ПАДЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ЧАСТИЦ И ИХ СНОС В ВОДНОМ ПОТОКЕ

Дальность сноса металла в потоке воды (s) прямо пропорциональна скорости его течения (с), его мощности (т) и обратно пропорциональна скорости свободного падения тяжелых частиц £ воде (v) (рис. 1). Она определяется, в первом приближении, следующим выражением:

где s — величина горизонтального смещения вниз (по течению, ш — глубина потока, tgα — отношение скорости течения водного потока к скорости свободного падения частиц в воде см/сек и может рассчитываться по формуле: c=e√Ri. Здесь е — числовой коэффициент, который находится в пределах 25—35, R— гидравлический радиус, i — уклон ложа потока.

Величины m и с обычно определяются из наблюдения, а v — по расчету из выражения (2) (но может быть определено и из опыта).

где Θ — диаметр частицы в сантиметрах, (γ—1)—её удельный вес в воде, 30 — численный коэффициент. Отсюда дальность горизонтального сноса в более развернутом виде будет:

для золота, где

Принимая здесь скорость потока с=120 см/сек≈4 км/час, выражение для s упрощается и принимает вид

Рис. 1. Соотношение скоростей потока (с), свободного падения частицы в воде (v) и траектория падения (а).

Скорость свободного падения, по выражению (2), зависит, кроме того, от коэффициента формы (Кф)

Значение размеров частиц и их удельного веса иллюстрируются в табл. 1. В ней приведена скорость свободного падения (в см/сек) как функция от диаметров частиц для кварца, алмаза, касситерита и золота по расчету из формулы (2) и опытам (Л. П. Мацуев и В. П. Березин, 1961).

Дальность сноса металла по выражению (3) зависит еще от уплощенности золотин. Чем больше уплощенность (отношение толщины пластины к её диаметру по ситовому анализу), тем меньше её вес и дальше снос. Значения поправки на уплощенность к величине сноса на рис. 5 по выражению (3) приведены под основным графиком в виде кривой. Последняя построена по опытным данным из работы Л. П. Мацуева.

Значение удельного и объемного вес а. Зависимость скорости свободного падения от удельного веса можно видеть в табл. 2. Она увеличивается прямо пропорционально корню квадратному из γ-1.

Во многих россыпях полезное ископаемое большего удельного веса связано в сростках с пустой породой (γ = 2,5—2,6), что уменьшает скорость падения и увеличивает дальность горизонтального переноса. Содержание пустой породы может достигать 50% и более, но во фракциях менее 1 см обычно меньше.

Таблица 1

В табл. 2 приведены значения γ по формуле (2) для различного процента пустой породы в частице диаметром 1 см, принимая за единицу скорости падение кварца.

Таблица 2

Из табл. 2 видно, что присутствие 50% кварца уменьшает скорость падения золота примерно в 2 раза, касситерита — в 1,5 раза и алмаза— менее чем на 0,1. Соответственно этому увеличиваются расстояния сноса[1].

Источники:

Россыпи золота и их связи с коренными месторождениями в Якутии. Якутск, Якуткнигоиздат, 1972. 224 с. с илл. (Акад. наук СССР. Як. филиал. Сиб. отд-ния . ин-т геологии)