CC BY
73
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ “НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 97"
МОСКВА, МГГУ, 3. 02.97 — 7. 02. 97 СЕМИНАР 2 “РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТАХ"
B.C. Литвинцев, Ю.А. Мамаев
Институт горного дела ДВО РАН г. Хабаровск
ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ РОССЫПЕЙ
КАК РЕЗЕРВА СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ РОССЫПНОЙ ЗОЛОТОДОБЫЧИ
Горнодобывающая промышленность оказывает наиболее сильное и разрушительное антропогенное воздействие на природную среду. По данным академика К.Н. Трубецкого / 1 / только 10 % сырья, извлекаемого из недр планеты, превращается в готовую продукцию, остальные 90 % являются отходами горного производства и служат основными источниками загрязнения биосферы.
Масштабы этих процессов чрезвычайно велики, поскольку зоны активного загрязнения (атмосфера, поверхностные и подземные воды, почвы) распространяются от границ карьеров открытых горных работ на 1-2 км, а при сильных ветрах и других природных условиях на 1015 км.
В то же время отходы горного производства содержат многие полезные минералы, которые могут быть использованы для получения удобрений, строительных материалов и других ценных компонентов.
Рациональное освоение месторождений полезных ископаемых должно обеспечивать решение двух взаимосвязанных проблем: комплексное извлечение ценных полезных компонентов при обогащении полезных ископаемых и снижение негативного влияния отходов горного производства на природную среду.
Ограниченность и невосполни-мость запасов россыпных месторождений цветных, редких и благородных металлов при все возрастающем росте их потребления определяют необходимость освоения бедных месторождений, а также во-
влечение в отработку техногенных (ранее эксплуатировавшихся) запасов.
Термин “техногенная россыпь” предложен в 50-х годах академиком H.A. Шило / 2 / и отражает в достаточной степени не только условия образования, но и особенности их строения.
Техногенные россыпные образования уже давно привлекают внимание как производственников, так и исследователей, их изучением в различной степени занимались H.A. Шило, A.C. Власов, Ю.Г. Толпегин, В.И. Емельянов, Ю.А. Мамаев, B.C. Шаповалов, Е.И. Богданов, B.C. Литвинцев, и другие исследователи. Следует отметить, что у большинства специалистов подход к проблеме техногенных россыпей был преимущественно оценочный - оценивались запасы отдельных техногенных россыпей с точки зрения возможности и эффективности вовлечения их в эксплуатацию. Однако решение проблемы освоения техногенных россыпных образований невозможно без серьезного научного обеспечения, включающего создание научных принципов вовлечения техногенных месторождений в эксплуатацию, изучение структур техногенных россыпей и их строения, характера распределения полезных компонентов в толще техногенных образований и др.
Техногенные россыпи характеризуются рядом особенностей, которые в ближней и долгосрочной перспективах позволят осваивать эти месторождения с высокой эффективностью. К ним относятся:
• расположение россыпей техногенного типа в уже освоенных районах с достаточно развитой инфраструктурой положительно влияет на экономику их освоения;
• нарушение цементационных связей аллювиальных горных пород позволяет, в большинстве случаев, разрабатывать их без предварительной подготовки к выемке и с невысокими энергозатратами;
• расположение ценных компонентов по всей толще отложений обеспечивает, в ряде случаев, сплошность отработки техногенных россыпей, что обусловливает высокую производительность выемки и переработки горной массы.
Наряду с этим, в вопросах освоения техногенных россыпей имеются нерешенные проблемы, которые затрудняют их эксплуатацию, а в ряде случаев делают их неконкурентоспособными по сравнению с природными россыпными месторождениями:
• значительно меньшее (в 2-4 раза) содержание ценных компонентов в техногенных россыпях по сравнению с россыпными месторождениями естественного залегания обусловливает значительный (кратный) рост объемов переработки горной массы;
• технологические потери металлов при первичной переработке россыпей, составляющие основу ценности техногенных образований, представлены, как правило, компонентами либо мелких классов, либо металла в сростках с другими минералами, в связи с чем их извлечение требует более эффективных технологий, отличных от применяемых при разработке природных месторождений;
• недостаточная изученность строения, залегания и закономерностей формирования техногенных россыпей не позволяют с одной стороны, давать объективную оценку запасам этих образований, а с другой - создавать эффективные технологии их освоения.
Способ разработки россыпных месторождений можно рассматривать, как причинно-следственную связь между геологическим строением россыпи и строением ее техногенного сателлита. Зная параметры россыпи, морфологию золотоносного пласта, гранулометрический состав золота и рыхлых отложений, характер плотика, осуществленную технологию разработки, можно прогнозировать характеристики техногенных россыпей и рекомендовать наиболее рациональные методы их повторной отработки. Технологические особенности разработки россыпей обуславливают морфологию, состав и распределение остаточных ценных компонентов в отвальных продуктах.
Техногенные россыпи, имеющие как положительные, так и отрицательные особенности, можно рассматривать как резерв сырьевой базы россыпной золотодобычи, особенно в Дальневосточном регионе - территории интенсивной эксплуатации россыпных месторождений, где добывается золота свыше 60 % от общего объема добычи в Российской Федерации. В Дальневосточном районе, включающем Приморский и Хабаровский края, Республику Саха (Якутия), Амурскую, Сахалинскую, Магаданскую области и Чукотский автономный округ, более 85 % драгоценных металлов добывается из россыпных месторождений.
Усредненные данные по качественной характеристике запасов россыпного золота значительно сглаживают весьма сложную ситуацию с состоянием запасов россыпной золотодобычи во всем Дальневосточном районе России. В
настоящее время широко вовлекаются в эксплуатацию россыпи со значительно меньшими, в сравнении со средними, содержаниями золота. Богатые месторождения, как правило, расположены в труднодоступных районах и требуют значительных средств на подготовку их к освоению. В этой ситуации существенно возрастает роль техногенных аллювиальных россыпей, как одного их главных резервов россыпной золотодобычи.
Техногенные россыпи уже длительный период вовлекаются в эксплуатацию (начиная с 60-х годов, когда стали известны случаи довольно значительных по объему разработки техногенных образований), однако масштабы их освоения до последнего времени не находили отражения в отчетной документации горнодобывающих предприятий. Это подтверждается, например, практикой разработки техногенных россыпей в Магаданской области, где этот процесс происходит более интенсивно в сравнении с другими регионами. Так, в ЦентральноКолымском районе за период с 1986 по 1988 г.г. было промыто (по отечественным данным ПО “Северовостокзолото”) 6118 тыс. м3 техногенных песков, причем их доля в общем объеме промывки по отдельным предприятиям составляла от 1,1 до 10 %. Эти объемы промывок отражались в отчетах как “Гидравлическая добыча”.
К настоящему времени техногенные россыпи в Хабаровском и Приморском краях вовлечены в отработку в незначительном объеме, преимущественно на территории деятельности традиционных добывающих предприятий. При отсутствии научно-методического обеспечения результаты эксплуатации техногенных образований весьма противоречивы и не предсказуемы (есть объекты, где повторная отработка обнаруживает промышленные содержания (“Северная”), богатые природно-техногенные россыпи обнаруживаются на длительно эксплуатируемых объектах Н. Амура (М. Жорма ). Известны примеры бедных,
нерентабельных россыпей на месте отработанных богатых месторождений.
Изучение перспектив развития золотодобычи показывает, что удержать, а тем более увеличить добычу россыпного золота к 2000 г. невозможно без реализации ресурсов техногенных россыпей. В ближайшей перспективе это единственная возможность компенсировать негативные тенденции развития сырьевой базы золотодобывающей промышленности из россыпей. Во-первых, это неоправданное размещение геологоразведочных и добычных работ только в границах традиционных россыпных узлов. Во-вторых, преобладание в структуре запасов мелких и очень мелких месторождений, обычно пространственно разобщенных. В-третьих, - повышающиеся требования к качеству запасов, т.к. небольшие разобщенные объекты не позволяют стабильно использовать тяжелую высокопроизводительную технику.
Как показывает анализ прогнозных запасов техногенных образований, для горнодобывающих регионов страны характерной является тенденция увеличения площадей, нарушенных горными работами и сохраняющихся на балансе предприятий длительное время. К ним относятся площади под отвалами торфов, гали и эфелей, под ГПР и другие.
Сложившееся положение требует применения технологий, обеспечивающих переработку значитаельных объемов горной массы и использующих в полной мере возможности размещения отвальных комплексов в выработанном пространстве. Наряду с известными вариантами поточной, циклично-поточной технологий на базе землеройно-транспортных горных машин, достаточно эффективным является гидромеханизированный способ разработки техногенных месторождений, особенно с использованием системы замкнутого (оборотного) водоснабжения и самотечным транспортом пульпы.
Для современного периода разработки россыпных месторождений харак-
терно также мнгообразие горногеологических условий, обуславливающее, как правило, необходимость существенного увеличения объемов подготовки и промывки песков на основе использования мощной землеройной техники и промывочных агрегатов высокой единичной мощности, что для многих новых недропользователей весьма затруднительно или даже невозможно из-за финансовых трудностей. Возникают серьезные трудности и в обеспечении полной дезинтеграции песков таких россыпей, что приводит к значительным потерям металла.
В этой связи перспективным является процесс дезинтеграции песков с использованием эффекта водной эрозии, который реализуется в гидравлическом способе разработки россыпных месторождений. При этом возможно почти полное удаление илисто-глинистых фракций до процесса обогащения, что позволяет существенно уменьшить потери металла.
Интенсификация процессов гидравлического воздействия на массив горных пород является одним из основных способов повышения эффективности разработки техногенных образований.
В Институте горного дела ДВО РАН создана технология разработки россыпных месторождений, включая техногенные, основанная на комплексном воздействии энергии безнапорного потока воды и напорной струи гидромонитора, отличающаяся меньшими энергетическими затратами и высокой экологической безопасностью.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Трубецкой K.H., Уманец В.Н. Комплексное освоение техногенных месторождений. Горный журнал, № 1, 1992, с. 12.
2. Шило H.A. Основы учения о россыпях. М.: Наука. 1981, 383 с.
© B.C. Литвинцев, Ю.А. Мамаев
