CC BY
20
© Г.В. Секисов, A.A. Соболев, 2012
УДК 622.553
Г.В. Секисов, A.A. Соболев
РАЦИОНАЛЬНЫЙ СПОСОБ ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ КАРЬЕРНОГО МОБИЛЬНОГО ПОДГОТОВИТЕЛЬНО ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА
Дана краткая оценка особенностей одного из характерных маломасштабных золоторудных месторождений и уровня относительной эффективности его освоения при использовании традиционной и предлагаемой технологий. Ключевые слова: маломасштабное золоторудное месторождение, технология освоения месторождения, эффективность освоения месторождения, призабойный мобильный подготовительно-перерабатывающий комплекс.
Экономика большинства субъектов Российской Федерации, в частности, Хабаровского края связана с развитием горнодобывающей промышленности, которая еще долгие годы будет иметь определяющее значение в социально-экономическом развитии субъекта, и в случае снижения темпов ее развития, или прекращения функционирования каких-либо предприятий, в первую очередь это отразится на уровне жизни местного населения.
В структуре объемов производства края большую часть занимает золотодобывающая промышленность, представленная 20-тью золотодобывающими предприятиями. По добыче золота, с 2003 года край удерживает пятое место в России, в то же время уже с 2005 года в отрасли наметились серьёзные проблемы из-за низкой обеспеченности предприятий запасами как по рудному, так и по россыпному золоту, что в последующие годы отразилось на снижении его добычи. В настоящее время в нераспределенном
фонде в крае находятся всего 10 % балансовых запасов рудного золота. Следует отметить, что цены на желтый металл бьют рекорды (свыше 1300 долларов США за тройскую унцию) и инвесторы готовы вкладывать в разработку проектов, рентабельность которых раньше ставилась под сомнение.
В течение последних лет практически во всех отраслях горнодобывающей промышленности, и в частности, — золотодобывающей, в силу истощения минерально-сырьевой базы, постоянно снижалось содержание полезных компонентов (металлов) в добываемых полезных ископаемых (рис. 1). Следствием этого явилось увеличение эксплуатационных и капитальных затрат на их добычу и переработку, значительно возросло отрицательное воздействие горных работ на окружающую среду.
В этих условиях большую актуальность приобретает проблема существенного повышения эффективности освоения золоторудных ресурсов,
включая сокращение негативного влияния, от снижения содержаний и увеличение рентабельности золоторудных объектов. Помимо поиска новых, конкурентоспособных месторождений, весьма значительна роль горнодобывающей промышленности в расширении доли активных запасов уже разведанных месторождений за счет разработки и внедрения новых техники и технологий опробования и опенки запасов, добычи и переработки, золотосодержащих руд.
Большинство выполненных НИР направлены на совершенствование технологического пропесса, а часто и отдельных операпий. Однако много-пропессность и многооперапионность горного производства приводит к тому, что доля любого пропесса в затратах, трудоемкости и себестоимо-
сти (по опенкам авторов, выполненным применительно к Дурминскому месторождению и по данным «НБЁЗолото» [4]) не превышает 10-15 % (табл. 1).
Это делает малоэффективными нововведения на отдельном звене горного производства. Например, повышение производительности труда вдвое на объемных операпиях, например, на горно-капитальных работах может способствовать повышению производительности труда всего на 5 %.
Подобная ситуапия складывается и с себестоимостью продукпии: если затраты на отдельную операпию или даже на значимый пропесс уменьшим в разы, общая себестоимость изменится на доли или единипы про-пентов.
Рис. 1. Динамика средних содержаний золота в разведанных запасах руд, шести ведущих золотодобывающих компаний России
Таблица 1
Структура капитальных вложений при добыче рул на Дурминском месторождении, по данным «НБЛзолото» [4]
Статья расходов Млн. руб. %
1. Подготовка территорий, площадок строительства 7 0,5
2. Горно-капитальные работы 33 2,5
3. Горное оборудование 193 15,5
4. Золотоизвлекательная фабрика, и дробильный комплекс 454 35
5. Хвостовое хозяйство 53 4
6. Объекты подсобного и обслуживающего назначения 62 5
7. Объекты энергетического хозяйства 94 7,3
8. Объекты транспортного хозяйства и связи 76 6
9. Наружные сети и сооружения водо-, теплоснабжения и ка- 14 1
нализации
10. Благоустройство территории 2 0,2
11. Косвенные затраты (30 % капитальных) 297 23
12. Всего прямых и косвенных затрат 1 289 100
На современном этапе важно иметь оперативную методику, которая позволила бы в среднем (а при необходимости и по-объектно) не только опе-нить главные резервы месторождения, но и обосновать и соизмерить важнейшие мероприятия, способные в совокупности кратно повысить технологичность горного производства при одновременном снижении затрат, а также обеспечить оперативное управление эффективностью разработки месторождения при постоянно меняющихся условиях (пены на используемые ресурсы и выпускаемые продукты, горно-геологические условия, нововведения и др.). Так, только на Дурминском золото-серебрянном месторождении за счет совершенствования технологий добычи и переработки руды возможен прирост извлекаемого из недр золота с 8т (при среднем его содержании около 2 г/т) и серебра 150 т (при среднем содержании 50 г/т) до соответственно порядка 15 и 230 т золота и серебра (табл. 2).
Предварительные результаты проводимой на месторождении геологической разведки показали, что отработка
крутонаклонных рудных тел (рис. 2) месторождения Дурминское открытым способом до рациональных глубин является экономически рен-табельной. Однако, в свою очередь, недоизучен-ность технологических свойств руды, отсутствие к настоящему времени данных по технологическому картированию руд и по глубине распространения зоны окисления не позволяют на данной стадии однозначно определиться с наиболее рациональным вариантом технологии переработки руды и отработки месторождения.
Согласно ряду научных исследований, в том числе и выполненных в ИГД ДВО РАН [3], наиболее высокие показатели извлечения золота обеспечиваются при фабричной схеме прямого пианирования и тонком измельчении руды (не менее 80 % класса минус 0,074 мм). Однако строительство и экс-плуатапия обогатительной фабрики (с гидрометаллургической переработкой руды) требует значительно более высоких капитальных и эксплуатапионных затрат по сравнению с альтернативной технологией кучного выщелачивания.
Рис. 2. Геологический разрез по основному профилю месторождения
Таблица 2
Эксплуатационные запасы руды и благородных металлов (по ЗАО «НБЛзолото»), при бортовом содержании 1 г/т
Вариант Масса руды, тыс.т Среднее содержание золота, г/т Среднее содержание серебра, г/т Запасы-золота, кг Запасы серебра, т Вскрыша, 3 тыс. м
Вариант I 7025,6 2,05 32,60 14369,0 229,2 25123,6
Вариант II 2076,8 2,12 33,05 4409,1 68,6 4123,3
По технологии КВ имеются положительные результаты исследований, проводившихся институтом ЦНИГРИ (извлечение золота и серебра в раствор составило соответственно 85,71 % и 28,88 %) и Дальневосточным региональным центром: по одной из проб, представленной метасоматитами, извлечение золота и серебра в раствор составило 74,5 % и 22,48 %, а по пробе, представленной тонкозернистым кварцем, — 53,79 % и 5,25 % соответственно. Однако во всех пробах материал был отобран с поверхностных выработок (канавы, траншеи). В то же время, по данным исследований института ОАО «Ирги-редмет», выполненных на керновом материале скважин, извлечение золота составило не более 30 %.
Тем не менее, учитывая положительные результаты исследований по переработке окисленных приповерхностных руд методом КВ, а также вероятность их распространения на значительную глубину (на месторождении отсутствует многолетняя мерзлота, наличие высокой тектонической нарушенности рудовмещающего горного массива, район характеризуется высоким уровнем дождевых и снеговых осадков) реально можно рассматривать два основных варианта переработки руды:
1. Фабричная переработка руды методом прямого пианирования в варианте сорбции на уголь (С1Р) с вовлече-
нием в карьерную отработку максимального количества запасов по критерию предельно допустимого граничного коэффициента вскрыши. План карьера на конец его отработки при варианте гидрометаллургической переработки руды представлен на рис. 3.
2. Переработка окисленных и смешанных (переходных) руд методом КВ с вовлечением в отработку приповерхностных запасов, глубина которых ограничивается предполагаемой зоной окисления. План карьеров на конец их отработки для варианта переработки руды методом КВ представлен на рис. 4.
Эксплуатационные запасы руды и благородных металлов для обоих вариантов приведены в табл. 2.
Оценка экономической эффективности, выполненная «НБЛзолото» [4], показала, что вариант II обеспечивает более высокие экономические показатели, предопределяемые значительно меньшими капитальными и эксплуатационными затратами (при реализации технологии КВ по сравнению с вариантом фабричной переработки руды). Однако, недо-извлеченными из недр останутся без малого 5000 тыс. т бедной руды, около 10 т золота и 150 т серебра, что в условиях дефицита разведанных месторождений на территории ДВО, и в частности, Хабаровского края, это недопустимо.
Рис. 3. План карьера на конец отработки при гидрометаллургической переработке руды
Рис. 4. План карьера на конец отработки при переработке руды методом КВ
При использовании традиционной технологии выемки и обогащения руды эффективное освоение таких маломасштабных месторождений, как Дурминское, не представляется возможным по ряду причин, прежде всего по технико-экономическим.
Для подобных месторождений приоритетными направлениями обеспечения повышения эффективности освоения, включая ресурсосбережение, являются:
• формирование максимально крутых, но устойчивых откосов уступов и бортов карьеров на основе щадящей технологии выемки пород на предельном контуре, применение рациональных схем вскрытия глубоких горизонтов с минимумами возможных разносов бортов;
• планирование горных работ с минимизацией текущих удельных объемов вскрышных работ на основе оптимизации параметров рыхления, выемки и транспортировки горных пород;
• техническое перевооружение основных и вспомогательных процессов добычи и переработки;
• усовершенствование организации и управления технологическими процессами и их взаимодействием на основе их автоматизации.
В целях решения проблемы обеспечения эффективного освоения месторождения нами определены требования к новой технике и технологии разработки месторождения, выполнение которых позволит компенсировать отрицательное влияние, транспортировки горной массы к местам переработки на производительность труда и себестоимость добычи полезного ископаемого, а также создать благоприятные экологические условия разработки.
Исходя из этого, а также анализа опубликованных работ и патентных данных, выполненных ранее НИР,
включая работы ИГД ДВО РАН, в частности, авторов, обоснована эффективная технология освоения маломасштабных рудных месторождений, в частности, Дурминского золоторудного месторождения.
При данной технологии устраняется транспортировка кондиционной руды, а также снижаются до минимума собственные и обусловленные взаимодействием смежных процессов простои оборудования. Это достигается, прежде всего, за счет осуществления призабойной переработки руды, реализуемой при помощи малогабаритных мобильных агрегатов для рудоподготовки и предварительного обогащения рудной массы в призабойной зоне. При этом предусматривается модульный вариант обогатительных аппаратов, который позволит сделать возможным кратное увеличение общей производительности добычи и переработки рудного сырья.
Нами получены положительные решения ФИПС о выдаче патентов [1, 2], которые описывают способы освоения месторождений твердых полезных ископаемых, с использованием призабойного мобильного подготовительно-перерабатывающего комплекса (рис. 5.).
В предлагаемой технологии соответствующая способу выщелачивания, минеральная подготовка, например, рудоподготоска, кондиционной минеральной массы производят последовательно и раздельно по ее технологическим типам, подтипам и сортам как в процессе экскавационной выемки и погрузки, так и в процессе пре-добогатительной рудоподготовки в минерально-подготовительном агрегате 1 мобильного подготовительно-перерабатывающего комплекса 2.
Минерально-подготовительный агрегат состоит из буферно-накопи-тельной секции 3, включающей при-
емное устройство 4 и накопительную камеру 5; минерально-подготовительной секции 6, включающей вибраци-онно-секционный грохот — классификатор 7, основную дробилку 8 и резервную дробилку 9 для мелкого дробления минеральной массы и мельницу облегченного типа 10. Минерально-перерабатывающий агрегат 11 состоит из секции обогащения ускоренным выщелачиванием, включающей параллельные технологические линии 12, позволяющие реализовать способ выщелачивания, соответствующий типу, подтипу или сорту перерабатываемой минеральной массы, с получением минерального раствора. Минерально-перерабатываю-щий агрегат включает секцию выделения компонентов из минерального раствора 13 с получением готовой минеральной продукции или полуфабрикатов типа концентратов; металлургическую и химико-технологическую секцию 14 для получения готовой нетугоплавкой металли-
ческой и минеральной продукции, включая плавку золота.
Предлагаемая автоматизированная технология открытой добычи твердых полезных ископаемых скального типа, реализуемая с использованием универсального мобильного комплекса может использоваться при отработке рудных тел малой и небольшой мощности, и в частности, — для отработки Дурминского золоторудного месторождения.
Учитывая вещественные особенности Дурминского месторождения, которое характеризуется тремя типами руд: жильным кварцем, брекчиями на кварц-сульфидном цементе и окварцованными метасоматитами, которые образуют шесть сортов различных по содержанию золота (табл. 3), комплекс целесообразно также оснастить сепараторами для классификации и предварительного сухого обогащения золотосодержащих
руд.
Таблица 3
Группировка руд Дурминского месторождения по сортности (составлена по данным геологической службы ООО «РосДВ»)
Подтипы руд Сорта руд, выделяемые по содержанию металла, г/м3 Возможная технология извлечения металлов
золота серебра
1 .Адуляр-серицит-кварцевые метасомати-ты (околорудные) 0,5 до 16 Кучное выщелачивание
2. Прожилково-окварцованные адуляр-серицит-кварцевые метасоматиты 2—3,5 30—60
З.Минерализованные лавобрекчии 1—2,6 30—50
4.Брекчии на кварц-сульфидном цементе в сочетании с прожилковым окварцеванием 1,6—9,7 10—100 Гравитационно-цианистая технология
Б.Жильный кварц-1 (среднепродуктивный) До 4 50-200 Кучное выщелачивание
б.Жильный кварц-11 (высокопродуктивный) 10—18 до 300 Гравитационно-цианистая технология
Рис. 5. Общий вид мобильного подготовительно-обогатительного комплекса
Наиболее продуктивными, но и более труднообогатимыми являются жильный кварц и брекчии на кварц-сульфидном цементе, в этих рудах сосредоточено около 34 % благородных металлов месторождения со средним содержанием золота от 4 до 18 г/т и серебра 85—290 г/т. Высокие содержания обуславливают выделение жильного кварца из потока руды перед обогащением, с целью применения к этим рудам более эффективных способов обогащения (более мелкий помол, применение гравитационного обогащения с агитационным выщелачиванием хвостов гравитации). В общем балансе руды доля наиболее продуктивных и труднообогатимых руд составляет порядка 20 %. Обогащенные участки присутствуют и в рудных брекчиях, хотя объем в рудных телах незначителен, их следует также выделить из общего рудного потока.
Установленная исследованиями различная золотоносность метасома-титов, составляющих основную рудную массу месторождения, свидетельствует о принципиальной возможности выделения, по крайней мере, двух технологических сортов руды на стадии предварительного обогащения крупнокусковых руд. Это позволит разделять данную рудную массу
на богатую (не менее 6 г/т) (1-ый сорт — кварцевый метасома-тит), которую следует переработать по гравитационно-цианистой технологии, и бедную (2-ой сорт — не менее 1,8—2 г/т — полевошпат-кварцевый метасоматит) для кучного выщелачивания, что в свою очередь позволит снизить затраты на переработку руды.
Одним из перспективных методов рудосортировки является предварительная крупнокусковая сепарация руд по содержанию в них полезного компонента, основанная на физических процессах взаимодействия руды с различными видами излучений (радиометрическая сепарация). Известно более 20 методов радиометрической сепарации, наиболее перспективными из которых являются рентгенорадиомет-рическая, рентгенолюминесцентная и фотометрическая сепарация. Имеется также положительный промышленный опыт применения (РРС) в обогащении руд благородных металлов. Фирмой «Радос» проведены испытания и получены положительные результаты по предварительному обогащению руд месторождений Каральвеем, Натал-кинское, Саралинское и др. Существующие модели РРС сепараторов позволяют проводить разделение рудной
массы, по массовой доле содержащегося в куске золота, для руд крупностью от 300 до 2 мм. Основным недостатком, на данный момент, считается то, что сепараторы имеют относительно низкую производительность, это сдерживает их внедрение на крупных рудных месторождениях золота, но позволяет применять на малых и небольших — типа Дурминского.
Предлагаемая технология разработки месторождений скального типов, представленных телами малой и небольшой мощности, с использованием
1. Положительное решение ФИПС о выдаче патента, заявка № 2008117958/ 03(020715) от 04.05.2008.
2. Положительное решение ФИПС о выщаче патента, заявка № 2008131164/ 03(038824) от 28.07.2008.
3. Оценка технологических проб месторождения Дурминское: отчет о НИР / Ин-т горн. дела ДВО РАН; рук. Дитвинцев В.С. ;
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
мобильного подготовительно-перераба-тываюшего комплекса, оборудованного РРС, обеспечит полноту и качество выемки полезного ископаемого, повышение качества добытого минерального сырья, уровня извлечения полезных компонентов при переработке, а также будет способствовать повышению производительности, технологичности и безопасности труда и снижению капитальных и эксплуатационных затрат и влияния локального промышленного горно-обогатительного производства на экосистему.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
исполн.: Ятлукова Н.Г. [и др.] — Хабаровск., 2006. — 28 с.
4. Предварительная геолого-экономическая оценка Освоения запасов Дурминского месторождения» ЗАО Научно-исследовательский, проектный и конструкторский центр драгоценных металлов и алмазов «НБДзолото» Москва 2008 г. ПТТТ^
Секисов Г.В. — доктор технических наук, профессор, зав. лабораторией проблем освоения
рудных и нерудных месторождений, [email protected],
Соболев А.А. — младший научный сотрудник, [email protected],
Институт горного дела ДВО РАН.
УГЛЕДОБЫВАЮЩИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ ОБЪЕДИНЕНИЯ -
«ПРОКОПЬЕВСКУГОЛЬ» ПЕРЕВЫПОЛНИЛИ ПЛАН ПЕРВОГО ПОЛУГОДИЯ ПО ДОБЫЧЕ УГЛЯ И ПРОВЕДЕНИЮ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
За первые шесть месяцев 2012 г. горняки шахт «Прокопьевскугля» добыли 646 тыс. т угля при плане 632 тыс. т. Свыше 96 % общей добычи составили угли высококачественных коксующихся марок.
Пройдено более 15,6 км горных выработок. План по проходке перевыполнен на 508 м. Наиболее высоких производственных показателей добились горняки шахты «Зиминка», которые добыли 346,1 тыс. т угля при плане 332 тыс. т. Проходчиками этого предприятия пройдено 5 км 300 м горный выработок, что превышает план на 213 м.
Предприятия Объединения «Прокопьевскуголь» также перевыполнили план по отгрузке готовой продукции. При плане 780 тыс. т за шесть месяцев было отгружено потребителям 836 тыс. т высококачественного угольного концентрата.
