РАБОТА 15 Расчет параметров технологии подземного выщелачивания

Лабораторная работа выполняется со­гласно приведенной структуре.

1. Геолого-промышленная характеристика месторождения

1.1. Общие сведения о месторождении

1.1.1. Экономико-территориальное положение Коммунаровский золотоносный район расположен на Восточном

склоне хребта Кузнецкого Алатау. Все главные золоторудные месторож­дения расположены в вершине ключа Федоровского и в вершине ключа Соктыкгуль. Территория деятельности рудника находится в Ширинском районе республики Хакассия.

Рельеф района горный, сильно расчлененный, с крупными каме­нистыми склонами, поросшими смешанным и хвойным лесом и т.д. (Желательно отразить удаленность от областных (краевых) центров, ос­новных транспортных магистралей, основных потребителей и т.д.)

1.1.2. Историческая справка о месторождении Возникновение золотого промысла в районе рудника “Коммунар”

относится к 1833 г., когда были открыты россыпи по реке Солгон, клю­чам Соктыкгуль и Федоровский, затем начата добыча на одноименных рудниках.

Первое коренное месторождение (Богом дарованное) открыто в 1896 г. В результате этого события золотопромышленником К.Й. Ива­ницким месторождение было взято в аренду и организована рудная зо­лотодобыча. В последующие ГОДЫ была построена электростанция, золотоизвлекательная фабрика, пройдены 2 штольни: новая и №2.

В начале прошлого столетия здесь велась уже систематическая отработки рудных жил с перерывом в 1923-1928 гг., когда рудник был законсервирован, и г.д.

1.2. Геолого-промышленная характеристика участка

Рудное тело блока 8/41-С1 Масловского месторождения располо­жено на юго-западном фланге горизонта штольни 13, опускаясь от 5 до 25 м ниже и поднимаясь до 35 м выше этого горизонта, т.е. находится между высотными отметками +958 и +1 ООО м.

В этом районе отработан ряд рудных тел. Непосредственно сверху проектируемых к отработке блоков находится выработанное простран­ство камер рудных тел 8 и 41, с восточной стороны к ним примыкает ка­мера рудного тела 9, а с севера, вблизи блока, расположена камера руд­ного тела 4.

Оруденение блока 8/41-С1 приурочено к лежачему боку Маслов­ского разрыва, падающего на восток под углом 40+50°.

Район оруденения представлен зоной контактов порфиритов и се­кущих их даек: порфировидного диорита, амфиболового порфирита и пост рудной дайки диорита-сиенита.

Руда и вмещающие породы - крепкие и весьма крепкие, коэффи­циент крепости по шкале проф. Протодьяконова / = 14+16, по устойчи­вости они относятся к весьма устойчивым.

Обводненности пород в районе блока не отмечено, вода поступает через выработанное пространство с поверхности. Руда и порода не сле­живаются и не самовозгораются. Среднее содержание золота по блоку составляет 3,3 г/т, запасы руды в блоке равны 48,6 тыс. т и т.д.

1.3. Физико-химическая характеристика полезного ископаемого

Рудой являются прокварцовавные порфириты, порфировидный

диорит - 2, реже амфиболовый порфирит. Само золоторудное орудене­ние непосредственно представлено кварцевыми прожилками мощностью от нитевидных до иногда 30+50 см, чаще 2+3 см. Отмечается вкраплен­ность сульфидов, преимущественно пирита и пирротина, реже халько­пирита. Плотность руды - 3,2 т/м³, вмещающих пород - 2,9 т/м³ и т.д.

2. Сущность рекомендуемого ФХГ способа разработки рассмат­риваемого участка месторождения

Из существующих на настоящий момент способов ФХГ разработ­ки полезных ископаемых наиболее применимы два способа:

скважинная гидродобыча [1];

подземное выщелачивание руд [2].

Сущность скважинной гидродобычи заключается в приведении твердого полезного ископаемого на месте залегания в подвижное со­стояние посредством гидродинамического воздействия и выдача полу­ченной гидросмеси через скважины.

Основным инструментом разрушения полезного ископаемого и его доставки к выданной скважине является вода. Интенсификация про­цесса возможна взрывом, вибрацией, химическим или микробиологиче­ским разложением цементирующего вещества. Выдача гидросмеси осу­ществляется эрлифтом, гидроэлеватором или насосом.

Методом СГД преимущественно разрабатывают рыхлые и слабо- сцементированные месторождения фосфоритов, бокситов, марганца, же­леза, золота, титаноносные россыпи и битуминозные песчаники, осадоч­ные месторождения урана, угольные пласты, залежи песков и гравия.

Одним из основных условий осуществления подземного выщела­чивания руд является физическая возможность подвода химического реагента к растворяемому полезному ископаемому и отвод прореагировавшего вещества к месту его сбора и переработки. Для этого руда должна обладать естественной или искусственной проницаемостью растворов, а минералы и компоненты легкой растворимостью рабочими агентами. Вмещающие породы должны быть инертны.

ПВР осуществляется путем орошения дробленой руды слабо кон­центрированными растворами кислот и щелочей.

ПВР разрабатываются месторождения полезных ископаемых, представленные окисленными сульфидными рудами, обводненными и неустойчивыми вмещающими породами, забалансовыми участками ме­сторождений, эксплуатируемых традиционными технологиями, крупны­ми и глубоко залегающими бедными рудами и т.д.

Из приведенных способов добычи более целесообразным для при­менения в условиях данного месторождения является ПВР.

Это заключение вытекает из следующих положений.

Во-первых, наличие большого количества технологических пус­тот, сформированных выемкой запасов традиционной подземной добы­чей, негативно скажется на безопасности ведения добычных работ при СГД и эффективности эксплуатации запасов недр;

Во-вторых, эффект гравитационного обогащения, задействован­ный в СГД, в условиях данного месторождения минимизируется. В ка­честве причины выступает одинаковость плотностных характеристик руд и вмещающих пород. В связи с этим возрастает доля обогатительно­го передела на поверхности;

В-третьих, высокий крепость окисленных руд требует дополни­тельной и тщательной подготовки вынимаемого СГД массива (взрыв­ным, химическим разрушением), что в условиях наличия выработанного пространства вызывает определенные трудности.

2.1. Сущность ФХГ способа разработки

Согласно данным практики, в ряде случаев месторождение наибо­лее эффективно может отрабатываться с применением комбинированной технологии; способом подземного выщелачивания и традиционным спо­собом подземной разработки. Причем вначале с использованием тради­ционных систем отрабатывают наиболее богатые участки с максималь­ной полнотой извлечения металла. Затем образованные пустоты исполь­зуют в качестве компенсационного пространства и обрушают на них за­пасы бедных и забалансовых руд, подвергая их в дальнейшем подземно­му выщелачиванию. Для приема продуктивных растворов на нижнем го­ризонте формируют специальные дренажные выработки или улавливают их на уровне зеркала подземных вод и через скважины откачивают в сборную емкость.

Такой порядок выемки позволяет даже в сложных горно-геологи­ческих условиях эффективно добывать ценные металлы, а оставшиеся ореолы их распространения с более низким содержанием обрушать вы­сокопроизводительными системами, магазинировать на месте залегания и подвергать выщелачиванию. На втором этапе достигается несколько меньшая степень извлечения металла, но зато резко сокращаются из­держки производства и в целом обеспечивается более полная выемка за­пасов месторождения и т.д.

2.2. Принципиальная схема ФХГ способа

Приводится эскизное отображение предлагаемого геотехнологического способа разработки месторождения либо его участка.

3. Обобщение опыта применения выбранного ФХГ способа

3.1. Общие сведения из практики разработки месторождений ПВР

Используем опыт подземного выщелачивания меди на Дектярском месторождении при доработке эксплуатационных потерь южной выклинки шахты “Капитальная №2” [3].

Количество скважин в линии определяется мощностью рудного тела. Первоначально на каждой линии бурят не более четырех скважин.

Продолжительность орошения принята в 0,5 мес. Выбранный пе­риод орошения скважин, расположенных в двух профильных линиях, позволяет оросить всю площадь участка только за 10+10,5 мес. Это оз­начает, что в течение 9,5+10 мес. каждые две линии скважин будут на­ходиться в сушке, в ходе которой в зоне обрушения будет накапливаться тепло и будут развиваться окислительные процессы.

Воду подавали на небольшой участок зоны обрушения. Объем воды, подаваемой на орошение, в среднем составлял 16,1 м³/ч, или 380+385 м³/сут. Среднее содержание меди в рудничных водах шахты повысилось до 0,85+0,92 г/л.

В дальнейшем подачу вод на орошение осуществляли через спе­циально пробуренные скважины. Всего было пробурено 35 скважин на глубину 12,5+40,2 м (в общей сложности 639,9 пог. м).

Расположение скважин в зоне обрушения орошаемого участка и их глубина показаны на рис. 3.1.

Рассмотрим опыт подземного выщелачивания меди на месторож­дении “Кабан-1” [3], приведенный на рис. 3.2.

Опытный участок месторождения разделен на пять блоков (рис. 3.2, а), которые в период подготовки месторождения отделены друг от друга компенсационными камерами. Объем камер составляет 15+20 % от об­щего объема руды в блоке. Порядок подготовки опытного участка к вы­щелачиванию меди весьма прост и показан на рис. 3.2, б.

3.2. Производственный аналог

Месторождение представлено крутопадающими штокверковыми рудными телами, локализованными в грейнезированном массиве нижне­триасовых гранитов. Коэффициент крепости руды и вмещающих пород равен 12+14. Породы трудно буримые, но легко взрываемые. Плотность руды и пород составляет 2,68 г/см³, влажность - 6 %. Руда не слеживает­ся, обводненность слабая. Отбойка осуществлялась на выработанное пространство. Коэффициент разрыхления замагазинированной руды со­ставляет 1,1+1,2. Для сохранения оросительных выработок он оставляет­ся под штрековый целик толщиной 12 м, через который производится орошение замагазинированной руды (рис. 3.3), и т.д.

Способ ПВР с подачей выщелачивающих растворов через сква­жины, пробуренные в замагазинированной руде, представлен на рис. 3.4.

В регламенте данного варианта ПВР предусматривается орошение отбитой руды через скважины - оросители, пробуренные снизу вверх из выработок горизонта улавливания сквозь временный предохранитель­ный целик по разрыхленной рудной массе и т.д.

4. Выбор технологии отработки участка

4.1. Конструктивно-технологическая схема

Для обеспечения доступа к рудному телу используются ранее пройденные выработки и часть вновь проводимых выработок. В частно­сти, от штрека 6 проходится квершлаг до нижней части рудного тела. Из квершлага проходится штрек, который будет использован в качестве раствороподающей и раствороприемной выработки. Из штрека прохо­дятся камеры для последующего размещения в них бурового станка и ставов труб оросительной системы.

После выведения рудного тела из массивного состояния в наме­ченных контурах выемки монтируются ставы 9 трубопроводов, по кото­рым будет нагнетании рабочий агент. Режим орошения пульсирующий.

В качестве добычного оборудования используют 2 грунтовых насоса ГоТ 400/40 мощностью 132 кВт, работающих на нагнетание рабочих растворов, и I насос Го Г 160/31.56 мощностью 22 кВт, работающий па откачку и выдачу продуктивного раствора к месту его сбора и регенера­ции. Технологическая схема отработки участка рудного тела 8/41-С 1 представлена на рис. 4.1.

4.2. Рабочий агент и его характеристики

Опираясь на накопленный опыт кучного выщелачивания, в каче­стве рабочего агента используем цианиды. Выщелачивание осуществля­ем в режиме замкнутого растворооборота. Извлечение золота из продук­тивных растворов производим в сорбционных колоннах на смоле АМ-25. Маточники сорбции доукрепляем цианидом и щелочью и отправляем на орошение. Массовая доля №СЫ в рабочих растворах должна составлять от 0,1 до 0,05 %, рН = 10+11, интенсивность орошения равна 68+80 л/т.

4.3. Интенсификация процесса

В качестве интенсификации процесса выщелачивания, при общем снижении концентрации полезного компонента в продуктивных раство­рах, предполагается использование следующих методов: частичного вы­пуска обрушенной руды, объем которой должен составлять не более 5+10 % от общего объема запасов блока; прерывания процесса подачи рабочих агентов в блок и обеспечения отстойки блока до момента сни­жения дренажа продуктивных растворов из блока до 80+85 % от обыч­ного и т.д.

5. Технико-экономическая оценка способа

5.1. Параметры технологии

Исходные данные, а также расчеты параметров и показателей по опытному участку ПВР сведены в табл. 5.1, 5.2, 5.3 соответственно.

Таблица 5.1

Исходные данные

Показатель	Значения
Крепость руды (/)
Диаметр кондиционного куска, м	0,05
Диаметр скважины, м	0,105
Коэффициент схемы обуривания	1,63
Коэффициент использования скважин	0,75
Плотность заряда ВВ, кг/м3	1 200
Предел прочности пород стсж, МПа
Теплота взрыва, Дж/кг	4 000
Скорость детонации, м/с	3 200

 

Таблица 5.2

 

лнс	Nскв	m	qб	Qвв	t	dср	V,%
1,0			1,6	12,7	0,0018	0,05	4,56
1,1			1,3	10,5	0,0033	0,06	10,54
1,2			1,1	8,8	0,0049	0,07	18,91
1.3			1,0	7,5	0,0065	0,08	30,17
1,4			0,8	6,5	0,0081	0,1	44,85
1>5			М.	5,6	0,0097	0,11	63,47

 

 

Таблица 5.3

 

 

Показатели	ПРМ	ФХГ
Балансовые запасы,   т
Удельный расход бурения, м/м3	1,56	12,7
Удельный расход ВВ, кг/м3	0,24	1,6
Удельный объем ГПР, м3/1000 т	29,92	18,93
С/с добычи, руб.
В том числе:
материалы основные
вспомогательные
оборудование
амортизация
энергия
з/плата
Итого с/с добычи, руб./т
Извлечение, д.ед.	0,6	0,8

 

5.2. Эффективность ФХГ способа Выводы по проделанной работе...