CC BY
19
- © В.Г. Лукьянов; И.М. Иванюк,
2012
УДК 622.272
В.Г. Лукьянов; И.М. Иванюк
ОЦЕНКА ВОЗМОЖНЫХ СПОСОБОВ ОТРАБОТКИ БАКЧАРСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО ПРОЯВЛЕНИЯ
Изложены перспективные технологии освоения Бакчарского железорудного поля методами скважинной технологии подземного выщелачивания и подземной гидродобычи (СПБ и СГД), позволяющие кратно уменьшить: капитальные вложения в предприятия, сроки их строительства и повысить качество конечной продукции при повышении экологической и технической безопасности.
Ключевые слова: железные руды, подземное выщелачивание, скважинная технология, техническая безопасность.
Бакчарский "рудный узел", именуемый иногда месторождением входит в состав ЗападноСибирского железорудного бассейна в пределах Томской области и является наиболее изученным в геологическом отношении объектом. Месторождение расположено в 200 км к западу от города Томска в междуречье рек Андарма и Икса вблизи автомобильной дороги, линий электропередач и уже готовых инфраструктур жизнедеятельности.
Среднее содержание железа в рудах колеблется от 34,72 до 52,00 % (при среднем 43,09 %). В смешанной технологической пробе среднее содержание железа общего составило 38,53 %. Химический состав железных руд месторождения по качеству не уступает разрабатываемым месторождениям аналогичного генезиса -Керченскому, Аятской группе месторождений, месторождениям Германии и Франции. Отличительной особенностью бакчарских руд является более высокое содержание фосфора и ванадия. Суммарные предполагаемые ресурсы составляют около 23 млрд т. Практически единственным недостатком месторождения тради-
ционно считалось его расположение на территории знаменитых Васюган-ских болот, относительно большие глубины продуктивных пластов - 180250 м и сложное гидрогеологическое строение.
В России 93 % железной руды добывается с применением открытого способа разработки при содержании железа в рудах от 12 до 40 %, залегающих в сложных горно-геологических условиях (при средней глубине разработки 250-280 м) в местах с достаточно суровыми природно-климатическими условиями их освоения. Основные зарубежные производители железорудного сырья (Бразилия, Австралия) разрабатывают месторождения с содержанием железа свыше 60% и с минимальными и объёмами вскрышных работ, что позволяет им в широком диапазоне изменять цены на зарубежных рынках сырья и конкуренции с Российскими поставщиками.
Освоение подобных богатых железных руд в короткие сжатые сроки в течение 2-4 лет возможно осуществить двумя экологически чистыми способами: подземное выщелачивание и скважинная гидродобыча (гидротехнология).
Рис. 1. Типовая схема скважинной гидродобычи полезных ископаемых [3]:
1(1:) - гидродобычные агрегаты; 2 - скважинный гидромонитор; 3 - пульпоподьемный механизм; 4 - землесос; 5 - обогатительная фабрика; 6 - водоприемный бассейн; 7 - насосная; 8 - водопроводы; 9 - компрессоры; 10 - воздухопроводы; 11 - добычные скважины; 12 -буровые станки; 13 - трубоукладчики
Подземное выщелачивание (ПВ) Метод широко применяется при эксплуатации месторождений урана, некоторых месторождений золота.
ПВ [4, 5, 6]; является более дешевым способом разработки, чем шахтный или карьерный. Путем выщелачивания возможно добывать не только железо, но и другие минеральные ресурсы, которые содержатся в составе Бакчарского железорудного узла, например ванадий, фосфор, золото.
По оценке ФГУП «ВНИИ химической технологии» (г. Москва) применение метода ПВ в условиях Бакчара возможно. Содержание железа в полученных сернокислотных растворах составит 5-10 г/л.
Удельный расход серной кислоты при использовании ПВ будет не ниже
30 кг на 1 кг железа. При стоимости серной кислоты 1000-1500 руб/т, стоимость получаемого концентрата будет на уровне 30-45 руб/кг, только по расходу серной кислоты.
С расходами на бурение и энергозатратами на подьем и транспортировку продуктивных растворов удельные расходы будут не менее 100 руб. на 1 кг железа без учета технологического передела.
Скважинная гидротехнология Технология скважинной гидродобычи (СГД) [1, 2, 3, 5] позволяет избежать многих отрицательных экологических последствий, характерных для традиционных способов добычи:
- отсутствие отвалов вскрышных пород, хвостохранилищ, дробильно-измельчительных переделов, магнит-
ной сепарации, буровзрывных работ, мощных пылегазовых выбросов и, как следствие, загрязнения значительных площадей, в том числе и сельхоз назначения, тяжелыми металлами и радионуклидами;
- не нарушается режим подземных и поверхностных вод и не требуется значительного отчуждения земель под промышленное строительство;
- процесс добычи руды осуществляется без присутствия людей в горных выработках с исключением тяжелых и опасных для жизни людей операций, сопряженных с проходкой горных выработок и ведение добычных работ;
- не отчуждаются дополнительно земли под отвалы, которые при открытой разработке могут занимать большие территории.
Технология СГД от 4 до 6 раз дешевле традиционных методов освоения за счет вскрытия месторождения скважинами, которые сооружаются за 3-3,5 месяца и вводятся в эксплуатацию через 10-15 дней после окончания их бурения.
Особо следует отметить, что технология СГД поддается полной автоматизации производственных процессов, т.к. инструментом воздействия на рудный массив в недрах является гидродобычной агрегат, состоящий из трубной технологической оснастки скважины, пульпоподъемной колонны и колонны насосно-компрессорных труб, забойного гидромонитора.
Размыв руды производится высоконапорной (давлением до 200 атмосфер) струей забойного гидромонитора, вода на который подается насосами по насосно-компрессорным трубам. Забойный гидромонитор переводит рыхлые и полускальные руды в состояние подвижной гидросмеси,
которую эрлифтом выдают на дневную поверхность. Выданная на поверхность трехфазная гидросмесь разделяется на сжатый воздух, руду и воду. Вода после отстоя (в пруде осветленной воды) от взвешенных минеральных частиц поступает в резеву-ар оборотного водоснабжения и снова высоконапорными насосами подается в гидродобычные агрегаты на разрушение руды в забое скважины. В настоящее время суточная производительность СГД слабосвязанного минерального сырья из одной выемочной камеры достигает 1 тыс. м3/сут.
Достижение промышленных объемов добычи полезного ископаемого (миллионы тонн в год) с помощью СГД обеспечивается формирование добычных участков, на которых по определенной схеме одновременно отрабатываются десятки и сотни выемочных камер.
Таким образом, в технологии добычных работ исключается дополнительный передел по очистке высоко-минерализированых вод рудно-кристалического горизонта до требований предельно-допустимых концентраций, т.к. они возвращаются на тот же горизонт, с которого были подняты на поверхность, при этом затраты электроэнергии на 1 т товарной руды ниже в 2-2,3 раза, чем на предприятиях с традиционными способами ведения добычных работ. Затраты на добычу одной тонны руд составят ориентировочно 80 рублей.
Автоматизация и компьютеризация технологии СГД, позволяет создать практически безлюдные, экологически наименее опасные горнодобывающие предприятия на глубокозале-гающих обводненных, с неустойчивыми вмещающими породами и рудами.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бабичев Н.И., Николаев А.Н. Скважинная гидравлическая технология -основа высокоэкономичных малых предприятий по добыче твердых полезных ископаемых// Горный журнал. - 1996 -№4.- С. 5-9.
2. Либер Ю.В. Разработка титан-цирконовых песков Тарского месторождения // Горный журнал. - 1996 - №4.- С. 12-17.
3. Левченко Е.Н., Бесчастных А.М. Технология комплексной переработки ред-кометальных песков при добыче способом СГД // Горный журнал. - 1996 - №4.- С. 17-19.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Лукьянов Виктор Григорьевич - доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ, академик РАЕН.
Иванюк Игорь Михайлович - заместитель председателя комитета по недропользованию Департамента по недропользованию и развитию предприятий нефтегазодобывающего комплекса Администрации Томской области, горный инженер, соискатель Национального исследовательского университета ресурсоэффективных технологий «ТПУ», imi@tomsk.gov.ru
- НОВИНКИ ИЗДАТЕЛЬСТВА «ГОРНАЯ КНИГА»
Сейсмическая безопасность при взрывных работах
Совмен В.К., Кутузов Б.Н., Марьясов А.Д., Эквист Б.В., Тока-ренко А.В. Год: 2012 Страниц: 228 ISBN: 978-5-98672-306-8 UDK: 622.2:614.83(075.8)
Книга о влиянии взрывных работ на состояние объектов, находящихся в непосредственной близости к зоне взрыва. В ней рассмотрены физика процесса возникновения и распространения сейсмических волн, теория колебательных процессов применительно к этой области науки. Приведены методы расчета устойчивости бортов карьеров, сохранности подземных выработок, инженерных конструкций, а также работоспособности электронной техники, находящейся в зоне производства взрывных работ. Проанализировано сейсмическое воздействие ко-роткозамедленного взрывания на окружающую инфраструктуру горного предприятия с использованием различных систем инициирования. Представлены результаты экспериментальных исследований и даны методики конкретных измерений с корректировкой параметров буровзрывных работ.
«Горная книга» благодарит ЗАО «Полюс» за участие в книжном проекте.
4. Справочник по обогащению руд. В 3-х т./ Гл. ред.О.С. Богданов. Т.2 «Основные и вспомогательные процессы», 4.I «Основные процессы». - М.: Недра, 1974. - С. 97.
5. Тепляков И.М., Домаренко В.А., Молчанов В.И. Геотехнологические методы разработки железорудных месторождений Западно-Сибирского бассейна // Геология и минеральные ресурсы Центральной Сибири. - Красноярск: КНИИГИМС, 2001.-Вып.2. - С. 169-175.
6. Чинакал H.A., Барышников Ф.А., Рузинова И. Л. Извлечение железа из окисленных руд методом выщелачивания. //ФТПРПИ, 1967, №2, с.88-91. 52Е
