CC BY
123
-------------------------------------- © Р.С. Серый, 2007
УДК 622.271.6 Р.С. Серый
ТЕХНОЛОГИЯ СКВАЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧИ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ГЛУБОКОЗАЛЕГАЮЩИХ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Градиционно золотопромышленность занимает важное место в экономике России. В настоящее время наиболее значительная часть запасов россыпного золота на территории Дальнего Востока сосредоточена в недрах глубокозалегающих и древних погребенных россыпей.
В Хабаровском крае прогнозные ресурсы золота в россыпях оцениваются в 285 т. Разработка большинства из них находится на грани рентабельности из-за неблагоприятной энергетической ситуации и малоразвитой инфраструктуры районов горных работ. Площадь нарушенных земель горными работами при открытом способе разработки в Хабаровском крае составляет более 230 тыс. га, более половины из них приходится на россыпные месторождения. Поэтому научное обоснование более рациональной и эффективной технологии освоения месторождений подземным способом без значительного нарушения земной поверхности является актуальной научно-прикладной задачей. Технология на основе метода скважинной гидродобычи (СГД) отвечает требованиям охраны окружающей среды.
Метод СГД впервые был предложен Э. Клайтором (США) в 1932 г. и доработан П.М. Тупицыным (СССР) в 1936 г.
Данный способ добычи полезных ископаемых основан на превращении разрабатываемой горной массы в гидросмесь на месте залегания путем гидромеханического воздействия и транспортирования ее на поверхность по трубам. Этот способ позволяет разрабатывать глубокие и сильнообводненные месторождения с ограниченными запасами, эксплуатация которых открытым или подземным способом экономически нецелесообразна.
Технологическая схема скважинной гидродобычи приведена на рис. 1.
Обогащение на ПГШ-Н-50
Рис. 1. Схема разработки россыпного месторождения скважинной гидродобычей
Область применения данного способа отработки весьма широка. Накоплен значительный опыт в использовании данной технологии при проведении опытно-промышленных и добычных работ. Разрабатывались месторождения титан - циркониевых песков в Западной Сибири, на Тарской россыпи построен опытнопромышленный комплекс производительностью до 40 тыс. м3 в год, добывались фосфориты на Верхне-Камском месторождении и золото в Якутии и т.д.
Преимущества данного способа являются:
- низкие капитальные вложения в строительство участков добычи способом СГД (в 3-8 раз меньше, чем строительство карьера);
- быстрая окупаемость и небольшой срок ввода в эксплуатацию;
- высокая производительность и безопасность труда;
- гибкость производства, обусловленная возможностью изменения технологических параметров добычного участка в широких пределах варьированием числа добычных агрегатов;
- почти полное отсутствие негативного воздействия на окружающую среду.
К недостаткам данного способа можно отнести:
- ограниченное применение на месторождениях, имеющих большой процент крупных включений (гравия, валунов);
- более высокие потери полезных ископаемых по сравнению с открытым способом из-за несовершенства добычных агрегатов и отсутствия визуального контроля.
В связи этим целью исследования является обоснование необходимости более полного и эффективного использования минеральных ресурсов на основе современных эколого-безопасных технологий.
Исходя из цели, сформулированы следующие задачи:
• Выбор и обоснование системы разработки россыпного месторождения, позволяющая снизить себестоимость продукции и повысить полноту извлечения запасов.
• Разработка предложений по снижению техногенной нагрузки на экосистемы.
• Исследования эффективности отработки месторождения в зависимости от выбора оборудования и его параметров.
Методической основой исследования послужили разработки академика АЕН РФ В.Ж. Аренса, члена-корреспондента
Рис. 2. План рабочего карьера месторождения Наташин лог
АЕН РФ А.В. Панкова, профессора Н.И. Бабичева, анализ особенностей технологий рационального освоения минеральных ресурсов, физико-химических свойств, гранулометрического состава золотосодержащих песков и полезных компонентов.
Для анализа технологических аспектов СГД использованы материалы по горному предприятию ОАО «Дальневосточные ресурсы», разрабатывающего глубокие россыпи. Открытая в 2002 году глубокая россыпь «Наташин лог» в течение трёх лет подвергалась детальному изучению, в результате геологоразведочных работ были подсчитаны значительные запасы золота по категории С2.
План карьера на конец отработки показан на рис. 2, на котором заштрихованные блоки 1 и 2 предполагается отрабатывать методом скважинной гидродобычи.
Россыпь «Наташин лог» имеет следующие параметры: длина -1300 м, средняя ширина около 150 м, средняя мощность вскрыш-
ных пород 30 м (плотные глины), средняя мощность песков 3,5 м (супеси с включениями гравия и гальки). Золото в толще песков распределено неравномерно, высокая концентрация его приходится на приплотиковую часть толщи, среднее содержание золота изменяется от 2120 до 4230 мг/м3.
Данным предприятием в 2005 году составлен технический проект на разработку месторождения бульдозерно-гидравлическим способом с удалением вскрышных пород во внешние отвалы. Площадь, занимаемая под карьером и отвалами, составляет около 180 га. Расчеты показали, что открытым способом при существующей технологии с применением автотранспорта экономически выгодна отработка только верхней части месторождения, остальная часть запасов для открытой разработки из-за большой глубины и сложных горно-геологических условий считается нерентабельной.
Расчёт удельных энергозатрат на освоение глубокозалегающих россыпей, оценка экономической эффективности разработки позволили обосновать применение комбинированной системы разработки: скважинной гидродобычи совместно с открытым способом отработки россыпи, причем отработку скважинной гидродобычей (СГД) предусматривается применять на тех участках россыпи, разработка которых не эффективна открытым способом (блоки 1 и 2).
Бурение пород до золотоносных песков производится буровыми установками УБСР-25М с обсадными трубами диаметром 219 мм и муфтовым соединением. Предлагается отработка месторождения добычным снарядом типа СГС-5 диаметром 168 мм с гидромониторным размывом и гидроэлеваторным подъёмом золотосодержащей гидросмеси. Пульпа по трубопроводу транспортируется к прибору ПГШ-И-50 для дальнейшего обогащения.
Скважинный гидродобычной снаряд СГС-5 для разработки рыхлых или слабосвязанных пород (песков, супесей, легких суглинков, гравия) с двумя концентрично расположенными трубами диаметром 168 и 108 мм, снабженный встроенным гидромонитором. При испытании снаряда в процессе проведения опытных работ на пластах с глубиной залегания 35-50 м достигнута производительность 25-40 м3/ч [1].
Сводная таблица годовых затрат при отработке двух блоков россыпного месторождения «Наташин лог» методом СГД
Статьи затрат
Затраты тыс. руб.
1. Запасные части 1338,0
2. Дизельное топливо 10066,1
3. Амортизационные отчисления 4059,0
4. Оплату труда 7960,4
5. Рекультивация 225,0
6. БВР 0,0
7. Цеховые расходы 2364,8
8. Вспомогательные материалы 1182,4
9. Неучтенные расходы 1006,6
10. Итого цеховая себестоимость 28202,3
11. Налог на добычу (6%) 1692,1
12. Прочие налоги в бюджет (9%) 2538,2
13. Капитальные вложения 5000,0
14. Итого полная себестоимость 37432,6
15. Сумма от реализации продукции 58676,8
16. Прибыль без НДС 21244,2
17. Цена производственная руб./грамм 331,7
18. НДС (18%), руб./грамм 59,7
19. Сумма НДС 6737,9
20. Прибыль от реализации продукции 14506,3
21. Отчисления в резервный фонд (3%) 435,2
22. Налогооблагаемая прибыль 14071,1
23. Сумма налога на прибыль (24%) 3377,1
24. Чистая прибыль 10694,0
25. Цена золота, руб./грамм 520,0
26. Объем добычи золота, кг. 112,8
27. Уровень рентабельности, % 28,6
Комплектация оборудования осуществляется из условия отработки двух блоков методом скважинной гидродобычи в течение одного промывочного сезона. Объем песков в блоках равен 51.4 тыс. м3 со средним содержанием золота 3125 мг/м3, мощность перекрывающих пород составляет 40 м. Расчетные эксплуатационные потери золота в недрах по варианту СГД составляют 30 %. Сводная таблица годовых затрат при
отработке двух блоков месторождения способом скважинной гидродобычи приведена в таблице.
Рис. 3. Уровень рентабельности в зависимости от потерь золота
Анализ приведенных в табл. 1 данных показывает, что в результате отработки двух блоков методом СГД за 5 месяцев получена чистая прибыль 10694 тыс. руб. и рентабельность 28,6 %.
Исследование процессов добычи и обогащения при открытом и скважинном способе отработке месторождения позволили установить зависимость рентабельности от уровня потерь золота, показанная на диаграмме рис. 3.
Выполненные расчеты свидетельствуют о том, что в сложных горно-геологических условиях при невозможности применения традиционных способов отработки (из-за большой глубины залегания пласта песков и ограниченности запасов) использование технологии скважинной гидродобычи эффективно.
Представленная зависимость показывает, что при равных условиях уровень рентабельности отработки месторождения скважинной гидродобычей намного выше, чем при открытом способе.
Таким образом, внедрение способа СГД позволит:
- значительно пополнить сырьевую базу за счет вовлечения в эксплуатацию запасов золота глубокозалегающих россыпных ме-
сторождений, отнесенные к забалансовым запасам (для открытой разработки) с использованием уже имеющихся отстойников для осветления оборотной воды, без отчуждения новых земель;
- применение комбинированной системы разработки (скважинной гидродобычи совместно с открытым способом отработки месторождения) позволит включить в единый технологический процесс добычу, переработку и рекультивацию нарушенных земель;
- использование скважинной гидродобычи как основной способ разработки на глубокозалегающих россыпных месторождениях заключительного этапа освоения значительно снизит техногенную нагрузку на экосистему за счет уменьшения площади отчуждаемых земель для отвалов вскрышных пород.
------------------------------------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бабичев Н.И., Николаев А.Н. Разработка погребенных россыпей и залежей строительных материалов с использованием скважинной гидродобычи// Гидромеханизация-2000:Тематическое приложение к Горному информационноаналитическому бюллетеню. - М.: МГГУ,2000. - С. 24-29.
2. Хрулев А.С. Особенности скважинной гидродобычи золотосодержащих песков из мощных глубокозалегающих россыпей. - Г орный информационноаналитический бюллетень. - 2001. - № 9. - С. 142-145.
— Коротко об авторах ----------------------------------------
Серый Р.С. - младший научный сотрудник, Институт горного дела ДВО РАН.
