CC BY
71
14. Habjan A., Andriopoulos C., Gotsi M. The role of GPS-enabled in-formation in transforming operational decision making: an exploratory study // European Journal of Information Systems. 2014. Vol. 23. Issue 4. Pp. 481-502.
УДК 622
СТРАТЕГИЯ ОСВОЕНИЯ СВЕТЛИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
К.И. Струков, Р.В. Бергер, В. А. Ежов, Е.Н. Есина
Определены основные направления долгосрочной стратегии освоения Свет-линского золоторудного месторождения, базирующиеся на обеспечении энергоэффективности и ресурсосбережения, включая модернизацию горного оборудования, совершенствование технологии рудоподготовки, внедрение циклично-поточной технологии в карьере с учетом перспектив перехода на комбинированную открыто-подземную разработку месторождения, на совместное применение новых комплексных технологий добычи и переработки руд с оптимизацией гранулометрического состава рудной массы на стадиях открытой добычи и переработки руд на Светлинской обогатительной фабрике.
Ключевые слова: Светлинское месторождение, стратегия освоения, золотодобыча, комбинированная геотехнология, переработка руд, гранулометрический состав, дезинтеграция, энергоэффективность, ресурсосбережение.
Введение
Увеличение спроса на многие виды минерального сырья, рост стоимости драгоценных металлов на мировом рынке заставляют уделять все большее внимание вопросам полноты и качества извлечения запасов из недр, вовлекать в разработку все более мелкие и сложные по строению месторождения с низким содержанием ценных компонентов, обосновывать и изыскивать технологические решения, обеспечивающие комплексное и наиболее полное использование недр и добытого рудного сырья.
Светлинское месторождение является крупнейшим месторождением золота на Южном Урале [1, 2]. Прогнозные запасы золота составляют около 80 тонн, разведаны до глубины 800 м. В настоящее время объем производства золота из руд Светлинского месторождения составляет 6 тонн в год при среднем содержании золота в руде 0,75 г/т. Отработка запасов месторождения осуществляется открытым способом с 1992 г. Годовой объем добычи достиг 8 млн тонн руды. Бортовое содержание золота в пробе для выделения рудных интервалов принято 0,3 г/т.
Сложные горно-геологические условия залегания рудных тел, наличие по контакту минерализованных рудных зон, неравномерное распределение золоторудных включений, перспективы прироста запасов на глубине месторождения определяют необходимость обоснования условий своевременного перехода на комбинированную открыто-подземную разра-
ботку с внедрением инновационных технологий и комплексной автоматизации для обеспечения эффективности основных технологических процессов [3 - 5].
Горно-геологические особенности месторождения
Светлинское месторождение представлено неправильной формы залежами золото-кварц-сульфидных бедных прожилковых и прожилково-вкрапленных руд с содержание золота в них 0,8...2,5 г/т. В отдельных рудных телах содержание золота достигает 5...6 г/т. Золото в коре выветривания ассоциирует с кварцем, сохранившимися неокисленными сульфидами или продуктами их окисления, а также с глинистыми материалами [2]. Карстообразование, проявленное преимущественно в восточной части, привело к образованию провалов и заметному нарушению первичных условий залегания. В связи с этим происходило сползание золотоносного материала к востоку с частичным нарушением его сплошности, перераспределением содержания золота и увеличением мощности рудных тел. Руды месторождения относятся к одному природному типу и являются золотосодержащими кварцевыми рудами с убогим содержанием сульфидов. Рудные залежи на месторождении не имеют естественных геологических границ и выделяются только по данным эксплуатационной разведки.
Основные породообразующие минералы руд - кварц, биотит, хлорит, серицит, мусковит, каолинит; второстепенными являются полевой шпат, кальцит и ряд других. Руды Светлинского месторождения - комплексные. Кроме основного компонента (золота), они содержат серебро. Серебро совместно с золотом извлекаются в продуктивные растворы в процессе цианирования. В дальнейшем после процессов сорбции на уголь, десорбции и электролиза серебро совместно с золотом входят в сплав Доре, который направляется на аффинаж для получения чистого золота и серебра в слитках.
Гидрогеологические условия месторождения определяются распространенностью пластово-поровых вод и развитием водоносных горизонтов, которые подразделяются на два основных типа: зоны трещиноватости некарстующихся пород и трещинно-карстовый.
В соответствии с ТЭО кондиций бортовое содержание Аи принято 0,3 г/т при отработке месторождения на глубину 588 м до отметки 233 м. Запасы, оставшиеся за экономически обоснованным проектным контуром карьера, в настоящее время оценены как забалансовые. Подсчёт запасов выполнен методом вертикальных параллельных сечений с применением коэффициента рудоносности [2].
Параметры проектного контура карьера, приведенные в таблице, приняты в проекте с учетом горно-геологических условий месторождения, полноты отработки запасов и перспективного развития транспортной схемы при дальнейшей углубке карьера с последующим переходом на комбинированную разработку месторождения.
Параметры карьера на конец отработки
Наименование параметров Ед. измер. Значение параметров по вариантам бортового содержания Аи
0,7 г/т 0,5 г/т 0,3 г/т 0,2 г/т
1 2 3
Абсолютная отметка дна карьера м -233,0
Длина карьера: - по поверхности - по дну м м 1900 85
Ширина карьера: - по поверхности; - по дну м м 1460 45
Глубина карьера м 588,0
Геологические запасы руды, всего тыс. т 28932,7 38525,2 57106,6 72769,2
- рыхлые; - скальные тыс. т тыс. т 8266,5 20666,2 11467,4 27057,8 17420,6 39686,0 21803,5 50965,7
Содержание в геологических запасах: - Аи; - Ая г/т г/т 1,79 2,72 1,62 2,42 1,22 2,12 1,01 1,96
Эксплуатационные запасы Аи, в том числе: - рыхлые; - скальные тыс. т тыс. т тыс. т 34137,3 9768,5 24368,8 43513,3 12971,5 30541,8 63582,1 19424,4 44157,7 78821,0 23651,3 55169,7
Содержание Аи в эксплуатационных запасах: - Аи; - Ая г/т г/т 1,62 2,48 1,38 2,20 1,04 1,81 0,89 1,73
Объем пустых пород, в том числе: - рыхлые; - скальные 3 тыс. м 3 тыс. м 3 тыс. м 366843,0 122050,7 244792,3 362725,2 120602,5 242122,7 354000,4 117542,4 236458,0 347524,1 115284.0 232240.1
Объем горной массы 3 тыс. м 381417
Средний коэффициент вскрыши м3/т 10,75 8,34 5,57 4,41
Угол откоса борта карьера: - северного - южного - западного - восточного град. 34,0 41,2 42.8 36.9
Высота уступов при погашении: - рыхлых пород; - мрамора; - скальных пород м м м 10 20 до 30
Углы погашенных уступов: - рыхлых пород; - мрамора; - скальных пород град. 45 50 60
Окончание таблицы
1 2 3
Ширина транспортной бермы м 38,5; 31,0
Продольный уклон автодорог % 80
Ширина предохранительной бермы м 10,0
По месторождению среднее содержание золота составляет 0,95 г/т, при этом содержание золота в первичных рудах незначительно выше его содержания в окисленных рудах (0,99 г/т и 0,84 г/т соответственно). Среднее содержание серебра по месторождению составляет 1,92 г/т. Содержание серебра в первичных рудах также выше его содержания в окисленных рудах (2,06 г/т и 1,59 г/т соответственно).
В соответствии с результатами выполненных геологоразведочных работ эти параметры будут пересмотрены с развитием карьера до глубины 600 м и рассмотрен вариант перехода на комбинированную (открыто-подземную) разработку месторождения до глубины 800 м.
Выполненный анализ горно-геологических и горнотехнических условий Светлинского месторождения свидетельствует о том, что месторождение представляет поверхностный тип, является среднемасштабным с невысоким содержанием и неравномерным распределением ценных компонентов: золота и серебра. Это предопределило для отработки утвержденных запасов выбор углубочной кольцевой транспортной системы разработки с доставкой пород вскрыши автосамосвалами во внешние отвалы, а руды - на перегрузочный пункт. Бедные, в настоящее время некондиционные руды, также автосамосвалами вывозятся во временный склад, расположенный на поверхности карьера. Принятая система разработки в наибольшей степени обеспечивает безопасную и экономичную разработку месторождения с рациональным решение вопроса охраны окружающей среды [6 - 7]. Подготовка скальных пород и руды к выемке осуществляется с применением буровзрывных работ.
Анализ распределения балансовых запасов и перспектив их прироста на Светлинском месторождении позволяет сделать вывод о необходимости проработки технологических решений по вовлечению в разработку руд, находящихся за пределами проектного контура карьера.
Перспективные направления освоения Светлинского месторождения
Проработка перспективных направлений дальнейшего развития горных работ с целью повышения полноты и экономической эффективности освоения балансовых запасов Светлинского месторождения позволила определить следующие основные инновационные направления: внедрение циклично-поточной технологии перемещения руды и пород вскрыши; переход на комбинированную открыто-подземную геотехнологию при доработке запасов за контуром в бортах и основании карьера, пересмотр требо-
ваний кондиций на вовлекаемые в открытую и комбинированную разработку руды, расширение мощности перерабатывающих производств [8 - 10]. Внедрение циклично-поточной технологии с применением карьерных и подземных конвейерных подъемников и дробильно-сортировочного оборудования предусматривает выбор наиболее эффективной схемы перемещения горных пород как в карьере, так и за его пределами с учетом перспективы развития горных работ на месторождении, оценку и разработку мероприятий по обеспечению устойчивости бортов действия динамических нагрузок от стационарно размещенного оборудования разгрузочного дробильно-сортировочного комплекса и взрывных работ, обоснование технологической схемы управления качеством рудопо-токов.
Важно также отметить, что разработка приконтурных и удаленных от контура карьера запасов отличается различным воздействием на карьерное пространство. Отработка удаленных от контура карьера запасов позволяет применять в карьере любой вид транспорта для обеспечения условий размещения и сохранности транспортных коммуникаций, так как ведение подземных горных работ в данном случае не влияет на устойчивость бортов карьера. При вскрытии приконтурных запасов зона сдвижения массива горных пород может расширяться. Если запасы за контуром карьера попадают в зону сдвижения горных пород, необходимо оставление части законтурных запасов в целике под участком, предусмотренным для размещения транспортных коммуникаций (рис. 1). Для минимизации объема запасов, оставляемых в целиках, возможно применять крутые подъемники.
Рис. 1. Расположение карьера в зоне сдвижения пород при отработке приконтурных запасов
Однако распространение перспективных запасов преимущественно со стороны восточного и центрального борта карьера с падением на восток позволяет определить площадку под перегрузочный пункт на западном борту карьера в породном массиве.
Применительно к условиям Светлинского месторождения разработана методика определения оптимальных параметров логистической схемы карьера при использовании циклично-поточной технологии перемещения заданных объемов кондиционных и бедных руд, породной массы.
С учетом перспектив развития горных работ и последующего перехода на комбинированную геотехнологию определено местоположение перегрузочных пунктов. Для перемещения пород вскрыши выделено два конкурирующих варианта: в центральной части западного либо юго-восточного борта карьера. Наиболее целесообразным месторасположением перегрузочного пункта при транспортировании рудной массы с учетом перспективы перехода на комбинированную геотехнологию является центральная часть восточного борта карьера.
Разработана методика организации перевозок горной массы при разработке Светлинского месторождения, позволяющая учитывать загрузку автотранспорта в случае свободного его распределения между забоями и пунктами разгрузки. Стоимость груженых и порожних рейсов определяется не только относительно каждого участка транспортирования, но и с учётом организации перевозок на карьере и перспектив роста глубины отработки Светлинского месторождения и последующего перехода на комбинированную открыто-подземную геотехнологию освоения запасов.
Переработка руд Светлинского месторождения
До 2012 года добытая на Светлинском карьере руда подавалась на Кочкарскую ЗИФ в г. Пласт, расположенную на расстоянии 30 км от месторождения, а часть забалансовых руд обрабатывалось методом кучного выщелачивания, который не давал высокого извлечения металла из упорных руд. Остатки забалансовых руд складировалась во временный отвал, что влекло снижение рентабельности золотодобычи в целом. Исходя из этого, было принято решение о строительстве новой Светлинской ЗИФ производительностью 8 млн т/год в непосредственной близости от карьера, которая способна перерабатывать бедные руды с содержанием золота до 0,3 г/т, что является беспрецедентным в отечественной практике золотодобычи (рис. 2).
В ноябре 2014 г. была запущена первая очередь ЗИФ, к маю 2016 г. фабрика вышла на проектную мощность, переработав за 2016 г. 6,9 млн тонн руды. На 2017 г. уже набран проектный объем переработки. Кучное выщелачивание окисленных руд на месторождении полностью остановлено ввиду низкого извлечения золота, руды извлекаются из штабелей и вовлекаются в повторную переработку на Светлинской ЗИФ.
С целью увеличения производительности существующего комплекса Светлинской ЗИФ до 13 млн тонн руды в год, в связи с вовлечением в переработку относительно бедных (забалансовых) руд, в 2019 - 2020 гг. АО «ЮГК» осуществил реконструкцию существующих производственных мощностей. Осуществлено строительство дополнительных корпусов отделения измельчения, гидрометаллургической переработки продуктов измельчения и переработки насыщенных углей.
Рис. 2. Вид с верхней площадки Светлинской ЗИФ
Дополнительные корпуса пристраиваются к существующим зданиям ЗИФ. В результате на Светлинском ГОКе функционирует ЗИФ-1 с производительность оборудования 8 млн т руды в год, перерабатывающая балансовые руды, запущена новая ЗИФ-2 для переработки бедных, ранее забалансовых руд и шихты.
Технологические схемы переработки руд Светлинского месторождения на ЗИФ-1 и ЗИФ-2 сопоставимы и включают двухстадийное измельчение с классификацией продуктов измельчения в гидроциклонах, сгущением в радиальных сгустителях с последующим предварительным и сорб-ционным цианированием на активированный уголь, последующим обезвреживанием хвостов цианирования и сбросом в наливное хвостохрани-лище. Товарным продуктом являются слитки золота лигатурного.
Реализуемая технология на Светлинской ЗИФ позволяет извлекать при переработке в товарный продукт:
- балансовые руды с извлечением Аи в слиток - 90 % (при среднем содержании в исходной руде 1,88 г/т);
- бедные забалансовые руды с извлечением Au в слиток - 63,2 % (при содержании в исходной руде 0,63 г/т);
- при переработке забалансовой «бедной» руды извлечение Au в слиток - 55,0 % (при содержании в исходной руде 0,30 г/т).
Заключение
Следует отметить, что на предприятиях АО «ЮГК» в последнее десятилетие активно реализуются программы, направленные на обеспечение энергоэффективности и ресурсосбережения, экологизации горного производства и социальной ответственности.
Именно на достижение указанных целей ориентировано развитие технологии добычи и переработки золотоносных руд Светлинского месторождения: модернизация горного оборудования, совершенствование технологии рудоподготовки, внедрение циклично-поточной технологии в карьере с учетом перспектив перехода на комбинированную открыто-подземную разработку месторождения, применение новых комплексных технологий добычи и переработки руд с оптимизацией гранулометрического состава рудной массы еще на стадии открытой добычи.
Осуществлено строительство двух собственных ЗИФ и разрабатываются и внедряются меры по повышению объема и качества запасов, снижению разубоживания.
Список литературы
1. Развитие технологий разработки месторождений золотоносных руд на предприятиях АО «Южуралзолото Группа Компаний» / К.И. Стру-ков, В.В. Федосеев, Р.В. Бергер, М.В. Рыльникова // Горный журнал. 2017. № 6. С. 5-8.
2. Струков К.И., Бергер Р.В. Технология горно-обогатительного производства на предприятиях АО «Южуралзолото Группа Компаний» // Горный журнал. 2017. №9. С. 11-15.
3. Трубецкой К.Н. Развитие ресурсосберегающих и ресурсовоспро-изводящих геотехнологий комплексного освоения месторождений полезных ископаемых. М.: ИПКОН РАН, 2014. 196 с.
4. The effectiveness of combining the stages of ore fields development / V. Golik, V. Komaschenko, V. Morkun, Z. Khasheva // Metallurgical and Mining Industry. 2015. №5. Р. 401-405.
5. Голик В.И. Концептуальные подходы к созданию мало- и безотходного горнорудного производства на основе комбинирования физико-технических и физико-химических геотехнологий // Горный журнал. 2013. № 5.С. 93-97.
6. Пыталев И.А. Тенденции развития научно-методических основ определения параметров открытых горных работ при комплексном освое-
нии недр Земли // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2015. № S4-2. С. 29-38.
7. Robotic geotechnologies as way of improving efficiency and ecologi-zation of mineral resource management / M.V. Rylnikova, D.Y. Vladimirov, I.A. Pytalev, T.M. Popova // Journal of Mining Science. 2017. Т. 53. № 1. С. 84-91.
8. Рыльникова М.В., Струков К.И., Есина Е.Н. Обеспечение устойчивого развития горнотехнической системы на завершающей стадии подземной разработки жильных золоторудных месторождений Урала // Устойчивое развитие горных территорий. 2018. №5. С. 518-525.
9. Особенности формирования техногенной емкости на базе существующих внешних отвалов вскрышных пород / О.В. Зотеев, И. А. Пыта-лев, В.В. Якшина, И.В. Гапонова // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2019. Вып. 3. С. 22-36.
10. Основные положения методики выбора технологии складирования отходов обогащения руд в подработанных подземными рудниками карьерах и зонах обрушения / О.В. Зотеев, В.Н. Калмыков, А. А. Гоготин, А.Н. Проданов // Горный журнал. 2015. № 11. С. 57-61.
Стурков Константин Иванович, д-р техн. наук, ст. науч. сотр., президент, [email protected], Россия, Москва, Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук; Челябинск, ООО ««УК «ЮГК»,
Бергер Роман Владимирович, вед. инженер, [email protected], Россия, Москва, Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук,
Ежов Виктор Александрович, соискатель, [email protected], Россия, Москва, Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук,
Есина Екатерина Николаевна, канд. техн. наук, доц., ст. науч. сотр., [email protected], Россия, Москва, Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук
DEVELOPMENTSTRATEGY OF THE SVETLINSKYDEPOSIT K. I. Strukov, R. V. Berger, V. A. Ezhov, E. N. Esina
The main directions of the long-term strategy for the development of the Svetlinsky gold Deposit, based on energy efficiency and resource saving, including the modernization of mining equipment, improvement of ore preparation technology, introduction of cyclic flow technology in the quarry, taking into account the prospects for switching to a combined open-underground development of the field, are defined, the joint application of new complex technologies for ore mining and processing with optimization of the granulometric composition of the ore mass at the stages of open mining and processing of ores at the Svetlinsky concentrator.
Key words: Svetlinskoye field, development strategy, gold mining, combined Ge-otechnology, ore processing, granulometric composition, disintegration, energy efficiency, resource conservation.
Sturkov Konstantin Ivanovich, doctor of technical sciences, senior researcher, president, ugold@ ugold.ru, Russia, Moscow, Institute for Integrated Subsoil Development of the Russian Academy of Science; Chelyabinsk, LLC "MC UGK",
Berger Roman Vladimirovich, lead engineer, [email protected], Russia, Moscow, Institute for Integrated Subsoil Development of the Russian Academy of Science,
Ezhov Victor Aleksandrovich, applicant, [email protected], Russia, Moscow, Institute for Integrated Subsoil Development of the Russian Academy of Science;
Yesina Ekaterina Nikolaevna, candidate of technical sciences, senior researcher, [email protected], Russia, Moscow, Institute for Integrated Subsoil Development of the Russian Academy of Science
Reference
1. Development of technologies for developing gold-bearing ore deposits at the enterprises of Yuzhuralzoloto Group of Companies / K. I. Strukov, V. V. Fedoseev, R. V. Berger, M. V. Rylnikova // Mining journal. 2017. No. 6. Pp. 5-8.
2. Strukov K. I., Berger R. V. Technology of mining and processing production at the enterprises of JSC "Yuzhuralzoloto Group of Companies" // Mining magazine. 2017. No. 9. Pp. 11-15.
3. Trubetskoy K. N. Development of resource-saving and resource-reproducing ge-otechnologies for complex development of mineral deposits. Moscow: ipcon RAS, 2014. 196 PP.
4. The effectiveness of combining the stages of ore fields development / V. Golik, V. Komaschenko, V. Morkun, Z. Khasheva // Metallurgical and Mining Industry. 2015. No. 5. P. 401-405.
5. Golik V. I. Conceptual approaches to the creation of low-and no-cost mining production based on the combination of physical and technical and physical and chemical ge-otechnologies. Gorny Zhurnal. 2013. No. 5. Pp. 93-97.
6. Pytalev I. A. Trends in the development of scientific and methodological foundations for determining the parameters of open-pit mining operations in the complex development of the earth's subsoil. Gorny information and analytical Bulletin (scientific and technical journal). 2015. No. S4-2. Pp. 29-38.
7. Robotic geotechnologies as a way of improving efficiency and ecologi-zation of mineral resource management / M. V. Rylnikova, D. Y. Vladimirov, I. A. Pytalev, T. M. Popova // Journal of Mining Science. 2017. Vol. 53. No. 1. Pp. 84-91.
8. Rylnikova M. V., Strukov K. I., Esina E. N. Ensuring sustainable development of the mining system at the final stage of underground development of vein gold deposits in the Urals // Sustainable development of mountain territories. 2018. No. 5. Pp. 518-525.
9. Features of formation of technogenic capacity on the basis of existing external dumps of overburden rocks / O. V. Zoteev, I. A. Pyta-Lev, V. V. Yakshina, I. V. Gaponova // Izvestiya Tula state University. earth science. 2019. Vol. 3. Pp. 22-36.
10. Main provisions of the methodology for selecting the technology for storing ore enrichment waste in quarries and collapse zones worked by underground mines / O. V. Zoteev, V. N. Kalmykov, A. A. Gogotin, A. N. Prodanov // Gorny Zhurnal. 2015. No. 11. Pp. 57-61.
