16774

Геологические основы рациональной разработки золоторудных месторождений

Научная статья

География, геология и геодезия

Геологические основы рациональной разработки золоторудных месторождений А.И. Образцов Навоийский ГМК Экономическая и природоохранная эффективность разработки месторождений кроме применяемых технических средств напрямую зависит от полноты использования соде

Русский

2013-06-25

95.5 KB

7 чел.

Геологические основы рациональной разработки золоторудных месторождений

А.И. Образцов (Навоийский ГМК)

Экономическая и природоохранная эффективность разработки месторождений, кроме применяемых технических средств,  напрямую зависит от полноты использования содержащихся в рудах ценных компонентов, особенностей морфологии рудных тел и распределения металла, поведения его на разных стадиях горно-технологического процесса.
В настоящее время три можно выделить проблемы на стыке геологии и горного дела, которые относительно полно изучены специфика распределения полезного ископаемого в породах вскрыши, баланс распределения металла при добыче и переработке руды, зависимость стратегии эксплуатации месторождения от переотложения золота в зонах окисления.
Добыча руд открытым способом неизбежно сопровождается выемкой определенного объема пустых пород. В первый период разработки месторождения Мурунтау добывались, учитывались и отдельно складировались балансовые и забалансовые руды, породы. Позднее стали отдельно оконтуриваться в недрах, добываться и складироваться так называемые "минерализованные золотосодержащие породы", фактически являющиеся бедной забалансовой рудой.
В породе всегда содержится некоторое количество золота. При анализе распределения его, по данным эксплуатационной разведки, обнаружились существенные отличия между разными породными участками. К первой группе относятся породы, в которых пробы с промышленными содержаниями встречаются редко (2-3 шт  на 100 пустых ). Содержания в пробах иногда достигают 10 г/т, но пустые резко преобладают. Средние содержания золота "на  массу" данной группы пород не превосходят первых десятых долей г/т.
Дополнительным опробованием, локальных оруденений участков установлено, что повышенные концентрации металла обусловлены одиночными минерализованными трещинами или гнездами небольшого объема. Площади, сложенные породами данной группы, отличаются по литологическому составу, преобладанию углеродисто-слюдистых сланцев, и занимают определенное положение в структуре месторождения. На период исследования  (1976 г.) они  слагали около четверти территории карьера.
Породы второй группы  пространственно располагаются между сближенными рудными телами, в оторочках крупных рудных зон, частью в виде прослоев или неправильной формы включений внутри рудных тел. Они названы "породами внутренней вскрыши". В среднем около трети отобранных в них проб содержат золото в концентрациях, характерных для бедных забалансовых руд, а число пустых проб не превосходит 20%. Эти участки характеризуются большей степенью метасоматических изменений по сравнению с "собственно породными", минерализация связана со штокверком разноориентированных мелких трещин. Средние содержания золота в  "породах внутренней вскрыши" делают их потенциальной сырьевой базой для переработки  по современным технологиям.
На основе геологического анализа данной особенности месторождения в 1976 году было внесено предложение  о раздельной  добыче и складировании  разных групп пород. Для практически пустых пород установлены определенные геологические границы, бурение в них (для взрывных работ) может проводиться по любой экономически целесообразной сети без опробования, а раздельное складирование  "пород  внутренней вскрывши" обеспечивает резервную сырьевую базу для новых технологий. Дальнейший технический процесс и оснащенность предприятия позволили вернуться к реализации предложения в настоящее время.
Определение и анализ баланса металла по всей технологической цепи добычи и переработки - деликатная и сложная проблема, но успешное разрешение ее сопряжено с определенным экономическим эффектом и важными научными выводами. Основная сложность заключается в достоверной оценке среднего содержания и соответственно всей массы добытого металла - основе баланса.  Работами В.В.Богацкого [1], Ж.Матерона и др.  показано, что при оконтуривании и подсчетах запасов по месторождениям с неравномерным распределением рудного компонента и границами рудных тел, определяемыми лишь по результатам опробования, средние содержания в рудах систематически завышаются. Величина завышения по блокам варьирует от 10 до 40%. Поэтому при утверждении запасов применяются всевозможные способы, подобные замене "ураганных" проб, для снижения геологической оценки среднего содержания и приближения ее к реальной величине.
Автором [3] обнаружена причина этого явления, названная "эффектом оконтуривания" и показано, что при вычислении среднего в некотором объеме по большому числу равномерно распределенных выработок,
без разделения на руду и породу,  среднее содержание   определяется с какой  угодно точностью, в зависимости от числа выработок и точности анализа. При оконтуривании рудного тела по бортовому содержанию в границы руды всегда попадает некоторое количество некондиционных проб, из-за случайной погрешности анализа, и любых других причин, принимаемых за кондиционные. В результате участки со случайно завышенными содержаниями включаются в руду (скрытое разубоживание), а статистически симметричные им рудные площади, по тем же причинам отнесенные к некондиционным, оказываются за пределами оконтуренных рудных тел (скрытые потери). Скрытое разубоживание неизбежно приводит к завышению оценки среднего содержания по сравнению с истинным для рудного контура. В этом и заключается сущность "эффекта оконтуривания". Полученный вывод, безупречный с математической  точки зрения, был проверен и подтвержден по балансу металла на ряде золоторудных и сурьмяных месторождений.

Это правило использовано для расчета баланса металла при эксплуатации месторождения Мурунтау. До 1990 года из карьера было извлечено более 600 млн.м3  горной массы. Результаты опробования всех  пробуренных (по правильной сети)  скважин были занесены в банк данных ЭВМ, разработаны программы для их об работки. С учетом конфигурации карьера (01.01.1990 г.)  на ЭВМ  определена длина каждой скважины, оказавшейся в отработанном пространстве, вычислено среднее содержание золота на всю добытую горную массу и запасы золота в ней. С учетом отказа от оконтуривания, разделения на руду и породу, обе эти величины определены с высокой точностью.  Из общего  количества металла вычтено количество произведенного золота и содержащегося в хвостах переработки гидрометаллургического завода, получены остатки в складах и породных отвалах.  Сравнение их с данными текущей отчетности показало, что  в породах и некоторых складах среднее содержание золота больше учтенного. Последующее разбуривание и  опробование отвалов прогноз по балансу металла подтвердило с большой точностью. В результате оказывается возможным пересмотреть экономическую ценность продуктов горно-технологического передела, при благоприятной коньюктуре вовлечь их в рентабельную переработку по новой технологии, выявить резервы для повышения эффективности эксплуатационных работ. Опыт расчета баланса металла может оказаться полезным и на других горнодобывающих предприятиях.
Зоны окисления на золоторудных и некоторых других месторождениях проявляются по-разному, в зависимости от содержания в рудах сульфидов, климата, соотношения горообразования и денудации. В условиях аридного климата и  слаборасчлененного рельефа  Центральных Кызылкумов зоны окисления ни в рельефе, ни специфической окраской не выделяются. С другой стороны, на ряде месторождений, включая Мурунтау,  установлено крупномасштабное переотложение золота из первичных руд, синхронное окислению, выносу и новообразованию сульфидов в области цементации. Масштаб переотложения по данным разведки и отработки, даже на малосульфидных месторождениях (Мютенбай) столь значителен, что многие рудные тела не прослеживаются до поверхности на 30-40 м. При этом дефицит запаса золота, на графике распределения металла по глубине, в зоне окисления совпадает по величине с его избытком (над средним уровнем) в зоне цементации.
В результате при поисках и прослеживании рудных тел  кровля их в зоне гипергенеза иногда погружена на 30-40 и более метров ниже поверхности, до уровня грунтовых вод. Поиски и разведка  дополнительно усложняются, когда "погруженные" рудные зоны перекрыты чехлом более молодых рыхлых отложений. Актуальность задачи определяется потенциальной возможностью выявления слепых приповерхностных рудных зон на флангах разрабатываемых месторождений с перспективой наращивания запасов на 20-50%.
Специально проведенными исследованиями на месторождении Мурунтау уста-новлено, что среднее содержание сульфидов в зоне окисления уменьшается от 1,5-2% в первичных рудах до 0,2-0,5%  в зоне  окисления и увеличивается до 3-5%  в зоне цементации. Последняя располагается на глубине 40-90 м  от поверхности. По прости-ранию, ширине и протяженности она конформна соответствующей рудной зоне.  На месторождениях с большей концентрацией первичных сульфидов содержание их в зоне цементации достигает 10-20%. На основе данных геолого-физических особенностей поиск и прослеживание слепых рудных зон сводится к прогнозированию их приближенного пространственного положения, исходя из общей структуры месторождения, после-дующему использованию геофизических методов (естественного поля, заряженного тела, ВЭЗ  или их комбинации) для обнаружения и прослеживания скоплений сульфидов на глубине.
Применение структурных и геофизических методов позволяет резко уменьшить объем поискового бурения, уменьшить сроки и затраты на доразведку дополнительных  запасов в районах действующих горнодобывающих предприятий.
Ясность и простота идеи метода не освобождает, а предполагает необходимость детального анализа геологических, физических, структурно-литологических особенностей месторождения для выявления и учета помех, неравномерного характера скоплений сульфидов на глубине.
Принципиальное значение для разработки таких месторождений имеют вскрытие и переотложение золота при выветривании, окислении, переносе с фильтрующимися атмосферными осадками до уровня грунтовых вод, (зоны цементации, восстановительного барьера). По степени окисления сульфидов можно  судить о доле освобожденного и в основном переотложенного золота. Она обычно составляет не менее 70% от всего металла в руде.  Часть золота механически вскрывается при выветривании (от 10 до 20%). Общее содержание вскрытого и переотложенного золота в зоне окисления составляет 70-90%  от всего заключенного в руде металла.
По форме нахождения и размерам золотин механически вскрытое соответствует форме,  размерам и распределению в первичных рудах.  Переотложенное золото встречается в виде пленок на стенках трещин и каемок на минеральных зернах. Главными осадителями его служат закисные соединения железа, сульфиды (в зоне цементации) и карбонаты. В результате большая часть золота, 60-80%  по рекламной информации ряда инофирм, легко растворяется цианистыми растворами при минимальной степени дробления (-10 - 30мм).

Процессы гипергенеза сопровождаются изменением пространственного положения и морфологии рудных тел. Зоны первичных руд гидротермального генезиса обычно имеют в разной мере сложную линейную форму и крутое падение. В зонах окисления происходит частичный, иногда полный, вынос металла из приповерхностной области и формируются три новых морфологических типа руд: останцы первичных, новообразованные "висячие" и пологозалегающие тела в зоне цементации (рис.1).
Останцы первичных руд приурочены к монолитным,  нетрещиноватым блокам пород, заключенным между нарушенными участками с хорошей проницаемостью кислородосодержащих атмосферных вод. Блоки неокисленных руд  обычно имеют ширину в несколько метров и протяженность до 10-15 м. Часть из них окружена со всех сторон окисленными рудами, другие прослеживаются до первичных руд ниже уровня грунтовых вод.  Количество останцов  первичных руд среди окисленных может варьировать в широких пределах. На месторождениях Центральных Кызылкумов они составляют около 10%.
В.М.Крейтером  (2) описано зональное по глубине размещение гипергенных минералов на месторождении Майкаин: глины, бурые железняки (гетит, гидрогетит и др.),  ярозиты, вторичные колчеданы. В аридном климате Центральных Кызылкумов гипергенные изменения проявляются лишь на поверхности трещин и обломков пород, далеко не достигая стадии полного замещения, но характер изменений и последовательность распределения вторичных минералов остаются такими же: глинистые минералы, окрашенные гидроокислами, до глубины 5-10м,  гидроокислы железа (от 5-10  до 25-40м), вторичные сульфиды в виде цемента обломков, прожилков и пленок ниже уровня грунтовых вод.  Значительная доля свободного золота в виде пленок и кристаллов осаждается на  бурых железняках. Форма и глубина залегания новообразованных рудных тел зависит от геометрии потока фильтрации атмосферных  вод и скоплений бурых железняков. Обычно это сложной формы линзовидные или трубообразные тела протяженностью  до 40-60м. Часть из них располагается ниже поверхности, но выше уровня грунтовых вод ("висячие"),  другие - примыкают к зоне цементации. Содержания золота в рудных телах этого типа в несколько раз превосходят концентрации в первичных рудах. Уникальный пример осаждения золота из рудничных вод (до 8 г/т  в гидроокислах железа) описан автором (5).
Для рудных тел в зоне вторичного сульфидного обогащения характерна сложная плащеобразная форма на уровне (и ниже) грунтовых вод. В рудах содержатся как первичное, так и переотложенное  золото. На графиках распределения золота по вертикали, вычисленного на ЭВМ (рис.2), хорошо видны  как область выноса с дефицитом, так и зона осаждения с избытком запаса золота над средним уровнем.
Определение закономерностей перераспределения  золота в зонах окисления применительно к условиям  конкретного месторождения позволяет выделить и оконтурить  различные морфологические и технологические типы рудных тел, определить рациональные способы их добычи и переработки. Практика показывает, что рентабельная эксплуатация руд с переотложенным золотом  возможна при низких его содержаниях (начиная с   0,3 г/т). Это обстоятельство    позволяет расширить сырьевую базу за счет малых приповерхностных  и флангов разрабатываемых месторождений, решить проблему стабилизации или наращивания выпуска золота в Республике Узбекистан при относительно минимальных капиталовложениях.

 

 

 

 

Литература

1. Богацкий  В.В.  Математический анализ разведочной сети. М., Госгеолтехиздат, 1963.
2. Крейтер В.М.,  Аристов В.В. Поведение золота в зоне окисления (золото-сульфидных месторождений. М.Госгеотехиздат, 1958.
3. Образцов А.И.  Источники ошибок при геометризации и подсчете запасов. Разведка и охрана недр, № 3, 1980.
4. Образцов А.И.  Миграция золота в зоне окисления.  Геология и разведка. Изв. ВУЗ., № 3, 1994, с.67-71.
5. Образцов А.И.  Заметки о рудообразовании. Геология и разведка. Изв. ВУЗ, № 2, 1995, с. 61-68. 



 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32271. Монтажные потоки, схемы монтажа и порядок складирования конструкций одноэтажных промышленных зданий легкого типа 104.5 KB
  Монтажные потоки схемы монтажа и порядок складированияконструкций одноэтажных промышленных зданий легкого типа Практикой выработан ряд методов монтажа строительных конструкций промышленных зданий применяемых в зависимости от требуемой последовательности производства работ конструктивной схемы возводимого здания вида монтажного и технологического оборудования сроков и порядка ввода зданий в эксплуатацию очередности поставки сборных конструкций и деталей. Одноэтажные промышленные здания легкого типа монтируют преимущественно ...
32272. Монтажные потоки, схемы монтажа и порядок складирования конструкций одноэтажных промышленных зданий среднего и тяжелого типов 263 KB
  Различают следующие методы монтажа элементов каркаса зданий: раздельный дифференцированный при котором за первую проходку крана устанавливают все колонны; за вторую подкрановые балки и подстропильные фермы с продольными связями а затем фермы и плиты покрытия рис. В последнем случае кран движется вдоль пролета монтируются все колонны а затем перемещается поперек пролета ведется секционный монтаж. Так например при пролете 12 и шаге колонн 6 м движении крана по середине пролета можно с одной стоянки монтировать до 6 колонн или...
32273. Порядок и методы монтажа многоэтажных промышленных зданий. Схемы размещения монтажных кранов, применяемая оснастка 31 KB
  Наиболее распространенными типами промышленных многоэтажных зданий являются типовые двухсекционные четырехэтажные и трехсекционные пятиэтажные здания с полным железобетонным каркасом монтируемые из унифицированных сборных железобетонных элементов: колонн высотой в один этаж ригелей и плит междуэтажных и чердачных перекрытий. Захватными приспособлениями служат: для колонн траверсы и стропы а для балок ригелей и плит перекрытия траверсы с полуавтоматическими стропами. Выверку правильности расположения колонн и фиксацию расстояний между...
32274. Монтаж конструкций многоэтажных зданий с использованием групповых кондукторов и РШИ 93 KB
  Монтаж конструкций многоэтажных зданий с использованиемгрупповых кондукторов и РШИ Монтаж конструкций при использовании групповых кондукторов При наличии групповых кондукторов рис. В каждой ячейке последовательно устанавливают выверяют и закрепляют все элементы каркаса и после этого перемещают кондуктор на следующую стоянку. После установки колонн их раскрепляют хомутами кондуктора осуществляют предварительную точечную сварку укладывают ригели и сваривают их стыки с колоннами укладывают и сваривают распорные плиты с закладными деталями...
32275. Особенности возведения кирпичных зданий - совмещение каменной кладки с работами по монтажу конструкций и устройству монолитных участков. 24 KB
  При замерзании свежей кладки рр в швах быстро теряет свои свва свободн вода превращся в лед увеличиваясь в объеме что влечет дефекты трещины и разрушение шва недостаточн уплотненность. В проц оттаивания швы обжимаются весом вышележащ кладки что вызыв неравномерн осадку здя = трещ дефции. Спбы выполнения кам кладки в зимн услх: 1.
32276. Организация рабочего места каменщиков 405.5 KB
  Рабочее место каменщика при кладке стен включает участок возводимой стены и часть примыкающей к ней площади, в пределах которой размещают материалы, приспособления, инструмент и передвигается сам каменщик. Рабочее место каменщика состоит из трех зон (рис. 1, а, б) : рабочей 1 - свободной полосы вдоль кладки, на которой работают каменщики; зоны материалов
32277. Возведение кирпичных зданий следует осуществлять только поточным методом, предусматривающим деление здания на несколько одинаковых по трудоемкости захваток: по одно-, двух- и трехзахватной системам 67 KB
  Билет 7 Однозахватная система организации работ применяется преимущественно при строительстве небольших в плане односекционных домов при одноэтажном строительстве когда кладку ведут на всю высоту этажа при трехъярусном членении. В этот же день во вторую смену выполняют вспомогательные работы: установку подмостей доставку кирпича на подмости и т. На захватке рабочем участке где выполняют монтажные работы по условиям техники безопасности не могут одновременно работать каменщики и наоборот. В сельскохозяйственном строительстве при...
32278. Организация возведения кирпичных стен 26 KB
  Численность комплексной бригады может изменяться от 20 до 40 человек в зависимости от конструктивных особенностей здания и особенно кладки. При поточном выполнении каменной кладки основные понятия технологии работ имеют свое специфическое определение. Захватка типовая повторяющаяся в плане часть здания с приблизительно равными на данном и последующих за ним участках полсекции секция две секции объемами кладки предоставленная бригаде каменщиков для поточного выполнения работы на целое число смен.
32279. Конструктивных схемы и порядок монтажа конструкций каркасных многоэтажных гражданских зданий 47.5 KB
  Конструктивная схема каркасного здания:1 колонны 2 ригели 3 рядовые плиты перекрытий 4 связеваяплита перекрытий 5 навесные стеновые панели Каркасными рис. 5 сооружают общественные и административные здания. Колонны и ригели образуют несущие рамы воспринимающие вертикальные и горизонтальные нагрузки здания.