Оценка эффективности недропользования при вовлечении террасовых россыпей в попутную разработку дражным способом Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 622.271.1

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИ ВОВЛЕЧЕНИИ ТЕРРАСОВЫХ РОССЫПЕЙ В ПОПУТНУЮ РАЗРАБОТКУ ДРАЖНЫМ СПОСОБОМ

В.А.Ершов1, Б.Л.Тальгамер2

1ЗАО "Светлый",

664940, г. Бодайбо, Иркутская обл., ул. Стояновича, 34. 2Иркутекий государственный технический университет, 664074, г, Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Дана оценка эффективности для условий Ленского золотоносного района технологии разработки морфологически разнотипных россыпей дражным способом, которая обосновывает целесообразность включения в сферу промышленного освоения неактивных и остаточных запасов, примыкающих к бортам дражных полигонов, Приведены показатели, позволяющие рассматривать данную технологию как перспективное направление, способствующее стабилизации золотодобычи в старопромысловых районах с истощенной сырьевой базой. Ил. 3. Табл. 2. Библиогр. 12 назв.

Ключевые слова: запасы россыпного золота; террасовые россыпи; технология разработки: дражный способ; полнота отработки.

THE ESTIMATION OF THE EFFICIENCY OF GROUND UTILIZATION WHEN INVOLVING TERRACED PLACERS INTO THE CONCURRENT DREDGING MINING V.A. Ershov, B.L. Talgamer

Closed joint-stock company "Svetly" 34 Stoyanovich St., Bodaibo, Irkutsk region Irkutsk State Technical University 53 LermontovSt., Irkutsk, 664074

The authors estimate the efficiency of the mining technology of morphologically polytypic placers by a dredging method as applied to the conditions of Lensk auriferous district. It proves the advisability to include inactive and residual resources adjoining the sides of dredging polygons into the sphere of industrial development, They demonstrate the showings which allow to consider this technology as a perspective direction contributing to the stabilization of gold-mining in old-trade regions with an exhausted base of raw materials. 3 figures. 2 tables. 12 sources.

Keywords: resources of alluvial gold; terraced alluvial deposits/terraced placers; technology of mining; dredging method; completeness от worKing-отт.

На основании представленного фактического материала установлено, что в Ленском золотоносном районе доля локализованного на террасах речных долин россыпного золота достигает 22 % от его общего учтенного количества в разведанных запасах [1]. Наиболее доступные крупные и богатые террасовые россыпи были успешно освоены ранее и внесли существенный вклад в золотодобычу в данном регионе [2, 3].

В настоящее время большое количество мелких по масштабу террасовых аллювиальных россыпей с невыдержанными параметрами и, как правило, невысокой концентрацией металла по сравнению с продуктивными отложениями днищ долин в основной своей массе не востребованы горнодобывающими предприятиями, Однако в условиях возрастающего истощения минерально-сырьевой базы они представляют опре-

деленный промышленный интерес [4], Тем не менее, как свидетельствует практический опыт, их самостоятельная разработка нецелесообразна, Находящиеся на ранее сформированных уровнях речных долин террасовые россыпи обычно примыкают к бортам эксплуатируемых дражных полигонов, что способствует внедрению нестандартных технологий горных работ для их освоения.

Характерным примером эффективной эксплуатации подобных объектов является производственный опыт, накопленный в ЗАО "Светлый" [5], В результате вовлечения террасовых россыпей в долинах рек Хо-молхо и Ныгри (в границах закрепленных горных отводов) в попутную разработку дражным способом удалось увеличить добычу золота и улучшить основные технико-экономические показатели нескольких производственных подразделений, осуществляющих

1Ершов Виктор Алексеевич, горный инженер, начальник проектного отдела, тел.: 8-914-915-5685, e-mail: victor ershov@rambler.ru

Ershov Victor Alexeevich, a mining engineer, the head of the design office, те!,; 8-914-915-5685, e-mail: victor ershov@rambler.ru ?Тапьгамер Борис Леонидович, доктор технических наук, профессор кафедры открытых горных работ, декан горного фа-купьтета, тел.: (3952) 40-51-97, e-mail: gor@istu.edu

Talgamer Boris Leonidovich, a doctor of technical sciences, a professor of the Chair of open-cast mining, the Dean of the Mining Department, Tel.: (3952) 40-51 »97, e-mail: gor@istu.edu

свою деятельность преимущественно на техногенных месторождениях,

В целом за период 2003-2007 гг. в ЗАО "Светлый" с применением указанной технологии тремя драгами (с вместимостью черпаков 250 и 380 литров) было переработано более 1 млн.м3 песков, предварительно перемещенных и уложенных на подготовленную поверхность дражных полигонов с примыкающих к ним террас и террасоувалов. В итоге за счет вовлеченных в попутную дражную разработку песков с террас было дополнительно получено свыше 400 кг золота.

Вопросы, касающиеся технологии горных работ при вовлечении в разработку золотоносных отложений, локализованных на более высоких морфологических уровнях долин, с последующим совместным драгированием песков, достаточно подробно были рассмотрены нами ранее [5, 6]. В настоящей работе на базе обобщенных данных по результатам вовлечения в эксплуатацию девяти выемочных участков, представленных террасовыми и террасоувальными россыпями, залегающими в бортах долин Ленского золотоносного района, выполнен анализ отдельных показателей недропользования, позволяющих оценить эффективность освоения этих запасов при совместной дражной разработке.

Ведущим фактором представленного анализа является изменение уровня золотодобычи дражных объектов, обусловленное переработкой дополнительных объемов песков за счет привлечения запасов террасовых и увальных россыпей. Вследствие этого важнейшей задачей исследования стало раскрытие общей тенденции и количественная оценка результатов золотодобычи с применением опробованной технологии в ЗАО "Светлый". При этом главным критерием эффективности недропользования приняты полнота и качество добычных работ,

В целях увеличения достоверности проводимого исследования каждый выемочный участок, характери-

зующийся относительной однородностью горногеологических условий залегания запасов, ограничивался по материалам геолого-маркшейдерского учета контуром годовой отработки драги. Таким образом, в основу выполненного анализа положены фактические показатели годовых объемов добычных работ производственных подразделений ЗАО "Светлый", применяющих технологию совместной разработки разноуровневых россыпей дражным способом.

В относительном выражении в попутную дражную разработку с прилегающих террас и увалов вовлекалось от 4,2 до 31,5% песков от суммарного объема горной массы, переработанной драгой в течение сезона, При этом среднее значение данного параметра для оцениваемого ряда составило 16,6%. В свою очередь, рост золотодобычи, обусловленный вовлечением песков с террас, в среднем достиг 26,6 % (изменяясь от 7,5 до 49,5%) относительно годовой добычи металла по рассматриваемой группе драг. В целом обобщение результирующих показателей золотодобычи при вовлечении запасов террасовых и терра-соувальных россыпей в попутную дражную разработку позволило установить следующую закономерность (рис. 1), описываемую уравнением регрессии

й(%)= 1,588 +0,275

где - доля металла, полученного за счет во-

влечения в разработку террасовых россыпей, %;

~ Д°ля песков террасовой россыпи в годовом

объеме драгирования, %,

Степень тесноты выявленной связи между рассматриваемыми показателями производственной деятельности на основании полученного значения коэффициента корреляции (Я = 0,954) следует оценивать как весьма высокую [7]. Установленная связь является прямой, так как с увеличением объемов песков, вовлеченных в попутную разработку с террасовых рос-

с, 1й

60

50 | э

40

л* в □

20 10 п □ /

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Доля пссков с террас и террасоувалов в общем объеме драгирования, % Рис. 1. Зависимость уровня дражной золотодобычи от доли песков, вовлекаемых в разработку с прилегающих к полигону террасовых и террасоувальных россыпей (по данным эксплуатации драг ЗАО "Светлый" в период 2003-2007 гг.)

сыпей, золотодобыча дражных объектов заметно возрастает. С уровнем надежности 95 % можно предполагать, что при вовлечении в разработку сопоставимых по качеству запасов и возрастании доли продуктивных отложений террас в общем объеме драгирования с 9,4 % до 23,8 % уровень добычи золота соответственно увеличивается в пределах от 14,7 % до 38,5%.

Таким образом, освоение прилегающих к дражным полигонам и, как правило, неактивных запасов малых россыпей за счет их попутной дражной отработки способствует росту золотодобычи драг, эксплуатируемых в настоящее время в Ленском золотоносном районе преимущественно на низкорентабельных техногенных месторождениях,

Оперативная оценка качества недропользования, основанная на отсутствии промышленных запасов полезного компонента на погашаемых площадях, осуществляется по разности утвержденных балансовых и извлеченных запасов россыпного золота. Для повышения надежности такой оценки может использоваться ряд коэффициентов, которые рассчитываются как отношение фактических показателей, достигнутых при эксплуатации, к соответствующим данным разведки, В практической работе указанные коэффициенты часто называют поправочными, поскольку они используются для установления степени сходимости данных разведки и разработки [8]. Наиболее информативными среди них являются: а) К™ - коэффициент выхода горной массы или песков; б) Кс — коэффициент отхода среднего содержания золота; в) Кн - коэффициент намыва золота.

Формулы для их определения записываются в следующем виде:

ЁХ=УР/У6;

где У3> 89, О, - соответственно объем песков,

среднее содержание металла и количество золота в извлеченных запасах по данным эксплуатации;

Vр> 8р, Вр - аналогичные показатели, принятые

согласно материалам геологоразведочных работ,

Как известно, границы отработки россыпей довольно часто не совпадают с контурами запасов под-счетных блоков. При этом разделить металл, добытый в контуре и за контуром запасов, практически невозможно, В этой связи на основании рекомендаций [8] сопоставление данных по выемочным участкам осуществлялось в границах разработки с соответствующей корректировкой оперативно подсчитанных запасов по изучаемым террасовым россыпям,

На базе материалов разведки и данных разработки был произведен расчет вышеуказанных коэффициентов по отработанным запасам террасовых россыпей. Диапазон изменения величин коэффициентов К™, Кс и Кн (выраженных в процентах) по рассматриваемым в процессе анализа выемочным участкам отражает гистограмма (рис. 2), статистическая обработка их значений приведена в табл. 1.

Для более обоснованной оценки апробированной технологии и определения полноты извлечения запасов при её применении было необходимо выявить характер изменения вышеуказанных коэффициентов в зависимости от доли песков, вовлеченных с террас и террасоувалов в попутную дражную разработку, Анализ кривых, отражающих зависимость коэффициентов (Кгм, Кс, Кц) от процентного количества песков в суммарном объеме драгирования, позволяет косвенно оценить эффективность освоения запасов теооасовых россыпей (рис. 3).

50

£ зо

ю

-ю

-30

-50

И коэффициент выхода песков, %

□ коэффициент отхода среднего содержания золота, %

Ш1 коэффициент намыва золота, %

Рис. 2. Динамика изменения долевого соотношения коэффициентов при освоении террасовых россыпей за счет совместной разработки дражным способом

Таблица 1

Статистическая характеристика поправочных коэффициентов

Наименование показателя Коэффициенты

К|М Кс к,.

Среднее арифметическое 1,057 1,114 1,149

Стандартная ошибка 0,089 0,074 0,079

Медиана 1,043 1,110 1,241

Стандартное отклонение 0,267 0,223 0,238

Дисперсия 0,071 0,050 0,057

Минимум 0,633 0,753 0,786

Максимум 1,525 1,469 1,411

Уровень надежности (95,0 %) 0,205 0,172 0,183

Коэффициент вариации, % 25,21 20,04 20,71

Доля песков с террас в общем объеме драгирования, %

д А - А А

Л А А А

О 5 10 15 20 25 30 35

Доля песков с террас в общем объеме драгирования, %

0.5

0,0 -1— —— —— —— — 0 5 10 15 20 25 30 35

Доля песков с террас в общем объеме драгирования, %

Рис. 3. Зависимость коэффициентов Кгм (а), Кс (б) и Кн (в) от доли песков с террасовых россыпей, освоенных при попутной разработке дражным способом

Анализ причин изменения указанных коэффициентов (с учетом определенной погрешности данных) показывает следующее. При разработке запасов террасовых россыпей и с ростом их доли в общем объеме драгирования происходит разубоживание песков и коэффициент Кгм увеличивается (рис. 3, а), а при вовлечении более значительных объемов продуктивных отложений масштабы выемки и перемещения их на дражный полигон носят практически валовый характер, в отличие от малых объемов, когда этот процесс по существу селективный. В процессе производства горных работ в первом случае, естественно, используется более мощная землеройно-транспортная техника, что в конечном счете влияет на параметры ра-зубоживания. Одной из основных причин разубожива-ния также является спрямление неудобной для разработки конфигурации и частые разрывы в оконтуренных запасах террасовых и террасоувальных россыпей, которые, как уже отмечалось, отличаются невыдержанностью параметров.

В результате среднее содержание золота в привлеченных в дражную разработку с террас песках в незначительной степени снижается (коэффициент Кс уменьшается; рис. 3, б), но в целом это не сокращает добычу металла, поскольку коэффициент намыва (К,,) растет более высокими темпами (рис, 3, в). То есть количество добытого золота превосходит расчетные данные геологоразведки. Полученные взаимозависимости вполне объяснимы, так как достаточно низкие кондиционные требования к качеству дражных запасов обеспечивают (за счет неоднородности пласта и погрешностей при оконтуривании запасов) вовлечение в дражную переработку дополнительных объемов песков с включением части разубоживающих пород с некондиционным содержанием металла. Однако развитая схема обогатительного комплекса драги со значительной площадью шлюзов позволяет извлечь золото с минимальными технологическими потерями (по сравнению с типовыми промывочными приборами), что, безусловно, способствует более качественной отработке запасов [9]. При модернизации драг и переходе на отсадочную технологию обогащения уровень извлечения полезного компонента возрастет в среднем еще на 10 %.

Опираясь на совокупность полученных данных, можно сделать заключение о достаточной полноте отработки запасов, вовлеченных с прилегающих к дражным полигонам площадей, что одновременно является и косвенной оценкой уровня эффективности предлагаемой технологии с позиций рационального

использования и охраны недр,

Возвращаясь к статистическим показателям, представленным в табл. 1, можно констатировать, что рассчитанные коэффициенты вариации свидетельствуют о сравнительно небольших отклонениях во всех группах значений от средних величин, то есть стабильности полученных характеристик, При этом надежность средних величин коэффициентов (К Гм, Кс, Кн) подтверждается и их весьма незначительным отклонением от соответствующих им медиан,

Дополнительно к приведённой выше оценке полноты и качества добычи золота при использовании исследуемой технологии выполнено сопоставление значений указанных коэффициентов с аналогичными коэффициентами других горнодобывающих объектов. С данных позиций представляет интерес сравнение коэффициентов (К™, Кс, Кн), полученных при совместной разработке, с подобными коэффициентами, выведенными по россыпным объектам, отработанным как открытым раздельным, так и дражным способом в долинах р. Хомолхо и р. Ныгри и входящим в сферу производственной деятельности ЗАО "Светлый", В таком случае оценка будет более обоснованной и объективной.

На основании архивных материалов, геологических отчетов с подсчетом запасов, установленных форм статистического учета и других источников, по проводившимся ЗАО «Светлый» эксплуатационным работам в долинах названных водотоков определены следующие величины поправочных коэффициентов к буровой разведке (табл, 2), В выборке итоговых значений представлены данные, полученные при обработке собранной информации по дражному способу добычи за период 1965-2007 гг., по открытому раздельному способу - 2003-2007 гг.

Анализ указанных выше коэффициентов позволяет сделать следующие выводы:

1) значения коэффициентов намыва золота (К,.,) при попутной разработке россыпей дражным способом в основном совпадают с существующей оценкой их средних величин (1,0-1,5) по обобщенной многолетней практике освоения россыпных месторождений золота [10, 11,12];

2) при отработке ближайших террасовых россыпей в долинах рек Хомолхо и Ныгри открытым раздельным способом значения коэффициентов (Кгм, К:, Кн) близки к единице и в представленной совокупности вполне сопоставимы с данными совместной разработки;

3) более значительный разброс коэффициентов

Таблица 2

Поправочные коэффициенты, полученные для разных технологий разработки россыпей_

Россыпные месторождения Способ разработки россыпного месторождения

Дражный Открытый раздельный Дражный с попутной разработкой террасовых песков

Кгм Кс Кн Кгм Кс Кн Кгм Кс Кн

Река Ныгри 1,01 0,83 0,84 1,11 0,92 1,02 1,03 1,04 1,07

Река Хомолхо 1,13 1,41 1,59 1,07 0,90 0,96 1,29 1,08 1,39

при дражном способе разработки связан с целым рядом горно-геологических, методических и технологических факторов [12]. Тем не менее, сравнение с результатами внедренной технологии одновременно демонстрирует и сохранение общей тенденции изменения их величин по долинам рек и существенную однородность показателей совместной разработки, так как все полученные коэффициенты больше единицы, что, в свою очередь, косвенно отражает более полное извлечение запасов;

4) независимо от применяемых способов разработки отчетливо прослеживаются различия в численных значениях коэффициентов в речных долинах Хо-молхо и Ныгри, что во многом объясняется геологическими особенностями рассматриваемых россыпных месторождений, их связью с коренными источниками, процессами формирования россыпей, геоморфологией долин и другими факторами, обуславливающими концентрацию металла. Не последнюю роль играет и пораженность осваиваемых площадей старыми горными работами, поскольку золотодобыча на этих территориях активно ведется на протяжении 150 лет,

Представленная оценка полученных результатов с выявлением связей между коэффициентами достаточно обоснована, поскольку в целом в Ленском золотоносном районе по фондовым данным Бодайбинской геологической экспедиции зафиксирован высокий уровень подтверждения запасов россыпей с различной морфологией продуктивных горизонтов,

Дополнительно необходимо отметить, что одним из важных преимуществ исследуемой технологии является возможность визуального контроля над полнотой вовлечения запасов террасовых россыпей, поскольку к отрабатываемой площади имеется непосредственный доступ, а системное, правильно организованное опробование позволяет избежать потерь песков в недрах. При этом на стадии актирования выемочного участка устанавливается реальное качество отработки запасов,

Таким образом, высказываемые нами ранее мнения [4] о возможных эксплуатационных потерях полезного ископаемого в процессе вовлечения песков террасовых и террасоувальных россыпей в попутную дражную разработку не нашли соответствующего под-твержцения при анализе обработанной информации, всесторонне характеризующей апробированную технологию горных работ.

На основании изложенного совместную разработку россыпей с использованием драг можно рассматривать как одно из перспективных направлений золотодобывающей отрасли и, в первую очередь, в старопромысловых районах с наиболее истощенной сырьевой базой. Анализ обобщенных данных её применения на полигонах ЗАО "Светлый" позволил выявить

устойчивую тенденцию роста уровня золотодобычи, определяемого соотношением объемов песков, вовлеченных с террас и увалов и переработанных драгой.

Доказано, что технология совместной разработки морфологически разнотипных россыпей дражным способом позволяет включить в сферу промышленного освоения неактивные и остаточные запасы, примыкающие к бортам полигонов, с увеличением золотодобычи эксплуатируемых в границах техногенных полигонов драг в среднем на 26,6 %, Наряду с этим выполненные исследования подтверждают, что с позиций рационального использования и охраны недр предлагаемая технология обеспечивает необходимую полноту отработки вовлекаемых в эксплуатацию запасов россыпного золота.

Библиографический список

1. Закономерности развития золотороссыпных узлов и россыпей золота / М-во геологии СССР, Вост-Сиб. науч -исслед. ин-т геологии, геофизики и минер, сырья; под ред. Е. И. Тищенко. М.: Недра, 1985. 136 с.

2. Минеев А. О, Террасовые россыпи Лено-Витимского района I под ред. М, С. Базжина. М,; Главзолото. Золотораз-ведка, 1936.112 с,

3. Ершов В. А. Развитие золотодобычи на россыпи Ка-дали-Макитской террасы в долине реки Хомолхо II Маркшейдерия и недропользование. 2005. № 1. С. 38-40.

4. Тальгамер Б, Л,, Ершов В, А. Некоторые пути наращивания добычи ценных компонентов из россыпей // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири: сб. науч. тр. / Ирк. гос. техн. ун.-т; [под ред. Б. Л. Тальгамера]. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008. Вып. 8. С. 4-7.

5. Дорохов Н. М.. Ершов В. А. Опыт вовлечения террасовых россыпей в попутную разработку дражным способом II Горный журнал. 2006. № 10. С. 45-47.

6. Ершов В. А. О расширении границ рационального использования действующих драг при разработке Ленских россыпей II Маркшейдерия и недропользование. 2007, № 5, С, 23-31.

7. Макарова Н. В, Трофимец В. Я. Статистика в Excel; учеб. пособие. М.: Финансы и статистика, 2006. 368 с.

8. Методика разведки россыпей золота и платиноидов. М.: ЦНИГРИ, 1992. 286 с.

9. Ершов В. А, О некоторых аспектах добычи россыпного золота в долине реки Малый Патом II Современные технологии освоения минеральных ресурсов: сб. науч. тр. / Сиб. федер. ун-т; [под ред. В. Е. Кислякова]. Красноярск: Изд-во СФУ, 2007. Вып. 5. С. 75-78.

10.Словарь по геологии россыпей / под ред, Н. А, Шило, М.; Недра, 1985.197 С,

11.Бондаренко Н, Г. Образование, строение и разведка россыпей. М : Недра, 1975. 56 с.

12.Чемезов В. В. Образование техногенных россыпей -результат неполного выявления и использования запасов целиковых // Маркшейдерский вестник, 2007. № 1. С, 14-20,