CC BY
40
с . с _ 5
° минер. • °Аи _
Таким образом, переизмельчение сульфидных концентратов, содержащих доступное "золото, недопустимо не только с точки зрения отрицательного влияния изменяющегося ионного состава жидкой
части пульпы, но и по причине чисто электрохимических условий: при этом резко снижается скорость растворения золота вследствие разобщения его контакта с сульфидными минералами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Каковский И.А., Поташников Ю.М. Кинетика процессов растворения. -М.: Металлургия. -1975 - 224с.
Каковский И.А., Тюрик Н.Г. Изв. вузов. Цветная металлургия. 1962. □2. -с.104-111
Жучков И.А, Скобеев И.К., Галю-ков В.А. Щелочная металлургия цветных металлов. Тез. докладов 2-й Рсспубл. конференции, 21-23 апреля. -Алма-Ата: Наука, 1981.-с.153-154.
Седова H.A., Вольдман Г.М, Лу-комская Г.А. и др. Изв. вузов. Цветная металлургия. 1985. № 3 -с.54-58.
Derry R, Wilson J.C.// Trans. Inst. Mining. Met.- 1983.-s. 92.- Dec.- P. 216-223.
Тер-Аракелян K.A., Багдасарян K.A., Оганесян А.Г. и др. О целесообразности применения тиосульфата натрия для извлечения золота из рудного сырья. Изв. Вузов. Цветная металлургия. 1984, №5. - с.72-76.
Жучков И.А., Бубеев П.П. Обогащение руд. - Иркутск : ИПИ, 1988.-с. 112-117.
М.А. Белявский, Л.С. Мейерович, М.А. Меретуков. Перспективные способы гидрометаллургической переработки золото- и серебросодержащего сырья за рубежом. Обзорная информация. Выпуск 3. Москва, 1985.
Жучков И.А, Бубеев П.П. Изв. вузов. Цветная металлургия. - 1990, №2. с.64-68.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Воробьев А.Е. — профессор, доктор технических наук, Российский университет дружбы народов. Каргинов КГ — Правительство РСО-Алания.
Щелкин А.А. — ОО ПКО, Республика Казахстан.
Чекушпна Т.В. — Институт проблем комплексного освоения недр РА.
Чекушина Е.В. — Российский университет дружбы народов.
© Н.И. Бабичев, С.А. Кнышев, В.Ш. Френкель, 2002
УЛК 532.5
Н.И. Бабичев, С.А. Кнышев, В.Ш. Френкель
ОПЫТНЫЕ РАБОТЫ ПО СКВАЖИННОЙ ГИЛРОЛОБЫЧЕ ФОСФОРИТОВ НА ВЕРХНЕКАМСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ
О
трабатываемые Верхнекамским фосфоритным комбинатом рудные залежи представляют собой пластообразные пологозалегаю-щие рудные тела с мощностью пласта 0,4-1,2 м.
Продуктивный пласт состоит из-3,5 слоев и представлен кварцево-глауконитовыми песками разнообразных форм и размеров (от долей мм до 20 см) с различной степенью насыщенности фосфоритовыми конкрециями. Объемный вес песков 2,67-2,72 т/м3, влажность 0,28-0,33 %.
Гранулометрический состав руд представлен в таблице. Результаты исследований показывают преобладание в песчаных разностях руд фракций 0,250,1 мм и 0,1-0,05 мм, что свидетельствует о мелкозернистом и алевритовом характере слагающих руду частиц.
Породы вскрыши представлены флювиогляци-альными отложениями, аллювиальными, сложенные песками, суглинками и глинами, нередко содержа-
СИТОВОЙ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ (ПО р2оРУЛЫ
щими гравий и гальку, мощностью 10 м и более. Болотные отложения встречаются на юго-западной и северо-западной территории и представлены обычно торфами разной степени разложения. В целом мощность четвертичных образований на площади прирудничных участков составляет 2-3 м, достигая 35-40 м.
Имеющееся на предприятии горное оборудование: экскаваторы-драглайны ЭШ-10/60 позволяют экономически выгодно производить отработку на глубинах до 15 м. Запасы с глубиной залегания более 15 м отрабатывать сухоройной техникой не выгодно. В связи с чем более 60 % запасов остается в недрах. Поэтому на новом этапе отработки месторождения было принято решение снова вернуться к проблеме отработки таких запасов с помощью технологии скважинной гидродобычи (СГД), опробованной ранее сотрудниками института ГИГХС.
Представленная геологическая характеристика показывает, что основными проблемами, которые необходимо решить для эффективной отработки месторождения способом СГД являются небольшая мощность рудного пласта и наличие крупных желваков фосфоритов (до 150 мм), в которых содержание Р2О5 достигает до 26 %.
Малая мощность рудного пласта значительно снижает возможный объем добычи со скважины, что требует при малой устойчивости пород кровли увеличения радиуса размыва гидромонитора и увеличения конструктивных параметров гидромонитора и гидроэлеватора и, следовательно, увеличением расхода воды на размыв и доставку горной массы с большим содержанием конкреций к всасу гидроэлеватора и способствует эффективному гидроподъему их на поверхность. Однако конструктивные параметры гидроэлеватора имеют пределы. Следовательно, для повышения эффективности разработки необходимо изыскать наиболее оптимальную схему и параметры отработки добычных камер, найти пути решения проблемы дробления негабаритных желваков фосфоритов. В частности было предложено предварительное взрывное дробление крупных желваков и фосфатизированной «плиты».
Незначительная обводненность рудной залежи при низком коэффициенте фильтрации не должна вызывать каких-либо осложнений при добыче. Изменение гидрогеологических условий и химического состава воды при скважинной гидродобыче фосфоритовой руды произойти не должно, т. к. будет использоваться оборотная вода и физические процессы разрушения горных пород.
НПЦ «Геотехнология» был разработан «Рабочий проект строительства опытного участка по добыче фосфоритной руды Верхнекамского месторождения». Строительство которого является первым этапом на пути строительства опытно-промышленного комплекса производительностью 200,0 тыс. т. фосфоритного концентрата. При опытной добыче продуктивных песков предполагается решение следующих задач:
отработка технологии и определение параметров системы отработки способом скважинной гидродобычи, обеспечивающей рациональное использование недр и безопасное ведение работ;
совершенствование конструкции добычных снарядов и другого нестандартного оборудования;
изучение закономерностей поведения пород кровли рудного пласта и поверхности под выработанным пространством;
получение исходных данных для разработки регламента на проектирование опытно-промышленного участка СГД;
подготовка квалифицированных кадров.
Участок для опытных работ выбирался в соответствии со следующими требованиями: а) геологические условия должны соответствовать средним по месторождению, б) близость источника воды, в) наличие инфраструктуры (электроэнергии, автодорог) и т.п.
Исходя из изложенного месторасположение и границы опытного участка выбраны на борту бывшего карьера №10. На участке отсутствуют лесные насаждения, что не требует работ по очистке от насаждений и корчеванию пней.
Расстановка основного горного оборудования произведена согласно технологическая схеме, которая включает в себя насосную станцию, состоящую из насоса 1Д-800/57 работающего на два раздельных низконапорных водовода: один из которых соединен с высоконапорной насосной станцией П2, состоящей из насоса ЦНС 300/480 подающим воду на скважинный гидромонитор, и второй, соединенный с насосной станцией №3, состоящей из насоса Д-630/125, подающим воду на скважинный гидроэлеваторный снаряд 340/219.
Отработка ячейки осуществлялась в следующей последовательности:
1) наземные управляющие установки НУУ были установлены на гидроэлеваторную и первую гидромониторную скважины;
2) осуществлен спуск в скважины снарядов гидроэлеваторного и гидромониторного;
3) осуществлено подсоединение напорных и пульпоотводящих рукавов к добычным снарядам;
4) в процессе испытаний осуществлено включение насосных агрегатов и проведение размыва из
№ п/п Классы, мм Выход, % Содержание Р2О5
1 -150 +100 5,3 25,9
2 -100 +50 5,1
3 -50 +25 7,3
4 -25 +10 14,1 25,93
5 -10 +5 2,8 25,1
6 -5 +3 0,7 24,38
7 -3 +1,6 0,34 24,2
8 -1,6 +0,8 1,45 10,3
9 -0,8+0,8+0,56 1,23 8,14
10 -0,56 +0,28 11,96 6,05
11 -0,28 +0,1 24,19 6,76
12 -0,1 +0 25,63 5,9
ИТОГО 100,0 13,28
добычной скважины в направлении первой гидромониторной до сбойки с ней при работающем гидроэлеваторе;
5) после сбойки проводился круговой размыв в мониторной скважине с выгонкой пульпы на гидроэлеваторный снаряд. Возможно извлечение монитора из вспомогательной скважины с заменой его на спецсредства борьбы с негабаритом, но в связи с поздним завершением строительства эти работы перенесены на 2002 г.
В связи с тем, что площадь опытного участка для целей СГД недостаточно изучена в геологическом отношении, а также малая мощность вынуждает уточнять положение подошвы и кровли продуктивного пласта, что необходимо для эффективного управления процессом размыва продуктивного пласта Опытная добычная ячейка включает одну выдач-ную (гидроэлеваторную) скважину и несколько (3-4) для размыва (гидромониторные). Сооружение всех скважин начинается с бурения разведочных пилот скважин с отбором керна в интервале продуктивного пласта. Интервал не менее 3 м с последующим геофизическими исследованиями. Проектом бурение предусмотрено осуществлять буровой установкой УГБ-1ВСТ по отработанной технологии. Диаметр гидромониторных скважин 151 мм. Гидромонитор -ные скважины обсаживаются трубами диаметром 146 мм до кровли пласта. Осадная колонна подвесная. Подвеска осуществляется через опорную металлическую плиту на хомуте. При сооружении гидроэлеваторной скважины пилот скважина расширяется от поверхности до кровли пласта до диаметра 394 мм и обсаживается трубами диаметром 351 мм. Поскольку гидроэлеваторная скважина имеет относительно большой срок эксплуатации (по сравнению с гидромониторными) затрубное пространство тампонируется глиной или глино-цементной пастой. Тампонаж необходим для предотвращения перетоков подземных вод. Переток всегда сопровождается
выносом пород кровли в добычное пространство, что приводит к разрушению ствола скважины и разубожи-ванию добываемой руды.
Следующим этапом сооружения являлось расширение скважины в интервале продуктивного пласта до диаметра 320 мм. В паре с гидроэлеваторной скважиной сооружается вспомогательная гидромониторная скважина. Расстояние между стенками этих скважин должно минимальным и не превышать 0,5 м. Конструкция вспомогательной скважины аналогично всем гидромониторным. Для сооружения гидроэлеваторных скважин рекомендуется использовать буровые агрегаты типа УРБ-3А3 или наземные управляющие установки на их базе.
На первоначальном этапе для сооружения гидроэлеваторных скважин была использована имеющаяся на ВКФР буровая установка УБСР-25М. Диаметр скважины при этом достиг 720 мм, т. е. в этой скважине разместили параллельно гидроэлеваторный и гидромониторный снаряды.
По горно-геологическим условиям для отработки фосфоритовой залежи в пределах опытного участка была рекомендована система с открытым очистным пространством.
В качестве выемочной единицы в соответствии с проектом была принята ячейка, состоящая из куста скважин: 4 для размыва рудного пласта и доставки пульпы и 1-добычная для выдачи пульпы на поверхность. Отработка ячейки скважин заключается в последовательной сбойке гидромониторных скважин с гидроэлеваторной с последующим размывом пласта гидромониторами по кругу с постепенной выгонкой пульпы на гидроэлеваторную скважину.
В предзимний период 2001 г. была отработана одна опытная ячейка. Комплексом работ на этой ячейке доказана техническая возможность разрушения и гидроподъема конкреций фосфоритов с размерами, близкими к проходному сечению всасывающего патрубка 120 мм.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ------------------------------------------
Бабичев Н.И.- профессор, член-корр. РАЕН, НПЦ «Геотехнология», Кнышев С.А. - кандидат технических наук,, ОАО «Вятский фосфор», Френкель В.Ш. - кандидат технических наук,, ОАО «Вятский фосфор».
