Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние разработки россыпных месторождений дражным-способом - 9
1.1. Анализ и основные тенденции развития дражных разработок россыпей и научных исследований в области драгирования 9
1.1.1. Краткая история развития и применения дражных работ 9
1.1.2. Основные исследованиям области дражной разработки россыпей 13
1.2. Развитие дражных работ в Ленском золотопромышленном районе 19
1.2.1. Становление дражного флота и динамика дражных работ в период 1950—2000 гг 19
1.2.2. Основные этапы развития дражного способа (1950—2000 гг.) 25
1.2.3. Дражная разработка на современном этапе эксплуатации Ленских россыпей :
1.3. Проблемы минерально-сырьевой базы россыпного золота 33
1.4. Цели и задачи исследования 37
2. Перспективы рационального использования действующих драг приосвоении прилегающих запасов 39
2.1. Оценка сырьевой базы россыпей Ленского золотоносного района, прилегающих к дражным полигонам 39
2.2. Особенности дражной разработки россыпей, прилегающих к эксплуатируемым полигонам 47
2.3. Анализ практического опыта вовлечениям попутное драгирование прилегающих к полигонам россыпей
2.3.1. Оценка уровня дражной золотодобычи за счёт попутной разработки террасовых россыпей 54
2.3.2. Динамика основных показателей работы драг при использовании попутной разработки 58
2.4. Выводы 64
3. Исследование технологических процессов при освоении морфологически разнотипных россыпей дражным способом 67
3.1. Взаимосвязь технологических процессов дражной разработки морфологически разнотипных россыпей 67
3.2. Особенности бульдозерной вскрыши на вовлекаемых в попутную дражную разработку террасовых россыпях 71
3.3. Эффективность технологических схем вовлечения в дражную разработку прилегающих к полигонам россыпей 76
3.4. Влияние горно-геологических условий залегания россыпей, вовлекаемых в попутную разработку, на технологические параметры драгирования 82
3.5. Выводы 88
4. Геолого-экономическое обоснование попутной дражной добычи 90
4.1. Общие положения 90
4.2. Особенности кондиционных требований при геолого-экономической оценке запасов россыпей, вовлекаемых в попутное драгирование 92
4.3. Определение рациональной производительности драги 96
4.4. Разработка методики предварительной геолого-экономической оценки запасов, вовлекаемых в попутную дражную разработку 100
4.5. Оценочные кондиции для определения целесообразности вовлечения в попутную дражную разработку запасов прилегающих россыпей 104
4.6. Выводы 114
5. Экологические аспекты освоения и рациональное использование запасов вовлечённых в попутное драгирование россыпей 116
5.1. Особенности техногенного воздействия на окружающую среду при разработке россыпных месторождений 116
5.2. Влияние технологии горных работ на использование земельных ресурсов 118
5.3. Эколого-экономическая оценка землепользования при1 попутной разработке россыпей дражным способом 122
5.4. Общие принципы и показатели оценки полноты использования запасов эксплуатируемых россыпей 124
5.5. Оценка качества недропользования при вовлечении россыпей в попутную дражную разработку 127
5.6. Выводы 131
Заключение 134
Список использованной литературы
- Краткая история развития и применения дражных работ
- Особенности дражной разработки россыпей, прилегающих к эксплуатируемым полигонам
- Эффективность технологических схем вовлечения в дражную разработку прилегающих к полигонам россыпей
- Разработка методики предварительной геолого-экономической оценки запасов, вовлекаемых в попутную дражную разработку
Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время сырьевая база россыпного золота вследствие длительной интенсивной эксплуатации в значительной степени истощена. Запасы подавляющей части ранее разведанных крупных россыпных месторождений, в которых по данным МПР содержалось до 75 % металла, в основном погашены или находятся на завершающей стадии разработки.
«Долгосрочная государственная программа изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы России...» (приказ Минприроды России от 16.07.2008 № 151) предусматривает меры по стабилизации убывающей сырьевой базы в старопромысловых районах россыпной золотодобычи. Одним из приоритетных направлений признано выявление экономически доступных для освоения объектов «...в зонах интересов действующих предприятий для стабилизации их добывающих мощностей».
Это предопределяет необходимость освоения многочисленных небольших россыпей с невыдержанными параметрами и невысокой концентрацией металла, приуроченных к склонам долин, а также ранее не востребованных запасов по причине выборочной отработки месторождений.
Особенно злободневна эта проблема в Бодайбинском районе, где в последние годы регулярно снижается доля дражной добычи, до недавнего времени являвшейся ведущим способом разработки золотоносных россыпей. В течение 1985-2005 гг. добыча золота дражным способом сократилась в районе более чем в два раза (с 3,72 до 1,73 т/год), а количество действующих драг уменьшилось практически вдвое.
Таким образом, актуальность темы исследования обусловлена необходимостью изыскания новых технологий, тем более что современный уровень техники и существующая инфраструктура районов золотодобычи создали предпосылки для их внедрения.
Цель исследования - поддержание и стабилизация установившегося в настоящее время уровня дражной золотодобычи за счёт более полного использования ресурсного потенциала россыпных месторождений.
Идея работы заключается в вовлечении в попутную разработку дражным способом прилегающих к бортам полигонов запасов, в том числе террасовых и террасо-увальных россыпей, не имеющих, как правило, в настоящее время самостоятельного промышленного значения.
Для реализации поставленной цели в диссертации решались задачи:
изучение современного состояния россыпной золотодобычи, её сырьевой базы и существующей технологии дражных работ,
обоснование основных технологических схем и их параметров при вовлечении дополнительных запасов в попутную дражную разработку;
исследование и количественная оценка результатов промышленных испытаний технологии разработки морфологически разнотипных россыпей драгами;
создание методики и разработка кондиций для предварительной геолого-экономической оценки запасов, вовлекаемых в попутное драгирование;
разработка методики для оценки эколого-экономической эффективности горных работ при разработке россыпных месторождений;
анализ полноты выемки полезного ископаемого при вовлечении в попутную дражную разработку запасов террасовых и террасоувальных россыпей.
Защищаемые научные положения:
технология попутной разработки россыпей позволяет включить в сферу промышленного освоения маломасштабные, неактивные и остаточные запасы, примыкающие к бортам дражных полигонов, в том числе террасовых и террасоувальных россыпей, с увеличением золотодобычи эксплуатируемых на техногенных месторождениях драг в среднем на 25 %;
применение попутной разработки повышает эффективность использования драг с увеличением их производительности, которая возрастает в 1,1-1,5 раза прямо пропорционально росту доли вовлечённых в разработку дополнительных объёмов песков при общей положительной динамике основных технико-экономических показателей дражных работ;
целесообразность освоения дражным способом запасов, прилегающих к эксплуатируемым полигонам, должна устанавливаться по результатам геолого-промышленной оценки, выполненной с учётом основных параметров технологических схем вовлечения россыпей в попутное драгирование при рациональной производительности драги;
использование попутной дражной разработки при освоении запасов, прилегающих к дражным полигонам, позволяет снизить экологическую нагрузку на окружающую среду за счёт уменьшения землеёмкости горных работ в среднем на 15-30 %.
Научная новизна работы заключается в следующем:
обоснованы эффективные технологические схемы для вовлечения дополнительных запасов в попутную дражную разработку;
произведена количественная оценка уровня дражной золотодобычи исходя из объёма попутно разрабатываемых песков с прилегающих к полигону россыпей;
выявлена зависимость производительности драг от доли вовлечённых в попутную разработку песков;
предложена методика обоснования кондиций для геолого-промышленной оценки запасов, прилегающих к эксплуатируемым дражным полигонам;
разработана методика эколого-экономической оценки землепользования при разработке россыпей;
установлена степень полноты отработки запасов при применении технологии попутной разработки россыпей дражным способом.
Методы исследования. Методология исследования базировалась на изучении и
обобщении теории и практики разработки россыпных месторождений. Для решения поставленных задач использовались полевые исследования и методы научного анализа: аналитический и графоаналитический, а также математическая и статистическая обработка результатов промышленных испытаний и методы сравнения вариантов.
Личный вклад автора. Основываясь на личном опыте, накопленном на предприятиях Бодайбинского района, и многолетней практике проектирования, автором сформулированы задачи исследований и разработана методология их решения, произведён сбор, обобщение и анализ данных испытанной в промышленном масштабе новой технологии разработки россыпных месторождений, выполнено научное обоснование основных принципов попутной разработки россыпей дражным способом.
Достоверность выводов и полученных результатов обеспечивается надёжностью исходных данных, корректностью используемых методик исследования, сочетающих теоретические положения и практический опыт в области дражной разработки россыпных месторождений, а также положительным эффектом при апробации предложенной технологии в производственных условиях.
Практическая значимость работы. Внедрение в производственную деятельность горнодобывающих предприятий апробированной технологии попутной разработки россыпных месторождений дражным способом позволяет:
более полно извлекать запасы полезного ископаемого из недр за счёт дополнительного вовлечения в разработку участков месторождения, самостоятельная эксплуатация которых не целесообразна",
интенсифицировать добычные работы, улучшить технико-экономические показатели и продлить срок устойчивой работы драг.
Приведённые в работе аналитические и графические зависимости могут быть использованы при проектировании и анализе производственной деятельности золотодобывающих предприятий.
Реализация результатов работы. Результаты настоящего исследования реализованы при геолого-экономической оценке, обосновании проектных решений и разработке россыпных месторождений в ЗАО «Светлый», а также в других горнодобывающих подразделениях ЗАО «ЗДК «Лензолото».
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на ежегодных научно-практических конференциях «Игошинские чтения», г. Иркутск, ИрГТУ (2007, 2008 гг.); на кафедре открытых горных работ ИрГТУ (2008, 2009 гг.); на заседаниях технического совета ЗАО «ЗДК «Лензолото» (2008,2009 гг.).
Публикации: Основные положения диссертационной работы отражены в 12 публикациях, включая б статей в научных изданиях, рекомендованных ВАК России, а также в описании изобретения к патенту.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заклю-
чения и приложений. Общий объём работы 203 страниц машинописного текста, включая 41 рисунок, 18 таблиц и библиографический список из 174 наименований.
Автор искренне благодарен своему научному руководителю, проф., д-ру техн. наук Б. Л. Тальгамеру и всем преподавателям и сотрудникам кафедры открытых горных работ ИрГТУ, а также руководителям ЗАО «Светлый» Ю. А. Жаркову, Н. М. Дорохову и коллегам по работе А. В. Чувашову, Н. Н. Малышевой за поддержку и помощь, оказанную в процессе работы над диссертацией. Отдельная благодарность за предоставленную информацию геологам-практикам Н. Н. Мунгалову, А. Е. Беляеву, В. Л. Мясникову, П. Ф. Бенедюку, канд. геол.-минерал. наук Е. М. Тищенко.
Краткая история развития и применения дражных работ
Ввод в. эксплуатацию первой в Ленском золотопромышленном районе многочерпаковой: драги (голландской; компании Мюллера) зафиксирован 14.05Л914 на прииске Софье-Ивановском по р. Жує [166]. Это, была 210-литровая драга новозеландского типа на деревянном понтоне с прерывистой цепью и паровым приводом. Проработав четыре года и добыв 425 кг золота, она затонула в результате аварии, а в дальнейшем была демонтирована ивыве-зена на Алдан. Именно это произошедшее 95 лет назад событие и положило начало становлению дражного флота на Лене. В 1917 г. акционерное общество «Лензото» заказало в Америке первую электрическую драгу калифорнийского типа, но она не была поставлена из-за революционных событий [100]. После Октябрьской революции в период концессии Ленских приисков английской компанией «Лена Голдфилдс Лимитед» переговоры о доставке возобновились. Электрическая драга на металлическом понтоне американской фирмы «Бьюсайрус» была завезена в район и смонтирована на прииске Васильевском р. Бодайбо (рис. 1.1). 25.05.1929 драга была пущена в работу [80].
Имея черпаки номинальной вместимостью 476 литров, она являлась в то время наиболее мощной драгой в СССР. В организованном в 1932 году тресте «Лензолото», с деятельностью которого связано всё последующее развитие дражного способа разработки в Ленском районе, указанная драга стала первым высокомеханизированным производством для драгирования россыпей [174]. В дальнейшем драга была реконструирована: глубина черпания увеличена с 24,0 до 27,5 м, черпаковая цепь заменена стандартной 380-литровой. Несмотря на свой достаточно солидный возраст, драга успешно эксплуатировалась до 2002 г. включительно. Суммарная золотодобыча за время её работы (1929—2002 гг.) достигла практически 14,5 т.
Следующая плавучая горно-обогатительная фабрика - первая появившаяся в районе драга отечественного производства завода «Красный Путиловец» с черпаками вместимостью 210 литров, была введена в работу на россыпи р. Бодайбо в 1937 г. [79].
Таким образом, не принимая во внимание эпизодическое и весьма ограниченное использование малолитражных драг типа «Гном», дражная добыча в Ленском золотопромышленном районе до середины 20 века осуществлялась практически упомянутыми выше драгами. Именно поэтому наиболее целесообразным представляется проанализировать золотодобычу на Ленских россыпях с использованием драг на полувековом отрезке с 1950 до 2000 г., который-достаточно полно отражает все основные тенденции её развития.
Ускоренные темпы развития, дражных работ во второй половине 20-го столетия были вызваны истощением наиболее богатых запасов россыпного золота, выработанных к этому времени в основном широкомасштабной мускульной добычей, осуществлявшейся в районе на протяжении 100 лет. Так только за весь дореволюционный период (1846—1917 гг.) на Ленских приисках было добыто более 500 т золота.
В связи с этим возникла необходимость вовлечениям эксплуатацию месторождений с более низким содержанием металла, имеющих при этом достаточно неблагоприятные горнотехнические условия для преобладавшего тогда на Лене подземного способа разработки, осуществлявшегося практически вручную. Значительная.обводнённость вовлекаемых в разработку россыпей, как правило, приуроченных к русловым частям и поймам водотоков, предопределила переход к более прогрессивному и высокомеханизированному способу добычи золота при помощи электрических драг.
Динамика количественного изменения дражного флота за период 1950— 2000 гг. представлена на рис. 1.2. В течение двадцати лет (1952—1972 гг.) количество драг увеличилось в девять раз и достигло 18 [26], при этом 11 из них являлись драгами глубокого черпания, способными извлекать пески с глубины до 30 м.
Дражным способом, помимо полигонов на р. Бодайбо и её притоках, где эксплуатировалось 8 драг, также разрабатывались золотоносные россыпи в долинах рек: Вача, Ныгри, Угахан, Хомолхо, Балаганах, Жуя, Бульбухта, Малый Патом. При этом, как уже отмечалось, в эксплуатацию вовлекалось значительное количество россыпных объектов, поражённых как подземными, так и открытыми мускульными отработками с содержанием золота, обеспечивающим их рентабельную вторичную валовую переработку дражным способом.
В 1969 г. на глубокозалегающем месторождении р. Маракан была введена в строй изготовленная Иркутским заводом тяжелого машиностроения уникальная 600-литровая драга с глубиной черпания до 50 м (рис. 1.3). Крупнейшая в стране драга за 23 года работы добыла 15,7 т золота. Среднегодовая добыча по драге составляет 680 кг, наивысшее достижение - 1,4 т золота в сезон 1987 г. После крупной аварии в ноябре 1992 г. и закончившихся неудачей попыток по её восстановлению драга была списана.
Мараканский полигон треста «Лензолото»: драга № 601 с черпаками вместимостью 600 л После ввода в эксплуатацию в 1994 г. на полигоне р. Малый Патом современной 250-литровой драги (инвентарный № 13, рис. 1.4), изготовленной ИЗТМ с учётом её использования в суровых климатических условиях, строительство и модернизация драг в районе были остановлены. Прекращение государственного финансирования, нарастающий экономический кризис способствовали сокращению дражного флота в девяностые годы 20-го столетия. В этот период драги выбывали из дальнейшей эксплуатации по следующим основным причинам. Во-первых, в связи с доработкой имевшихся в пределах полигонов запасов, в том числе и забалансовых, и отсутствием перспектив их возможного прироста. Во-вторых, в результате аварийных ситуаций, часто связанных со значительным износом дражного оборудования, достигшего критического возраста эксплуатации. И, если в первом случае, как правило, это вызывало консервацию драг, то во втором случае часто способствовало их списанию. В результате данных процессов количество действующих драг сократилось вдвое и в 2000 г. в эксплуатации насчитывалось 9 драг.
Особенности дражной разработки россыпей, прилегающих к эксплуатируемым полигонам
Традиционно главные перспективы поддержания дражной золотодобычи района, как правило, связывают с техногенными россыпями, потенциал которых оценивается, довольно высоко — 100 т золота в прогнозных ресурсах категории Рз [105]. Накопленный производственный опыт также подтверждает целесообразность вовлечения в повторную разработку драгами крупномасштабных техногенных россыпей района . Однако в условиях постоянно возрастающего дефицита рентабельных запасов золотосодержащих песков для драгирования, необходимо привлечение и других нетрадиционных для дражной.добычи источников; а также внедрение новых технологий разработки.
Столь, ощутимый, спад дражной добычи золота.не в последнюю очередь связан», с практически неизменными на протяжении ; десятилетий взглядами на область применения данной технологии, кажущаяся простота которой обуславливает порош чрезмерно упрощённые подходы при долгосрочном- планировании и текущем проектировании дражных работ. При этом во внимание не при-нимается следующая устойчиваяі тенденция современного развития, россыпной золотодобычи. Согласно обобщённой информации [2] за, 1960—2000 гг. в структуре россыпных месторождений сократилась доля крупных объектов (более 5 тонн золота) в 3 раза взапасах и в 10 раз вдобыче, а в 2—2,5 раза выросла доляфоссыпей с запасами менее 0,5 т. Следовательно, в настоящее время и для дражной добычи практический интерес представляют россыпи, с запасами менее 500 кг, которые более активно следует вовлекать в дражную разработку. Не случайно один из авторов Государственной программы развития минерально-сырьевой базы, золотодобывающей промышленности, д-р геол.-минерал. наук Беневольский И: Б. (ЦНИГРИ), рассматривая перспективы добычи золота из россыпей в широко известных старопромысловых районах, совершенно обоснованно считает, что «получение прироста запасов силами недропользователей возможно, но в основном за счёт доразведки известных золотоносных долин с отработанными запасами или участков, примыкающих к разрабатываемым месторождениям» [Т, 3].
Таким образом, определённая доля запасов, зачастую с пониженным содержанием золота, сосредоточенная в незначительных по размерам россыпях (в десятки и первые сотни килограммов драгоценного металла) может быть эффективно освоена;дражным способом; кондиционные требования к запасам которого; как было уже отмечено, наиболее низки.
Характеризуя: россыпи данной группы, для их наименования было предложено следующее определение: «Мелкие россыпи в большинстве:случаев правильнее было бььназывать «объектами учёта», а не: месторождениями;.поскольку в основном это небольшие участки единых достаточно крупных; месторождений приуроченных к; развитот гидросети; ..» [2]. Однако до последнего времени? их изучению- уделялось недостаточно внимания; хотя во многих местах они были выявлены вместе с основной россыпью долины.Нередкоэтиюбъекты представляют собой фрагменты- уже отработанных средних, и крупных россыпных месторождений;
Поскольку дляітеррасированньїх склонов речных долин Ленского золотоносного района характерно сочетание разнообразных условий залегания и генетических типов золотоносных пластов; а также их положения; в формах современного рельефаі[50-52] , большое количество таких«объектов учёта» сосредоточено и, в; долинах, охваченных дражными» работами: В связи; с чем; в, настоящее время особыш интерес: представляет широко развитый комплекс террас 10-—50 м .уровней, в составе которых сохранились целиковые запасы; представленные незначительнымишоразмерамфоссыпнымйгобъектамш.
Наиболее привлекательны дляї вовлечения в-разработку мелкозалегающие россыпи,, возможно с невысокой концентрацией!золота, но распространённого по всей мощности? рыхлых, отложений; Значимость таких; объектов для? промышленного освоения? возрастает с точки зрения;; доступности; поскольку они расположены на площадях, непосредственно примыкающих к дражным полигонам, а также простоты организации и; производства горных работ при их вовлечении в отработку.
Таким образом; в.хорошо»освоенных долинах крупных водотоковшразви-тойі производственной инфраструктурой, где;, сегодня; сконцентрирована- дражная? золотодобыча региона; остались неотработанными примыкающие к: склонам многочисленные мелкие по запасам россыпи с невысоким содержанием золота. Разработка этих целиковых запасов наиболее развитым в районе-открытым раздельным способом в настоящее время требует значительных издержек и не способна обеспечить прибыль [124]. Однако как показывает производственный опыт ЗАО «Светлый» (ЗАО-«ЗДКЛензо лото»), вовлечение достаточно небольших россыпных объектов со средним содержанием золота 300—350 мг/м3 в попутную дражную разработку является достаточно эффективным средством пополнения сырьевой базы действующих драг и повышения технико-экономических показателей их использованияг [34 , 41].
Целесообразность такого подхода повышает полноту извлечения запасов из недр; а преимущества дражной технологии позволяют эффективно вовлекать в разработку пески незначительных по запасам «объектов учёта», расположенных на прилегающих площадях и- различных уровнях по отношению к, современному руслу и погребённому тальвегу, освоение которых другимихпособами экономически неоправданно. Это обеспечивает максимальное попутное вовлечение-в дражную разработку запасов террасовых (террасоувальных) россыпей, залегающих на эксплуатируемом- участке месторождения и расположенных значительно выше пойменной части долины водотока.
Многолетняя-, практика- эксплуатации россыпных, месторождений убедительно подтверждает,, что действительный.контур промышленной части россыпи всегда чем-то отличается- от геометризированного подсчётного контура- запасов. Вїрезультате возникает погрешность в оконтуривании запасов, при этом, как-правило, появляется реальная возможность «прирезки» запасов россыпного золота в границах эксплуатируемого полигона?
В материалах конференции «Золотодобывающая- промышленность России: проблемы-и перспективы» [157], было отмечено, что в сложившейся ситуации. перспективы развития добычи золота из россыпей основываются? не только на разведанных запасах, но и части прогнозных ресурсов, имеющих высокую степень достоверности5 оценки. Известны, примеры, когда, в начальной стадии эксплуатации россыпь имела промышленных запасов на два—три года, а фактически её разработка продолжалась десятилетия за счёт выявления новых запасов [21].
Эффективность технологических схем вовлечения в дражную разработку прилегающих к полигонам россыпей
По данным ОАО «Иргиредмет» удельные затраты энергии на действующих в Бодайбинском районе золотодобывающих предприятиях, применяющих бульдозерный способ разработки мелкозалегающих россыпей с промывкой песков на элеваторных приборах, составляют 18,12—19,76 кВт-ч/м3, то есть средний расход энергоресурсов равен 18,94 кВтч/м [107]. При этом основная доля энергетических затрат (до 70 %) приходится на пульпоприготовление и промывку золотосодержащих песков, что существенно повышает издержки производства горнодобывающих предприятий, широко практикующих традиционные при разработке россыпных месторождений технические решения [63].
Сравнение рассматриваемых технологий произведено с использованием данных вышеуказанных исследований на. основе показателей удельных энергозатрат аналогичных технологических операций [107, 127]. Энергетическая? нагрузка вовлечения песков с прилегающих площадей в попутное драгирование при использовании с, этой целью бульдозеров варьирует в пределах, от, 2,50 до 3,40 кВт-ч/м и в среднем составляет 2,95 кВт-ч/м . Наибольшая часть энергии, порядка, 2,0 кВт-ч/м , требуется непосредственно на выемку песков; затраты энергии на,транспортировку колеблются в диапазоне 0;5—1,4 кВт-ч/м3. В целом энергетические, затраты, приходящиеся на Г м3 песков при попутном освоении дражным способом примыкающих к полигонам россыпей, в том числе локализованных на террасах высоких уровней, оцениваются следующими значениями. При разработке россыпных месторождений драгами типа 250Д»- 7,12 кВт-ч/м3, драгами типа ОМ-431 - 6,32 кВт-ч/м .
Выполненная по уровню энергетических затрат оценка технологий.показала,, что удельная, энергоёмкость разработки за счёт вовлечения прилегающих запасов в попутное драгирование снизится на 62 и 67 % соответственно при применении драг с вместимостью черпака 250 литров и 380 литров, относительно варианта, эксплуатации золотоносных россыпей традиционным открытым раздельным способом.
Расширению диапазона применения предлагаемой технологии при дражной разработке россыпей способствует внедрение новых технологических усовершенствований и оборудования. Так, в частности, институтом горного дела ДВО РАН получены патенты на дражные геотехнологические комплексы,, служащие для вовлечения в попутную разработку драгой террасовых россыпей высоких уровней, сложенных мёрзлыми, крепко сцементированными и высокопластичными песчано-глинистыми породами [116—118]. Последнее достигается- путём использования высоконапорного гидромониторного устройства со специальной системой управления ствола и другими техническими новациями. Это подтверждает прогрессивность данного направления геотехнологии, обеспечивающей эффективное попутное освоение дражным способом террасовых и террасоувальных россыпей.
Таким образом, представленные данные и материалы демонстрируют предпочтительное применение прш освоении прилегающих к полигонам, запасов1 технологии разработки морфологически разнотипных россыпей дражным способом.
Характерным примером эффективного освоения террасовых россыпей различных уровней, примыкающих к бортам эксплуатируемых дражных полигонов, является8 производственный, опыт, накопленный в ЗАО «Светлый» [15]. В результате вовлечения продуктивных отложений с террас в долинах рек Хо-молхо и Ныгри (в границах закреплённых горных отводов)гв попутную разработку дражным способом удалось увеличить.добычу золота и улучшить основные технико-экономические показатели нескольких производственных подразделений, осуществляющих свою деятельность преимущественно на техногенных месторождениях.
В целом за период 2003—2007 гг. в ЗАО «Светлый» с применением указанной технологии тремя драгами(с вместимостью черпаков 250 и 380 литров) было переработано более 1 млн м3 песков, предварительно перемещённых и уложенных на подготовленную поверхность дражных полигонов с примыкающих к ним террас и террасоувалов. В итоге за счёт вовлечённых в попутную дражную разработку песков с террас было дополнительно получено свыше 400 кг золота (приложение 2).
На базе обобщённых данных по результатам вовлечения в эксплуатацию девяти наиболее представительных выемочных участков с явно выраженными морфологическими признаками террасовых и террасоувальных россыпей выполнен анализ отдельных показателей недропользования, позволяющих оценить эффективность.освоения этих запасов при совместной дражной разработке (табл. 2.4).
Ведущим фактором представленного анализа является изменение уровня золотодобычи дражных объектов, обусловленное переработкой дополнительных объёмов песков за счёт привлечения .запасов террасовых и увальных россыпей. Вследствие этого важнейшей задачей исследования стало раскрытие общей, тенденции и количественная оценка результатов золотодобычи с применением предложенной технологии в ЗАО «Светлый». При этом главным критерием эффективности недропользования приняты полнота выемки и качество добычных работ.
В целях увеличения достоверности проводимого исследования каждый выемочный участок, характеризующийся относительной однородностью горногеологических условий залегания запасов, ограничивался по материалам геолого-маркшейдерского учёта контуром годовой отработки драги. Таким образом, в основу выполненного анализа положены фактические показатели- годовых объёмов добычных работ производственных подразделений ЗАО «Светлый», применяющих технологию совместной разработки разноуровневых россыпей дражным способом.
В относительном выражении в попутную дражную разработку с прилегающих террас и увалов вовлекалось от 4,2 до 31,5 % песков от суммарного объёма горной массы, переработанной драгой в течение сезона. При этом, среднее значение данного параметра для оцениваемого ряда составило 16,6%..В свою очередь, рост золотодобычи, обусловленный вовлечением песков с террас, в среднем достиг 26,6 % (изменяясь от 7,5 до-49,5 %) относительно годовой добычи металла по рассматриваемой группе драг. В целом обобщение результирующих показателей золотодобычи при» вовлечении запасов террасовых и террасоувальных россыпей в попутную дражную разработку позволило установить закономерность (рис. 2.7), описываемую следующим уравнением регрессии
Степень тесноты, выявленной связи между рассматриваемыми показателями производственной деятельности на основании полученного значения коэффициента корреляции (R = 0,954) следует оценивать как весьма высокую [82]. Установленная связь является прямой, так как с увеличением объёмов песков, вовлечённых в попутную разработку с террасовых россыпей, золотодобыча на дражных объектах заметно возрастает. С уровнем надёжности 95 % можно предполагать, что при вовлечении в разработку сопоставимых по качеству запасов и возрастании доли продуктивных отложений террас в общем объёме драгирования с 9,4 до 23,8 % уровень добычи золота соответственно увеличивается в пределах от 14,7 до 38,5 %.
Разработка методики предварительной геолого-экономической оценки запасов, вовлекаемых в попутную дражную разработку
В выполненном исследовании представленные взаимосвязи предложено использовать для оптимизации и раскрытия особенностей бульдозерной технологии вскрышных работ при освоении россыпей, локализованных на террасах речных долин и вовлекаемых в попутную дражную разработку. Оценка влияния этих факторов на технологию бульдозерной вскрыши произведена графоаналитическим методом на основе существующей нормативной базы и технико-экономических данных, полученных в производственных подразделениях ЗАО «Светлый». Анализ проектных решений и практики позволяет сделать вывод о возможности повышения эффективности вскрышных работ за счёт максимального использования выработанного пространства для складирования торфов. В связи с этим в рассматриваемых условиях эксплуатации россыпных месторождений наиболее предпочтительной является рекомендованная проф. В. И. Емельяновым бульдозерная схема, вскрышных работ узкими поперечными заходками с размещением пустых пород в выработанном пространстве [22]. Предлагаемая схема вскрыши вполне оправдана, поскольку обеспечивает не только полноту вовлечения запасов террасовых россыпей в эксплуатацию, но и достаточно компактное размещение основного объёма торфов непосредственно на отработанных площадях террасовой россыпи.
Порядок развития вскрышных работ на террасе предполагает следующую последовательность. В начале - размещение всего объёма торфов с крайней полосы на борту россыпи. В результате этого после удаления песков на дражный полигон и актировки плотика появляется возможность формировать отвалы пустых пород всех последующих полос на ранее отработанных площадях. Кроме того, данная схема за счёт более полного заполнения торфами выработанного пространства обеспечивает существенное снижение землеёмкости горных работ [38].
Поиск оптимальных параметров, представленной технологии вскрышных работ осуществлялся исходя из конкретных горно-геологических условий вовлечения в драгирование террасовых россыпей в долине р. Хомолхо с применением бульдозеров D375A «Комацу». Для расположенных в бортах долины указанного водотока россыпей характерны следующие особенности: - изменение мощности продуктивного пласта в пределах от 0,2 до 5,0 м, при этом преобладающая мощность песков составляет в среднем 2,0 м; - колебание мощности вскрышных пород в диапазоне 0,3—30,0 м; однако средняя мощность торфов обычно не превышает 10,0 м, что отвечает условиям целесообразного применения бульдозерной разработки и техническим возможностям оборудования.
На основании обобщения и анализа имеющихся данных были выделены так называемые типовые объекты, определяющим признаком которых являлся коэффициент вскрыши, изменяющийся в интервале, ограниченном значениями 1—5 м3/м3. Для смоделированных объектов в процессе исследования рассмотрено два основных варианта технологической схемы бульдозерной вскрыши торфов узкими поперечными заходками с внутренним отвалообразованием при ширине вскрышных полос 30 и 50 м (приложение 3).
Преимущество такой технологии вскрышных работ заключается в сравнительно небольших расстояниях перемещения пород (Ьф), что позволяет достигнуть бульдозеру высокой производительности. При принятой организации работ бульдозер перемещается перпендикулярно оси вскрываемой полосы, формируя в отработке отвал с оптимальным для данной марки бульдозера углом отвалообразования 20 [19]. Складирование пород осуществляется в отвалы треугольного сечения, не исключена отсыпка вскрыши в отвалы трапецеидальной формы.
Сравнительная оценка технологических схем продемонстрировала прямую линейную зависимость расстояния транспортирования от коэффициента вскрыши (рис. 3.4, а). Установлено, что возрастание его значения от 1 до 5 м /м обуславливает увеличение расстояния транспортирования в среднем в 1,8 раза; в частности, при ширине полосы 30 м - с 41 до 78 м; соответственно, полосы шириной 50 м - с 60 до 100 м. В результате по мере роста коэффициента вскрыши происходит неизбежное снижение производительности бульдозера, в первом случае (при Вп = 30 м) на 46 %, во втором (при Вп = 50 м) - на 43 %.
Проведённый регрессионный анализ с использованием степенной аппроксимации позволил достаточно точно оценить взаимосвязь себестоимости вскрышных работ с коэффициентом вскрыши (Квск), о чём свидетельствует практически равное единице значение коэффициента детерминации (рис. 3.4, б). При принятых параметрах с возрастанием величины коэффициента вскрыши на 1 м3/м3 изменение удельных затрат на вскрышу торфов происходит различными темпами. В среднем себестоимость работ возрастает при этом на единицу Квск в пределах от 40 до 150%, а при достижении максимального значения (Квск = 5 м /м ) повышается в 8,8 раза по сравнению с исходной, соответствую-щей Квск = 1 м /м .
