Разработка россыпных месторождений

Московский 
.., 
государственныи 
.., 
горны и 

университет 

РЕДАКЦИОННЫЙ 

С 
О 
В 
Е 
Т 

Председа т 
ель 

Л.А.ПУЧКОВ 

Зам. председателя 

л.хгитис 

Члены редсовета 

И.В. ДЕМЕНТЬЕВ 

А.П ДМИТРИЕВ 

Б.А. КАРТОЗИЯ 

М.В. КУРЛЕНЯ 

В.И. ОСИПОВ 

Э.М СОКОЛОВ 

К.Н ТРУБЕЦКОЙ 

В.В.ХРОНИН 

В.А. ЧАНТУРИЛ 

Е.И. ШЕМЯКИН 

президент МГГУ, 

чл.-корр. РАН 

директор 

Издательства МГГУ 

академик РАЕН 

академик РАЕН 

академик РАЕН 

академик РАН 

академик РАН 

академик МАН ВШ 

академик РАН 

профессор 

академик РАН 

академик РАН 

В.Г. Лешков 

РАЗРАБОТКА 

РОССЫПНЫХ 

МЕСТОРОЖДЕНИЙ 

Допущено 

Учебно-.методическим объединением вузов 

Российской Федерации по образованию 

в области горного дела в качестве учебника 

для студентов вузов, обучающихся 

по специальности 

«Открытые горные работьт 

направления подготовки 

«Горное дело» 

МОСКВА 

ИЗдАТЕЛЬСТВО «ГОРНАЯ КНИГА» 

ИЗАА 
ТЕЛ ЬСТВО МОСКОВСКОГО 

ГОСУдАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 

2007 

УШ< 622.271.1 
ББК 65.304.12 

л 33 

Издано при финансовой поддержке: 

Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям в рамках 

Федеральной целевой программы «Культура России»; 

Инвестиционного фонда поддержки горного книгоиздания; 

артелей старателей «Восток» и «Дражник» 

Книга соответстиует «Гигиеническим требованиям к издаииям кни:жныw 

для взрослых. СанПиЯ 1.2.1253-()3», утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. 

Экспертиза проведена учебно-методическим объединеиием высших учебиых заведении Российской Федерации по образованию в области горного 

дела (письмо М 51-44/6 от 24.04. 2007) 

Рецензенты: 
• д-р техн. наук, проф. Ю.В. Бубис (кафедра «Технология, механизация и 

организация открытых горных работ» МГГУ); 
• д-р техн. наук, проф. Е.А. Котенка (Академия горных наук); 
• кафедра «Комплексное освоение и экология россыпных и морских месторождений» Российского государственного геологоразведочного университета (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. В.П. Дробаденко); 
• отделение «Информатизации золото-платиновой и алмазной промышленности» Международной академии информатизации 

Лешков В.Г. 

Л 33 
Разработка россыпных месторождений: Учебник для вузов.- М.: Из
дательство «Горная книга», Издательство Московского государственного 

горного университета, 2007.- 906. с.: ил. 

ISBN 978-5-98672-047-0 (в пер.) 
ISBN 978-5-7418-0481-0 

Даны сведения о горных породах, типах и строеюtи россыпей, их минеральном составе, а таюке о поисках, разведке, коНдициях, подсчете и уrверждении запасов. Приведены общие понятия и основные положения разработки россыпей. Изложены история открытия, становлеюtя и современное состояюtе золотопромыслового дела на территории России. Рассмотрен комплекс технологий горно-эксплуатационных (предварительных, подготовительных, добычных и промывочно-обогатительных) работ при 

разработке россыпей открытым (бульдозерно-скреперным, экскаваторным, гидравлическим), подводным (многочерпаковыми драrами) и подземным способами. Предложены обоснования выбора и расчета рациональных параметров горных работ, обеспечивающих высокую эффеJСГИВность применении этих способов разработки при освоении 

тальiХ и многолетнемерзльiХ россыпей различного состава и мощности, а таюке наиболее 

полное использоВЗЮfе природньiХ ресурсов и охрану недр на rрюtсках. 

Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Открытые горные работы» 

направления подготовки «Горное дело». 

ISBN 978-5-98672-047-0 
ISBN 978-5-7418-0481-0 

УДК 622.271.1 

ББК65.304.12 

© В.Г. Лешков, 2007 
© 
Издательство «Горная книга>>, 
2007 

© Издательство МГГУ, 2007 
© Дизайн книги. Издательство 

МГГУ, 2007 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

В тысячелетней истории развития цивилизаций россыпные месторождения 
сыграли 
поистине 
революционную 
роль, 
являясь 

«забойщиком~ века металлов, одарив, человечество первым из них 
золотом, ставшим в последующие века «Мерилом всех мерил~, эталоном экономического могущества, независимости, богатства и процветания стран и народов. 

В нашей стране на протяжении почти трех столетий россыпные 

месторождения золота эксплуатируются с высокой интенсивностью, 

обеспечивая вплоть до начала XXI в. поставку в государственные 

фонды преобладающего количества этого металла, а до 30-х rr. 

ХХ столетия и металлов платиновой группы. Кроме золота и 

платины в настоящее время россыпные месторождения продолжают 

поставлять промышленности большое количество дефицитного минерального сырья, в частности касситерита, алмазов, ильменита, рутила, тантала, шеелита, циркона, пьезокварца, янтаря и других ценных промпродуктов. 

Разрабатывающие россыпные месторождения горные предприятия называются приисками, которые по своей организационной, 

производственной и хозяйственной структуре во многом отличаются от добывающих предприятий других отраслей горной промышленности. Так, приисковой деятельностью охвачены обширные пространства преимущественно удаленных, труднодоступных и экономически мало освоенных районов нашей страны со сложными природно-климатическими условиями и характерной для них высокой 

степенью распространения многолетней мерзлоты. 

Эта специфика обусловила необходимость ведения приисками 

по существу «натурального~ хозяйствования, при котором, наряду с 

добывающими, промывочно-обогатительными и эксплуатационноразведочными подразделениями, в их состав обычно входят объекты собственной энергетики, 
транспорта, 
связи, 
ремонтно-механической и социально-бытовой сферы. Вместе с тем на прииске, как 

правило, одновременно задействовано несколько (до 1 О и более) 

добычных участков (объектов), осуществляющих разработку россыпей различными способами (открытым, подземным, подводным), 

причем часто эти объекты рассредоточены на значительном (до 

5 

км и более) удалении друг от друга и от центральной приисковой базы (стана). 

Многопрофильность хозяйственных функций и организационных форм проведения горных работ, связанных с необходимостью 

применения различных, по существу принципиально отличающихся 

друг от друга технологий, приемов и технических средств, требует 

от руководящего инженерного персонала всесторонних знаний 

предмета деятельности, навыков и умения рационально применять 

их в конкретных горно-геологических и природно-климатических 

условиях залегания разрабатываемой россыпи. Все это требует особо тщательного подхода к проектированию и организации работ по 

промытленному освоению россыпных месторождений, а также к 

подготовке высококвалифицированных горных инженеров для этой 

важной отрасли горно-промышленного производства. 

В процессе подготовки учебника автор исходил из того, что в 

области теории и практики разработки россыпных месторождений 

наша страна занимает ведущее положение в мире. Поэтому в основу учебника положены исследования и передовой опыт отечественных предприятий, инженеров и ученых. 

Отдельные вопросы, связанные со смежными профилирующими 

дисциплинами 
(геология, 
разведка, 
гидрогеология, 
обогащение, 

транспорт, гидротехнические сооружения и др.), рассмотрены в 

учебнике в сокращенном виде, и с ними студенту предстоит детально ознакомиться при изучении этих специальных курсов (предметов). 

Раздел учебника, посвященный разработке талых и многолетнемерзлых россыпей подземным способом, написан д-ром техн. наук, 

проф. С.В. Потемкиным. 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 

1 . Общие сведения о россыпях 

2. Краткие сведения о поисках. 

разведке. подсчете и утверждении 

запасов россыпей 

3. Общие сведения о разработке 

россыпей 

4. Охрана окружающей среды 

и воспроизводство природных 

ресурсов при разработке россыпей 

1-------------------
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 

О РОССЫПЯХ 

1.1. Понятие о горных породах 

и минералах, формирование россыпей, 

типы рыхлых отложений 

Земную кору слагают многочисленные виды горных пород. Горной породой называют агрегаты минералов более или менее постоянного состава, образующие самостоятельные геологические тела. 

Горная порода, состоящая из одного минерала, является мономинеральной (известняк, глина), а из нескольких полиминеральной 

(гранит). Процентное выражение количества содержащихся в породе минералов называется ее минеральным составом, который служит одним из важнейших признаков породы. Другим основным 

признаком является ее строение, определяемое структурой и текстурой (приложение 1, табл. 1. 1). По происхождению горные породы подразделяются на осадочные, магматические (изверженные) и 

метаморфические. 

Некоторые основные характеристики, относящиеся к породам и 

минералам россыпных месторождений, приведены в приложении 1. 

МинерШt (от слова «минера~ руда) представляет собой природое вещество (химическое соединение или самородный элемент) 

стабильного химического состава и физического строения, образовавшееся в результате естественных физико-химических процессов 

в земной коре. 

Содержание (по массе) в земной коре различных элементов характеризуется следующими данными: кислорода 49 %, 
кремния 

26 %, алюминия 7,5 %, железа 4,2 %, кальция 3,3 %, калия 2,3 %, 

водорода около 1 %. Другие важные элементы входят в состав земной коры в десятых, сотых, тысячных и миллионных долях процента (титана 0,5 %, марганца 0,1 %, циркония 0,03 %, ванадия 0,02 %, 

хрома 0,02 %, никеля 0,02 %, лития 0,01 %, бериллия 0,01 %, меди 
0,01 %, цинка 0,005 %, олова 0,004 %, кобальта 0,003 %, свинца 

9 

0,0016 %). Невысока концентрация и радиоактивных элементов, являющихся ядерным топливом для атомной энергетики. Так, содержание тория и урана составляет соответственно 0,0008 и 0,0004 %. 

Содержание же благородных металлов серебра, золота и платины 

равно соответственно 0,00001, 0,0000005 и 0,0000005 %. 

Горные породы, содержащие ценные минералы в повышенном 

количестве, называются рудой. К категории промытленных руд относятся мономинеральные горные породы, содержащие один минерал 

(от греческого слова <<моно~ один), и полиминеральные, содержащие несколько минералов (от греческого слова ~поли~ много) в 

таких количествах и концентрациях, при которых их промышленная 

переработка технически возможна и экономически целесообразна. 

Минералы, обладающие ценными свойствами и качествами, используемые в народном хозяйстве на различные нужды, называются полезными ископаемыми. Естественное скопление полезного 

ископаемого в земной коре в количестве, выгодном для промышленного извлечения его из недр при современном уровне развития 

техники и технологии, называется .месторождением. 

Горные породы, добываемые совместно с полезными ископаемыми, но не используемые в народном хозяйстве из-за отсутствия 

надобности в них, называют пусты.ми породами. 

Различают коренные ( первичные) и россыпные (вторичные) месторождения твердых полезных ископаемых. Коренные месторождения, как правило, приурочены к крепким скальным породам. Россыпные месторождения образуются за счет разрушения пород коренных месторождений, являющихся по отношению к россыпным первичными, или материнскими. Разрушаясь, горные породе дробятся до 

такой степени, что отдельные минералы, входящие в их состав, высвобождаются и попадают в рыхлые отложения, представляющие собой механическую смесь пустых пород и ценных компонентов. 

Россътнъоt .месторождение.м (россътъю) называется скопление 

рыхлых или сцементированных отложений обломочного материала, 

включающее зерна или кристаллы полезных минералов в промышленной концентрации. Образование россыпей связано с процессом 

выветривания, под которым понимаются разнообразные изменения 

горных пород и минералов под влиянием многих факторов: атмосферных осадков, ветра, температуры, солнечной радиации, животных и растительных организмов и др. Воздействие этих факторов 

обычно приводит к разрушению (разрыхлению) коренных пород, а 

10 

в процессе их перемещения к сортировке обломочного материала 

(по крупности, плотности и форме зерен), истиранию, окатыванию 

и дифференциации частиц по степени механической прочности и 

химической устойчивости, а также к изменению химического состава и первоначального облика пород и минералов. 

Различают физическое и химическое выветривание. Под физическим выветриванием понимается разрушение монолитной горной 

породы на обломки различного размера в основном под воздействием колебаний температуры. Днем в летнее время породы нагреваются и их объем вследствие этого увеличивается, а ночью в связи с 

охлаждением объем уменьшается. Такое многократное изменение 

объема приводит к растрескиванию и разрушению массива. Этот 

вид выветривания называется инсоляционнъш (от латинского слова 

<<солюм>-'> солнце). Инсоляционное выветривание характерно для 

районов с резкоконтинентальным климатом. 

Б пустынях может происходить солевое выветривание. Подземные 

воды здесь сильно засолены. Они поднимаются вверх по капиллярным 

трещинам и при выходе на поверхность испаряются, а заключенные в 

них соли кристаллизуются на стенках трещин. С течением времени 

кристаллы солей увеличиваются в объеме и разрыхляют породы до 

пылевидного состояния. 

Б северных и высокогорных районах температура в летний период ночью опускается ниже нуля. Бода, проникал днем в трещины 

и поры породы, ночью замерзает. Многократное замерзание и оттаивание воды приводит к разрушению монолитной породы. Такое 

выветривание называется морозНЪtJ,t. 

Процессы физического выветривания не оказывают существенного влияния на состав горной породы, а только превращают ее 

из монолитной в рыхлую. Например, крепкий гранит превращается 

в дресву такого же состава. Однако раздробленность породы способствует химическо.му выветриванию, так как при этом увеличивается поверхность вещества, которая может взаимодействовать с водой и воздухом. 

Б результате химического выветривания горная порода теряет 

свой вид и состав и превращается в другую породу. К агентам химического выветривания относятся кислород, углекислый газ и вода, которые сами по себе химически инертны. Однако в водной среде кислород и углекислый газ становятся весьма активными. 

11