Рациональный способ разработки маломощных крутопадающих рудных месторождений

© Г.В. Сскисов, A.A. Соболев, 2012

УДК 622. 553

Г.В. Секисов, А.А. Соболев

РАЦИОНАЛЬНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МАЛОМОЩНЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Изложены: оценка состояния эффективности золотодобычи в Дальневосточном регионе, выявлены приоритетные направления в повышении эффективности и ресурсосбережения, предложены новые технологии и технические средства для рационального освоения маломощных крутопадающих рудных месторождений. Ключевые слова: россыпное золото, золоторудное месторождение, добыча.

Лобыча и переработка минерального сырья в Дальневосточном федеральном округе (ДФО) являются одними из приоритетных направлений развития региона, о чем свидетельствуют постоянное наращивание производственных мощностей и строительство новых горнодобывающих предприятий, а также интенсивное освоение уже подготовленных к выемке запасов.

В структуре объемов производства региона значительную часть занимает золотодобывающая промышленность, 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.

Начиная с 2001 года в отрасли наметились серьёзные проблемы из-за низкой обеспеченности предприятий запасами по россыпному золоту, которое на то время играло определяющую роль в уровне общей добычи региона. В силу истощения минерально-сырьевой базы, постоянно, снижалось и содержание полезных

компонентов (металлов) в добываемых песках, сопровождающееся увеличением эксплуатационных и капитальных затрат на их добычу и переработку. Все это приводило к снижению уровня добычи золота в регионе практически в течение всего текущего десятилетия. Коренным образом ситуацию удалось переломить в 2007 году (рис. 1), в основном за счет успешного вовлечения в производство и выхода на проектные мощности крупных золоторудных месторождений Чукотского АО (Купол, Каральвеемское и др.) и Амурской области (Покровское, Пионер ОАО «Покровский рудник» и др).

Однако количество подобных объектов весьма ограниченно, и практически все они относятся к распределенному фонду недр. Для сравнения указанных месторождений с более крупными нами произведена градация известных золоторудных месторождений по масштабности запасов применительно к исследуемому региону (табл. 1).

Из табл. 1 видно, что основная часть золоторудных объектов представлена малыми и весьма малыми месторождениями, разработка которых

• Добыто всего в ДФО Добыто из рудных месторождений

Добыто из россыпных месторождений

Рис. 1. Динамика добычи золота в Дальневосточном федеральном округе

Таблица 1

Золоторудные месторождения Дальневосточного федерального округа по масштабности запасов

Ин- Категория Масштаб- Месторождения

декса- месторож- ность по за-

ция дений пасам, т

I. Уникаль- >400 Нежданинское

II. ные Весьма 100—400 Куранахское, Лебединое, Многовершинное, Май-

крупные ское, Наталкинское, Кубакинское, Кючус, Тасеев-

ское, Дарасунское (Читинская область) и др.

III. Крупные 50-100 Хаканджинское, Албазинское, Купол (ЧАО), Амети-

стовое, Покровское, Каральвеем, Карамкен и др.

IV. Средние 20-50 Агинское, Родниковое, Березитовое, Токурское,

Маломырское, Бамское и др.

V. Неболь- 10-20 Кировское, Унгличиканское, Успеновское, Агние-

шие Афанасьевское, Кринич-ное, Дяппенское, Тумнин-

ское, Октябрьское, Авлаяканское, Етара, Юрьев-

ское, Золотое (Оганчинское), Озерновское, Поро-

жистое, Дурминское, Ветренское, Джульетта и др.

VI. Малые 5-10 Золотая Гора, Харгинское, Учаминское, Покровско-

Троицкое, Нонинское, Василек, Скарновое, Скар-

новое-2, Благодатное, Агатовское, Нявленга, Ка-

рымшинское, Дыльменское и др.

VII. Весьма ма- <5 Сопка Рудная, Сыпучее, Пельвунтыкойнен, Средне-

лые Ичувеемское, Надетнинское, Дыль-менское, Хотор-

чан, Чачика, Аскольд, Прасоловское, Северянков-

ское, Жильное, Переселенческое, Рукосуевское,

Левенштерновское, Дидбиранское, Мартемьянов-

ское, Холанское, Оемкинское и др.

сд-7 2, с-58 Скважины

I. ООО "Рос-ДВ"

I

2. пройденные до 1985 г. Делювиальные отложения

ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЕ И МЕГАСОМАТИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ Пропшнпгмавдя кзр0инат-И10р>гт0бМ

Пк-л

.: -.я- Кжцэд-альбнт-ссришл'свые метаеомал*ты

аЦ-^пЦ

Зона окисления

Рудные тела к их номер

Адуляр-ссрицнт-квариевыс: мстасоматчты Кварц жнльнын

К№1рЕ1СБые жилы мощеюсгью менее 0,5 м Брекчии па кзарц-сульфялнем цементе

Контуры горных выработок на конец отработки месторождения

Рис. 2. Геологический разрез по основному профилю месторождения, распланированный для отработки по новой технологии

в настоящее время практически не ведется по ряду причин, одна из которых отсутствие рациональных технологий для их освоения.

В настоящее время известны различные способы разработки месторождений с использованием традиционных технологий переработки минерального сырья. Самым распространенным и относительно эффективным из применяемых способов является открытый, включающий в себя вскрытие и отработку карьерного поля различными методами, подготовку горных пород к выемке с использованием, в основном, буровзрывного способа, выемку и транспортировку рудной массы к месту переработки, а пустых пород — в отвалы. Основными недостатками традиционно применяемого открытого способа разработки является выполнение в больших объемах вскрышных работ, когда коэффициент вскрыши достигает 5—8 м3/т и более, что предопределяет рост капитальных и эксплуатационных затрат, а также увеличивает негативные экологические последствия. Транспортирование кондиционной минеральной массы на стационарные или полустационарные перерабатывающие комплексы, расположенные зачастую на значительном расстоянии от мест добычи, а породной массы — во внешние отвалы, также снижают эффективность производства минеральной продукции.

Необходимость усовершенствования технологических методов и основных параметров с целью минимизации недостатков, открытого способа разработки месторождений твердых полезных ископаемых и, прежде всего рудных, предопределяет необходимость создания и применение новых, эффективных техноло-

гий открытых горных работ, позволяющих существенно снизить негативное воздействие на окружающую среду и сократить материальные и финансовые затраты.

В целях повышения эффективности, включая технико-экономические показатели открытого способа разработки, и вместе с этим перспективности отработки маломощных рудных месторождений региона, предлагается к рассмотрению высокотехнологичный открытый подземный способ освоения, разработанный в лаборатории ИГЛ ДВО РАН. Данный способ основан на сочетании преимуществ и сокращении недостатков открытого и подземного способов разработки. Нами определены требования к созданию новой техники и технология ее использования, компенсирующие отрицательное влияние роста глубины разработки, на коэффициент вскрыши, производительность и себестоимость добычи полезного ископаемого.

Предлагаемый способ может быть эффективно использован при разработке месторождений полезных ископаемых скального типа, представленных плоскими маломощными рудными телами, главным образом, крутого и круто-наклонного падения, в частности применительно к разработке Дурминского золоторудного месторождения рис. 2.

В открытом подземном способе освоения (рис. 3) удаление, в зоне простирания маломощного рудного тела 1 крутого падения, покрывающего плодородного слоя предлагается осуществлять с помощью мобильной техники, образуя над рудным телом месторождения площадку, на которую производиться укладка железнодорожного полотна.

Рис.3. Технологическая схема разработки маломощных крутопадающих рудных месторождений

Над освобожденным от плодородного слоя покрывающими породами 2 сооружается поверхностный мобильный управленческо-технический комплекс 3, по принципу конструкции, напоминающий козловой кран. Затем производиться монтаж подъемно-транспортных 4 и энергообеспечи-вающих устройств 5, 6. После чего производиться вскрытие рудного тела месторождения (если рудное тело яв-

ляется «слепым»). При этом вскрытие верхних частей рудных тел, не имеющих выхода на земную поверхность, производиться траншеями, начиная с наиболее возвышенных частей месторождения. При понижении горных работ, траншеи углубляются, образуя панели, простирающиеся в плоскости падения рудных тел. Конечная глубина панели ограничивается нижней частью рудного тела рис. 1.

Таблица 2

Показатели технико-экономической эффективности отработки Дурминского месторождения традиционным и открытым подземным способом

№№ Показатели Един. измер. Способ отработки

п/п месторождения

Традиционный Открыпый подземный

1. Бортовое содержание г/т 1,2 1,2

2. Объем горной массы в контуре карьера 3 тыс. м 8957,7 4476,2

3. Количество руды в карьере тыс. т 2337,36 2337,36

4. Объем вскрышных пород 3 тыс. м 8085,55 3604,05

5. Количество вскрышных пород тыс. т 21750,13 9694,90

6. Средний коэффициент вскрыши по месторождению м3/т 3,46 1,54

7. Годовая производительность карьера по руде тыс. т 500 500

8. Плотность руды т/м1 2,68 2,68

9. Плотность вскрышных пород т/м1 2,69 2,69

10. Среднее содержание золота в перерабатываемой руде г/т 3,05 3,05

11. Количество золота в перерабатываемой руде т 7129,71 7129,71

12. Извлечение металла при обогащении % 80,00 90,00

13. Количество металла после обогащения кг 5703,77 6416,74

14. Цена товарной продукции тыс. руб./кг 1254,0 1254,0

15. Затраты на добычу и переработку 1 т руды руб. 624,68 563,42

16. Капитальные затраты тыс. руб. 619690,0 440655,0

17. Норма дисконта % 15 15

18. ЧДЛ при норме дисконта 15% тыс. руб. 1618219 2265859

Последовательная отработка рудного тела осуществляется блоками 7. В ходе углубки, по бортам, для временного поддержания обнаженных горных пород с целью обеспечения устойчивости бортов, выработанного пространства 8 устанавливается секционная крепь 9. Это обеспечивает разработку месторождения с предельно минимальным объемом вскрышных работ.

Отработка рудного тела блоками и панелями, выделяемыми по его простиранию, осуществляется с автоматизированным получением горногеологической информации об основных свойствах горных пород каждого отрабатываемого слоя 10 определенного блока, осуществляемое посредством опробования его поверхности и пробуренных взрывных шпуров. При этом предусматривается ис-

пользование наиболее эффективного геофизического способа, реализуемого при помощи компьютеризированного геофизического устройства 11.

Рыхление скальных и крепких полускальных горных пород производиться автоматизированным заряжанием и взрыванием шпуров 12 малого диаметра, пробуренных устройством 13, оборудованным современными электроперфораторами 14, и заряжаемых нитками детонирующего шнура 15 и патронированным низкобризантным взрывчатым веществом 16.

Взрывание шпуров производиться последовательно с небольшим замедлением под локальным демпфирующим укрытием 17 мобильного добычного агрегата 18.

Глубокая селективная экскаваци-онная выемка и погрузка взорванной горной массы, осуществляется вы-емочно-погрузочным устройством 19. Временно некондиционная минеральная масса загружается в транспортный сосуд 20, закрепленный на подъемном тросе 21 , и доставляется на рудосклад 22, расположенный на дневной поверхности.

Некондиционная минеральная масса перегружается в секцию выработанного пространства.

Глубокая селективная выемка кондиционной рудной массы и дифференцированная погрузка в транспортный сосуд осуществляется в полном соответствии с широким спектром ее качественных особенностей (обогатимости, металлургической и химической перерабатываемости). Сквозную минеральную подготовку предлагается осуществлять, начиная с эксплуатационной разведки и включая все последующие технологические процессы.

Кондиционная минеральная масса доставляется на дневную поверхность, где осуществляется ее подготовка к переработке и переработка в минерально-подготовительно-обогатительном комплексе [2]. Предобогати-тельная подготовка производится в головном минерально-подготовительном агрегате 23, первичная переработка по типам, подтипам и сортам производится с применением соответствующих им наиболее эффективных интенсивных технологий: магнитной и электрической сепарации, гравитационной, флотационной, ускоренного выщелачивания, реализуемых в сочлененных мобильных обогатительных агрегатах 24 универсального подготовительно-перерабатывающего комплекса.

Минеральные отходы переработки после обезвоживания и обезвреживания доставляются в секцию выработанного пространства 8.

Подъем мобильного добычного агрегата, для отработки следующих блоков панели производится с помощью подъемного троса снабженного на конце механическим устройством 25 с автоматически действующим захватом и размещается в зоне над следующим блоком. Схематично способ разработки маломощных крутопадающих рудных месторождений представлен на рис. 3.

Для оценки эффективности данного способа, осуществлен расчет технико-экономических показателей применительно к упомянутому вначале доклада Дурминскому золоторудному месторождению, экономическая эффективность разработки которого до сегодняшнего дня остается сомнительной.

Основные показатели укрупненного расчета технико-экономической

эффективности нового способа, выполненного автором, представлены в табл. 2.

Анализ результатов представленных в табл. 2 показывает, что использование вышеизложенного способа позволит повысить основные технико-экономические показатели эффективности разработки маломощных месторождений скального типа, сложенных плоскими рудными телами крутого и круто-наклонного падения. И в частности применительно к Дур-минскому месторождению будет способствовать снижению среднего ко-

1. Патент на изобретение № 2399763 Приоритет 17.07.2009 г. Зарегистрировано 20.09.2010 г. Способ разработки маломощных крутопадающих месторождений скального типа.

2. Патент на изобретение № 2375577 Приоритет 28.08.2008г. Зарегистрировано

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

эффициента вскрыши в 2,24 раза; затрат на добычу и переработку 1 т. руды в 1,1 раза; капитальных затрат в 1,4 раза; увеличению чистого дисконтированного дохода предприятия от эксплуатации месторождения на 647 640 тыс. руб. Также использование нового открытого подземного способа будет способствовать росту безопасности и культуры труда, снижению негативного влияния локального горно-обогатительного производства на геологическую, водную, воздушную и биологическую среды в комплексе.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

10.12.2009 г. Способ освоения месторождений твердых полезных ископаемых.

3. Технико-экономическое обоснование строительства и эксплуатации рудника на Дурминском месторождении. ООО «Рос-ДВ» — Хабаровск, 2000. КПЗ

Секисов Г.В. - доктор технических наук, профессор, зав. лабораторией проблем освоения рудных и нерудных месторождений, adm@igd.khv.ru,

Соболев A.A. — младший научный сотрудник, лаборатория ПОРиНМОС, alexsoboll@mail.ru, Институт горного дела ДВО РАН.

ГОРНАЯ КНИГА-2012 -

Экономика, организация, управление природными и техногенными ресурсами

В.Г. Гридин, А.Р. Калинин, А.А. Кобяков, А.В. Корчак, А.В. Мясков, И.В. Петров, С.М. Попов, В.Ф. Протасов, И.А. Стоянова, В.А. Умнов, В.А. Харченко Год: 2012 Страниц: 752 ISBN: 978-5-98672-256-6 UDK: 622:330.15

Освещены вопросы правового, организационного и экономического регулирования природопользования, его производственным и социальным аспектам; интерпретации статистических данных; классификации природных и техногенных ресурсов; построения математических моделей оценки экологического ущерба, влияния деятельности человека, связанной с использованием природных и техногенных ресурсов, на социально-экономическое развитие страны.

ЭКОНОМИКА,

ОРГАНИЗАЦИЯ,

УПРАВЛЕНИЕ

ПРИРОДШ.1МИ

и техногенными

РЕСУРСАМИ