 г. по 30.06.2016 г. выполнялись следующие работы:

1. Экспериментальные исследования комплексной геотехнологии подземной добычи и переработки высокоценного кварца, включающей технологии отработки наклонного месторождения кварца, взрывной отбойки кварца и рудоподготовки кварцевого сырья в натурных условиях Кыштымского рудника по разработанной программе и методике;
2. Исследовательские испытания экспериментального образца рентгенрадиометрического сепаратора в натурных условиях Кыштымского рудника по разработанной программе и методике;
3. Участие в мероприятиях, направленных на освещение и популяризацию промежуточных и итоговых результатов ПНИ (конференции, семинары, выставки, в т.ч. международные);
4. Подготовка заявки на охранный документ;
5. Технологическая реализация локальных проектов на проведение экспериментальных исследований;
6. Проведение исследований в рамках внебюджетных НИР, направленных на обеспечение ПНИ (определение параметров буровзрывных работ на основе экспериментального изучения свойств горных пород, характеристик взрывчатых веществ и напряженно-деформированного состояния локального горного массива).

При этом были получены следующие результаты:

1. На основании теоретических исследований и математического моделирования систематизированных и сконструированных вариантов комбинированной системы разработки (КСР) наклонного месторождения кварца установлено, что во всем диапазоне изменения его мощности (4-20м) и угла падения (20-40°) при параметрах напряженно-деформированного состояния (НДС) горного массива Кыштымского месторождения, включающих гравитационные напряжения σz=-3МПа и разнонаправленные тектонические σт=-10МПа, вариант 2 КСР является оптимальным по критерию прибыли на 1т погашаемых балансовых запасов. В результате экспериментальных исследований в натурных условиях подэтажа 346/324 м Кыштымского рудника установлено, что параметры конструктивных элементов КСР (ширина камеры 26 м и трапециевидного МКЦ 2-8 м) являются устойчивыми, а фактические показатели потерь и разубоживания кварца в пересчете на экспериментальный блок составляют 9,1 и 14 %, что соответствует требованиям ТЗ.
2. В ходе лабораторно-полигонных экспериментов и математического моделирования взрывной отбойки кварца установлены зависимости выхода переизмельченного некондиционного кварца класса -20 мм (7-20 %) от диаметра заряда и скорости детонации взрывчатых веществ (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. В результате экспериментальных исследований взрывной отбойки в натурных условиях Камеры 1 (восток) подэтажа 346/324 м Кыштымского рудника установлено, что выход некондиционной фракции кварца -20мм составляет 12,2% и выход негабаритных кусков размером более 700 мм – 7,6%. Сделан вывод, что при скважинах диаметром 65 мм возможно снижение выхода некондиционной фракции кварца по КСР до 12-14% за счет уменьшения удельного расхода ВВ до 0,8-0,9 кг/м3 при величине л.н.с. 1,7-1,8 м, при этом выход негабарита не превысит 7-10%, что соответствует ТЗ.
3. На основании теоретических исследований и математического моделирования технологии рудоподготовки кварцевого сырья установлено, что рентгенорадиометрическая сепарация (РРС) позволяет выделять различные фракции, которые в значительной степени (в 8-10 раз) отличаются по содержанию вредных примесей. В результате экспериментальных исследований в натурных условиях Кыштымского рудника 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 снижается до 33-36%. Сквозной выход высокочистых кварцевых концентратов составляет 49,1%, выход некондиционного класса крупностью -5 мм – 11,3%, что соответствует ТЗ.
4. В результате исследовательских испытаний изготовленного экспериментального образца рентгенорадиометрического сепаратора СРФ1-150Л подтверждено соответствие его технических характеристик 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% за счет использования полупроводникового детектора; в целом повышена производительность по сравнению с промышленным сепаратором СРФ1-100 по машинному классу крупностью -65+20 мм на 30%.

Предварительные характеристики комплексной геотехнологии добычи и переработки кварца, установленные в результате экспериментальных исследований:

• потери балансовых запасов кварца в недрах при КСР с податливыми МКЦ – 9,1%;
• разубоживание кварца – 14 %;
• выход некондиционной фракции кварца -20мм – 12,2%;
• выход негабаритных кусков размером более 700 мм – 7,6%;
• выход мелкого некондиционного кварца класса крупностью -5 мм – 11,3%;
• выход высокочистых кварцевых концентратов – 49,1 % от промышленных запасов.

Основные характеристики экспериментального образца РРС СРФ1-150Л:

• повышение быстродействия работы исполнительного механизма (максимальное количество кусков отбиваемых в секунду)- на 35% (до 7 штук);
• увеличение разрешающей способности блока детектирования – на 17-18%;
• увеличение селективности разделяемых минералов – на 20%;
• повышение производительности по машинному классу крупностью -65+20 мм – на 30%.

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 результатов ПНИ состоит в изготовлении и исследовательских испытаниях экспериментального образца РРС флуоресцентного СРФ1-150Л, подтверждающих в лабораторном режиме соответствие его технических характеристик требованиям ТЗ.

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.

Полученные результаты соответствуют техническим требованиям Этапа 4 ПНИ «Проведение экспериментальных исследований» и подтверждают перспективность продолжения работ по проекту с проведением окончательной оценки разработанной комплексной геотехнологии подземной добычи и переработки высокоценного кварца и определения возможности ее реализации на Кыштымском подземном руднике и других предприятиях, осуществляющих добычу высокоценного кварца.

Плановые и достигнутые значения показателей результативности реализации проекта на этапе №4 приведены в таблице.

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