Совершенствование разработки глубоких россыпей комплексом «экскаватор  драга»

В.А. Ершов, к.т.н., начальник проектного отдела ЗАО «Светлый» (Бодайбо, Иркутская обл.)

В2009 г. россыпным подразделением ОАО «Полюс Золото» – группой компаний ЗАО «ЗДК «Лензолото» обеспечено перевыполнение производственного задания и добыто 5.94 т золота. Доля ведущей дочерней компании ЗАО «Светлый» в этом объёме золотодобычи достигает 35%. Главной задачей предприятия на ближайшую перспективу остается сохранение достигнутого уровня добычи золота, что в условиях истощения минеральносырьевой базы обуславливает нарастающее вовлечение в разработку запасов глубокозалегающих россыпей.

комплекс «экскаватор  драга»

Типичным примером, иллюстрирующим ухудшение горнотехнических условий и увеличение глубины разработки, служит эксплуатация ЗАО «Светлый» Верхне-Ныгринского дражного полигона с применением комплекса «экскаватор – драга». Технологический комплекс указанного производственного объекта состоит из драги ОМ-431 (вместимость черпаков 380 л), шагающего экскаватора ЭШ@10.70 и бульдозеров.

Основные среднегодовые показатели, характеризующие работу драги в период 2003–2008 гг., представлены на рис. 1.

Рис. 1 Основные среднегодовые показатели разработки ВерхнеНыгринского дражного полигона

В целом при достаточно стабильной работе драги её производительность в течение указанного времени колебалась в пределах 803–1254 тыс. м3, тогда как добыча золота изменялась от 122.2 до 302.5 кг, что объясняется, в первую очередь, качеством разрабатываемых запасов. В это же время на полигоне, эксплуатируемом драгой, наблюдается явно выраженная тенденция роста объёмов вскрышных работ. Так, в среднем за рассматриваемый период сезонные объёмы вскрыши торфов составили 583.0 тыс. м3 в сезон, при этом диапазон её изменения ограничен интервалом 243.0–819.0 тыс. м3. Эксплуатационный коэффициент вскрыши от минимальных значений 0.43 и 0.22 м3/м3 (соответственно, в 2003 и 2004 гг.) увеличился в 2008 г. до максимума, составившего 1.02 м3/м3. Более чем двукратное повышение коэффициента вскрыши связано с активным вовлечением в разработку в последние годы глубокозалегающих запасов и, как следствие, с увеличением мощности торфов.

По результатам аукциона, проведённого «Иркутскнедра» в 2005 г., ЗАО «Светлый» получило право пользования недрами на участке долины р. Ныгри, который примыкает к разрабатываемому в настоящее время полигону в верховье водотока. На указанной площади геологоразведочными работами с необходимой степенью детальности разведана погребённая золотоносная россыпь, приуроченная к глубокому тальвегу долины. Общая протяжённость россыпи составила 2.3 км, средняя ширина – 102 м. Мощность наносов в её границах изменяется от 16 до 47 м и в среднем составляет 32 м. Золотоносный пласт, тяготеющий к плотику, связан с аллювиально-элювиальными отложениями и представлен преимущественно галечно-гравийным материалом с глиной и валунами. Геолого-экономическая оценка глубокозалегающей россыпи позволила установить, что на изученном отрезке долины р. Ныгри для дражного вида добычи сосредоточены промышленные запасы категории С1 с объемом около 800 кг золота.

Проведенный анализ параметров и условий залегания погребённой россыпи выявил следующие принципиальные моменты:

- наиболее эффективно разведанная залежь может быть освоена дражным способом по продольной системе разработки с применением сочетания одинарного и двух смежных забоев при средней мощности драгируемого пласта около 10 м;

- большая мощность торфов, превышающая 30 м (среднее значение по россыпи 23 м), и значительные объёмы пустых пород (эксплуатационный коэффициент вскрыши изменяется в пределах 1.82–3.45 м3/м3 при среднем значении 2.6 м3/м3) однозначно свидетельствуют о целесообразности производства вскрышных работ по бестранспортной схеме.

Впервые бестранспортная схема вскрыши торфов была внедрена в производство в конце 1960-х годов на дражных полигонах Ленских россыпей. Принципиальное изменение структуры комплексной механизации горных работ с применением при разработке глубоких россыпей комплекса «экскаватор – драга» способствовало резкому увеличению объёмов вскрышных работ и значительному улучшению качества драгируемых запасов [1]. Практический опыт ПО «Лензолото» показал, что предварительная «глубокая» вскрыша торфов с использованием крупных шагающих драглайнов делает возможным переработку драгами более обогащённого пласта песков, что позволяет повысить годовой намыв металла на 20–60% и существенно снизить удельные затраты на добычу [2, 3].

Как уже отмечалось, в настоящее время удаление торфов на дражном полигоне за контуры россыпи производится экскаватором ЭШ@10.70. При возросшей мощности вскрыши и дальнейшем использовании в этих условиях драглайна продуктивный пласт будет недовскрываться, что приведёт к повышению разубоживания и снижению среднего содержания золота в драгируемых песках. Данные, подтверждающие такой прогноз, получены при исследовании технологии разработки глубоких россыпей [4]. В итоге это негативно отразится на результатах золотодобычи, что заставляет искать пути совершенствования технологии разработки рассматриваемого месторождения.

С этой целью, на основании обобщённых геологических материалов, в процессе проектирования произведена оценка двух вариантов технологических схем бестранспортной вскрыши торфов: первый вариант – на базе применяемого на месторождении экскаватора ЭШ@10.70, второй – с использованием специально приобретаемого драглайна ЭШ@20.90. Для сопоставления результатов и выбора наиболее приемлемой технологической схемы графо-аналитическим методом по предложенным вариантам определены объёмы вскрышных работ и переэкскавации, которые представлены в табл. 1.

Табл. 1 Основные показатели вскрышных работ

Разработанные бестранспортные технологические схемы переэкскавации вскрышных пород во внешние отвалы имеют следующие особенности. Разработку торфов драглайнами (по любому из рассматриваемых вариантов) намечается производить продольными заходками, средней шириной 30–35 м (для ЭШ@10.70) и 45–50 м (для ЭШ@20.90). Первый проход экскаватора планируется осуществлять вдоль центральной части контура россыпи, выемка пород при этом будет производиться торцевым забоем с размещением их в отвале на одном из бортов. Вторым и последующими проходами драглайн осуществляет вскрытие и переэкскавацию торфов нижним и верхним черпанием, соответственно, с окончательным размещением пустых пород на обоих бортах дражного разреза в групповых отвалах трапециевидной формы. В среднем число экскаваторных заходок при вскрытии торфов на ширину полигона согласно разработанным технологическим схемам составит 5 для драглайна ЭШ@10.70 и 3 – для ЭШ@20.90. С учётом переэкскавации число проходов экскаватора в первом случае достигает 9–10, во втором – 4–5. В отдельных случаях, из-за крутизны склонов долины и невозможности размещения всего объёма вскрышной заходки экскаватора ЭШ@10.70 на борту (в силу ограниченности его рабочих параметров), торфа дополнительно переваливаются бульдозером Komatsu D375A.

В результате горно-геометрического анализа разработки россыпи установлено:

- для обеспечения полной загрузки мощности драги готовыми к выемке запасами по первому варианту потребуется дополнительный драглайн ЭШ@10.70;

- использование второго варианта, с применением на вскрышных работах экскаватора ЭШ@20.90, сократит объём переэкскавации торфов в целом по месторождению на 66.4% по сравнению с первым вариантом, при этом коэффициент переэкскавации уменьшится в 2.9 раза.

Особенности изменения коэффициентов переэкскавации в соответствии с расчётным объёмом торфов, перекрывающих продуктивный пласт россыпи, и календарным графиком развития горных работ в зависимости от типа шагающих экскаваторов отражает рис. 2.

Рис. 2 Изменения коэффициента переэкскавации в зависимости от типа драглайна

Таким образом, производство вскрышных работ с применением экскаватора ЭШ@20.90 обеспечит минимальный объём переэкскавации при максимальном использовании параметров и производительности драглайна. Сопоставление показателей двух вариантов разработки дражного полигона характеризуют данные, представленные в табл. 2.

Табл. 2 Проектные показатели вариантов разработки

Результаты вариантной проработки использования (в целях более эффективного освоения данного месторождения) мощного вскрышного оборудования на условиях аренды позволяет утверждать следующее. Организация горного производства по обоснованной технологии будет экономически высокоэффективна, так как уровень рентабельности представленных вариантов эксплуатации месторождения составит 40.4 и 54.3% соответственно. Однако разработка глубокозалегающей россыпи комплексом «экскаватор – драга» с применением на вскрыше торфов экскаватора ЭШ@20.90 более предпочтительна, так как способна существенно улучшить технико-экономические показатели и обеспечить увеличение прибыли на 35.6 млн. руб.

К сожалению, ограниченные масштабы месторождения не способствуют привлечению инвестиций, необходимых для приобретения нового и дорогостоящего ЭШ@20.90, так как срок его окупаемости превышает период полной отработки россыпи. Это обстоятельство стимулирует разработку комплекса организационно-технических мероприятий, направленных на создание условий для внедрения в производство варианта технологии, обеспечивающего максимальный экономический эффект [5].

Если учесть, что ключевая задача хозяйственной деятельности крупных золотодобывающих холдингов заключается в более полном и рациональном использовании имеющихся производственных мощностей, именно стратегические преимущества ЗАО «ЗДК «Лензолото» позволят ЗАО «Светлый» в ближайшей перспективе осуществить разработку разведанных запасов россыпного золота комплексом «экскаватор – драга» на основе оптимальных технических решений, обоснованных проектом.


ЛИТЕРАТУРА:

1. Ершов В.А. Развитие дражной добычи в Ленском золотопромышленном районе // Горная промышленность.№2/2005, с. 42–46

2. Авлов В.Г., Жученко Е.Т. Технический прогресс на разработке Ленских россыпей // Колыма. 1980. №9, с. 6–9

3. Лешков В.Г. Теория и практика разработки россыпей многочерпаковыми драгами. М.: Недра, 1980. 352 с.

4. Дудинский Ф.В. Технологические параметры разработки глубоких россыпей откры+ тым способом. Иркутск: Изд+во ИрГТУ, 2002. 148 с.

5. Островский Г.К., Федорко В.П. Определение производственной мощности карьера с бестранспортной технологией. Иркутск: Изд+во ИрГТУ, 1993. 66 с.

Журнал "Горная Промышленность" №2 (90) 2010, стр.67