CC BY
247
--------------------- © Г.Н. Потехин, С.А. Вохмин, В.М. Чустугешев,
Р.В. Григорьев, 2011
Г.Н. Потехин, С.А. Вохмин, В.М. Чустугешев,
Р.В. Григорьев
ОПЫТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ КАРЬЕРОВ НА ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ КУРАНАХСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ
Выполнены проекты на разработку месторождений «Центральное». Производительность карьеров на месторождениях «Дэлбэ» и «Центральное» определена с учётом перспективного плана ОАО «Алданзолото ГРК».
Ключевые слова: золоторудные тела, рудные образования, эксплуатационные работы, проектирование.
ОАО «Алданзолото» создано в 1924 году, как государственное предприятие с целью организации добычи золота из россыпных месторождений юга Якутии. Первая Драга в Алданском районе была запущена в 1925 году. В 30-40 годах были открыты и вовлечены в эксплуатацию Лебединские рудные месторождения, а в 50 годы месторождения Куранахского рудного поля (КРП). Добыча руды из месторождений Куранахского рудного поля была начата в 1956 г. И продолжается по настоящее время. За всю историю существования компании «Алданзолото» ей было добыто более 581,4 т золота из них 234,9 т рудного.
Куранахская группа золоторудных месторождений, на территории которой расположены отвалы, входящие в состав лицензии ЯКУ №01565 БЭ, включает 11 месторождений: «Северное», «Порфировое», «Центральное», «Новое», «Канавное», «Дэлбэ», «Боковое», «Якокутское», «Первухинское», «Южное», «Дорожное», а также рудопроявления «Сомнительное» и «Га-гарское», расположена на водоразделе рек Б. Куранах, Сели-гдар, Якокут, принадлежащих бассейну реки Алдан.
Рельеф местности горно-таёжный со сглаженными формами и абсолютными отметками 500-700 м, относительные превышения водоразделов над поймами рек 150-200 м.
Золоторудные тела представляют собой залежи лентообразной формы с сильноизвилистыми краями, с раздувами и пережимами. На одних участках рудные тела выходят на дневную поверхность, на других находятся под покровом юрских отложений. Эксплуата-
ционными работами подтверждено, что залежи, как правило, повторяют рельеф дна депрессий. Установлено, что кровля рудных тел, как правило, прямолинейна, со стороны лежачего борта контуры более сложные, изобилуют западинами в карбонатных породах. При этом отмечается очень чёткая приуроченность верхнего контакта к базальному слою конгломератов среднеюрских пород.
В зависимости от формы залегания можно выделить 2 основных морфотипа рудных тел:
- горизонтальные пластообразные залежи. Как правило, границы залежей со стороны висячего и лежачего боков весьма разнообразны.
- «рудные столбы» - залежи в узких желобооразных, мульдообразных, щелевидных, воронкообразных карстовых полостях, образующих сложный лабиринт впадин.
Оба морфотипа встречаются на всех месторождениях в различных сочетаниях между собой, образуя в итоге сложные по форме рудные тела.
Геологическая документация погашенных рудных тел, говорит о том, что большинство залежей имеют в плане изометрическую или вытянутую в северном направлении форму с отчётливым сужением в глубину.
Изменчивость их формы по вертикали, значительная площадь поперечного сечения, как правило, наблюдается в средней части карстовых полостей. Нередки чередования раздувов с пережимами, перерывы оруденения.
Размеры рудных тел на месторождении колеблются в широких пределах. Мощность залежей от1 до 40 м (средняя 15-20 м), длина - от сотни метров до нескольких километров.
Руды подразделяются на три типа:
1. Песчано-глинистые образования с обломками окварцован-ных и обохренных известняков и песчаников.
2. Пестроцветные и глинисто-кварцевые образования с обломками кварц - гематитовых метосоматитов.
3. Кварцевые сыпучки с примесью кварц - полевошпатного песка.
Переходы между указанными типами руд настолько часты и неопределенны, что выделить тот или иной тип руды иногда невозможно.
Основная масса руды представлена брекчиевой разновидностью рудных образований. Интенсивность орудененния увеличивается от известняков к песчаникам. Гранулометрический состав руды характеризуется преобладанием тонкого материала. Основная масса золота в руде представлена мелкими частицами, не крупнее 0,02-0,03 мм. Крупные частицы представляют собой мелкозернистые агрегаты, пронизанные гидроокислами железа и кварцем.
В настоящее время 100 % производимого компанией золота добывается из месторождений и отвалов забалансовых руд золоторудных месторождений КРП.
За 2002 год на Куранахской золотоизвлекательной фабрике (КЗИФ) было обработано 3143 тыс. т руды и получено 3825 килограммов золота. На комплексе ОК «Надёжный» было переработано 114 тыс. т руды и добыто 108 кг.
Эксплуатацией затронуты все месторождения (рис. 1). Отдельные месторждения находятся в стадии доработки. За весь период эксплуатационных работ накоплен большой опыт разработки рудных залежей в карстовых депрессиях и хорошо изучены их условия. Объёмы добычи за 2000-2005 гг. приведены в табл. 1.
Технико-экономическое обоснование объёмов золотодобычи на золоторудных месторождениях КРП до сих пор отсутствует. Между тем в период с 1998 по 2003 гг. разработаны проекты эксплуатации месторождений «Якокутское», «Северное», «Канавное», «Порфировое». В 2006 году в Красноярском государственном университете цветных металлов и золота выполнены проекты на разработку месторождений «Центральное» Производительность карьеров на месторождениях «Дэлбэ» и «Центральное» определена с учётом перспективного плана ОАО «Алданзолото ГРК» (табл. 2) и составляет по 1000,0 тыс. т ежегодно.
Проектами к отработке приняты запасы месторождений «Дэл-бэ», «Центральное» утверждённые государственной комиссией по запасам полезных ископаемых при СМ СССР №10214 от 01.07.87г. Запасы по месторождению по состоянию на 01.01.2006 года, дополнение к отчётному балансу запасов по форме № 5-гр приведены в табл. 3.
Проектными работами установлена целесообразность отработки месторождений группой карьеров (рис. 2).
207
Таблица 1
Объемы добычи руд и извлечения золота.
Показатели_______________| 2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005
Работа ЗИФ
Добыча из карьеров, тыс.т. 1124 1454 1191 2909 2376 1902
Содержание в руде, г/т. 1,63 1,36 1,60 1,62 1,69 1,75
Объёмы в отвалы, тыс.т. 1912 1261 1952 664 1153 1260
Содержание в руде, г/т. 1,29 1,28 1,30 1,12 1,31 1,06
Всего на ЗИФ, тыс.т. 3036 2715 3143 3572 3528 3162
Извлечение на ЗИФ, %. 85,7 83,9 86,1 85,9 87,7 86,9
Извлечение металла, кг. 3,680 3,021 3,824 4,694 4,836 4,050
Кучное выщелачивание
Выщелачиваемая руда, тыс.т. 76 32 114 200 201 129
Содержание в руде, г/т. 1,33 1,30 1,29 1,30 1,13 1,14
Извлечение выщелачиванием, % 56 52 73 64 64 62
Извлечение металла, кг. 56 22 108 166 146 91
Таблица 2
Пятилетний план разработки месторождения ОАО «Алданзолото ГРК»
Показатели 2006а 2006Ь 2007 2008 2009 2010 2006Ь-2010
Производительность ЗИФ, т/год. 3600 4000 4000 4000 4000 4000 20000
Содержание золота, г/т. 1,59 1,55 1,77 1,83 1,86 1,86 1,77
Объём золота в руде, кг. 5728 6220 70066 7300 7450 7450 35486
Извлечение золота, % 83 83 84 85 85 85 84
Количество извлекаемого золота, кг 4752 5135 5936 6190 6340 6340 29941
Рис. 1. Современное состояние горных работ
В настоящей статье более подробно рассмотрены технологические особенности отработки месторождения «Дэлбэ». Протяжённость месторождения 2000 м, ширина от 100 до 1000 м. на рудном теле №1 балансовые запасы подсчитаны в 104 блоках по категории Сі и С2. Средняя ширина рудного тела в оконтуренных запасах 66,5 м., средняя мощность 11,7м. На рудном теле № 2-4 балансовые запасы подсчитаны в 86 блоках по категории С1 и С2. В северной части рудного тела подсчётные блоки мелкие по размерам и в основном представлены остатками запасов руды и золота, так как эта часть рудного тела интенсивно отрабатывалась. Контур подсчитанных запасов в основном выдержанный, однородный, без разрывов сплошности. Средняя ширина рудного тела в оконтуренных запасах 78 м., средняя мощность 10,7 м. Рудное тело №6 - вновь разведанная золоторудная залежь на востоке месторождения, обособленная от других рудных тел. Здесь балансовые запасы оконтурены и подсчитаны в 25 блоках по категориям С1 и С2.
Таблица 3
Запасы по месторождениям по состоянию
Месторожде- ния Категория запасов Балансовые запасы Забалансовые запасы
тыс.т с/с кг тыс.т с/с кг
зал. «Короткая» С 2775 1,83 5069 2957 0,81 2409
зал. «Корот-кая-2» 1С 8 00 2,27 427 97 0,73 71
Дэлбэ С 10005 1,95 19466 14634 0,89 12983
С2 2240 1,83 4095
Центральное С1 5906 2,09 12341 6482 0,91 5927
со 0 СО О 1,86 564
Таблица 4
Основные параметры карьеров на конец отработки
Параметр Карьеры
1 2 3 4 5 6 7
Длина карьера по поверхности, м. 1566 1424 1435 1505 1038 511 397
Ширина карьера по поверхности, м. 872 533 749 701 297 307 322
Глубина карьера максимальная, м. 50-80 до 80 до 100 до 110 до 80 до 60 до 70
Высота уступа, м. 10
Средняя ширина рудного тела в контуре запасов 78 м, средняя мощность 11 м. Также в балансовые включены запасы по залежам Короткая и Короткая-2.
К особенностям отработки можно отнести разобщенность рудных тел, исключающих возможность их отработки путем строительства одного карьера, обеспечивающего намечаемую производительность. В связи с этим большинство рудных тел отрабатывается отдельными карьерами. Проектом предусматривается отработка рудных тел месторождения «Дэлбэ» 7 карьерами.
Складирование вскрышных пород и забалансовых руд производится во внешние отвалы карьера. Способ отвалообразования -бульдозерный. Внешние отвалы, расположены с западной и восточной сторонах карьеров. Внешние отвалы размещены на площадках, максимально приближенных к въездным траншеям. Из контура карьера за рассматриваемый период вынимается 63424,63 тыс. м3 вскрыши, в том числе забалансовые руды 2881,13 (6482,54 тыс. т) тыс. м3.
К первоочередной разработке рудного поля месторождения «Дэлбэ» приняты рудные тела 1, 2, 4 с наиболее благоприятными горногеологическими условиями, минимальным расстоянием откатки до обогатительной фабрики.
Сложные горно-геологические условия залегания и значительная протяжённость месторождения «Дэлбэ» предопределили использование комбинированной схемы вскрытия рабочих горизонтов. Вскрытие верхних 1-2 горизонтов как правило, производится внешними капитальными траншеями, нижележащие горизонты вскрываются временными (скользящими) съездами со сложной формой трассы. Для отработки рудных тел месторождения «Дэлбэ» принята углубочная продольная двухбортовая система разработки. Разработка вскрышных пород и руды осуществляется поперечными и продольными заходками.
На выемочно-погрузочных работах используется следующее оборудование:
вскрыша - ЯН90С (10 м3), ЕХ1900 (11 м3) (прямая лопата);
добыча - ЕХ1200 (6,5 м3) (прямая лопата), выемка западений 2X450 (1,9 м3) (обратная лопата).
Вскрышные породы и забалансовые руды транспортируются автосамосвалами HD-1200, БелАЗ-75145 грузоподъемностью 120 т во внешний отвал по внутренним карьерным и внешним автодорогам. На отвалообразовании вскрышных пород применяется бульдозер ДЗ-158 (базовый трактор Т-25.01). На отвалообразовании забалансовых руд применяется бульдозер ДЗ-109 Б (базовый трактор Т-170.01).
Для перемещения основного горно-транспортного оборудования предусмотрена проходка временных наклонных съездов на вскрышных и добычных уступах для транспортировки вскрышных пород во внешний отвал. Транспортирование руды производится от забоя до обогатительной фабрики по внутрикарьерным и существующим внешним дорогам.
Исходя из большого опыта работы на месторождениях Кура-нахского рудного поля высоту уступа на добыче и вскрыше принимаем 10 м с учетом максимальной (14,6; 12,3 м) высоты копания экскаваторов ЯН90С, ЕХ1900, ЕХ1200.
Наименование Ед. изм. Значение
1. Ширина основания въездных траншей, и времен-
ных съездов:
- двухполосное движение м 21,0
2. Ширина основания разрезных траншей:
- двухполосное движение м 32,0
3. Высота уступа (рабочего) м 10,0
4. Угол откоса рабочего уступа:
- в забое град. 70-75
- устойчивый град. 60
5. Ширина рабочей площадки:
- на вскрыше м 56,4
- на добыче м 56,4
6. Ширина транспортной бермы:
- однополосное движение м 10,0
7. Ширина предохранительной бермы м 7,0
Ширина основания внешних капитальных траншей, временных съездов, разрезных траншей принята с учетом СНиП 2.05.0791 и СНиП 2.05.02-85 по условию тупикового разворота автосамосвалов. Параметры системы разработки приведены в табл. 5. Проходки траншей, съездов и разрезных траншей производится с помощью БВР с погрузкой породы экскаваторами в автосамосвалы. Объемы работ по проходке траншей и съездов включены в общие объемы вскрыши.
Проектом предусматривается внешнее отвалообразование. Внешние отвалы, расположены вдоль бортов карьера. Месторождение «Дэлбэ» уже отрабатывалось ранее и имеет частично подготовленные внешние отвалы. Отвалы делятся на отвалы пустых пород и отвалы забалансовых руд.
Разгрузка автосамосвалов на отвале осуществляется через предохранительный вал шириной 3,8 м и высотой 1,5 м. Формирование и перемещение вала осуществляется бульдозером.
Площадка яруса по всему фронту разгрузки имеет поперечный уклон не менее 3° от бровки в глубину отвала.
Конструкция устойчивых бульдозерных отвалов состоит из одного яруса с устойчивым углом откоса 35-38° в зависимости от его высоты и состава вскрышных пород, но с условием, что результирующий угол откоса не будет превышать 28° в расчете на средние условия. Параметры внешних отвалов приведены в табл. 6.
Высота от- Предельная Первая стадия разви- Вторая стадия развития
вала, м, Hпp длина отвала, тия
м, Lпp 8, тыс. м2 Л 7 3 V, тыс. м 8, тыс. м2 Л 7 3 V, тыс. м
30 208 73,5 1386 116 2079
35 245 102 2265 160 3397
Рис. 3. Календарный план горных работ на месторождениях «Центральное» и
«Дэлбэ»
ЕЭ - эксплуатационные запасы, млн. т Ш - объем вскрыши, млн. м3 Ш - забалансовые запасы, млн. м3
Календарный план горных работ на месторождениях «Центральное» и «Дэлбэ» приведены на рис. 3. Как видно из представленных данных, в первые 2-3 года эксплуатации объемы вскрышных работ составляют 1,3—3,0 млн м3. В то же время пиковые объемы вскрышных работ на 5—7 год отработки месторождений.
При построении карьеров авторами учитывались следующие факторы:
а) использование на выемочно-погрузочных работах гидравлических экскаваторов с емкостью ковша 5 — 10 м3 в комплексе с автосамосвалами грузоподъемностью 120 т, что позволяет достаточно эффективно вести отработку месторождений при мощности рудных тел более 2 м, при необходимости предусмотрено использование гидравлических экскаваторов типа обратная лопата с емкостью ковша 1,9 м3 в комплексе с автосамосвалами грузоподъемностью 30 т;
б) в соответствии с физико-механическими свойствами вмещающих пород месторождений, сроками существования отдельных карьеров и их глубиной, углы погашения бортов карьеров приняты в пределах 37-39°. Минимальная ширина дна карьера принята 30 м, на отдельных участках карьеров (при отработке нижних горизонтов) ширина дна принята равной 15 — 20 м из расчета использования на выемке гидравлических экскаваторов типа обратная лопата, обеспечивающих более полную выемку балансовых запасов с минимальным разносом бортов карьера;
в) места размещения и параметры отвалов определены согласно ЕПБ и рекомендаций научно-исследовательских институтов и геолого-маркшейдерской службы рудника «Куранах» с учетом перспективных участков и границ лицензионных участков (отвалов от предыдущей деятельности) ОАО «Алданзолото»;
г) годовые издержки производства складываются из следующих переделов: добычи руды, вскрыши, транспортирования руды на ЗИФ и вскрыши в отвал, переработки руды на фабрике и др.
Технико-экономическими расчетами с использованием фактических данных производственной деятельности ОАО «Алданзолото ГРК» установлено, что полная себестоимость добычи 1 т руды составит 350—450 руб., в том числе затраты на горные работы — 200— 250 руб., при этом затраты на транспортирование руды до ЗИФ составят 80—120 руб.
Дальнейшее совершенствование технологии горных работ должно охватывать все ее элементы: планирование — перспективное и текущее, рационализацию параметров системы разработки, оперативное опробование буровзрывных скважин, нормирование и учет состояния вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов, обоснование порядка отработки рудных тел (карьеров) с учетом достоверности горно-геоло-гической информации. Принимаемые технологические решения должны учитывать следующие факторы:
• Относительно небольшие запасы, сложная морфология и некомпактное расположение рудных тел, значительно удаленных друг от друга и от обогатительных фабрик (до 20 км), вызывают разбросанность (децентрализацию) горных работ и требует повышенных норм обеспечения транспортом, дополнительных затрат на устройство и содержание карьерных дорог, отвального хозяйства, промплощадок.
• Крайне неравномерное оруденение и распределение содержания металла, частая перемежаемость руды и пустых пород в рудных телах и месторождениях, требуют дополнительных затрат на эксплуатационную разведку, опробование взрывных скважин, усреднение руд перед обработкой (организация и содержание промежуточного рудного склада) и селективную выемку прмышлен-ных, забалансовых (бедных) руд и пустых пород.
• Сравнительно большое содержание (до 90 %) окиси кремния во всех рудах Куранахских месторождений делает процессы добычи, погрузки, разгрузки, транспортировки и обработки руды силикозоопасным производством.
• Снижение температуры воздуха до -55 °С в декабре-феврале месяцах по существу требует остановки горных работ, так как вызывает частые поломки механизмов и простудные заболевания работников карьера, гатш
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -----------------------------------
Потехин Г.Н., Вохмин С.А., Чустугешев В.М., Григорьев Р.В. - Институт цветных металлов и золота Сибирского Федерального университета, г. Красноярск.
