Повышение эффективности дражной добычи золота
В.А.Ершов, начальник проектного отдела ЗАО «Светлый»
Развитие дражного способа разработки россыпей в Ленском золотопромышленном районе насчитывает более чем 90-летнюю историю. Двадцатипятилетний период его максимального подъема приходился на 1963-1987 гг., когда уровень дражной добычи был стабилизирован в пределах 3.2-5.4 т золота в год, что составляло в структуре золотодобычи в регионе от 40 до 77.4% [1].
Многолетняя масштабная отработка россыпей привела к существенному истощению минерально-сырьевой базы россыпного золота с четко выраженной тенденцией систематического ухудшения качества запасов. В настоящее время отмечен устойчивый процесс вовлечения драгами в эксплуатацию забалансовых запасов, вмещающих пород и техногенных отложений с некондиционным содержанием золота. Более того, необеспеченность запасами послужила причиной для ликвидации и консервации в районе целого ряда объектов дражной золотодобычи.
Тем не менее и сейчас дражный способ добычи россыпного золота по-прежнему остается наиболее производительной и эффективной технологией, так как позволяет рентабельно вовлекать в эксплуатацию наиболее бедные участки россыпных месторождений, а также осуществлять повторную разработку ранее отработанных участков.
Вместе с тем в этих условиях, как справедливо отмечено в [2], необходим переход к новым нетрадиционным технологиям разработки россыпных месторождений с интенсивной выемкой и промывкой песков. Один из вариантов такой технологии, позволяющей заметно повысить эффективность дражного способа разработки, был апробирован в 2005 г. на ЗАО «Светлый» при эксплуатации 250-литровой драги на полигоне в долине р. Хомолхо [3].
В целом месторождение р. Хомолхо представляет собой комплекс россыпей, различных по своим геоморфологическим типам. В состав его входят погребенная россыпь, современная долинная россыпь и террасовые россыпи разных уровней. Долинная россыпь протяженностью около 18 км, являющаяся основной частью месторождения, к настоящему времени уже в значительной степени выработана. Так, в течение 1961-2005 гг. только вышеупомянутой драгой в ее границах добыто 8.7 т золота.
Продуктивный рыхлый покров долинной россыпи средней мощностью 5.0 м в основном представлен галечно-песчаными отложениями с незначительным содержанием валунов. На террасе 10-15-метрового уровня мощность рыхлых отложений уменьшается до 0.4-4.0 м, а состав меняется на галечно-гравийный с одновременным увеличением крупности гальки и ростом количества валунов до 20%. При этом, если долинная россыпь только наполовину поражена многолетней мерзлотой, то террасовая - полностью.
Золотоносный пласт долинной россыпи, как правило, приурочен к плотику, представленному углисто-филлитовыми сланцами и песчаниками. Сосредоточенные на террасе ал-лювиально-делювиальные отложения золотоносны практически на всю мощность, но из-за низкого среднего содержания золота эти запасы по расчетным кондициям открытого раздельного способа отработки отнесены к забалансовым.
Недропользователем с целью восполнения постоянно растущего дефицита сырьевой базы было принято решение о попутной разработке драгой подсчитанных для открытой раздельной добычи забалансовых запасов террасовой россыпи. Суть внедренной на полигоне р. Хомолхо технологии заключается в следующем (рис. 1). Пустые наносные отложения мощными бульдозерами (тяговый класс 35 т и более) удаляются за пределы вовлекаемого в дражную разработку участка долинной россыпи, то есть, в первую очередь, на полигоне осуществляется опережающая вскрыша торфов. Затем, также бульдозерным способом, выполняется так называемая перевалка: послойная разработка, транспортировка и последовательное складирование песков с террасы на расположенную ниже по уровню уже подготовленную поверхность дражного полигона слоем мощностью до трех метров. Наряду с этим, бульдозерами параллельно производится удаление крупных валунов, рыхление и зачистка плотика - наиболее обогащенной части россыпного месторождения.
По существу при попутном вовлечении в отработку запасов террасовой россыпи в результате последовательного выполнения всех вышеперечисленных операций, т.е. в процессе перевалки золотосодержащих песков с террасы на кровлю продуктивного пласта до-
линной россыпи осуществлялась их достаточно качественная подготовка к драгированию.
Основные показатели работы драги 250Д, достигнутые с применением на полигоне вышеописанной технологии в течение добычного сезона при эксплуатации месторождения р. Хомолхо, представлены в таблице.
Как показывают данные практики и научно-теоретические исследования дражных работ [4], основными критериями для оценки эффективности работы драги могут служить ее производительность (Q3) и коэффициент использования (Ки). Результаты эксплуатации драги на полигоне р. Хомолхо за последние пять лет свидетельствуют, что в добычном сезоне 2005 г. степень использования рабочего времени и производительность драги достигли максимальных значений (рис. 2).
В целом, оценивая работу драги до внедрения технологии (2001-2004 гг.), можно констатировать, что если ее среднечасовая производительность за сезон колебалась от 109 до 128 м3/ч при среднем значении 116 м3/ч, то динамика коэффициента использования рабочего времени отличается достаточной стабильностью, при Ки = 0.73-0.75 число часов чистой работы драги в сутки в среднем составило 19.60 ч. Анализ работы драги по итогам эксплуатационного сезона с использованием новой технологии позволил выявить, что среднечасовая производительность драги возросла более чем на 17% по отношению к достигнутой в предыдущие годы и составила 140 м3/ч. При этом степень ее использования во времени повысилась не столь значительно, тем не менее зафиксировано, что число часов чистой работы драги в сутки также увеличилось до 20.18 часов.
В этом плане достаточно интересный факт, позволяющий сопоставить различные данные использования драги во времени, приводится в работе одного из основоположников дражного дела в России профессора Е.Н. Барбот де Марни: «Что касается до числа рабочих часов в сутки, то на тех же Невьянских драгах за 1906 год работа продолжалась в среднем для пяти драг - 17.68 часов; такая продолжительность работы, конечно, представляется слишком малой и не должна быть допускаема на современных драгах, которые работают в Америке в среднем уже более 20 часов в сутки...»[5]. Следовательно, принятое технологическое решение с целью попутного вовлечения в разработку запасов террасовой россыпи не только способствовало расширению сырьевой базы драги, но и улучшило основные показатели ее использования.
Известно, что при драгировании с увеличением прочности горных пород, ростом валунистости и пораженности пласта многолетней мерзлотой условия черпания значительно ухудшаются. В итоге сложные горно-геологические условия месторождения зачастую ведут к повышенным эксплуатационным потерям песков и золота, а, главное, не всегда позволяют доработать россыпь до плотика и произвести его полную зачистку. Наиболее простым и эффективным способом подготовки трудно драгируемых песков является их предварительное механическое рыхление, которое позволяет разупрочнить породы, придав им более рыхлое состояние.
В середине 1980-х годов в Ленском золотопромышленном районе при подготовке к драгированию сильно валунистой россыпи р. Бодайбо (в границах Апрельского дражного полигона) посредством предварительного рыхления с сортировкой и перевалкой песков карьерными экскаваторами было установлено, что после механического рыхления коэффициент наполнения черпаков драги в среднем повысился на 14% по сравнению с драгированием пород в естественном состоянии, что соответствующим образом отразилось на увеличении производительности драги [6].
При эксплуатации участка месторождения р. Хомолхо выявлены некоторые закономерности драгирования в разной степени подготовленных к выемке песков. На рис. 3 представлены зависимости производительности драги и коэффициента ее использования в относительных показателях от содержания в драгируемой горной массе песков, переваленных с террасы бульдозерным способом. Как видно из графиков, представленных на рис. 3, с увеличением в общем объеме перерабатываемых драгой пород доли предварительно разрыхленных песков (в нашем случае с 10 до 40% со средним коэффициентом разрыхления 1.15) происходит устойчивый рост производительности драги со 120 до 180 м3/ч. Одновременно при этом отмечается тенденция к незначительному увеличению коэффициента ее использования. Установлено, что значения Q3 и Ки драги находятся в линейной зависимости от содержания предварительно разрыхленных и переваленных песков террасы в общем объеме горной массы, перерабатываемой драгой.
Опробованная технология обеспечила стабилизацию режима эксплуатации драги, сократила ее простои, связанные с аварийными ситуациями и ремонтом черпающего аппарата, от надежности которого во многом зависит производительная работа драги. Кроме этого, зафиксировано снижение более чем на 6.4% расхода электроэнергии на 1 м3 перерабатываемых песков. Для сочетания оптимальной производительности драги и максимального извлечения золота при обогащении песков, в зависимости от их коэффициента разрыхления, происходило регулирование степени наполнения черпаков и каждый слой забоя разрабатывался в режиме черпания с параметрами, наиболее полно соответствующими состоянию драгируемых пород.
Как показала производственная практика ПО «Лензоло-то» (в период 1970-1980 гг.), доставка автосамосвалами и подача песков с высоким содержанием золота непосредственно в дражный разрез малоэффективна, т. к. связана со значительными потерями ценного компонента. Причиной высоких потерь золота явилась его миграция в коренные породы, трещины и щелеобразные западения плотика, как непосредственно при разгрузке разрыхленной золотосодержащей породы в забой драги, так и при последующем механическом воздействии на нее черпаков. С целью устранения вышеуказанного фактора складирование песков с террасы на полигон производилось только выше уреза воды на готовую к драгированию поверхность долинной россыпи.
Внедрение рациональной технологии ведения горных работ обеспечило повышение эффективности работы 250-литровой драги на месторождении р. Хомолхо за счет вовлечения в попутную разработку запасов террасовой россыпи. В результате увеличена производительность драги, повышен коэффициент ее использования и улучшены технико-экономические показатели работы данного золотодобывающего объекта в целом.
Основное преимущество апробированной технологии может быть реализовано при разработке дражным способом россыпных месторождений с разнообразными горно-геологическими условиями эксплуатации, но, в первую очередь, неоднородных, расчлененных и сложных по строению россыпях криолитозоны со значительным содержанием крепких и валунистых песков. Обобщенные показатели эксплуатации драги подтверждают экономическую целесообразность и эффективность примененной на полигоне р. Хомолхо технологии. Данное технологическое решение позволяет не только расширить сырьевую базу, но и одновременно является рациональным способом предварительной подготовки, качество которой в значительной мере определяет эффективность дражной добычи. В связи с этим, в процессе проектирования дражных работ при оценке и ревизии запасов рекомендуется рассматривать возможные варианты дальнейшего внедрения в производство технологии, испытанной в ЗАО «Светлый».
ЛИТЕРАТУРА:
1. Ершов ВА. Развитие дражной добычи в Ленском золотопромышленном районе. «Горная промышленность». - М., 2005. - №2. - с. 42-46.
2. Емельянов В.И., Михайлов Ю.В., Носков В.Ф. Основы разработки месторождений полезных ископаемых в экосистемах криолитозоны: Учеб. пособие. / Под. ред. Емельянова В.И. - М.: Изд-во МГОУ, 2005. - 278 с.
3. Дорохов Н.М., Ершов ВА Опыт вовлечения террасовых россыпей в попутную разработку дражным способом. «Горный журнал». - М.,2006. - №10. - с. 45-47.
4. Лешков В.Г. Теория и практика разработки россыпей многочерпаковыми драгами. - М.: Недра, 1980. - 352 с.
5. Барбот де Марни Е.Н. Драгирование россыпных месторождений золота и платины. - М.: Гостехиздат, 1924. - 112 с.
6. Дудинский Ф.В. Разработка валунистых россыпей экскаваторами и драгами. «Горный журнал». - М., 2002. - №11-12. - с. 42-45.
