CC BY
76
---------------------------------------- © Ю.А. Мамаев, Н.П. Хрунина,
2009
УДК 622.271.63:622.236.73 Ю.А. Мамаев, Н.П. Хрунина
ПЕРСПЕКТИВЫ ОСВОЕНИЯ ГЛИНИСТЫХ РОССЫПЕЙ ПРИАМУРЬЯ
Я а территории Дальневосточного округа учтено 3770 месторождений золота, из которых 129 рудных (в т.ч. 14 комплексных) и 3641 россыпных. По количеству месторождений Приамурье (Хабаровский край и Амурская область) занимает второе место (26%) после Магаданской области (31%). На территории округа добычу ведут 500 предприятий. В Амурской области (363,7 тыс. км2) выделено 13 районов развития россыпного золота (более 300 проявлений), общая площадь которых составляет 155 тыс. км2. Огромным ресурсом добычи золота являются техногенные месторождения. По данным ИГД ДВО РАН из всего объема техногенных россыпей Хабаровского края 30% относятся к россыпям с высокой степенью глинистости и значительным содержанием мелкого, тонкого и пылевидного золота. Оценены ресурсы 149 техногенных россыпей, общие суммарные ресурсы которых составляют 124,3 т. Рекомендуется для первоочередного освоения 22 техногенных россыпных месторождения с суммарными расчетными ресурсами золота около 83,4 т [1, 2, 3].
Россыпи представляют собой целостную динамическую систему открытого типа, в которой изменение даже одного из факторов влечет за собой перестройку всей системы. В настоящее время вовлекаются в эксплуатацию новые типы россыпей, ранее не относившиеся к промышленным объектам, - литоральные, элювиальные, техногенные, аллювиальные россыпи более сложного строения, менее богатые, содержащие значительную долю золота мелких фракций [1]. На основе многофакторного анализа и изучения группы признаков и факторов, таких как морфологические, вещественные, концентрационные, горнотехнические, экономические
[4] можно выделить объекты золотороссыпных месторождений Амурской области, Хабаровского края и Еврейской автономной области, ввод в эксплуатацию которых сдерживается недостаточно
интенсивным развитием техники и технологии добычи из-за высокого содержания мелкого и весьма мелкого золота и повышенной глинистости золотоносного пласта, табл. 1, 2. Согласно данным геологических исследований, золотоносные россыпи Дальнего Востока России имеют в некоторых случаях содержание глин более 60% [4]. В табл. 1, 2 указаны большинство объектов, содержащих золото весьма мелких фракций в запредельном количестве - свыше 80 % и даже один объект - с содержанием мелких фракций доходящих до 100 %. Сочетание таких факторов как мелкое и весьма мелкое золото и повышенная глинистость создает проблему, решение которой не возможно без создания совершенно новых технологий, способных приблизить решение поставленной задачи. Кроме того, анализ 288 объектов россыпных месторождений: Нижнеамурского ГОКа, Кербинского, Приморского, Северного, Софийского, Херпучинского приисков показал, что 49 из них могут быть отнесены к труднообогатимым по крупности обогащаемого золота (материалы ЛРРМ ИГД ДВО РАН), рис. 1.
На объектах месторождений: Колчан (Нижнеамурский ГОК), Каменистый, Кедровка (Приморский прииск), Рокосуевский, Еленина Сутарский узел (Софийский прииск), Ангочикан, Кайгачан, Благодатный-Майнура, Майский (Херпучинский прииск) содержание мелкого золота фракции размером менее 0,5 мм составляют более 90%, с преобладанием большей частью фракций размером менее 0,3 мм - от 34,4% до 88%.
Анализ на промывистость показал, что эти объекты относятся к 1, 2, 3 классам, с содержанием глин от 10 и более 15%. Двадцать три объекта имеют среднюю массовую долю фракции размером менее 0,5 мм более 80%, в том числе такие объекты, как Болони, Чимкит, Арсенты-Александровский (Кербинский прииск), Золо-той-Амбарный, верхний (Северный прииск), Полуденный, Генри-ховский-Талагач, Тугурская группа (Софийский прииск), Октябрьский, Нивагли, Сунгачан (Херпучинский прииск).
На девяти объектах месторождений размер золотин менее 0,1 мм составляет от 8 до 26,2%. На Колчанском (Нижнеамурского ГОКа) содержание золотин менее 0,1 мм - 16,5%, Павловском Логе (Нижнеамурского ГОКа) - 19,5%, Курун-Уряхском (Северного прииска) -20,0%. Месторождения Тальмакское
50
Таблица 1
Характеристика объектов россыпей Амурской области с повышенным содержанием глинистой фракции в составе рыхлых отложений золотоносного пласта и высоким содержанием мелкого и весьма мелкого золота [4]
Месторождение, участок Наличие глинистой составляющей в составе рыхлых отложений золотоносного пласта Длина рос- сыпи, км Ширина россыпи, м Мощность, м Объем песков, тыс. м3 Содержание весьма мелкого и мелкого золота, %
тор- фов пес- ков
Участок Верхний, реки Ольдой 3,0 273,6 4,7 1,1 910,2 Высокое
Участок Нижний, реки Б. Ольгой Пески, супеси сцементир. глин. материалом 0,66 91 5,5 1,3 78,1 88
Оля, нижнее течение реки Б. Ольдой Пески с примесью каолинизи-рованных, кварцполевошпато-вые пески с глиной 5,1 270 2,8 2,6 80,6
река Малый Ягняный Сцементир. песчаноглинистым материалом 4,6 53 3,3 1,6 381 91
Река Нагима Ил, глина -30 - 60% 1,8 445 34,2 20 1626 Высокое
Река Уркан 10 50-100 1,5-2,0 233,7 85,8
Т ында-Бургулинское поле Бурые, голубовато-серые и серые песчаные глины с галькой и щебнем 8 100 12 3 Выс.
Река Синникан Глина, ил -52% 11,3 15,3 3,1 0,5 926 54
Река Улунга Пески, глины, илы -75% 1,7 79 14,2 1900 98
Усть-Урканский узел Каолинизированные кварцевые пески со светло-серой глиной и галькой 1 230 50 5 11400
Река Тыгда 3,67 146 3,1 0,9 483 93,7
Река Ултучи Глины, пески, гравий, галька 1,9 83 6,6 1,8 278 90,4
Таблица 2
Характеристика объектов россыпей Хабаровского края и Еврейской автономной области с повышенным содержанием глинистой фракции в составе рыхлых отложений золотоносного пласта и высоким содержанием мелкого и весьма мелкого золота [4]
Месторождение, участок Наличие глинистой составляющей в составе рыхлых отложений золотоносного пласта Длина россыпи, км Средняя ве-личиина ширины россыпи, м Мощность, м Объем песков, тыс. м3 Содержание весьма мелкого и мелкого золота, %
тор- фов песков
Река Белая Песок, глина -37% 7,8 150 3,5 63,9
Ручей Заманчивый Щебень с глиной 3,5 135 2,4 2,62 Большое
Река Большой Кай-гачан Галька, почва, валуны, песок с глиной, щебень с глиной и песком 4,08 40 4 1 90
Река Малая Ниваг-ли Щебень с глиной и песком, валуны с песком и глиной 3,4 44 2,8 1,58 250 55,95
Ручей Малый Кит-кан Глинистые сланцы, алевролиты, песчаники, глинизированные отложения 9,4 81 3,15 0,85 82
Ручей Северный Глинистая составляющая 17%, пыль-25%) 1,9 203,5 12,5 4967 89,6
Ручей Ерничный, пойменный участок, террасовый участок Песок, ил, глина - 78,9% 3,7 1,5 50 35 2,1 1,0 1 0,5 542 131 95
Ручей Генрихов-ский Тонкая фракция 76,4% 3,6 105 2 1,5 1323 87,8
Ручей Кутума На террасах большое количество глинистой фракции 4 62,! 3,1 21,3 2160 100
Рис. 1. Гистограммы содержания средней массовой доли золота по фракциям и графики суммарного содержания фракции менее 0,5 мм, золотоносный участок (прииск):
1 -Угли-Кагли (Кербинский); 2 - Семи (Кербинский); 3 -Чимкит (Кербинский); 4 -Арсенты-Александровский (Кербинский); 5 -Болони (Кербинский); 6 -
.Латышевский (Кербинский); 7 - Кремень (Кербинский); 8 - Покровский-Верный (Нижнеамурский ГОК); 9 - Эватак (Нижнеамурский ГОК); 10 -Колчан (Нижнеамурский ГОК); 11- Заманчивый (Нижнеамурский ГОК); 12 - Павловский Лог (Нижнеамурский ГОК); 13 - Рудневское (Приморский прииск); 14 - Каменистый (Приморский прииск)
[Щ - менее 0,1 мм; -менее 0,3 более 0,1 мм; - м \ее 0,5 более 0,3 мм
(Херпучинского прииска) содержит золото менее 0,1 мм до 21,4%, Кумское (Херпучинского прииска) до 20,0%, Гилякское (Херпучинского прииска) до 20,98%. Многие объекты характеризуются наличием тонких пластов золотоносных глинистых песков со сложными горногеологическими условиями и повышенным содержанием мелкого золота, в сростках и уплощенного.
Доля таких россыпей весьма значительна в структуре разведанных месторождений. Практика показывает, что применение известной техники на таких месторождениях нецелесообразно ввиду несовершенства технологического режима, а также использование традиционных технологий не дает удовлетворительных экономических результатов, поэтому в современной экономической ситуации большое значение приобретает поиск новых методов разработки
[5].
С 2002 по 2005 г. количество предприятий, добывающих россыпное золото, сократилось на 139, а добыча золота снизилась на 17,8 т. [6, 7]. Официальные данные по эксплуатационным потерям ценных компонентов по Амурской области для дражного способа составляют до 7%, по Хабаровскому краю - до 10,6%. Технологические потери по Амурской области по драгам составляют 17,2%, по промприборам - до 24%. По Хабаровскому краю технологические потери дражным способом составляют до 25,8%, промприбо-рами - до 26,1% [8]. Как указывает Куторгин В.И. в расчетах нормативов потерь учитывается гранулометрия металла, а глинистая составляющая продуктивного пласта при этом не участвует, что искусственно занижает степень технологических потерь. Сверхнормативные потери составляют от 20 до 25%. Если учесть эти величины, то официальные цифры потерь возрастут соответственно в два раза, а фактические намного больше. Нормативные коэффициенты извлечения на вашгердно-шлюзовых приборах (ГВ, ПВШ) по классу крупности - 0,5 + 0,2 мм составляют - 0,68, по классу крупности минус 0,2 мм - 0,32. На гидромеханических грохотах (ГГМ) нормативный коэффициент извлечения по классу крупности - 0,5 + 0,2 мм - 0,78, по классу - 0,2 мм составляет 0,4. На скруберных приборах (ПКС, ПКБШ) нормативный коэффициент извлечения по классу крупности - 0,5 + 0,2 мм составляет 0,85, а по классу - 0,2 мм - 0,6 [8]. Естественно и они не соблюдаются и являются явно не достигаемыми в условиях освоения современными традиционными методами. Отработка многочерпаковой драгой и применение экс-
каваторно-гидромеханизированной технологии малоэффективно из-за резкого снижения производительности комплекса по добыче песков и значительных потерь песков (по некоторым данным - до 50% балансовых запасов). Гидравлическая разработка с использованием землесосов и гидроэлеваторов не даст положительного результата из-за затрудненного гидроразмыва глинистых песков и без дополнительного оснащения системами, способными дезинтегрировать твердую составляющую гидросмеси в интервалах от 0,5 до
0,002 мм.
Разработанные и используемые способы не решают задачу эффективной выемки и первичной дезинтеграции без значительных потерь. Горногеологические условия, заболоченность, разобщенность, сложноструктурность месторождения, нестабильность содержания ценного компонента, высокоглинистость и повышенное содержание мелкого золота усложненных форм и типов (уплощенного и в сростках) на объектах россыпей ставит перед исследователями новую задачу, решение которой позволит на стадии выемки песков россыпей с разным типом пластичности осуществить трансформацию структурно-механи-ческих связей глинистой составляющей и последующее ее разрушение без потерь золота, в том числе, мелких его частиц размером от 0,5 до 0,002 мм. Большую роль в решении этой задачи может сыграть развитие безопасных технологий и средств для их реализации, основанных на новых физических принципах воздействия на пески и их гидросмеси с использованием комбинированного механического и звукового воздействий. Это может приблизить решение поставленной задачи и обеспечить определенный уровень технического перевооружения с оснащением горного производства наукоемкими прогрессивными средствами, способными снизить эксплуатационные и технологические потери при разработке золотосодержащих россыпей, повысить рентабельность и экономическую эффективность.
В ИГД ДВО РАН и других организациях создан ряд высокотехнологических решений и принципиальных схем установок к ним [9, 10, 11], рис. 2, 3.
В разработках используется ультразвуковое, противоточное гидравлическое и аэродинамическое воздействие, разрушение
Рис. 2. Геотехнологический комплекс: [9, 10]: 1 - перерабатывающий комплекс; 2 - система гидротранспортирования; 3 - эстакада; 4 - гидромониторное устройство; 5 - направляющий щит; 6 - поперечные желоба со ступенчатым дном; 7 - зона разгрузки пустой породы; 8 - дезинтегрирующий ковш; 9 - желоб для дезинтеграции песка ковшом; 10 - накопительная замкнутая канава
материала встречно-направленными импульсами рабочих органов и отражательных элементов, синхронизированных между собой. Эти технологии включают комбинацию режимов истирания, раздавливания и ударного воздействия, обработку озоновоздушной смесью, низкочастотное ультразвуковое инициирование в сочетании с механическим воздействием.
Внедрение этих технических средств и технологических решений на их основе позволит существенно улучшить эксплуатационные характеристики оборудования и повысить эффективность процесса переработки золотосодержа-щих высокоглинистых россыпей. Данные технологии и средства для их реализации будут способствовать эффективному разрушению золотосодержащих россыпей с разным типом пластичности. Анализ проектных решений и практики направленного изменения свойств высокоглинистых песков выявил общие недостатки, показал уровень технологических разработок, слабые звенья в цепи добывающего производства. Выделяя процесс
Рис. 3. Геотехнологический комплекс для разработки золотосодержащих россыпей [11]: 1 - система отвалообразования; 2- плоские стационарные отражательные элементы; 3 - радиусные отражательные элементы; 4 - модуль аэрогидроди-намической активации; 5- система периодической подачи воздушной смеси под давлением; 6 - модуль механической активации крупных фракций; 7 - подвижная инициирующая установка; 8 - эстакада; 9 - рабочий орган, вращающийся с переменной частотой; 10 - направляющий и дезинтегрирующий щит со щелями; 11 -система фракционного разделения горной породы по крупности; 12 - модуль гидроразмыва или возбуждения ультразвукового излучения на участок забоя; 13 -гидромониторная установка; 14 - модуль накопления мелкой фракции; 15 - система напорного гидротранспортирования; 16 - перерабатывающий комплекс
трансформации глинистых песков россыпей в качестве основополагающего и особо важного для решения поставленной задачи - эффективного и экологически безопасного разупрочнения и разрушения связей в золотосодержащих песках - следует учесть, с одной стороны - факторы интенсивного гидродинамического воздействия на пески, которые могут приводить не только к дезагрегации, но и к структурному уплотнению твердой составляющей и агрегированию мелких глинистых частиц в гидросмеси. В используемых на практике технологических процессах добычи полезных ископаемых высоко-
глинистые пески не могут подвергаться эффективной трансформации и дезинтеграции, позволяющей извлекать мелкое и весьма мелкое золото.
Выводы
1. Истощение запасов, необходимость вовлечения в эксплуатацию высокоглинистых россыпей с преимущественно мелким золотом и низким его содержанием обуславливают потребность создания и внедрения более производительной и эффективной горной техники, в частности комбинированной с комплексами, сочетающими гидродинамическое (механическое перемешивание лопастями, роторами) и низкочастотное ультразвуковое воздействия, обеспечивающими деформацию, разрушение связей и смещение частиц в водонасыщенных средах с высокопластичными песками и дезинтеграцию твердой составляющей в гидросмеси.
2. Физико-механические изменения перерабатываемых золотосодержащих песков тесно связаны с процессами фильтрационнодренажного увлажнения, статической и динамической деформации, суффозии, структурной перестройки в водной среде, поэтому совершенствование данных процессов может развиваться на основе применения новых интенсифицирующих воздействий физикомеханического типа, способных разрушать связи между частицами нескольких порядков малости - от 10-4 до 10-6 м.
----------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мамаев Ю.А., Ван-Ван-Е А.П., Сорокин А.П., Литвинцев В.С., Пуляевский А.М. Проблемы рационального освоения золотороссыпных месторождений Дальнего Востока (геология, добыча, переработка). - Владивосток: Дальнаука, 2002. -200 с.
2. Развитие научных основ и способов геотехнологии освоения рудных, россыпных и угольных месторождений: Отчет о НИР / ИГД ДВО РАН. - Хабаровск. -05.02.2009 г.
3. Разработка научных принципов и критериев формирования полиметаль-ных минерально-сырьевых агломераций юга Дальнего Востока как основы прогнозирования рационального развития горнопромышленного комплекса региона. Научн. обоснование рацион. развития основных горнопромышленных отраслей ДВ региона : отчет о НИР (заключ.) / Ин-т горного дела ДВО РАН. - Хабаровск. -
2006. - 340 с. - № 01.2.00108183.
4. Сорокин А.П., Ван-Ван-Е А.П., Глотов В.Д., Белоусова Л.В., Ковтонюк Г.П., Мамаев Ю.А., Сорокин А.А.,. Васильев И.А, Литвинцев В.С., Пельцман И.С. Атлас основных золотороссыпных месторождений юга Дальнего Востока и их
горно-геологические модели. - Владивосток, Благовещенск, Хабаровск: ДВО РАН, 2000. - 334 с.
5. Наймушин А.С., Штреслер К.А., Овинников В.А. Об экономической целесообразности отработки высокоглинистых россыпей // Горный журнал. - 2007. -№ 7. - С. 62 - 67.
6. Кавчик Б.К. Выбор промывочного прибора на основе расчетов потерь золота с эфелями // Золотодобыча. - 2008. - № 113. - С. 11-16.
7. Кавчик Б.К. Опыт успешной добычи россыпного золота // Золотодобыча. -
2007. - № 103. - С. 13-19.
8. Куторгин В.И. Оценка полноты использования запасов при отработке россыпных месторождений благородных металлов // Руды и металлы. - 2004. - № 1. -
9. Пат. 2325530, РФ. Геотехнологический комплекс для разработки золотосодержащих россыпей / В.С. Литвинцев, Н.П. Хрунина, Ю.А. Мамаев, Г.В. Секи-сов, О.В Стратечук. - 2008. - Бюл. № 15.
10. Пат. 2325533, РФ. Геотехнологический комплекс для разработки золотосодержащих россыпей / Н.П. Хрунина, Ю.А. Мамаев, В.С. Литвинцев, Г. В. Секи-сов. - 2008. - Бюл. № 15.
11. Пат. 2343005, РФ. Геотехнологический комплекс с аэрогидродинамиче-ской активацией / Н.П. Хрунина, Ю.А. Мамаев. - 2009. - Бюл. №1. Н5Н=Д
— Коротко об авторах ---------------------------------------------------
Мамаев Ю.А. - доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник,
Хрунина Н.П. - научный сотрудник,
Институт горного дела ДВО РАН, г. Хабаровск.
E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]
С. 43-5Q.
