CC BY
32
УДК 622.272
DOI 10.21285/0130-108Х-2016-57-4-83-90
ВЛИЯНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ НА КАЧЕСТВО ДОБЫВАЕМОЙ РУДЫ КОНЕВИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
© А.М. Павлов1, Д.С. Васильев2
1,2Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Золоторудные месторождения жильного типа с тонкими телами характеризуются как крайне невыдержанные по содержанию металла в руде, с изменчивыми параметрами залегания и низким коэффициентом рудоносности, что при подземной геотехнологии отработки балансовых запасов приводит к высокому разубоживанию руды и, как следствие, низкой рентабельности производства и его приостановке. На примере Коневинского золоторудного месторождения изучено состояние геологической среды и выявлены причины снижения качества добываемой руды. Отработка крутопадающих рудных тел со сложной морфологией и дискретным распределением металла ведется системой с магазинированием руды, которая предполагает сплошную выемку без крепления выработанного пространства. Сплошная выемка с малым очистным пространством в зажиме ведет к излишнему прихвату пород с боков очистного пространства и невозможности поддержать отслоения пород по системе трещин, что в совокупности приводит к высокому разубоживанию руды до 67%. Недостатком данной системы разработки является то, что минимальное сечение очистного пространства не позволяет установить анкерное крепление, а распорное (стоечное) крепление, а также целики становятся задержкой при выпуске отбитой руды из магазина, что в условиях крио-литозоны приведет к ее смерзанию и свехнормативным потерям. Исследования выявили, что немалую долю вносит внутреннее разубоживание руды убогими рудами, количество которой не учитывается при подсчете разубоживания добываемой руды. Анализ причин снижения качества руды показал, что данные недостатки можно устранить, применив другую систему разработки и порядок выемки запасов. Представлены пути повышения содержания в рудной массе как выход на безубыточную работу предприятия.
Ключевые слова: Коневинское золоторудное месторождение, тонкие, крутопадающие тела, рудные березиты, разубоживание руды, убогие руды.
Формат цитирования: Павлов А.М., Васильев Д.С. Влияние геологической среды на качество добываемой руды Коневинского месторождения // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2016. N° 4 (57). С. 83-90. DOI 10.21285/0130-108Х-2016-57-4-83-90.
THE EFFECT OF GEOLOGICAL ENVIRONMENT ON KONEVINSKOE DEPOSIT ORE QUALITY
A.M. Pavlov, D.S. Vasiliev
Irkutsk National Research Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
Thin gold ore bodies of a vein type are characterized as extremely inconsistent by the metal content in ore, featuring variable bedding parameters and a low ore-bearing factor. All these causes high dilution of ore under underground geotechnology of reserve mining, resulting in low profitability and production stop. On example of Konevinskoe gold deposit the state of geological environment has been studied and the causes of loss of ore quality are identified. Steeply dipping ore bodies with complicated morphology and discrete distribution of metal are developed by the ore shrinkage method which involves breast stoping without walling.
Breast stoping with a small limited extraction space leads to excessive overbreaking of rocks on the sides of the stope and makes impossible to sustain rock cleavage along the system of cracks. This finally results in high contamination of ore up to 67%. The disadvantage of this development system is as follows: the minimum cross-section of the stope does not allow to set a rock anchor, while stull stoping (use of props) as well as pillars delay
1Павлов Александр Митрофанович, профессор кафедры разработка месторождений полезных ископаемых, e-mail: pavlov-gp@rambler.ru
Pavlov Aleksandr, Professor of the Department of Mineral Deposit Development, e-mail: pavlov-gp@rambler.ru
2Васильев Денис Сергеевич, аспирант, e-mail: go_gor@istu.edu Vasiliev Denis, Postgraduate student, e-mail: go_gor@istu.edu
the draw of the muck pile from the stope, which causes ore freezing and excess losses in the conditions of permafrost zone.
The studies have shown the significant role of inner dilution of ore by lean ores, the amount of which is not taken into account when calculating the dilution of the mined ore. The analysis of the causes of loss of the ore quality has shown that these disadvantages are liable to elimination through the application of a different mining method and a stoping order. The ways to increase the content in the ore mass are presented as a way to achieve a break-even operation of the enterprise.
Keywords: Konevinskoe gold ore field; thin steeply dipping bodies, ore beresites, dilution of ore, lean ores
For citation: Pavlov A.M., Vasiliev D.S. Effect of geological environment on Konevinskoe deposit ore quality. Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences, Russian Academy of Natural Sciences. Geology, Prospecting and Exploration of Ore Deposits. 2016. No. 4 (57). Рр. 83-90. DOI 10.21285/0130-108Х-2016-57-4-83-90.
Промышленная разработка золоторудного месторождения «Коневинское» была начата в 2011 году, с марта 2014 года по настоящее время находится на консервации по причине низкого содержания полезного компонента в добываемой руде (3,5 г/т) и убыточности предприятия.
Месторождение разрабатывается в сложных условиях геологической среды, и повышение качества руды является актуальной задачей для предприятия. Для решения этой задачи сотрудниками ИР-НИТУ была проведена исследовательская работа.
Месторождение Коневинское расположено в юго-западной части Хужир-ского рудного поля Восточных Саян в пределах Сайлагского гранодиоритового массива.
Оруденение приурочено к узким и протяженным зонам северо-западного простирания и крутого 70-80° северо-восточного падения и располагается на высотных отметках от 2000 до 2400 м.
По морфологии рудное тело относится к жилообразным крутопадающим (средний угол падения - 75°) тонким телам. В составе рудного тела выделяется стержневая убогосульфидная кварцевая жила или несколько (2-3) прожилков (рис. 1). Боковые части сложены рудными березитами, представляющими собой рассланцованные разности с повышенным до 2-3% количеством сульфидов. Контакты жилы тектонические (угол падения - 70-80°), извилистые по падению, с возможным выполажива-нием на изгибах до 65°.
Рис. 1. Разрез рудного тела
Золото связано с зонами березити-зации, локализируется в жилах и кварцевых прожилках и рудных березитах. Березиты представляют собой метасомати-чески измененные породы, сложенные мелкозернистым агрегатом кварц-сери-цитового состава. В рудных березитах сосредоточен основной объем рудной минерализации и тонких кварц-сульфидных прожилков.
Мощность рудного тела колеблется от 0,1 до 1,1 м, в среднем 0,41 м. Распределение руды носит столбовой характер.
Золото в рудах Коневинского месторождения присутствует в самородном виде и в основном находится в свободном состоянии (84 %) или в ассоциации с сульфидами (чаще всего с пиритом). Кроме того, золото ассоциирует с халькопиритом, галенитом, блеклой рудой.
Содержание золота в пробах варьирует от десятых долей грамма на тонну до сотен граммов.
Выявлена закономерность: золото распределяется дискретно и крайне неравномерно. Распределение носит нелинейный характер (рис. 2). По содержанию отмечаются следующие сорта руд:
- убогие (менее 1 г/т);
- средние (от 1 до 10 г/т);
- богатые (10 - 100 г/т);
- весьма богатые (более 100 г/т).
Вмещающие породы представлены
массивными и слабо гнейсовидными бе-резитами, плотными интенсивно берези-тизированными гранодиоритами, рас-сланцованными микродиоритами.
В результате проведенных исследований физико-механических свойств руд и пород установлено, что породы и руды обладают средней плотностью 2,7
Рис. 2. Рудное тело, не выдержанное по мощности и имеющее крайне неравномерное распределение золота по содержанию
В числителе - мощность рудного тела, в знаменателе - содержание золота
т/м3. Коэффициент крепости по М.М. Протодьяконову для вмещающих пород составил 15-16, для кварцевой руды -12-13, для измененных пород - 7-10. Средний предел прочности пород на сжатие равен 148,8 МПа, руд - 118,2 МПа, на растяжение - соответственно 11,7 и 16,0 МПа.
Исследования показали, что в массиве горных пород преобладают две системы трещин - система крутопадающих трещин, субпараллельных контактам рудного тела, и система секущих пологих трещин (рис. 3). Крутопадающие трещины (частота 3-5 на 1 м) прямолинейные, протяженные, выполнены хлоритовым и карбонат-серицит-хлоритовым материалом. На плоскостях трещин образуются зеркала скольжения с притертым рыхлым материалом. Поперечные трещины пологие (15-20°) и пересекают крутопадающие. Поперечная, пологая трещиноватость пород тесно сопряжена с продольной трещиновато-стью. При пересечении пологих с крутопадающими трещинами степень устойчивости снижается: возможен отрыв крупных блоков породы и образование вывалов в кровле и в висячем борту блока.
Месторождение разрабатывается в условиях многолетней мерзлоты, которая распространяется до глубины 400 м от дневной поверхности.
В зоне рассланцованных и дробленных березитов, как и во вмещаю-щихих гранодиоритах, отмечаются трещины от 0,8-1 до 8-10 мм, заполненные льдом.
Температура пород по горизонтам отработки рудного тела варьирует от 0°до минус 7°С.
В результате проведенных исследований массив горных пород был разделен на зоны [1]:
- сезонно-переходную;
- постоянную;
- природно-переходную;
- техногенную.
Основная система разработки - система с магазинированием руды с рудной или полевой подготовкой. Запасы выше горизонта +2315 м отрабатывались с рудной подготовкой, а ниже горизонта - с применением полевой подготовки и использованием самоходной техники, которая позволила снизить издержки на выпуске руды из магазина и повысить производительность по системе в полтора раза. Очистная добыча велась с
а
б
Рис. 3. Березитированные гранодиориты с системой трещин:
а - крутопадающей; б - секущей пологой
2010 по 2014 гг. Наиболее продуктивным и полным годом отработки запасов можно считать 2013-й.
Анализируя показатели добычи очистной руды за 2013 г. (табл. 1), можно отметить, что очистные работы велись системой с магазинированием руды не эффективно по качеству добываемой руды. Мощность рудного тела в среднем составила 0,41 м, а выемочная, при отбойке, достигла 1,06 м, что привело к разубоживанию - 61,7%. Общее разубо-живание руды достигло 67% из-за попадания 15898 т породы в отбитую руду (вторичное разубоживание) при выпуске ее из магазина. В итоге получена руда с низким содержанием 3,5 г/т при содержании металла по данным геологов 10,8 г/т. Низкие отчетные потери не отражают истинные, так как блоки с невы-данной или замороженной рудой не представлены к списанию.
Что же повлияло на столь сильное засорение руды? Объективным фактором можно считать тонкое рудное тело, невыдержанное по мощности и углам залегания. Согласно правилам техниче-
ской эксплуатации, минимальная выемочная мощность при системе с магази-нированием руды не должна превышать 1,0 м. Данный параметр связан с размером кондиционного куска (0,3 м для руды) и размером очистноно пространства по мощности, которое должно быть не менее трех размеров кондиционного куска. При сужении выемочного пространства менее метра происходит расклинивание кусков и руда зависает при выпуске. Доказано, что если замагазини-рованная руда находится без движения более суток, то при мощности очистного пространства 1 м и температуре минус 3°С она начинает смерзаться, что приведет к остановке выпуска и к потерям отбитой руды [1].
При применении мелкошпуровой отбойки тонкого рудного тела с длиной шпура более 1,5 м допускается перебур шпуром предполагаемой границы выемочной мощности из-за изменчивой морфологии. Отбойка руды происходит в зажатой среде при сгущенной сети расположения шпуров, то есть происходит излишняя концентрация взрывчатого
Показатель Единица измерения Значение
Мощность рудного тела м 0,41
Мощность очистного пространства м 1,06
Мощность очистного пространства с учетом вторичного разубоживания м 1,24
Площадь отбойки м2 32830
Объем геологической руды т 36041
Объем отбитой руды т 109939
Металл кг 388
Потери металла % 2
кг 7,47
Разубоживание очистной руды (первичное) % 61,7
т 58004
Разубоживание очистной руды (вторичное) т 15894
Общее разубоживание очистной руды % 67
т 73898
Содержание в геологической руде г/т 10,8
Содержание в добытой руде г/т 3,5
Таблица 1
Показатели добычи очистной руды за 2013 г.
вещества. Тем самым в результате воздействия взрывчатого вещества подрываются вмещающие породы с боков. Таким образом, допускается сверхнормативный прихват вмещающих пород при отбойке руды.
Вторым фактором, влияющим на процесс засорения руды, является природная трещиноватость массива горных пород. Взрывные работы сейсмическим воздействием способствуют раскрытию субпараллельных и секущих их трещин. В результате вмещающие породы отделяются от массива и «ползут» при выпуске руды из магазина, вызывая вторичное разубоживание руды.
Система с магазинированием предполагает сплошную выемку руды, в результате в площадь отбойки попадают
убогие по содержанию участки руды (рис. 4).
Проведенные исследования показали, что убогие руды составили от 1530% всей площади исследуемых эксплуатационных запасов. С учетом нелинейного распределения металла в руде определено среднее содержание по классу убогих руд - 0,31 г/т [1]. Такое содержание соответствует содержанию золота в хвостах обогатительной фабрики, а это означает, что было добыто более 15% убогих руд, которые не прибавили металла в кассе. В результате затрачены средства на добычу, транспортировку, переработку убогой руды, которая заняла место в хвостохранилище, то есть прошла утяжелительным балластом для себестоимости производства металла.
Рис. 4. Участки площадей убогой руды в площади отбойки блока 1-1-1А
В числителе - мощность рудного тела, в знаменателе - содержание золота
Например, для анализа количества убогой руды, попавшей в добычу, было выбрано 57 выемочных блоков, уже отработанных в 2011-2014 гг. в пределах рудного тела Центральное. При выявлении участков убогой руды использовались результаты опробования очистных лент и стенок восстающих. Пробы с мет-рограммом, имеющие содержание менее бортового (< 1,0 г/т), включались в участки убогой руды. Результаты анализа приведены в табл. 2.
Объем убогой руды
разубоживания, а также с учетом прогноза объемов убогой руды.
Следовательно, для повышения качества добычи руды при отработке балансовых запасов тонких крутопадающих руд необходимо переходить на технологию выемки руды, которая позволяет не включать в отработку убогие руды и породные участки, а также проводить щадящее взрывание, исключающее процесс образования вторичного разубоживания.
Таблица 2
в общей добыче
Показатель В очистном пространстве В участках убогой руды Доля участков, %
Мощность, м 0,53 0,34
Среднее содержание Аи, г/т 12,52 1,24
Усредненный метрограмм, г/тм 6,66 0,42
Площадь блока, м2 95230,80 13814,66 14,5
Запасы руды геологической, т 136760,89 12761,05 9,3
Запасы руды товарной, т 285003,00 26593,40 9,3
Расчетное количество золота по эксплоразведке, кг 1712,13 15,78 0,9
Результаты показали, что на каждый квадратный метр пришлось 0,15 м2 убогой руды, которая служит балластом и увеличивает издержки предприятия.
Убогая руда значительно влияет на качество добываемой руды, однако она не учитывается в расчете разубоживания добываемой руды и не прогнозируется ее наличие в планируемом периоде [2].
При планировании добычи руды в условиях отработки балансовых запасов Коневинского месторождения общее разубоживание необходимо определять с учетом породы, попавшей в руду в период отбойки, и пород вторичного
Примером такой технологии может служить система с подэтажной отбойкой по простиранию уступами с нисходящим порядком выемки, которая прошла опытно-промышленное испытание в условиях горно-обогатительного комбината «Коневинское» с положительным результатом. Расчеты и опытно-промышленные эксперименты показывают, что можно снизить разубо-живание в очистной руде до 37% и поднять содержание до 7 г/т в добываемой руде, что позволит рентабельно отработать оставшиеся запасы месторождения.
Библиографический список
1. Павлов А.М. Совершенствование технологии подземной разработки жильных месторождений золота: монография. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2013.
128 с.
2. Батугин С.А., Ткач С.М., Барака-ева И.Д. Развитие методологических основ определения учета разубоживания руды месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2012. № 9. С. 312-319.
1. Pavlov A.M. Sovershenstvovanie tekhnologii podzemnoj razrabotki zhil'nyh me-storozhdenij zolota: monografiya [Improving the vein gold deposit underground mining technology: a monograph]. Irkutsk, IrGTU Publ., 2013. 128 p.
2. Batugin S.A., Tkach S.M., Barakaeva I.D. Razvitie metodologicheskih
osnov opredeleniya ucheta razubozhivaniya rudy mestorozhdeniya [Development of the methodological bases of deposit ore dilution accounting]. Gornyj informacionno-analiticheskij byulleten [Mining informational and analytical bulletin], 2012, no. 9, pp. 312-319.
Статья поступила 14.10.2016 г.
Article received 14.10.2016.
