CC BY
21
DOI: 10.18454/IRJ.2016.54.040 Манаков А.А.1, Ишейский В.А.2
1 Аспирант, 2кандидат технических наук, ассистент; Кафедра взрывного дела, Санкт-Петербургский горный университет ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА БУРОВЗРЫВНОЙ ОТБОЙКИ РУД ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗВЕДОЧНЫХ СКВАЖИН В КАЧЕСТВЕ ВЗРЫВНЫХ
Аннотация
Проблемы, связанные с повышением качества буровзрывных работ всегда актуальны, особенно при разработке золотоносных и серебросодержащих месторождений. Проведение мероприятий по снижению потерь извлекаемого полезного ископаемого является одним из приоритетных направлений, так как объём добываемой руды напрямую зависит от проектных и реализуемых технических решений буровзрывного комплекса. На сегодняшний день показатели потерь и разубоживания являются приоритетным направлением при повышении качества ведения буровзрывных работ. В статье рассмотрено несколько эффективных решений, способствующих повышению производительности и качества добычи на примере месторождением серебра "Дукат", расположенного в Магаданской области дальнего Востока России.
Ключевые слова: буровзрывные работы; разубоживание; потери; отбойка руды.
Manakov A.A.1, Isheiskii V.A.2
Postgraduate student; 2 PhD in Engineering, Assistant; Department of Blasting Operations,
Saint-Petersburg Mining University IMPROVING THE QUALITY OF BLASTING OPERATIONS THROUGH THE USE OF EXPLORATORY
WELLS AS EXPLOSIVE
Abstract
The problems associated with improving the quality of blasting is always relevant, especially in the development of gold and silver deposits. Implementation of measures to reduce the losses of recoverable mineral is one of the priority areas, as the volume of mined ore depends on the design and technical solutions implemented by drilling and blasting complex. To date, performance losses and dilution are a priority at improving the quality of conducting blasting. The article deals with several effective solutions that enhance productivity and quality of production on the example of the silver mine "Dukat", located in the Magadan region of the Far East of Russia.
Keywords: blasting, dilution, waste, breaking the ore.
Дукат является третьим по величине месторождением серебра в мире и самым крупным серебряным рудником в России. На сегодняшний день показатели потерь и разубоживания являются одними из основных задач повышения качества ведения буровзрывных работ.
Дукатское золотосеребряное месторождение расположено на территории Омсукчанского района Магаданской области РФ, в 14 км от пос. Дукат (рис.1). Поселок Омсукчан находится в 566 км от г. Магадана и связан с ним автодорогой круглогодичного действия. Поселок Дукат находится в 36 км на запад, до которого существует автодорога также круглогодичного действия.
Рис. 1 - Ситуационный план расположения месторождения
102
В рудных телах месторождения установлено свыше 150 минералов, в том числе около 100 гипогенных. Основными жильными минералами являются кварц, адуляр, хлорит, родонит, родохрозит. Список рудных минералов обширен и включает сульфиды свинца, цинка, меди, железа, серебра, сульфосоли серебра, самородные элементы, оксиды железа и марганца.
К числу главных рудообразующих минералов относятся галенит и сфалерит, а среди минералов серебра преобладают его самородная форма и акантит. Остальные рудные минералы уступают названным по распространенности. Общая сульфидность руд составляет 5-7%.
Главный серебросодержащий минерал - акантит, встречается практически во всех минеральных ассоциациях, но в различных количественных соотношениях. Среди самородных минералов ряда золото - серебро наиболее часто встречается самородное серебро, практически не содержащее золота.
На месторождении установлено свыше 50 гипергенных минералов, из которых наиболее широко распространены гидроокислы железа, окислы и гидроокислы марганца. Остальные минералы встречаются часто, но значительных скоплений не образуют.
Несмотря на значительные вариации минерального состава, по совокупности морфологических признаков, структурной позиции, составу жильных и рудных минералов и структурно-текстурным особенностям выделено три природных типа руд: кварц-хлорит-адуляровый; кварц-родонитовый; кварц-сульфидный.
Первые два типа руд содержат основные промышленные запасы золотосеребряного оруденения, при соотношении между ними примерно 1:1. Соотношение золота к серебру для кварц-адуляровых руд составляет 1:340, для кварц-родонитовых 1:540. В пространстве различные природные типы руд, как правило, разобщены, занимая самостоятельную структурную позицию
Геологическое строение рудных тел характеризуется сложной структурой, неравномерным распределением, сложной морфологией и переменной крепостью горных пород. Все эти факторы влияют на ведение горных работ, усложняя процесс добычи полезного ископаемого, что приводит к их удорожанию.
Рудник относится к шахтам, не опасным по газу и пыли, поэтому ограничений по применению ВМ, допущенных для взрывных работ в подземных условиях нет. Основными ВВ, применяемыми на горных работах являются ВВ, изготовленные на основе аммиачной селитры.
На сегодняшний день, в качестве рекомендаций, можно разработать несколько эффективных решений, способствующих повышению производительности и качества добычи, а именно:
- использование разведочных скважин, применяемых для уточнения контура рудного тела, в качестве взрывных [1];
- создание воздушного промежутка в донной части разведочной скважины (взрывной) по висячему боку [2];
Предлагаемые мероприятия будут способствовать повышению производительности, что улучшит качество
отбойки руды при минимальных затратах на их внедрение.
Целесообразно использование разведочных скважин в качестве взрывных при дальнейшей отработке камеры. Данное предложение позволит сократить время обуривания блока и приведёт к снижению затрат [3]. Доразведка с целью уточнения контура рудного тела осуществляется перед непосредственной добычей и в среднем приходится на каждый десятый веер проекта массового взрыва.
На рисунке 2 под а и б представлен веер, соответственно, с учетом и без учета разведочных скважин, буримых по лежачему и висячему бокам с небольшим перебуром за контур рудного тела.
Рис. 2 - Проектные контура взрывных вееров с учетом (а) и без учета разведочных скважин (б)
Для обоснования воздушного промежутка в донной части разведочной скважины (взрывной) по висячему боку использовалось современное программное обеспечение (далее ПО) CAE Studio 3 с его модулями, а так же система автоматизированного планирования, проектирования и сопровождения горных работ GeoTech-3D. Для моделирования использовался модуль проектирования буровзрывных работ для подземных горных работ, предназначенный для автоматизации основных операций, выполняемых техническими отделами горнодобывающего предприятия при планировании подземных горных работ, проектировании массовых взрывов и мониторинге сейсмических событий [4].
По результатам моделирования проведено сравнение использования действующего проекта (на примере одного веера скважин) с предлагаемым вариантом.
При моделировании было учтено проведение массового взрыва на верхнем подэтаже камеры. Цель заключалась в максимально точном сохранении контура оставляемой потолочины с наименьшими потерями и разубоживанием при отбойке рудного тела.
Алгоритм производимых расчетов: построение моделей взрывных блоков; автоматизированное размещение вееров скважин и их редактирование; автоматизированная нумерация скважин и вееров скважин; формирование шаблонов конструкций зарядов по длинам и номерам скважин; формирование проекта на бурение; создание моделей взрывных скважин по данным фактического бурения; формирование поверхности отрыва по единичному вееру и по всему заданному блоку (Рис. 3) при заданных параметрах.
Рис. 3 - Формирование поверхности отрыва
Варьирование различными параметрами, начиная от буровой установки и заканчивая средствами взрывания, позволяет адаптироваться к любым условиям ведения буровзрывных работ.
В результате расчетов и моделирования были получены оптимальные показатели скважин в веере. В таблицах представленны показатели двух вариантов: базового (таблица 1) и проектного (таблица 2). Данные приведены при идентичных параметрах, за исключением использования воздушного промежутка в донной части разведочной скважины (взрывной) по висячему боку. Расчет поверхностей отрыва представлен на рисунках 4 и 5.
Таблица 1 - Параметры скважин базового варианта
№ скв - 1 2 3 4 5 6 7 Общ.
а скв град 1,9 16,8 27,3 34,1 38,5 43,3 58,5 -
Dскв мм 76,0 76,0 76,0 76,0 76,0 76,0 76,0 -
—скв м 2,4 4,4 8,0 14,3 12,5 11,0 1,2 53,8
-зар м 1,9 3,4 7,0 13,3 11,5 10,0 0,7 47,8
-нед м 0,5 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,5 -
Обе кг 8,4 15,1 31,0 58,9 51,0 44,3 3,1 211,8
Таблица 2 - Параметры скважин проетного варианта
№ скв - 1 2 3 4 5 6 7 Общ.
а скв град 1,9 17,5 27,3 34,1 38,5 43,1 58,5 -
Dскв мм 76,0 76,0 76,0 76,0 76,0 76,0 76,0 -
-скв м 2,4 5,4 8,0 14,3 12,5 11,9 1,2 55,7
-зар м 1,9 3,4 7,0 13,3 11,5 9,0 0,7 46,3
-нед м 0,5 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,5 -
Обе кг 6,6 11,9 24,5 46,5 40,2 31,5 2,4 163,6
4 5 6
Рис. 4 - Моделирование поверхности отрыва при базовом варианте
Рис. 5 - Моделирование поверхности отрыва при проетном варианте
В результате моделирования получена поверхность отрыва с показателями не только не уступающими, но и превосходящими базовый проект. В частности, более точной отбойки рудного тела донной части скважины № 6, что позволило снизить показатель разубоживания и сохранить контур потолочины при уменьшении расхода взрывчатого вещества. Представленные решения могут способствовать повышению выемки металла в добыче, путем снижения показателей потерь с 5% до 3% и разубоживания с 30% до 28%, являясь экономически эффективными, при минимальных затратах, и незначительном изменении параметров буровзрывных работ.
Список литературы / References
1. Богуславский Э. И. Управление качеством руды. Учебное пособие. - СПб.: СПГГИ, 2002. - 78 с.
2. Именитов В. Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. - М.: Недра, 1984. - 503 с.
3. Корнев Г.Н., Антоненко В.А. Управление действием взрыва в системах с массовым обрушением. Л.: Наука, 1975. - 112 с.
4. Чечетин С.Г., Хохолков A.A. Использование компьютерной технологии в горном и взрывном деле // Горный журнал, №9-10, 1999. - С. 86-90
Список литературы на английском языке / References in English
1. Boguslavskij Je. I. Upravlenie kachestvom rudy [Ore quality management]. Uchebnoe posobie. [Textbook] - SPb.: SPGGI, 2002. - P. 78. [in Russian]
2. Imenitov V. R. Processy podzemnyh gornyh rabot pri razrabotke rudnyh mestorozhdenij [Processes of underground mining in the development of ore deposits]. - M.: Nedra, 1984. - P. 503 . [in Russian]
3. Kornev G.N., Antonenko V.A. Upravlenie dejstviem vzryva v sistemah s massovym obrusheniem [Control the action with a massive explosion in the collapse of systems]. L.: Nauka, 1975. - P.112. [in Russian]
4. Chechetin S.G., Hoholkov A.A. Ispol'zovanie komp'juternoj tehnologii v gornom i vzryvnom dele [The use of computer technology in mining and explosive case] // Gornyj zhurnal [Mining Journal], №9-10, 1999. - Pp. 86-90[in Russian]
DOI: 10.18454/IRJ.2016.54.021 Николаева М.В.1, Атласов Р.А.2
1ORCID: 0000-0002-3972-1919, 2ORCID: 0000-0002-7268-8209, Северо-Восточный федеральный университет, Институт проблем нефти и газа СО РАН Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект №15-17-00026) КРИТЕРИИ ВЫБОРА УГЛЕВОДОРОДНОГО РАСТВОРИТЕЛЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ВВН И ПБ В УСЛОВИЯХ КРИОЛИТОЗОНЫ
Аннотация
В статье рассмотрены углеводородные растворители, используемые для разработки месторождений высоковязких нефтей и природных битумов, выявлены их преимущества и недостатки. При разработке месторождений высоковязких нефтей и природных битумов в условиях криолитозоны бурение горизонтальных скважин с применением закачки углеводородных растворителей является единственной альтернативой закачке пара. Авторами предложены критерии выбора эффективного углеводородного растворителя. В соответствии с требованиями разработан реагент-растворитель для разработки высоковязких нефтей в многолетнемерзлых породах.
Ключевые слова: высоковязкая нефть, криолитозона, углеводородный растворитель, асфальтены.
Nikolaeva M.V.1, Atlasov R.A.2
1ORCID: 0000-0002-3972-1919, 2ORCID: 0000-0002-7268-8209, North-Eastern federal university, Institute of Oil and Gas problems of the Siberian Branch of the RAS The study was supported by a grant from the Russian Science Foundation (project №15-17-00026) CRITERIA FOR SELECTION OF HYDROCARBON SOLVENT FOR EXPLORATION OF HEAVY OIL
AND BITUMEN IN PERMAFROST CONDITIONS
Abstract
The article deals with hydrocarbon solvents used for exploration heavy oil and bitumen, identified their strengths and weaknesses. When exploration heavy oil and bitumen in permafrost zone drilling of horizontal wells using injection of hydrocarbon solvents is the only alternative to the injection of steam. The authors proposed criteria for selection of effective hydrocarbon solvent. In accordance with the requirements developed by the reagent-solvent for the development of heavy oil in the permafrost.
Keywords: heavy oil, permafrost, a hydrocarbon solvent, asphaltenes.
Для разработки месторождений высоковязких нефтей и природных битумов используются различные методы, применимость которых зависит от геологического строения и условий залегания пластов, физико-химических свойств пластового флюида, состояния и запасов углеводородного сырья, климато-географических условий, наличия инфраструктуры и других факторов.
К настоящему моменту проведено большое количество исследований по разработке месторождений с высоковязкими нефтями и битумами, испытаны и используются на промыслах технологии бурения с применением системы горизонтально-наклонных скважин. Однако недостаточно проведены научно-исследовательские работы, связанные с разработкой месторождений высоковязких нефтей на Северо-Востоке страны, где преобладают многолетнемерзлые породы. Многолетнемерзлые породы имеют существенные отличия от пород, расположенных в районах с умеренным климатом: сложный рельеф местности, относительно небольшая глубина и высокая изменчивость залегания полезных ископаемых, малая мощность продуктивного пласта, низкий уровень геологической изученности района. Климатические условия региона, в котором мощность распространения многолетней мерзлоты составляет порядка 120-600 м, также являются весьма жесткими [1, С.174].
В большинстве случаев коллекторы месторождений высоковязких нефтей и природных битумов на территории Якутии представлены карбонатными кавернозно-порово-трещинными породами, характеризующимися достаточно высокими емкостными свойствами. Значения открытой пористости в среднем составляют 5-20%. Вязкость в пластовых условиях для месторождений тяжелой нефти составляет от 20 мПа-с до величин вязкости природного битума (9000 мПа-с).
При разработке месторождений ВВН и ПБ в условиях криолитозоны бурение горизонтальных скважин с применением углеводородных растворителей является единственной альтернативой закачке пара. Также этот способ добычи может быть эффективен для залежей, залегающих на небольших глубинах от поверхности. Однако актуальной задачей остается подбор наиболее оптимального растворителя для применения при разработке месторождений ВВН и ПБ в условиях криолитозоны.
