CC BY
32
----------------------------------- © Ю.А. Мамаев, И.Ю. Рассказов,
2007
УДК 622.001(571.6)
Ю.А. Мамаев, И.Ю. Рассказов
РОЛЬ ГОРНОЙ НАУКИ В РЕШЕНИИ ПРОБЛЕМ ЭФФЕКТИВНОГО ОСВОЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО РЕГИОНА
Дальневосточный регион Российской Федерации является крупнейшим в стране, не только по занимаемой в ней территории, но, главным образом, по разнообразию и богатству природных ресурсов. Здесь сосредоточены основные запасы алмазов, практически вся сырьевая база оловянной отрасли, более половины запасов золота, серебра, меди и полиметаллов, коксующихся углей. Кроме перечисленных регион располагает не освоенными месторождениями железных руд, марганца, титана, редкоземельных металлов, ниобия, циркония, бериллия, урана, молибдена и рядом других полезных ископаемых.
Сохраняющаяся в последние десятилетия высокая интенсивность добычи многих видов минерального сырья, привела к резкому увеличению темпов их истощения и ухудшению горногеологических и горнотехнических условий разработки залежей. В настоящее время в значительной степени исчерпаны сравнительно легко доступные и богатые по минеральному содержанию месторождения полезных ископаемых, увеличилась глубина их разработки (на целом ряде рудников подземные горные работы ведутся на глубине 500 м и более).
В сложившихся условиях для обеспечения эффективного освоения минеральных ресурсов региона необходимо применение новых технологий добычи и переработки полезных ископаемых, внедрение современных высоко-производительных горных машин и оборудования, совершенствование методов и средств геомехани-ческого и экологического мониторинга и оценки воздействия горных работ на природную среду. В решении разнообразных и сложных проблем освоения георесурсов значительная роль отводится
горной науке, которая должна выступить проводником для широкого внедрения инноваций в горное производство.
В институте горного дела ДВО РАН большое внимание уделяется научным исследованиям, направленным на создание высокоэффективных способов разработки и обогащения минерального сырья, и, в первую очередь, золота, запасы которого на Дальнем Востоке составляют около 2000 т, а прогнозные ресурсы находятся на уровне 7000-10000 т.
Учеными института предложены новые технологии разработки россыпных месторождений золота, в том числе глубокозалегаю-щих, позволяющие разрабатывать обводненные россыпи мощностью продуктивного пласта до 50 м рабочими горизонтами 10-12 м с селективным размещением галечных и эфельных хвостов первичной промывки песков (рис. 1).
Весьма перспективны технология извлечения ценных компонентов из эфельных фракций золотосодержащих песков на основе комплексного действия на них центробежных и вибрационных процессов и технология, основанная на безшлюзовом способе обогащения песков благородных металлов. Предложенные технологии, что особенно важно, применимы к месторождениям, характеризующимся высокой глинистостью продуктивных пород, содержащих мелкое и тонкое золото.
Значительное сокращение потерь мелкого и дисперсного золота обеспечивает разработанный в ИГД ДВО РАН технологический комплекс (рис. 2), в котором поверхность частиц золота в результате физико-химических воздействий галогенсодержащими реагентами покрывается тонкой пленкой, усили-вающей гидрофильные свойства, тем самым, повышая степень извлечения тонкого золота из концентратов драг и промывочных приборов.
Установленные по результатам комплексных исследований закономерности процессов извлечения ценных компонентов были использованы при создании обогатительных аппаратов нового типа (спирально-пластинчатого концентратора, отсадочной машины ОМТ, виброгидрогрохота и др.).
Применение более совершенных технологий и обогатительного оборудования, в том числе разработанных в ИГД ДВО РАН, дает возможность вовлечь в эксплуатацию техногенные месторождения золота, запасы которых в России по прогнозным оценкам составляют не менее 5000 т.
Рис. 1. Принципиальная схема погоризонтной технологии разработки глубокой россыпи драгой 250 л: 1 - гидромонитор; 2 - драга 250 л; 3 - плавучий землесос; 4 - подсыпка гали; 5 - галечный отвал; 6 - плавучий пульповод; 7 - эфельный отвал; 8 -опорно-звеньевой отвалообразователь; 9 - конический гидрогрохот; 10 - центробежный сепаратор; 11 - спиральнопластинчатый концентратор (СПК); 12 - хвосты СПК
Рис. 2. Схема цепи аппаратов ШОУ с головной реагентной обработкой золотосодержащего концентрата: 1 - загрузочный бункер; 2 - смеситель; 3 - грохот ПОУ-4; 4 - отсадочная машина МОД-0,5; 5 - магнитный сепаратор; 6 - концентрационный стол СКО-2; 7 - бункер-сборник; 8 - малогабаритный комплект технических средств дободки; 9 - центробежно-вибрационный концентратор
Широкое разнообразие морфологии, минерального и вещественного состава руд и россыпей дальневосточных месторождений определяет необходимость комплексных исследований технологических свойств и обогатимости полезных ископаемых, которые выполняются в центре исследования и переработки минерального сырья института. По результатам исследований руд благородных, редких, цветных и черных металлов, а также неметаллических полезных ископаемых (апатиты, фосфориты, алуниты и др.), разрабатываются эффективные технологии комплексного использования сырья на основе комбинированных химико-металлургических, гравитационных, флотационных и специальных методов обогащения.
Одним из наиболее весомых результатов теоретических и экспериментальных исследований в области переработки минерального сырья явилась технология низкотемпературной флотации флюорита (рис. 3). Использование специальных реагентов, повышающих селективные свойства собирателя и интенсивность взаимодействия с поверхностью минералов, позволило исключить двукратную высокотемпературную обработку пульпы и обеспечить высокую степень извлечения флюорита. Данная технология прошла промышленные испытания и внедрена на предприятии (ООО «Русская горно-рудная компания») с высоким экономически эффектом.
Значительное место в горной промышленности Российского Дальнего Востока занимает добыча руд цветных и драгоценных металлов подземным способом. Здесь действует ряд крупных и средних рудников, ведущих горные работы в разнообразных, как правило, — в сложных горногеологических условиях. Переход горных работ на все более глубокие горизонты и постоянно растущие объемы выработанных пространств во многом предопределили изменение геомеханических условий разработки месторождений, следствием которого являются такие опасные формы проявления горного давления как внезапные выбросы породы и газа, стреляния пород, горные и горно-тектонические удары, нередко приводящих к катастрофическим последствиям.
В институте горного дела ДВО РАН выполняются исследования, направленные на создание новых методов и технических средств контроля и управления горным давлением. Одну из последних разработок в этой области представляет
Рис. 3. Усовершенствованная схема флотации флюорита из карбонатно-флюоритовых руд
автоматизированная цифровая сейсмоакустическая система геоме-ханического мониторинга массива горных пород. Система мониторинга состоит из подземной и поверхностной частей (рис. 4) и включает в себя цифровые приемные преобразователи (рис. 5, а), объединенные в одном блоке ретранслятор, источник питания и синхронизатор (рис. 5, б), многопортовый расширитель RS-485 и центр приёма и обработки потока АЭ-импульсов, управления датчиками и контроля всех узлов и трактов системы на базе персонального компьютера. От известных аналогов измерительновычислительный комплекс отличается более высокой скоростью обмена данных в многоканальном режиме, измерением большего числа параметров акустических событий и возможностью эффективного геоакустического
Рис. 4. Структурная схема цифровой сейсмоакустической системы геомеханического мониторинга
б
Рис. 5. Основные элементы цифровой сейсмоакустической системы геомеха-нического мониторинга
контроля в сложной помеховой обстановке действующего горнодобывающего предприятия.
Большое внимание также уделяется вопросам снижения негативного влияния горных работ на окружающую природную среду. В институте разработан ряд экологически безопасных технологий, из которых выделим: технологию ускоренной рекультивации земель, предусматривающую восстановление гидрорежима на рекультивируемых площадях; технологию очистки локально загряз-
ненных территорий от ртути и свинца в процессе освоения техногенных золотороссыпных месторождений; способ бездамбового хранения отходов золотодобычи в условиях муссонного климата и горного рельефа.
Всего за последние годы в лабораториях института создано и подготовлено к реализации свыше 30 комплексных разработок, большинство из которых защищены патентами. Целый ряд инновационных работ отмечен престижными наградами на международных выставках.
Наиболее перспективные разработки института прошли апробацию и приняты к промышленному использованию на горных предприятиях Хабаровского и Приморского краев и Амурской и Читинской областей РФ. гатш
— Коротко об авторах ---------------------------------------
Мамаев Ю.А. - доктор технических наук, профессор, директор, Рассказов И.Ю. - доктор технических наук, зам. директора,
Институт горного дела ДВО РАН
