CC BY
79
ре насыщенного водяного пара 200 0С. Выше температуру закачиваемого пара поднимать нельзя, так как начинается возгонка нефти Ярегского месторождения в пласте, что недопустимо для условий шахтной разработки.
Расчет технологических показателей термошахтной разработки для подземноповерхностной системы производился по вышеприведенной методике. Анализ расчетных и фактических показателей за первые четыре года разработки показал хорошую сходимость. Расхождение составляет всего 7 %. Это показывает надежность работы методики для различных систем термошахтной разработки.
По подземно-поверхностной системе получены высокие результаты. За четыре года разработки нефтеизвлечение от балансовых запасов термошахтным способом составило 23,2 %, а за последний год 9,8 %, что составляет 22 % от извлекаемых запасов. Это является мировым рекордом по темпам нефтеизвлечения для высоковязких нефтей. В 2003 г. ВНИИнефть разработало проект разработки Ярегского месторождения по подземно-поверхностной системе.
По разработанной методике проведены расчеты для ряда месторождений высоковязких нефтей и природных битумов, расположенных в России и за рубежом. Расчеты показали, что
применение термошахтного способа эффективно для многих месторождений.
Расчеты были посланы в соответствующие компании, которые ведут разработку этих месторождений. Но положительных ответов на возможность сотрудничества не поступило. Это объясняется следующим: нефтяники не имеют опыта работы с шахтами; шахтеры не имеют опыта работы с нефтяным пластом. В связи с этим, несмотря на высокие показатели термошахтной разработки, этот метод в промышленном масштабе применяется в России только на Ярегском месторождении.
С другой стороны, определенную заинтересованность к термошахтной разработке проявляют нефтяники Канады и США, где имеются опытные шахты на месторождениях тяжелой нефти Атабаска и Керн-Ривер.
Чтобы, как обычно, России не оказаться в ближайшем будущем в хвосте применения новых методов добычи нефти необходимо объединить научные силы нефтяников и шахтеров для внедрения термошахтного способа добычи нефти, который может стать основным после выработки запасов легкой нефти.
Доклад подготовлен в соответствии с грантом Т02-04.2-1291 Минобразования РФ «Фундаментальные исследования в области технических наук».
— Коротко об авторах ------------------------------------------------------------------
Коноплев Юрий Петрович - кандидат технических наук, доцент кафедры разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений и подземной гидравлики (РЭНГМ и ПГ) Ухтинского государственного технического университета (УГТУ).
------------------------------------ © В.О. Конышев, Е.В. Савостьянов,
Г.Н. Власов, 2005
УДК 533.43., 622.12
В.О. Конышев, Е.В. Савостьянов, Г.Н. Власов
ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ЗОЛОТЫХ РУД КРУПНООБЪЕМНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ФЕДОРОВСКОЕ-1
Семинар № 15
Таблица 1
Минеральный состав первичных руд по веществу лабораторных технологических проб (ЛТП): кварцевой жилы Стержневой (ЛТП №2); той же жилы, разубоженной в 10 раз боковыми породами при проходке рудного штрека (ЛТП №3); той же жилы, разубоженной в 2 раза боковыми сланцами (товарная руда из магазина опытнопромышленного блока; ЛТП№25). Анализы выполнены в ОАО «Иргиредмет».
Минералы и группы минералов Массовая доля в пробах, %
ЛТП №2 ЛТП №3 ЛТП №5
Кварц рудный и породообразующий 51,0 48,3 68,7
Карбонаты (кальцит) 14,0 13,7 6,0
Полевые шпаты (микроклин и др.) 2,8 1,8 1,4
Железо-магниевые силикаты (биотит, хлорит и др.) 29,3 32,5 17,6
Мусковит, серицит, каолинит 1,0 2,1 2,0
Сульфиды (пирит, пирротин и др.) 0,1 0,6 0,2
Оксиды железа (лимонит, ярозит и др.) 1,8 5,0 4,3
Акцессорные примеси: рутил, апатит, ильменит, хромит Редкие зерна
Всего 100,0 100,0 100,0
'П Ортон-Федоровском рудном узле Куз-
.Н нецкого Алатау за последние 3 года силами и средствами ОАО «Горнорудная компания «Кемерово-Москва» (ОАО «КЕМО») выявлено, оценено и частично разведано крупнообъемное золоторудное месторождение сухоложского типа Федоровское-1. Геологическая позиция месторождения, морфология рудных тел, вещественный состав природных типов руд и технологические схемы извлечения из них золота, отражены в опубликованных работах первооткрывателей [1,
2].
На рудном поле (рис. 1) поисковыми маршрутами масштаба 1:25000, геологомаркшейдерским картированием масштаба 1:500 и разведочными работами было выявлено более 90 протяженных золотоносных зон, простирающихся в северо-восточном направлении в полосе пород, шириной околоЗ км и длиной до 4,5 км.
В процессе разведки за 2 полевых сезона было пройдено 55 бульдозерных и экскаваторных разведочных канав и траншей, 640 погонных метров подземных горных выработок на штоль-невом горизонте, пробурено 14 колонковых скважин общей длиной 1526 м, отобрано и проанализировано пробирным методом более 5 тысяч бороздовых и керновых проб.
Заверка данных разведки по жиле Стержневой осуществлялась подземной опытнопромышленной эксплуатацией одного из ее блоков. Среднее содержание золота в руде этого блока было оценено в 16,8 г/т по 100 рядовым бороздовым пробам стандартного сечения. Переработка на гравитационной установке ОАО «КЕМО» (при крупности дробления -3 мм и извлечении 65,8 % золота) вынутой из этого блока части руды массой 54,1 т позволи-
ла извлечь 2248,2 г химически чистого золота, 432,6 г серебра и 1,2 г палладия. Переработанная масса руды в 54,1 т может считаться представительной валовой пробой детально изученного блока жилы, среднее содержание в которой по балансу металла в продуктах обогащения составило 63,4 г/т.
Фактическое содержание золота оказалось в
3,8 раза выше, чем определенное по данным рядового опробования. Это несоответствие поста-
Таблица 2
Химический состав первичных руд месторождения по технологическим пробам.
Анализы выполнены в ОАО «Иргиредмет»
Компоненты Массовая доля в пробах, %
ЛТП №2 ЛТП №3 ЛТП №5
ЭЮ2 59,06 56,2 78,2
ТІО2 0,30 0,59 0,52
АІ2О3 4,41 7,20 3,98
Бе общее 3,91 5,31 3,38
СаО 8,41 7,15 3,45
М^О 7,30 7,82 8,98
Р2О5 0,15 0,21 0,15
8 общая 0,083 0,48 0,03
8 окисленная 0,004 0,07 0,01
8 сульфидная 0,079 0,41 0,02
Ая 0,043 0,03 0,007
ЭЬ 0,001 0,001 0,001
СГ2О3 0,061 0,69 0,04
Си
РЬ 0,001 0,001 0,001
2п
№ 0,041 0,029 0,05
С органическое 0,004 0,004 0,005
К2О 0,4 4,3 0,37
№2О 0,7 2,8 0,6
П.П.П. 13,0 11,6 8,12
Итого 100,0 100,0 100,0
вило вопрос о низкой достоверности рядового опробования и заострило внимание на возможности снижения бортового содержания и прирезки к контурам жил объемов прилегающих пород с прожилково-вкрапленной минерализацией, в которых нередко содержания золота равны и даже превышают таковые в кварцевых жилах. Это изменило представления о промышленном типе месторождения, как о крупнообьемном, а не о жильном объекте. Разведанные рудные тела в центральной части месторождения (рис. 2), оконтуренные при различных бортовых содержаниях в пределах прожилково-вкрапленных минерализованных зон, а не по геологическим границам жил, представлены черносланцевыми пачками пород, несущими самородное золото, незначительную (до 3 %) сульфидную и магнетитовую
вкрапленность, линзы и прожилки кварца. Количество жильного кварца в них обычно не превышает 10-20 %. Рудные залежи падают на северо-запад под углами 60-85°. Они нередко разбиты на рудные блоки поперечными и диагональными диабазовыми дайками различной мощности.
В хрупких пластах песчаников и силлах порфировидных габбро-диоритов, раздавленных, брекчированных и будинированных между пластичными сланцами, участками развита прожил-ково-вкрапленная штокверковая минерализация, аналогичная таковой месторождения Подлунный голец Коммунаровского рудного поля.
Минеральный и химический состав первичных руд приведен в табл. 1 и 2. Лигатурное золото по данным аффинажной переработки имеет 839 пробу. Руды не являются упорными, так как
Рис. 1. Геологический план Федоровского-1 рудного поля: 1 - известняки темно-серые в различной мере мраморизо-ванные (еь2); 2 - углеродистые известняк-песчаник-алевролит-аргиллитовые черносланцевые толщи в различной степени ороговикованные (е1-2); 3—5 - габбро-диорит-плагиогранитный мартайгинский интрузивный комплекс (е1.2-О);: 3 - габбро порфировидное; 4 - диориты, габбро-диориты гибридные и милониты по ним с эпидот-биотит-актинолитовой и хлорит-серицит-карбонат-кварцевой минерализацией с сульфидами; 5 - плагиограниты; 6 - контур горного отвода № 1373 от 21.12.2000 г. ОАО «КЕМО»; 7 - пестроокрашенные охристо-глинисто-песчано-дресвяные линейные залежи ЗКХВ, представляющие собой окисленные до средней глубины 24,4 м части крутопадающих пластов углеродистых хлорит-серицит-полевошпат-кварцевых сланцев и роговиков с прожилково-вкрапленной золото-магнетит-сульфидно-кварцевой минерализацией: а - разведанные и выявленные при поисковых работах; б - возможные продолжения залежей ЗКХВ на неисследованных территориях; 8 - контур площади (4% территории горного отвода) геолого-маркшейдерской съемки масштаба 1:500, где обнаружены и инструментально привязаны блоки 27 пластообразных залежей ЗКХВ (прогнозные ресурсы Р1), а часть залежей (50% выделенной площади) разведана горными выработками и скважинами (запасы категории С1-2); 9 - разведочная штольня №1 со штреком; 10 - местная координатная сетка
®і га» в сз, в, в кз, и. ця. і—і.-га„
Рис. 2. Геологоразведочный план к подсчету запасов разведанных крутопадающих пластообразных залежей ЗКХВ, сложенных рыхлыми рудами, окисленными до средней глубины 24,4 м и пригодными для извлечения золота по россыпной технологической схеме: 1 - линии бороздового опробования по разведочным канавам и траншеям; 2 - подземные горные выработки; 3 -разведочные скважины; 4 - система разведочных линий; 5 - контуры залежей при бортовом содержании золота 0,8 г/т и среднем содержании 3,7 г/т или 7,6 г/м3 по результатам пробирных анализов рядовых проб; 6 - контуры залежей при бортовом содержании золота 0,2 г/т и среднем содержании 1,1 г/т или 2,4 г/м3 по результатам пробирных анализов рядовых проб; 7 - местная координатная сетка; 8 - вектор на север; 9 - цифровые значения координат в км; 10 - известняк-песчаник-алевролит-аргиллитовая углеродистая толща с рудовмещающими горизонтами черных сланцев; 11 - элементы залегания пластообразных залежей ЗКХВ
характеризуются незначительной долей золота, связанного в сульфидах (табл. 3). До средней глубины 24,4 м залежи представлены природным типом золотоносной коры химического выветривания (ЗКХВ), сложенной дресвяно-глинистой пестроокрашенной массой неперемещенных окисленных частей минерализованных зон.
Запасы разведанных рудных тел и блоков в центральной части месторождения приведены в табл. 4 и 5. По значениям рассчитанной продуктивности 1 км разведанных минерализованных зон в 410 кг по природному типу руд ЗКХВ и в 3,4 т золота по первичным рудам произведена оценка прогнозных ресурсов (табл. 6) на флангах в пределах горного отвода. Для оценки достоверности подсчета запасов вдоль разведочной линии 65, поперечно траншее №230, продольно вскрывшей блок №29 рудного тела №6, экскаватором была отобрана полупромышленная технологическая проба ППТП № 10. Приведенные на схеме отбора (рис. 3) данные рядового бороздового опробования по 5 разведочным пересечениям и по
керновому опробованию скважины №111 позволили определить среднюю горизонтальную мощность этого рудного блока в 5,9 м, а средневзвешенное содержание золота - в 1,02 г/т (табл. 7). Средневзвешенное содержание золота вдоль разведочных пересечений по кровле (пробы 34073413) и подошве (пробы 1602-1608) крупнообъемной борозды ППТП №10 составило всего 0,77 г/т.
Опробование взятой рудной массы в кузовах 2 самосвалов КрАЗ-6510 по схеме конверта показало содержания в 3,4 и 2,5 г/т. Геологической службой ОАО «Коммунаровский рудник» из штабеля перевезенной к фабрике руды было отобрано 12 проб, содержания золота в которых отражены в таблице 8. Среднее содержание было определено в 6,8 г/т, а с ограничением ураганных проб - в 3,1 г/т. После проведения на фабрике дробильно-измельчительного цикла до класса -8 мм с конвейерной линии были взяты пробы измельченного материала, результаты пробирного анализа по которым приведены в табл. 9. Среднее содержание в руде было определено в 5,03 г/т. По фабричной схеме (рис. 4) проба руды подверглась гравитационному обогащению на отсадочной машине, результаты которого отражены в табл. 10. Содержание золота составило 75,4 г/т в концентрате отсадки при 5 % его выходе, а доиз-мельченные продукты хвостов обогащения по данным пробирных анализов показали содержания от 16,8 до 17,8 г/т. Фактическое содержание золота в исходной руде определено в 18,8 и 20,7 , а не в 5,03 г/т.
На лабораторной гравитационной установке (рис. 5) подверглась обогащению проба в 100 кг, составленная из остатков материала, после отбора навесок для производства пробирных анализов, 14 проб (см. табл. 9), измельченных от -8 мм до класса -2 мм. Две части пробы массой по 20 кг
каждая были обогащены на центробежных концентраторах, а 60 кг навеска оставлена для производства опытов по цианированию.
В объединенных хвостах, полученных после обогащения материала проб на центробежных концентраторах (рис. 5), среднее содержание золота составило 11,3 г/т, при колебаниях от 10,0 до
12,8 г/т по 5 пробам. В концентратах содержания золота определены в 179,1 и в 288,0 г/т, при среднем значении 227,0 г/т. Фактическое содержание золота в исходной руде составило 14,33 г/т (табл.
Рис. 3. Геологический план и разрез участка рудного блока №№29 рудного тела Ж°6 с данными бороздового и кернового опробования и схемой отбора полупромышленной технологической пробы (ППТП) Ж2Ї0, переработанной на золотоизвлекательной фабрике (ЗИФ) ОАО «Коммунаров-ский рудник»: 1 - алевролиты, 2 - песчаники, 3 - известняки, 4 - черные сланцы с прожилково-вкрапленной зо-лото-сульфидно-магнетитовой минерализацией, 5 - брекчированные песчаники, 6 - покровные суглинки с обломками известняков, песчаников и диабазов, 7 - контур объема вещества рудной залежи, отобранного в качестве ППТП №10, 8 - линии бороздового и керново-го опробования. Цифрами указаны: номера проб; числитель дроби - длина пробы, м; знаменатель дроби - содержание золота по результатам пробирных анализов, г/т, 9 - борта и днище разведочной траншеи на разрезе, 10 -борта разведочных траншеи и канавы на плане, 11 - номер, направление бурения (стрелка) и проекция разведочной скважины С-111 на горизонтальную плоскость, 12 - направление на север, 13 -контуры кварцевых жил в рудной залежи, 14 - линия дневной поверхности на разрезе до снятия почвенно-
растительного слоя, 15 - линия геологического разреза
11), а не 5,03 г/т, установленное ранее пробирными анализами (см. табл. 9). Более низкое содержание, чем при промышленном обогаще-
нии, вероятно, в этом случае объясняется меньшей представительностью лабораторной технологической пробы по массе. Тем не менее, то и другое испытания свидетельствуют, что в данные рядового опробования раздробленной до -8 мм руды должен быть введен поправочный коэффициент, повышающий исходное содержание в рудах (5,03 г/т) в 2,85-3,04 раза.
Истинные содержания золота превысили таковые, полученные по данным геологического бороздового опробования рудного блока в 20,7 раза (см. табл. 7), а при учете результатов опробования только кровли и подошвы крупнообъемной пробы - в 26,9 раза. Проблема занижения содержаний, искажающая результаты разведки и часто вызывающая отнесение богатых руд к раз-
ряду забалансовых, кроется в недостаточной представительности рядового опробования, про-
цесса про-
Таблица 3
Результаты рационального анализа золота первичных руд рудного тела Карьерного
Формы нахождения золота и характер ЛТП №2 ЛТП №3 ЛТП №5
его связи с рудными компонентами Аи, г/т Аи,% Аи, г/т Аи,% Аи, г/т Аи,%
Золото с чистой поверхностью 8,75 91,6 0,23 43,5 2,41 72,2
3олото в виде сростков 0,60 6,3 0,1 18,9 0,53 16,6
Всего в цианируемой форме 9,20 97,9 0,33 62,4 2,94 88,2
Упорное, не извлекаемое цианированием 0,20 2,1 0,2 37,6 0,36 11,8
Итого в исходной руде 9,40 100,0 0,53 100,0 3,30 100,0
Таблица 4
Общая сводка разведанных запасов * по состоянию на 0Ї.07.2003г.
Сводка запасов Сі, кг С2, кг £ С1+ С2, кг
Запасы, разведанные на 01.04.02 г. по СВ флангам рудного тела Карьерного и рудного тела №6 204,4 575,6 780,0
Прирост запасов окисленных руд (ЗКХВ) на 01.07.03 г. по рудным телам центральной части горного отвода. 998,3 1573,3 2571,6
Прирост запасов первичных руд на 01.07.03 г. по рудному блоку №29 ЮЗ фланга рудного тела №6 706,7 706,7
£ запасов 1202,7 2855,6 4058,3
*Соотношение С1 : С2 = 29 : 71, что отвечает требованиям ГКЗ (больше 20%).
Таблица 5
Сводка разведанных запасов золота в ЗКХВ месторождения Федоровского-1 при различных бортовых содержаниях
Запасы Руды, тыс. т Золото, кг Содержание золота
г/т мг/м3
Борт 0,2 г/т 2844 3281 1,13 2350
Борт 0,4 г/т 1361 2862 2,1 4368
Борт 0,8 г/т 707 2572 3,7 7592
Таблица 6
Сводка прогнозных ресурсов рудного поля Федоровского-1 в пределах уточненных границ горного отвода
Прог- нозные ресурсы Разведанных и оцененных залежей в центральной части горного отвода, т Залежей, от-картированных на ближайших флангах раз-веданной части горного отвода, т Залежей, выявленных поисковыми маршрутами в ЮЗ половине горного отвода , т Всего прогнозных ресурсов золота в изученной части горного отвода, т Металлоге-нический потенциал не-опоискованной части горного отвода
Катего- рии ЗКХВ Первич. руды ЗКХВ Первич. руды ЗКХВ Первич. руды ЗКХВ Первич. руды ЗКХВ Первич. руды
Р1 0,7 26,3 3,2 26,3 3,9 52,6
Р 2 12,8 94 12,8 94
Без категории 3,2 26,3
Сумма 0,7 26,3 3,2 26,3 12,8 94 16,7 146,6 3,2 26,3
Таблица 7
Средние параметры разведанной части блока №№29 рудного тела Ж°6 по 6 разведочным пересечениям
№№ проб разведочных пересечений Мощность, м Средневзвешенное содержание Аи, г/т Метрограммы, м х г/т
3400 - 3406 7,1 1,28 9,13
3407 -3413 6,6 0,70 4,64
1608 - 1602 5,7 0,86 4,89
3418 - 3424 6,35 1,03 6,53
3425 - 3429 6,4 0,92 5,88
111/13 - 111/23 по С-111 12,0 (3,1)* 1,62 5,02
Сумма 35,25 36,09
Среднее 5,88 1,02
* Примечание: в скобках дана горизонтальная мощность рудного тела по скважине, участвующая при определении средневзвешенного содержания_________________________________________________________________
Таблица 8
Результаты точечного опробования материала ППТП№№10 в рудном штабеле геологической службой ОАО «Коммунаровскийрудник»
Про- бы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Сред- нее Ограничение ураганных 6 и 9 проб
Аи, г/т 1,0 1,9 1,2 1,0 2,4 36,8 6,3 0,9 25,1 1,5 0,9 0,5 6,8 3,1
Таблица 9
Результаты опробования исходной руды на золотоизвлекательной фабрике ОАО «Коммунаровский рудник» после дробления ее до класса -8 мм
Про- бы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Сред- нее
Аи, г/т 5,0 5,2 5,6 5,4 3,6 6,4 6,4 3,9 7,9 4,1 4,2 4,0 4,1 3,2 5,03
Таблица 10
Результаты промышленного гравитационного обогащения ППТП №№10 на ЗИФ ОАО «Коммунаровский рудник» при крупности дробления до класса -8 мм
№№ п /п Продукты Выход, т Содержание золота, г/т Количество золота, г
1 Выход из мельницы 23,1 18,8; 20,7; (5,03)*) 434,3; 478,2; (116,19)
2 Хвосты отсадки 21,94 17,8 390,53
3 Слив классификатора (класс -0,15 мм) 21,94 16,8 368,59
4 Концентрат отсадки 1,16 75,4 87,46
*) В скобках здесь и далее среднее содержание золота по данным пробирного анализа 14 проб исходной руды, измельченной в мельнице до класса -8 мм (см. табл. 9)_____________________________________________
Таблица 11
Результаты лабораторного гравитационного обогащения части руды ППТП №№10 на ЗИФ ОАО «Коммунаровский рудник»
Продукты обогащения Выход, Содержание золота, г/т Количество
п /п кг золота, мг
1 Исходная руда измельченная до класса 40 14,3; (5,03)* 573,5;
-2 мм (201,2)
2 Концентрат 0,56 227 127,5
3 Хвосты 39,44 11,3 445,7
*) В скобках здесь и далее среднее содержание золота по данным пробирного анализа 14 проб исходной руды, измельченной в мельнице до класса -8 мм (см. табл. 9)_____________________________________________
боподготовки и несовершенства стандартной методики проведения пробирных анализов, зависящих от вещественного состава руд, а особенно -от крупности частиц золота.
Из 2248,3 г химически чистого золота, попутно добытого ОАО «КЕМО», большая часть (1448 г или 64 %) была извлечена из зерен величиной +0,6 мм, а 800 г - из частиц меньшего размера, не отделенных от золото-сульфидно-кварцевого концентрата при обогащении. Ситовой анализ 2,62 г деформированных дробилкой зерен золота величиной +0,6 мм, извлеченного гравитацией из 240 кг дресвяно-щебнистого материала, отмытого от песчано-глинистой фракции технологической пробы ЗКХВ массой 2496 кг [1, 2], показал наличие частиц золота величиной до 11 мм (табл. 12). Кроме того, в россыпях реки Федоровки встречались самородки массой от 52 до 800 г, представляющие собой золотые плитки толщиной до 1,5
Рис. 4. Технологическая схема промышленного гравитационного обогащения руды ППТП №10 Федоровского-1 месторождения на ЗИФ ОАО «Коммунаровский рудник»
см с раковистой поверхностью. Естественно, крупные частицы золота не могут быть обнаружены в геологических пробах ограниченной массы.
На 36 % металла в рудах приходятся частицы величиной -0,6 мм. Из них, по исследованиям ОАО «Иргиредмет» (табл. 13), зерна золота величиной от -0,6 мм до +0,20 мм составляют еще 57 % металла. Таким образом, на долю крупного и среднего золота приходится 84,5 % свободного золота. На мелкое и тонкое золото с величиной зерен менее 0,20 мм приходится лишь 15,5 % металла.
Попытаемся представить, какой величины зерна золота участвуют в 50 г навеске пробы для анализа. Степень измельчения 1 кг материала пробы для анализа достигала 100 % класса - 0,074 мм. Соответственно и попавшие в пробу частицы золота истирались до указанного размера. Контроль осуществлялся
просеиванием через сито. Допустив, что измельченные частицы золота имеют шаровидную форму, находим объем и массу (0,0041 мг) каждой такой частицы 839 пробы.
По верхним пределам различных классов содержаний золота в рудах находим количество частиц золота в 50 г навеске для пробирного анализа (табл. 14). Так, в классе руд с содержаниями золота до 1 г/т в навеске для анализа содержится 12 подобных частиц. В классе руд от 1 до 2 г/т их количество достигает 24, что равноценно 1 измельченной частице золота величиной до -0,2 мм и массой 0,075 мг.
При работе с рудами классов содержаний в 32-128 г/т в навесках для пробирного анализа участвуют только измельченные частицы металла величиной до -0,2 мм. В классе руд с содержанием от 128 до 256 г/т в навеску для анализа попадают 3122 частиц золота величиной - 0,074 мм или 171 частица величиной до -0,2 мм, или 1 измельченная частица величиной до 1,0 мм и так
далее. В последнем случае 1 кг навеска пробы, подвергшаяся измельчению, еще является представительной в соответствии с формулой Ричар-да-Чечетта:
Р = кБ2,
где Р - масса пробы, кг; к - коэффициент равный
1 при крайне неравномерном содержании золота; Б - диаметр частиц золота в пробе, мм.
Приведенные расчеты показывают, что в 50 г навеску для пробирного анализа могут попасть только частицы металла с величиной зерен класса менее 0,2 мм при уровнях содержаний золота в рудах до 128 г/т. Таким образом, большая часть золота в рудах Федоровского-1 месторождения (84,5 %) чаще всего не фиксировалась пробирными анализами. Теоретический повышающий коэффициент (ТПК) на содержание в рудах круп-
Рис. 5. Технологическая схема лабораторного обогащения части материала ППТП №10 Федоровского-1 месторождения на ЗИФ ОАО «Коммунаровский рудник»
ных частиц золота к данным пробирного анализа определяется соотношением крупного и среднего золота к мелкому и тонкому как (84,5 %:15,5 %) +1 = 6,4.
Чтобы выявить присутствие металла с величиной частиц от 0,20 до 0,6 мм (20,5 % всего золота), дающего ТПК = 2,3 к содержаниям, определенным пробирными анализами, навеска для анализов должна превышать 360 г. Это вызывает необходимость проведения 7 пар стандартных пробирных анализов по 50 г вещества, что не рационально и очень дорого.
По известной методике ЦНИГРИ [3] стандартного сечения бороздовая проба должна быть измельчена до класса -0,2 мм и обогащена гравитационным методом. Продукты обогащения должны подвергаться пробирным анализам. По балансу свободного металла и обнаруженного пробирными анализами в хвостах, промпродукте и золотой головке (3 пары пробирных анализов), с учетом весового золота, должны рассчитываться содержания металла в каждой пробе. При этом количество пробирных анализов возрастает в 3 раза по сравнению с рядовым опробованием, резко увеличивается время на процесс гравитационного обогащения и рудоподготовку каждой пробы, но не искажаются результаты опробования при крупности частиц золота до 3 мм.
Частицы металла величиной от 0,6 до 3 мм занимают 4,2 % от количества (64 %) крупного золота или 2,7 % от всего золота. ТПК к данным пробирного анализа по золоту этой крупности оценивается в 1,2. Для обнаружения такого металла необходимо выполнить пробирные анализы по всей 9 кг массе рядовой бороздовой пробы стандартного сечения 0,1х0,05х1,0 м3, что нереально. Здесь еще применима методика ЦНИГРИ [3], позволяющая избежать искажения содержаний аналогично случаю с золотинами среднего (0,20-0,6 мм) размера.
Таблица 12
Ситовой анализ крупной фракции золота класса +0,6 мм, составляющей 64% всего золота в рудах. Анализ выполнен в ОАО «КЕМО»
Класс, мм Количество знаков, шт. Суммарная масса знаков, г Выход, % Средняя масса знака, г Массовая доля от всего Аи,%
+10 2 0,510 19,5 0,255 12,5
+9 0 0,000 0 0
+8 1 0,640 24,4 0,640 15,6
+7 0 0 0 0
+6 1 0,030 1,1 0,030 0,7
+5 5 0,310 11,8 0,062 7,6
+4 9 0,730 27,9 0,081 17,8
+3 12 0,290 11,1 0,024 7,1
+2 48 0,090 3,4 0,002 2,2
+1 22 0,020 0,8 0,001 0,5
+0,6 0 0 0 0
Сумма 100 2,62 100 0,026 64
Таблица 13
Ситовой анализ мелкого и тонкого свободного золота (36% общего количества) в первичных рудах в технологических пробах по исследованиям ОАО «Иргиредмет»
Класс крупности, мм Массовая доля золота в пробах, % Массовая доля от всего золота в рудах, %
ЛТП №2 ЛТП №3* ЛТП №5* ЛТП №2 ЛТП №3* ЛТП №5*
-0,6 +0,5 32,0 - - 11,5
+0,2 25,0 - - 9,0
+0,15 20,0 53,0 43,0 7,2 19,1 15,5
+0,074 18,6 26,0 10,0 6,7 9,4 3,6
-0,074 4,4 21,0 47,0 1,6 7,6 16,9
Итого 100,0 100,0 100,0 36 36 36
* Примечание: крупные золотинки не попали в навески для исследований ОАО «Иргиредмет», хотя в крупнокусковом материале проб они присутствовали. ЛТП №2 была доставлена для исследований в измельченном до -2 мм состоянии и в этом плане более представительна (выделено жирным текстом)_____________________
Частицы золота величиной от 3 до 7 мм занимают 51,9 % от массы (64 %) крупного золота или
33,2 % от всего золота. ТПК к данным рядового пробирного анализа для учета такого золота оценивается цифрой 3,1. Здесь уже не работает методика ЦНИГРИ [3], предназначенная для рядовых проб. Для обнаружения подобного золота необходимо выполнить анализ по 49 кг массе, полученной отбором сопряженных 4 проб стандартного сечения. С учетом того, что по каждому разведочному пересечению должно отбираться от 10 до 50 таких серий рядовых проб длиной от 0,5 до 2 м, можно представить невероятные объемы опробования на таком крупнообъемном месторождении как Федоровское-1. По существу каждая такая серия из 4 сопряженных проб должна обрабатывается как малая технологическая проба. Из совокупности таких проб по разведочным пересечениям могут составляться картировочные технологические пробы при заданных параметрах бортовых содержаний. Соответственно, затраты по отбору, транспортировке, хранению, рудопод-готовке и гравитационному обогащению возрастают во много раз. Наряду с получением свобод-
ного золота здесь требуется полная выплавка золота из всей массы гравитационного концентрата (шлиха), магнитного концентрата, производство пробирного анализа по хвостам обогащения, промпродукту и исходной руде по каждой серии сопряженных проб. Именно золото такой величины и крупнее не улавливалось при рядовом опробовании, но обнаруживалось в продуктах обогащения валовых проб.
Наконец, частицы золота величиной от 7 до
11 мм составляют 43,9 % от количества (64 %) крупного золота или 28,1 % от всего золота. ТПК = 2,8 к данным рядового пробирного анализа. Для обнаружения такого золота необходимо выполнить анализ рекомендованный ЦНИГРИ [3] уже по 121 кг массе, полученной отбором сопряженных 10 проб стандартного сечения. Не исключена также вероятность, что и коэффициент в формуле Ричарда-Чечетта может оказаться равным не 1, а
2 или большему значению, как на некоторых алмазных месторождениях. Объемы опробования и переработки проб на крупнообъемных телах крупного месторождения при этом возрастают до невероятных размеров, что приводит по затратам
денежных средств к тупиковому варианту разведки по стандартной методике.
Естественно, что при проведении ГРР предшественниками, отбор, обработка и технологическая переработка подобных расчетных масс рудного материала не производились. Отсюда вытекали все беды и неудачи при многократных возобновлениях разведок участков с видимым золотом. Пока производились небольшие разработки золотоносных тел и золото извлекались кустарными и лабораторными способами из валовых проб, перспективы рудных тел оценивались высоко. Но при переходе к поисковым и буровым работам на флангах для оценки масштабов объектов, рядовое опробование искусственно губило перспективы, не отражая закономерности распределения металла в рудах и занижая его количество по теоретическим расчетам в 6,4 раза на Федо-ровском-1 рудном поле.
На общие беды, обусловленные представительностью масс проб и процессами рудопод-готовки, накладывается несовершенство стандартной методики пробирного анализа. При расхождении более чем на 20 % массы корточек золота, выплавленных из 2 навесок пробы, массой по 50 г каждая, этой методикой предусматривается повтор анализов по 2 контрольным навескам. Содержание золота рассчитывается по усредненной массе 2 корточек, удовлетворяющей пределу сходимости результатов. За бортом оказываются высокие и минимальные значения рядовых анализов.
По приведенной в табл. 15 выборке из 44 пар основных и контрольных анализов среднее содержание золота определено в 4,65 г/т, а по максимальным массам корточек - в 38,89 г/т или в 8,36 раза выше. Среднее содержание по минимальным массам корточек составило 3,38 г/т, или 0,73 от среднего содержания, определенного лабораторией. Разнобой в параллельных анализах исключался в лаборатории дополнительными анализами, выполненными по стандартной методике. По существу, лабораторией производится первое ограничение ураганных значений, а вернее - резкое занижение средних содержаний.
Широкие колебания между минимальными и максимальными значениями пробирного анализа вызваны на первый взгляд неравномерным перемешиванием материала пробы перед отбором навесок. Хотя не исключен вариант слипания частиц золота в процессе просеивания и перемеши-
вания тонкого материала пробы, как это наблюдается при формировании россыпных месторождений [4]. Причины появления подобных случаев еще предстоит установить. Вызваны ли они браком работы при пробоподготовке или обусловлены особыми свойствами частиц золота при размалывании покрываться полимерными пленками вещества руд, получать электростатические заряды [5] с последующим эффектом слипания тонких частиц между собой при перемешивании измельченного в пудру материала.
Так или иначе, но оценка прогнозных ресурсов и цифры подсчитанных запасов месторождения не могут быть ниже приведенных значений в табл. 4-6, а скорее всего, судя по ТПК, могут возрасти в 6,4 раза. Соответственно, и руды из разряда рядовых могут быть переведены в категорию богатых. Заверочные работы по валовым полупромышленным технологическим пробам первичных и окисленных руд, фактически подтвердили правомочность использования повышающих коэффициентов по нескольким блокам.
Для подсчета запасов по высоким категориям уровни содержаний золота в рудах рациональнее всего заверять не огромным количеством дорогостоящих рядовых и сопряженных с ними крупнообъемных проб, а валовым задирковым опробованием отдельных рудных блоков и тел в установленных контурах повышенных содержаний золота. Переработку валовых проб желательно производить на промышленных установках методами гравитационного обогащения с оценкой баланса металла по всем продуктам обогащения.
Проведенными испытаниями по обогащению первичных руд [1] выявлена возможность получения гравиоконцентрата с высокими содержаниями золота при двухстадиальной схеме измельчения до конечной крупности -0,1 мм (85-90 % класса -0,074 мм). Общее извлечение золота по гравитационной схеме оценено на уровне 72-75 %. При этом в «золотую головку», с содержанием золота в 75-105 кг/т и пригодную для плавки в слиток, извлекается 57,2-
58,3 % золота. В промпродукте и хвостах гравитации содержится от 81,5 до 89,6 % золота в цианируемой форме. Хвосты гравитационного обогащения можно перерабатывать гидрометаллургическим путем совместно с рудами, предназначенными для кучного выщелачивания (КВ).
Таблица 15
Сопоставление результатов по выборке проб пары основные анализов с парой контрольные, выполненных в лаборатории ОАО «Артемовская золоторудная компания» (ОАО «АЗРК») по стандартной методике пробирныьх анализов
№№ № про- Масса золота, извлеченная из 50 г навески Содержания золота , г/т
п/п бы пробы, мг
Основная пара на- Контрольная пара По данным Мини- Макси-
весок навесок лаборатории мальное мальное
1 экз. 2 экз. 3 экз. 4 экз.
1 2207 0,15 0,7 0,08 0,08 1,6 1,6 14,0
2 2216 0,25 0,4 0,05 0,04 0,9 0,8 8,0
3 2218 0,03 0,22 0,02 0,03 0,5 0,4 4,4
4 2225 0,09 0,01 0,01 0,01 0,2 0,2 1,8
5 2306 0,19 Брак 0,05 0,06 1,1 1,0 3,8
6 2308 0,18 Брак 0,10 0,10 2,0 2,0 3,6
7 2315 0,22 Брак 0,18 0,14 3,2 2,8 4,4
8 2367 0,63 Брак 0,47 0,48 9,5 8,36 12,2
9 2423 0,19 0,23 0,19 0,19 3,8 3,8 4,6
10 2787 0,25 0,38 0,29 0,2 5,7 4,0 7,6
11 2932 0,12 0,03 0,03 0,02 0,5 0,4 2,4
12 3065 0,25 Брак 0,02 0,03 0,5 0,4 5,0
13 3067 0,16 Брак 0,14 0,13 2,7 2,6 3,2
14 3069 1,1 Брак 0,02 0,02 0,4 0,4 22,0
15 3074 0,38 Брак 0,05 0,05 1,0 1,0 7,6
16 3189 0,32 Брак 0,01 0,01 0,2 0,2 6,4
17 1436 0,12 0,01 0,01 0,01 0,2 0,2 2,4
18 1447 0,07 0,02 0,01 0,01 0,2 0,2 1,4
19 2585 0,60 0,45 0,44 0,45 8,9 8,8 10,2
20 104/4 0,35 0,20 0,34 0,34 6,8 5,0 7,0
21 2432 0,28 0,07 0,04 0,05 0,9 0,08 5,6
22 1436 0,01 0,12 0,01 0,01 0,2 0,2 2,4
23 1447 0,07 0,02 0,01 0,01 0,2 0,2 1,4
24 1436 0,02 0,12 0,01 0,01 0,2 0,2 2,4
25 2849 0,28 0,07 0,11 0,13 2,4 1,4 5,6
26 2610 0,15 0,23 0,15 0,13 2,8 2,6 4,6
27 259 0,02 0,49 0,03 0,02 0,5 0,4 9,8
28 318 0,70 0,38 0,53 0,99 15,2 7,6 19,8
29 310 2,69 70,0 2,72 2,71 54,3 53,8 1400,0
30 328 0,03 0,1 0,06 0,05 1,1 0,6 2,0
31 136 0,25 0,05 0,005 0,005 0,1 0,1. 5,0
32 200 0,08 0,57 0,13 0,2 0,70 0,02 0,4 0,4 14,0
33 5734 0,16 0,02 0,015 0,015 0,3 0,3 3,2
34 5821 0,03 0,09 0,015 0,015 0,3 0,3 1,8
35 5862 1,07 0,72 0,69 0,50 14,1 10,0 21,4
36 5931 0,29 Брак 0,005 0,005 0,1 0,1 5,8
37 557 0,34 0,11 0,04 0,04 0,8 0,8 4,8
38 736 0,11 Следы 0,005 0,005 0,1 0,05 2,2
39 1022 0,16 0,01 0,005 0,005 0,1 0,1 3,2
40 1053 0,12 0,015 0,015 0,015 0,3 0,3 2,4
41 1068 0,21 0,18 0,19 0,20 3,9 3,6 4,2
42 1061 0,30 0,24 0,37 0,32 6,9 4,8 7,4
43 818 2,33 0,70 2,33 2,33 46,6 14,0 46,6
44 1223 0,18 0,13 0,15 0,15 3,0 2,6 3,6
2 204,7 148,65 1711,2
Среднее 4,65 3,38 38,89
Коэффициент 1,0 0,73 8,36
Полупромышленные испытания первичных руд на обогатимость по методу КВ произведены на материале технологической пробы №7 массой
1766.8 кг со средним содержанием 1,46 г/т при крупности дробления до -10 мм [1]. Продолжительность процесса выщелачивания до прекращения растворения золота составила 35 суток, а полного цикла с влагонасыщением и дренированием - 48 суток. Извлечение золота составило
79.8 % при остаточном содержании в хвостах 0,31 г/т.
Золото из ЗКХВ, как это установлено на крупнообъемной пробе в 1,2 м3, может извлекаться (при минимальных капиталовложениях для организации добычи) по технологической схеме обогащения россыпей из песчано-глинистой фракции, составляющей более 90 % массы вы-ветрелых руд [1]. Эта мелкая фракция на обычном промприборе ПГШ-50 может быть удалена в эфельный отвал с содержанием золота 0,1 г/т. В шлиховые концентраты извлекается более 23% золота. Еще 74% золота концентрируется в галечно-щебенчатом отвале промприбора и в сростках с породой на шлюзах в объеме около 10% от массы исходной руды. После измельчения отмытой дресвяно-щебенчатой массы до класса -3 мм с последующим обогащением на отсадочной машине и концентрационном столе (с перечист-ками или с доводкой концентратов на лотке) в шлиховые концентраты извлекается еще до 47 % золота. В хвостах гравитации, составляющих 8,5 % массы исходной руды, содержится 27% золота (9,9 г/т), которое может быть извлечено на 80 % по технологии кучного выщелачивания, либо гидрометалургическим путем. Решение проблемы достоверной оценки содержаний золота в рудных блоках и залежах для подсчета запасов месторождения при валовом опробовании будет сопровождаться получением попутного металла и составлением постоянных кондиций для подсчета запасов. Это предотвратит распыление денежных средств на недостаточно механизированный отбор, обработку, документацию и обогащение мелких заверочных проб и производство по ним многочисленных дорогостоящих пробирных анализов, цена каждого из которых приближается к цене 1 г химически чистого золота.
Федоровское-1 месторождение является великолепным подготовленным объектом для быстрого завершения заверочных работ к подсчету запасов вследствие наличия зоны окисленных руд (ЗКХВ), могущих обогащаться по россыпной схеме [1]. Для производства валового опробования достаточно по каждому из 50 разведанных
рудных блоков экскаватором или бульдозером произвести задирку руды со всей поверхности на глубину 1-2 м в количестве 500-1000 м3.
Промывка материала каждой такой пробы ЗКХВ на промприборе ПГШ-50 в условиях РЭП может быть произведена в течение суток. При этом из каждой пробы может быть извлечено от 0,8 до 1,4 кг крупного золота и примерно такое же количество золота из концентрата шлюза и щебенчатого (гали) материала, подвергнутого дополнительному дроблению и обогащению в гравитационной лаборатории ОАО «КЕМО». Распределение золота на глубину в ЗКХВ достаточно показать на нескольких блоках опытнопромышленной эксплуатации, осуществленной последовательным отбором и обогащением послойных валовых задирок вплоть до нижней границы распространения окисленных руд.
Предложенная методика доразведки разрешит проблемы достоверной оценки содержаний золота в рудах каждого рудного блока и вовлечения богатых руд в эксплуатацию. Она компенсирует затраты на доразведку получением от 50 до 150 кг попутно добытого свободного золота, позволит откорректировать оценку (см. таблицы 1-
3) сырьевой базы объекта, который при теоретическом повышающем коэффициенте 6,4 к данным пробирного анализа, по богатству и количеству руд может занять достойное место в ряду крупных месторождений мира [6 7].
В заключение выражаем благодарность членам Совета директоров ОАО «КЕМО» О.М. Толкачеву, С.В. Шатрову, В.П. Мазикину, А.А. Бег-лярову, генеральному директору А. Н. Гурову и его заместителю С. Н. Аксенову за выполненное ими организационное содействие авторам при разведке месторождения. Мы благодарны главному маркшейдеру С. В. Кудрякову, геологам Д.В. Гонских и С.С. Пожидаеву, чертежнице Т.П. Юдиной за производство качественной первичной геологической документации, топографических и маркшейдерских работ, составление ряда графических приложений к подсчету запасов. Особой благодарности авторов заслуживают директор ОАО «Коммунаровский рудник» Ю.Л. Калифатиди, главный инженер В.Н. Фищев, начальник ЗИФ Н.Н. Михеева, главный геолог В.Е. Сутормин и многие другие сотрудники этого предприятия за организацию и качественное проведение полупромышленных испытаний руды на фабрике.
Выводы:
1. Главной причиной проблемы существенного превышения количества извлечен-
ного золота из валовых проб, по сравнению данными рядового геологического опробования, является наличие в рудах крупных выделений самородного золота.
2. До уровней содержаний в 128 г/т в навесках для пробирного анализа участвуют лишь частицы золота величиной до 0,2 мм. Масса таких частиц в рудах Федоровского-1 месторождения по данным ситового анализа оценена всего лишь в 15,5 %. Теоретический повышающий коэффициент (ТПК) к данным пробирного анализа при преобладании частиц среднего и крупного золота (84,5 %) оценен в 6,4. По нескольким валовым пробам он колебался от 2,8 до 26,9.
3. Подсчет запасов и оценка прогнозных ресурсов даже по заниженным данным рядово-
го непредставительного по массе опробования показали наличие на территории горного отвода крупного месторождения золота. Судя по установленному ТПК, уже разведанные запасы и оцененные прогнозные ресурсы могут возрасти в 6,4 раза. При этом Федоровское-1 месторождение по богатству руд может занять достойное место в ряду крупных золоторудных объектов мира и существенно расширить сырьевую базу нашей Родины [8].
Завершение разведки, а значит и решение проблем освоения золотых руд с определением истинных содержаний золота в них, целесообразно выполнить производством валового опробования выявленных тел ЗКХВ с первичным обогащением на промприборе ПГШ-50 и получением попутного металла.
— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------------
Конышев Вилли Оттович - кандидат геолого-минералогических наук, главный инженер ОАО «КЕМО». Савостьянов Евгений Вадимович — кандидат технических наук, член Совета директоров ОАО «КЕМО». Власов Григорий Николаевич — главный геолог ОАО «КЕМО».
------Ф
Ъ---------
-------------------------------- © Э.И. Богуславский, В.В. Елистратов,
2005
УДК 550.+620.+621.+622.323
Э.И. Богуславский, В.В. Елистратов
ПЕРСПЕКТИВЫ ОСВОЕНИЯ НЕТРАДИЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
Семинар № 15
сновные традиционные источники энергии (уголь, нефть, газ, ядерное топливо) имеют ограниченные запасы и являются невозобновляемыми. Последние 20-30 лет в мире активно растут темпы производства и использования нетрадиционные источники энергии [8, 9, 10, 14-16, 22]. К ним относятся: геотермальная, солнечная, ветровая, биомасса, малая гидроэнергетика и ряд пока не имеющих практического применения источников. Про-
гноз освоения нетрадиционных источников энергии (НИЭ) показывает (рис. 1), что их доля в мировом балансе энергопотребления к 2030 году может составить до 15 % (без учета гидроэнергии) и она будет прогрессивно увеличиваться. Практическая неисчерпаемость, повсеместность распространения, экологическая чистота и ряд других достоинств позволяют считать, что за этими источниками будущее человечества.
