gscienceMining Science and Technology (Russia)Горные науки и технологии2500-0632The National University of Science and Technology MISiIS (NUST MISIS)10.17073/2500-0632-2024-11-332gscience-850Research ArticleMINERAL RESOURCES EXPLOITATIONРАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХJustification of the optimal width of a front bankОбоснование оптимальной ширины дражного забояhttps://orcid.org/0000-0003-1201-2693ТальгамерБ. Л.TalgamerB. L.

Борис Леонидович Тальгамер – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой разработки месторождений полезных ископаемых

г. Иркутск

Scopus ID 57196258850

Boris L. Talgamer – Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Department of Mineral Deposit Development

Irkutsk

Scopus ID 57196258850

 

talgamer@ex.istu.eduhttps://orcid.org/0009-0006-5298-7929МешковИ. А.MeshkovI. A.

Иван Анатольевич Мешков – аспирант кафедры разработки месторождений полезных ископаемых, инженер научно-исследовательской части

г. Иркутск

Ivan A. Meshkov – PhD-Student, Department of Mineral Deposit Development, Research Engineer

Irkutsk

 

 

pach.van@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6833-7860МурзинН. В.MurzinN. V.

Николай Владимирович Мурзин – кандидат технических наук, доцент кафедры разработки месторождений полезных ископаемых

г. Иркутск

Scopus ID 57217845755

Nikolay V. Murzin – Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Mineral Deposit Development

Irkutsk

Scopus ID 57217845755

murzinnv@ex.istu.eduhttps://orcid.org/0000-0001-8799-7269РославцеваЮ. Г.RoslavtsevaYu. G.

Юлия Геннадьевна Рославцева – кандидат технических наук, доцент кафедры разработки месторождений полезных ископаемых

г. Иркутск

Scopus ID 57208126909

Yulia G. Roslavtseva – Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Mineral Deposit Development

Irkutsk

Scopus ID 57208126909

ryg@ex.istu.eduИркутский национальный исследовательский технический университетРоссияIrkutsk National Research Technical UniversityRussian Federation20250207202510299108Copyright © Talgamer B.L., Meshkov I.A., Murzin N.V., Roslavtseva Y.G., 20252025Тальгамер Б.Л., Мешков И.А., Мурзин Н.В., Рославцева Ю.Г.Talgamer B.L., Meshkov I.A., Murzin N.V., Roslavtseva Y.G.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mst.misis.ru/jour/article/view/850

Reducing the cost of finished products by using the most economically advantageous processes and techniques for the extraction and beneficiation of minerals is one of the most pressing tasks in mining industry. The width of front bank has a significant impact on the cost of placer deposits mining. Existing methods for calculating the most advantageous width of front bank are based on ensuring dredge maximum productivity that is justified in placer bulk mining. With increasing depth of a placer deposit occurrence and thickness of overburden, traditional methods for calculating the optimal width of a front bank do not ensure minimizing production costs. The aim of the research is to determine the most advantageous width of a front bank, taking into account a peat (overburden) thickness and acceptable stripping flow sheet. The idea behind this work is that the optimal width of a front bank should be determined not only based on the maximum productivity of a dredge, but also on the condition of ensuring the lowest cost of extraction of valuable components (taking into account the productivity of all mining equipment and the stripping costs). The study analyzes the impact of placer parameters (peat thickness and productive layer thickness, front bank width) on the cost of sand extraction and processing, and identifies the dependencies of mining parameters on technical and economic performance. The study examined more than 100 process flow sheets for the integrated operation of stripping and mining equipment and provided an economic assessment of their effectiveness. Recommended values for correction factors for determining the optimum front bank width are given. The study findings serve as methodological material for substantiating the parameters of a placer mining system.

Снижение себестоимости готовой продукции за счет применения наиболее экономически выгодных процессов и технологий добычи и обогащения полезных ископаемых – одна из актуальных задач в горнодобывающей отрасли промышленности. Значительное влияние на себестоимость добычи полезного ископаемого россыпей оказывает ширина дражного забоя. Существующие методы расчета наивыгоднейшей ширины забоя драги основаны на обеспечении ее максимальной производительности, что оправдано при валовой разработке россыпей. С увеличением глубины залегания россыпи и мощности вскрышных пород традиционные методы расчета оптимальной ширины дражного забоя не обеспечивают минимальной себестоимости добычных работ. Целью исследований является обоснование наивыгоднейшей ширины забоя драги с учетом мощности торфов и приемлемых технологических схем вскрышных работ. Идея работы заключается в том, что оптимальная ширина забоя должна устанавливаться не только исходя из максимальной производительности драги, но и из условия обеспечения наименьшей себестоимости добычи ценных компонентов (с учетом производительности всего горного оборудования и себестоимости вскрышных работ). В исследовании проводится анализ влияния параметров россыпи (мощности торфов и продуктивного пласта, ширины забоя) на себестоимость добычи и переработки песков, а также выявление зависимостей влияния параметров горных работ на технико-экономические показатели. В рамках исследования было рассмотрено более 100 технологических схем комплексной работы вскрышного и добычного оборудования и дана экономическая оценка их эффективности. Приведены рекомендуемые значения поправочных коэффициентов к определению оптимальной ширины забоя драги. Результаты исследования служат методическим материалом для обоснования параметров дражной системы разработки россыпей.

россыпидрагированиеширина забоявскрышные работыпроизводительность драгисебестоимость добычных работplacer depositsdredgingfront bank widthstrippingdredge productivitymining costsReferencesНафиков Р. З., Кисляков В. Е. Технология дражной разработки россыпных месторождений в условиях Крайнего Севера. Красноярск: Сибирский федеральный университет; 2021. 184 с.Nafikov R. Z., Kislyakov V. E. Technology of dredging development of placer deposits in the conditions of the Far North. Krasnoyarsk: Siberian Federal University Publ.; 2021. 184 p. (In Russ.)Дорош Е. А., Тальгамер Б. Л. Анализ минерально-сырьевой базы золотодобычи в Ленском золотоносном районе и обоснование направлений развития способов разработки россыпей. Науки о Земле и недропользование. 2022;45(3):222-234. https://doi.org/10.21285/2686-9993-2022-45-3-222-234Dorosh E. A., Talgamer B. L. Analysis of the mineral resource base of gold mining in the Lena gold-bearing district and substantiation of the development directions of placer mining methods. Earth sciences and subsoil use. 2022;45(3):222–234. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/2686-9993-2022-45-3-222-234Ван-Ван-Е А. П. Ресурсная база природно-техногенных золотороссыпных месторождений. М.: Горная книга; 2010. 268 с.Van-Van-E A. P. Resource base of natural and man-made gold placer deposits. Moscow: Gornaya Kniga Publ.; 2010. 268 p. (In Russ.)Бортников Н. С., Волков А. В., Лаломов А. В. и др. Роль россыпных месторождений в обеспечении воспроизводства минерально-сырьевой базы дефицитных видов стратегического минерального сырья России на современном этапе. Russian Journal of Earth Sciences. 2024;(1):1-16. https://doi.org/10.2205/2024ES000897Bortnikov N. S., Volkov A. V., Lalomov A. V. et al. The role of placer deposits in ensuring the reproduction of the mineral resource base of scarce types of strategic mineral raw materials in Russia at the present stage. Russian Journal of Earth Sciences. 2024;(1):1–16. (In Russ.) https://doi.org/10.2205/2024ES000897Дудинский Ф. В., Нечаев К. Б., Костромитинов К. Н. Эффективность комбинированной разработки глубоких россыпей. Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2012;(5):4-9.Dudinsky F. V., Nechaev K. B., Kostromitinov K. N. The effectiveness of the combined development of deep alluvial deposits. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Gornyi zhurnal. 2012;(5):4–9. (In Russ.)Лешков В. Г. Теория и практика разработки россыпей многочерпаковыми драгами. М.: Недра; 1980. 352 с.Leshkov V. G. Theory and practice of placer mining using multi-bucket dredges. Moscow: Nedra Publ.; 1980. 352 p. (In Russ.)Okoyen E., Raimi M. O., Omidiji A. O., Ebuete A. W. Governing the environmental impact of dredging: Consequences for marine biodiversity in the Niger delta region of Nigeria. Insights Mining Science and Technology. 2020;2(3):76-84. https://doi.org/10.19080/IMST.2020.02.555586Okoyen E., Raimi M. O., Omidiji A. O., Ebuete A. W. Governing the environmental impact of dredging: Consequences for marine biodiversity in the Niger delta region of Nigeria. Insights Mining Science and Technology. 2020;2(3):76–84. https://doi.org/10.19080/IMST.2020.02.555586Marrugo-Negrete J., Pinedo-Hernandez J., Marrugo-Madrid S. et al. Evaluating ecological risks and metal bioavailability in post-dredging sediments of a wetland affected by artisanal gold mining. Science of the Total Environment. 2024;955:176309. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.176309Marrugo-Negrete J., Pinedo-Hernandez J., Marrugo-Madrid S. et al. Evaluating ecological risks and metal bioavailability in post-dredging sediments of a wetland affected by artisanal gold mining. Science of the Total Environment. 2024;955:176309. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.176309Mantey J., Nyarko K. B., Owusu-Nimo F. et al. Influence of illegal artisanal small-scale gold mining operations (galamsey) on oil and grease (O/G) concentrations in three hotspot assemblies of Western Region, Ghana. Environmental Pollution. 2020;263(Part B):114251. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.114251Mantey J., Nyarko K. B., Owusu-Nimo F. et al. Influence of illegal artisanal small-scale gold mining operations (galamsey) on oil and grease (O/G) concentrations in three hotspot assemblies of Western Region, Ghana. Environmental Pollution. 2020;263(Part B):114251. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.114251Talgamer B. L., Dudinskiy F. V., Murzin N. V. Assessment of conditions and experience of technogenic placer dredging. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 408, 2nd International Scientific Conference «Sustainable and Efficient Use of Energy, Water and Natural Resources. 16-20 September 2019, Irkutsk Region, Russian Federation. 2020;408(1):012065. https://doi.org/10.1088/1755-1315/408/1/012065Talgamer B. L., Dudinskiy F. V., Murzin N. V. Assessment of conditions and experience of technogenic placer dredging. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 408, 2nd International Scientific Conference «Sustainable and Efficient Use of Energy, Water and Natural Resources. 16–20 September 2019, Irkutsk Region, Russian Federation. 2020;408(1):012065. https://doi.org/10.1088/1755-1315/408/1/012065Timsina S., Hardy N. G., Woodbury D. J. et al. Tropical surface gold mining: A review of ecological impacts and restoration strategies. Land Degradation & Development. 2022;33(18):3661-3674. https://doi.org/10.1002/ldr.4430Timsina S., Hardy N. G., Woodbury D. J. et al. Tropical surface gold mining: A review of ecological impacts and restoration strategies. Land Degradation & Development. 2022;33(18):3661–3674. https://doi.org/10.1002/ldr.4430Queiroz J., Gasparinetti P., Bakker L. B. et al. Socioeconomic cost of dredge boat gold mining in the Tapajós basin, eastern Amazon. Resources Policy. 2022;79(2):103102 https://doi.org/10.1016/j.resourpol.2022.103102Queiroz J., Gasparinetti P., Bakker L. B. et al. Socioeconomic cost of dredge boat gold mining in the Tapajós basin, eastern Amazon. Resources Policy. 2022;79(2):103102 https://doi.org/10.1016/j.resourpol.2022.103102Cano-Londoño N. A., Capaz R. S., Hasenstab C. et al. Life cycle impacts assessment of two gold extraction systems in Colombia: open-pit and alluvial mining. The International Journal of Life Cycle Assessment. 2023;28(4):380-397. https://doi.org/10.1007/s11367-023-02141-5Cano-Londoño N. A., Capaz R. S., Hasenstab C. et al. Life cycle impacts assessment of two gold extraction systems in Colombia: open-pit and alluvial mining. The International Journal of Life Cycle Assessment. 2023;28(4):380–397. https://doi.org/10.1007/s11367-023-02141-5Davies P., Lawrence S., Turnbull J. et al. Mining modification of river systems: A case study from the Australian gold rush. Geoarchaeology. 2019;1-16. https://doi.org/10.1002/gea.21775Davies P., Lawrence S., Turnbull J. et al. Mining modification of river systems: A case study from the Australian gold rush. Geoarchaeology. 2019;1–16. https://doi.org/10.1002/gea.21775Мурзин Н. В., Дудинский Ф. В., Тальгамер Б. Л. Оценка простоев при расчете производительности свайных драг. Горная промышленность. 2021;(2):120-126. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2021-2-120-126Murzin N. V., Dudinskiy F. V., Talgamer B. L. Evaluation of non-productive time when calculating pile-type dredge performance. Mining Industry Journal. 2021;(2):120–126. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2021-2-120-126Mirzekhanov G. S., Mirzekhanova Z. G. Forward appraisal of potential gold content of dredge and sluice tailings dumps at placers in Russia’s Far East. Journal of Mining Science. 2020;56(2):259-267. https://doi.org/10.1134/S1062739120026733Mirzekhanov G. S., Mirzekhanova Z. G. Forward appraisal of potential gold content of dredge and sluice tailings dumps at placers in Russia’s Far East. Journal of Mining Science. 2020;56(2):259–267. https://doi.org/10.1134/S1062739120026733Helmons R., de Wit L., de Stigter H., Spearman J. Dispersion of benthic plumes in deep-sea mining: What lessons can be learned from dredging? Frontiers in Earth Science. 2022;10. https://doi.org/10.3389/feart.2022.868701Helmons R., de Wit L., de Stigter H., Spearman J. Dispersion of benthic plumes in deep-sea mining: What lessons can be learned from dredging? Frontiers in Earth Science. 2022;10. https://doi.org/10.3389/feart.2022.868701Torres C., Verschoor G. Re-imagining environmental governance: Gold dredge mining vs Territorial Health in the Colombian Amazon. Geoforum. 2020;117(4):124-133. https://doi.org/10.1016/j.geoforum.2020.09.013Torres C., Verschoor G. Re-imagining environmental governance: Gold dredge mining vs Territorial Health in the Colombian Amazon. Geoforum. 2020;117(4):124–133. https://doi.org/10.1016/j.geoforum.2020.09.013Шорохов С. М. Технология и комплексная механизация разработки россыпных месторождений. М.: Недра; 1973. 795 с.Shorokhov S. M. Technology and complex mechanization of development of placer deposits. Moscow: Nedra Publ.; 1973. 795 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.