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

8 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

84087. Понятие формы государства и факторы влияющие на ее образование 21.32 KB
  Форма государства это единство трех её основных элементов: формы правления формы государственного устройства политический режим некоторые ученые предлагаю присовокупить политическую динамику. Однако он не даёт синтезированного представления о форме государства в целом. Форма государства это такая структура которая включает не только организационные элементы но и связи между ними а также элементы функциональные методы деятельности.
84088. Форма правления понятие и виды 23.65 KB
  Монархия форма правления при которой в системе высших органов власти имеется монарх. Абсолютные монархии характеризуются полнотой власти монарха в этом случае в руках монарха сосредоточена вся полпота власти. Конституционные ограниченные монархии характеризуются тем что власть монарха ограничена Конституцией на основании которой в государстве действуют два института высшей власти: монарх и парламент которые делят между собой полномочия.
84089. Монархическая форма правления её признаки и виды 22.49 KB
  Форма правления представляет собой структуру высших органов государственной власти порядок их образование и распределение компетенции между ними. Форма государственного правления дает возможность уяснить: как создаются высшие органы государства и какого их строение; как строятся взаимоотношения между высшими и другими государственными органами; как строятся взаимоотношения между верховной государственной властью и населением страны; в какой мере организация высших органов rocва позволяет обеспечивать права и свободы гражданина. По...
84090. Республиканская форма правления признаки и виды 22.12 KB
  Установлена республиканская форма правления. Эта республиканская форма правления отличается от монархии которой присуще наследование статуса главы государства. Если рассматривать форму правления с чисто формальных позиций то можно сказать что она не оказывает определяющего влияния на характер государственного строя.
84091. Смешанные формы правления в современном мире 24.83 KB
  Так было во время и после буржуазных революций в Европе и Америке: молодая прогрессивная буржуазия возглавлявшая широкие слои населения добилась ограничения власти монарха ликвидации абсолютизма установления дуалистической или парламентарной монархии а иногда и республики например в США. В ходе этого исторического развития были и своеобразные зигзаги: республика при фашизме во главе с фюрером дуче каудильо мало чем по существу отличалась от монархии хотя юридически форма была иной а республики в социалистических странах странах...
84092. Форма правления: понятие и виды 16.75 KB
  Форма правления представляет собой структуру высших органов государственной власти порядок их образование и распределение компетенции между ними. Форма государственного правления дает возможность уяснить: как создаются высшие органы государства и какого их строение; как строятся взаимоотношения между высшими и другими государственными органами; как строятся взаимоотношения между верховной государственной властью и населением страны; в какой мере организация высших органов государства позволяет обеспечивать права и свободы...
84093. Унитарное государство признаки и виды 20.55 KB
  Унитарное государство характеризуется следующими признаками: унитарное устройство предполагает единые общие для всей страны высшие исполнительные представительные и судебные органы которые осуществляют верховное руководство соответствующими органами; на территории унитарного государства действует одна конституция единая система законодательства одно гражданство; составные части унитарного государства области департаменты округа провинции графства государственным суверенитетом не обладают; унитарное государство на территории...
84094. Федерация: понятие и признаки, виды 23.76 KB
  Существуют следующие формы государственного устройства: 1 Унитарное государство 2 Федеративное государство 3 Конфедеративное на данный момент не существует в природе 4 Региональное государство Федеративное государство представляет собой добровольное объединение ранее самостоятельных государственных образований в одно союзное государство государство состоящее из государств членов или государственных образований субъектов федерации. На данный момент в мире насчитывается 24ре федерации. Федерации бывают: а Договорные и...
84095. Форма государственного устройства: понятие и виды 21.73 KB
  Территория федерации состоит из территорий ее отдельных субъектов: штатов кантов земель республик и т. Субъекты федерации имеют право принятия собственной конституции имеют свои высшие исполнительные законодательные и судебные органы 4. В большинстве федерации существует союзное гражданство и гражданство федеральных единиц. При федеральном государственном устройстве в парламенте имеется палата представляющая интересы членов федерации.