Опыт проектирования различных горных объектов

А.А. Романченко —  Генеральный директор ООО «ЕМС-майнинг» и ООО «ПромТрейд майнинг», ктн, МВА,  действительный член Академии горных наук. Email: artem.romanchenko@miningexpert.ru

Горные объекты, если их рассматривать по титульному составу, выглядят примерно одинаково, однако каждый объект является уникальным со своими условиями и задачами. Не было ни одного объекта, где бы все было однозначно и не требовало проработки вариантов, оценки условий, оптимизации капитальных и эксплуатационных затрат, решения вопросов безопасности ведения работ и пр. В данной статье компания «ЕМС-майнинг» хочет поделиться опытом проектирования горных объектов за последние несколько лет, каждый из которых является в своем роде уникальным и показывает возможности специалистов компании решать разные задачи.

Компания «ЕМС-Майнинг» занимается проектированием горных объектов любого профиля: цветные и благородные металлы, руды, конгломераты, пески. Горные работы, подземные и открытые, обогащение и металлургия, складирование хвостов.

За период 2017–2018 годов компания выполняла различные проекты горных предприятий: открытые и подземные рудники, обогатительные и гидрометаллургические фабрики, хвостохранилища наливного типа, сухого складирования и площадки кучного выщелачивания.

Рис. 1. Начало строительства ЗИФ Тардан

Подземные горные работы

«Гайское» медно-колчеданное месторождение — разработка Проектной и рабочей документации по увеличению производительности подземного рудника с 7 до 9 млн т в год. Разработка Гайского медно-колчеданного месторождения велась комбинированным способом с 60-х годов XX века с параллельным ведением открытых и подземных горных работ. Рудные тела месторождения представлены линзообразными залежами сплошных колчеданов и прожилково-вкрапленных руд, залегающих согласно с вмещающими породами и характеризующихся резкими контактами со стороны висячего бока и постепенными со стороны лежачего. По сложности геологического строения Гайское месторождение относится ко 2-й группе. Данный объект является самым большим в РФ подземным рудником по добыче цветных металлов. На Гайской обогатительной фабрике получают медный и цинковый концентраты, золото также извлекается в данные концентраты.

В настоящее время добыча медных руд на карьерах завершена, для восполнения выбывших мощностей возникла необходимость интенсифицировать подземную добычу до 9 млн т в год медных и медно-цинковых руд. Для выполнения этой интересной и сложной задачи проанализированы горно-геологические условия месторождения, фактическое состояние горных работ, а также опыт отработки данного месторождения.

Изучение фактического состояния и геодинамической обстановки производства горных работ позволило обосновать порядок выемки запасов руды на глубинах 830–1310 м от поверхности, включая удароопасные породы (с глубины 1000 м), с помощью системы разработки с камерной выемкой и закладкой выработанного пространства твердеющими смесями с использованием высокопроизводительного самоходного оборудования. Без изменения схемы вскрытия и количества вскрывающих выработок обеспечить увеличение производительности до 9 млн т в год с помощью трех рудных конвейерных трактов (в отм. 1010/1095; 1010/1180 и 1270/1340) с размещением в рудной зоне дробильных комплексов (12 шт.).

В настоящее время прорабатываются вопросы вскрытия запасов Гайского месторождения ниже отм. 1310 м с минимальным объемом горно-капитальных работ с возможным дальнейшим увеличением производственной мощности предприятия.

Увеличение производительности подземного рудника потребовало увеличение мощностей закладочного комплекса с 1,7 до 3,4 млн м3 в год по закладочной смеси. Поэтому был выполнен Проект нового комплекса по приемке и помолу шлака, состоящего из: вагоноопрокида, склада шлака и цеха измельчения шлака с годовой переработкой 0,612 млн т, производительность по помолу шлака 146 т/час.

«Подольское» медно-колчеданное месторождение — разработка Проекта подземного рудника производительностью 4 млн т в год. Руды Подольского медно-колчеданного месторождения по минеральному и химическому составу, текстурно-структурным особенностям являются типичными для месторождений колчеданного типа: руды комплексные, содержащие до 30 компонентов, включая золото и серебро, представлены сплошными медными, медно-цинковыми и серно-колчеданными промышленными сортами и вкрапленными — медными и медно-цинковыми сортами руд. В незначительном количестве распространены цинковые руды. Месторождение относится ко второй группе сложности. Запасы расположены до глубины 800 м от дневной поверхности.

В данном проекте применена система выдачи руды с глубины на поверхность конвейерным транспортом, длина конвейерного тракта составляет 4 км.

Вертикальные стволы до горизонта 440 м (805 м с поверхности) используются для вентиляции, доставки людей и выдачи пустой породы, наклонные стволы с глубины 440 м используются для выдачи руды и вентиляции.

Участки рудного тела с вертикальной мощностью от 6 до 30 м предусмотрено отрабатывать камерной системой разработки с отбойкой руды скважинами, пробуренными на всю мощность рудного тела с последующей закладкой выработанного пространства.

Участки рудного тела с вертикальной мощностью от 30 м и более предусмотрено отрабатывать с проведением промежуточного (бурового) горизонта — вариант системы разработки с подэтажной отбойкой с последующей закладкой выработанного пространства.

Для отработки рудных тел и отдельных участков мощностью менее 6 м предусмотрена слоевая система разработки с закладкой.

Состав объекта: подземный рудник с вертикальными и наклонными стволами, склады руды и пустой породы, закладочный комплекс (склад шлака, помольное отделение, дробильный комплекс пустой породы), АБК, очистные сооружения шахтных вод и прочие объекты инфраструктуры (рис. 2).

Рис. 2. Схема транспортировки руды Подземный рудник 4 млн т в год  

Открытые горные работы, обогащение

Полиметаллическое Месторождение «Нойон-Тологой» участок «Восточный» — разработка Проекта горного предприятия мощностью 2,2 млн т в год по руде.

Исходя из особенностей геологического строения и характера распределения оруденения месторождение Нойон-Тологой отнесено ко 2-й группе сложности по Классификации  запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Рудная минерализация представлена крупными протяженными (200–1000 м) пластообразными залежами неоднородного строения, осложненными участками столбообразной морфологии, имеющими большую, но невыдержанную мощность — от первых метров до десятков и даже сотен метров, и неравномерное распределение основных компонентов.

Условия залегания полезного ископаемого предопределяет использование углубочной системы разработки карьера, которая учитывает степень зависимости добычных, вскрышных и горно-подготовительных работ друг от друга во времени и пространстве, направления выемки руды и образование внешних породных отвалов.

В качестве основного добычного оборудования в карьере проектом принят гидравлический экскаватор типа «обратная лопата» (5,2 м3) в комплексе с автосамосвалами XCMG DAE60 (60 т). Вскрышные работы разрабатываются с использованием экскаватора типа «прямая лопата» (11 м3) в комплексе с автосамосвалами (95 т). 

Технологией обогащения предусмотрено получение свинцового и цинкового концентратов, серебро извлекается в товарные концентраты с высоким процентом извлечения.

Состав проектируемого объекта: карьер с глубиной отработки до 235 м, отвалы, склад ВМ, ремонтно-механическое хозяйство, обогатительная фабрика, склады концентратов, склады реагентов, хвостохранилище наливного типа, вахтовый поселок и прочая инфраструктура.

Гидрометаллургия и сухое складирование хвостов

Месторождение Тардан участок Правобережный — разработка Проектной и Рабочей документации ЗИФ чанового выщелачивания производительность 400 тыс. т в год. Проектирование данного объекта было интересно в плане того, что Заказчик планировал осуществить переход от технологии кучного выщелачивания к фабричной переработке. Требовалось максимально задействовать имеющуюся инфраструктуру: цех переработки растворов сорбции, десорбции, электролиза, плавки; площадку кучного выщелачивания под складирование кеков выщелачивания; склад цианидов и пр. 

Новыми объектами проектирования и строительства являлись: Дробильный комплекс, склад дробленной руды, Главный корпус ЗИФ в составе: измельчения, выщелачивания, фильтрации хвостов; площадка складирования кеков, система водоснабжения. Особыми условиями размещения объекта является его расположение в сейсмически активном районе до 9 баллов (рис. 3).

Рис. 3. План ЗИФ чанового выщелачивания 

Месторождение Джеруй — разработка Проектной документации золотоизвлекательной фабрики и сухого складирования хвостов. Месторождение Джеруй широко известно, неоднократная смена владельцев не способствовала его освоению. Компания «ЕМС-майнинг» выполнила проект ЗИФ и хвостового хозяйства. Производительность предприятия составила 1,3 млн т в год по исходной руде. Технология фабрики предусматривает крупное дробление, полусамоизмельчение и шаровое измельчение, выщелачивание и сорбцию всей руды с последующей десорбцией, электролизом и плавкой, фильтрацией хвостов и транспортировка хвостов на сухое складирование. Чаны предварительного выщелачивания объемом 1700 м3, каждый выполнен вне производственного здания — отдельно стоящие. Площадка строительства расположена на отметке 2400 м над уровнем моря, сейсмическая активность площадки 9 баллов. Из-за отсутствия площадей под размещение хвостов разработан отвал сухого складирования высотой 60 метров.

Открытые горные работы, кучное выщелачивание

Месторождение Троицкое — разработка Проектной и Рабочей документации горного предприятия. Месторождение Троицкое относится к малосульфидной золото-кварц-карбонатной формации штокверкового типа и связано с образованием кварцевых метасоматитов, локализованных в пределах так называемого «кварцевого горизонта». Объект характеризуется крайне неравномерным, «бонанцевым» распределением основного количества золота.

По сложности геологического строения месторождение отнесено к 4-й группе. Месторождение открыто в 1963 году, на протяжении до 2000 года велось его изучение. Первоначально переработка руды предполагалась по фабричной технологии в начале двухтысячных годов была смонтирована ОПУ, но при валовом опробовании результаты лабораторных исследований не были достигнуты, фактическое содержание золота поступающее на ОПУ было ниже. Последующими работами по изучению геологического строения, поиска технологии и финансового моделирования установлено, что освоение данного объекта возможно при переработке руды методом кучного выщелачивания и более высокой производительностью, чем считалось ранее. В настоящее время мощность объекта планируется 500 тыс. т в год по руде.

Состав объекта: карьер глубиной до 110 м с отвалами, склад ВМ, дробильный комплекс, склад дробленной руды, магистральный конвейер и система формирования штабеля, площадка кучного выщелачивания с прудками для растворов, цех переработки растворов (сорбция, десорбция, электролиз, плавка), склад ГСМ, ДЭС, Ремонтно-складское хозяйство, вахтовый поселок (рис. 4).

Рис. 4. План Цеха переработки растворов кучного выщелачивания

Как видно из приведенных примеров недавних работ по Проектированию, компания «ЕМС-майнинг» способна решать различные задачи для горных предприятий. В своей работе мы стараемся искать решения по оптимизации затрат, оптимального размещения и компоновки оборудования и объектов, принятия той или иной системы вскрытия и отработки запасов. 

В данной статье мы привели только часть своих работ, которые были выполнены за последние 2 года, за это же время нами разработаны: Технологические регламенты для горных работ и обогащения, выполнены Научно-исследовательские работы по обогащению руд для различных месторождений, проведены экспертизы строящихся и существующих объектов, разработаны Технические проекты по различным объектам, выполнены Технико-экономические оценки для горных предприятий, которые позволили перевести, из убыточных объектов в прибыльные, и в настоящее время начинается их освоение. 

Рис. 5. Строительство обогатительной фабрики Нойон Тологой

Опубликовано в журнале "Золото и технологии" № 3/сентября 2020 г.