Показатели по опытному участку

5.2. Эффективность ФХГ способа

Кратко изложить принятые в работе инженерные решения, конструкторские проработки и предложения автора. Дать оценку предложенных мероприятий с позиций рационального и комплексного ичспользования недр, охраны окружающей среды. Привести экономические результаты, полученные при выполнении практической работы и списик использованных литературных источников.

Пример выполнения практической работы по предмету “Геотехнологические способы разработки месторождений полезных ископаемых” приведен в Приложении.

2.2. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ

РАБОТЫ ПО ФХГ

Практическая работа по курсу “Геотехнологические способы разработки месторождений полезных ископаемых” выполняется согласно приведенной в подразделе 2.2 структуры.

1. Геолого-промышленная характеристика месторождения

1.1. Общие сведения о месторождении

1.1.1. Экономико-территориальное положение

Коммунаровский золотоносный район расположен на Восточном склоне хребта Кузнецкого Алатау. Все главные золоторудные месторождения расположены в вершине ключа Федоровского и в вершине ключа Соктыкгуль. Территория деятельности рудника находится в Ширинском районе, республики Хакассия.

Рельеф района горный, сильно расчлененный, с крупными каменистыми склонами, поросшими смешанным и хвойным лесом и т.д. и т.п. Желательно отразить удаленность: от областных (краевых) центров, от основных транспортных магистралей, от основных потребителей и т.д.

1.1.2. Историческая справка о месторождении

Возникновение золотого промысла в районе рудника “Коммунар” относится к 1833 году, когда были открыты россыпи по реке Солгон, ключам Соктыкгуль и Федоровский, затем начата добыча на одноименных рудниках.

Первое коренное месторождение (Богом дарованное) открыто в 1896 году. В результате этого события, золотопромышленником Иваницким К.И. месторождение было взято в аренду и организована рудная золотодобыча. В последующие годы была построена электростанция, золотоизвлекательная фабрика, пройдены 2 штольни: новая и №2.

С начала прошлого столетия велась уже систематическая отработка рудных жил, с перерывом в 1923¸28 гг, когда рудни был законсервирован и т.д.

1.2. Геолого-промышленная характеристика участка

Рудное тело блока 8/41-С1 Масловского месторождения расположено на юго-западном фланге горизонта штольни 13, опускаясь от 5 до 25 м. ниже и поднимаясь до 35 м. выше этого горизонта, т.е. находится между высотными отметками +958 и +1000 м.

В этом районе отработан ряд рудных тел. Непосредственно сверху проектируемых к отработке блоков находится выработанное пространство камер рудных тел 8 и 41, с восточной стороны примыкает камера рудного тела 9, а с севера вблизи блока расположена камера рудного тела 4.

Оруденение блока 8/41-С1 приурочено к лежачему боку Масловского разрыва, падающего на восток под углом 40¸50°.

Район орудинения представлен зоной контактов порфиритов и секущих их даек: порфировидного диорита, амфиболового порфирита и пост рудной дайки диорита-сиенита.

Руда и вмещающие породы, крепкие и весьма крепкие, коэффициент крепости по шкале проф. Протодьяконова f =14¸16, по устойчивости они относятся к весьма устойчивым.

Обводненности пород в районе блока не отмечено, вода поступает через выработанное пространство с поверхности. Руда и порода не слеживается и не самовозгорается. Среднее содержание золота по блоку составляет 3,3 г/т, запасы руды в блоке 48,6 тыс т и т.д.

1.3. Физико-химическая характеристика полезного ископаемого

Рудой является прокварцованные порфириты, порфировидный диорит - 2 реже амфиболовый порфирит. Само золоторудное оруденение непосредственно представлено кварцевыми прожилками мощностью от нитевидных до иногда 30¸50 см, чаще 2¸3 см. Отмечается вкрапленность сульфидов, преимущественно пирита и пирротина, реже халькопирита. Плотность руды 3,2 т/м³, вмещающих пород 2,9 т/м³ и т.д.

2. Сущность рекомендуемого ФХГеотехнологического способа разработки рассматриваемого участка месторождения

Из существующих на сегодняшний момент способов ФХГ разработки полезных ископаемых наиболее применимы следующих два способа:

- скважинная гидродобыча [1, 2];

- подземное выщелачивание руд [3].

Сущность скважинной гидродобычи заключается в приведении твердого полезного ископаемого на месте залегания в подвижное состояние посредством гидродинамического воздействия и выдача полученной гидросмеси через скважины.

Основным инструментом разрушения полезного ископаемого и его доставка к выдачной скважине является вода. Интенсификация процесса возможна взрывом, вибрацией, химическим или микробиологическим разложением цементирующего вещества. Выдача гидросмеси осуществляется эрлифтом, гидроэлеватором или насосом.

Методом СГД преимущественно разрабатывают рыхлые и слабосцементированные месторождения фосфоритов, бокситов, марганца, железа, золота, титаноносные россыпи и битуминозные песчаники, осадочные месторождения урана, угольные пласты, залежи песков и гравия.

Одним из основных условий осуществления подземного выщелачивания руд это физическая возможность подвода химического реагента к растворяемому полезному ископаемому и отвод прореагировавшего вещества к месту его сбора и переработки. Для этого руда должна обладать естественной или искусственной проницаемостью растворов, а минералы и компоненты легкой растворимостью рабочими агентами. Вмещающие породы должны быть инертны.

ПВР осуществляется путем орошения дробленой руды слабо концентрированным раствором кислот и щелочей.

ПВР добывают: руды окисленных сульфидных месторождений, обводненных и неустойчивых осадочных пород, забалансовые участки месторождений разрабатываемых традиционной технологией, крупные и глубоко залегающие месторождения бедных руд и т.д.

Из приведенных способов добычи, более целесообразным в применении в условиях данного месторождения является ПВР, данное заключение вытекает из следующего:

- неприменимости СГД вследствие наличия большого количества технологических пустот образованных в процессе выемки запасов при традиционной подземной разработки, как с позиций безопасности при размещении, в подземных условиях так и на поверхности, а также с позиций полноты и качества эксплуатации недр;

- эффект гравитации используемый при СГД в условиях данного месторождения сводится на нет, причиной тому является почти одинаковая плотность руды и вмещающих пород, в связи с этим возрастает доля обогатительного передела на поверхности;

- окисленные руды обладают высокой крепостью, тем самым требуют предварительного и тщательного их дробления, что в условиях взаимовлияния выработанного пространства создает определенные трудности и т.д.

2.1. Сущность ФХГеотехнологического способа разработки

Согласно данным практики, в ряде случаев месторождение наиболее эффективно может отрабатываться с применением комбинированной технологии: способом подземного выщелачивания и традиционным способом подземной разработки, причем в начале с использованием традиционных систем отрабатывают наиболее богатые участки с максимальной полнотой извлечения металла. Затем образованные пустоты используют в качестве компенсационного пространства и обрушают на них запасы бедных и забалансовых руд, подвергая их в дальнейшем подземному выщелачиванию. Для приема продуктивных растворов на нижнем горизонте формируют специальные дренажные выработки или их улавливают на уровне зеркала подземных вод и через скважины откачивают в сборную емкость.

Такой порядок выемки позволяет даже в сложных горно-геологических условиях эффективно добывать ценные металлы, а оставшиеся ореолы их распространения с более низким содержанием обрушать высокопроизводительными системами, магазинировать на месте залегания и подвергать выщелачиванию. На втором этапе достигается несколько меньшая степень извлечения металла, но зато резко сокращаются издержки производства, и в целом обеспечивается более полная выемка запасов месторождения и т.д.

2.2. Принципиальная схема ФХГ способа

Приводится искизное отображение предлагаемого геотехнологического способа разработки месторождения либо его участка.

3. Обобщение опыта применения выбранного ФХГ способа

3.1. Общие сведения из практики разработки месторождений ПВР

Опыт подземного выщелачивания меди на Дектярском месторождении при доработке эксплуатационных потерь южной выклинки шахты “Капитальная №2” [4].

Количество скважин в линии определяется мощностью рудного тела, но первоначально на каждой линии бурят не более четырех скважин.

Продолжительность орошения принята в 0,5 мес. Выбранный период орошения скважин, расположенных в двух профильных линиях, позволяет оросить всю площадь участка только за 10¸10,5 мес, это означает, что в течение 9,5¸10 мес. каждые две линии скважин будут находиться в сушке, в ходе которой в зоне обрушения будет накапливаться тепло и будут развиваться окислительные процессы.

Воду подавали на небольшой участок зоны обрушения. Объем воды, подаваемой на орошение, в среднем составлял 16,1 м³/ч, или 380¸385 м³/сут. Среднее содержание меди в рудничных водах шахты повысилось до 0,85¸0,92 г/л.

В дальнейшем подачу вод на орошение осуществляли через специально пробуренные скважины. Всего было пробу­рено 35 скважин на глубину 12,5¸40,2 м (в общей сложности 639,9 погонных м).

Расположение скважин в зоне обрушения орошаемого участка и их глубина показаны на рис. 3.1.

Опыт подземного выщелачивания меди на месторождении “Кабан-I” [4].

Опытный участок месторождения разделен на пять блоков (рис. 3.2. а), которые в период подготовки месторождения отделены друг от друга компенсационными камерами. Объем камер составляет 15¸20% общего объема руды в блоке. Порядок подготовки опытного участка к выщелачиванию меди весьма прост и показан на рис. 3.2. б.

3.2. Производственный аналог

Месторождение представлено крутопадающим штокверковыми рудными телами, локализованными в грейнезированном массиве нижне-

Способ ПВР с подачей выщелачивающих растворов через скважины, пробуренные в замагазинированной руде рис.3.4.

В регламенте данного варианта ПВР предусматривается орошение отбитой руды через скважины - оросители, пробуренные снизу вверх из выработок горизонта улавливания сквозь временный предохранительный целик по разрыхленной рудной массе и т.д. и т.п.

4. Выбор технологии отработки участка

4.1. Конструктивно технологическая схема

Для обеспечения доступа к рудному телу используются ранее пройденные выработки и часть вновь проводимых выработок, в частности от штрека 6 проходится квершлаг до нижней части рудного тела. Из квершлага проходится штрек, который будет использован в качестве раствороподающей и раствороприемной выработки. Из штрека про

После выведения из массивного состояния рудного тела в намеченных контурах выемки, монтируются ставы 9 трубопроводов, по которым будет нагнетаться рабочий агент. Режим орошения пульсирующий. В качестве добычного оборудования используют 2 грунтовых насоса: ГоТ 400/40 мощностью 132 кВт - работающих на нагнетание рабочих растворов и 1 насос ГоТ 160/31.56 мощностью 22 кВт - работающий на откачку и выдачу продуктивного раствора к месту его сбора и регенерации. Технологическая схема отработки участка рудного тела 8/41-С1 представлена на рис. 4.1.

4.2. Рабочий агент и его характеристики

Опираясь на накопленный опыт кучного выщелачивания, в качестве рабочего агента используем цианиды. Выщелачивание осуществляем в режиме замкнутого растворооборота. Извлечение золота из продуктивных растворов производим в сорбционных колоннах на смоле АМ-25. Маточники сорбции доукрепляем цианидом и щелочью и отправляем на орошение. Массовая доля NaCN в рабочих настворах должна составлять от 0,1 до 0,05%, рН=10¸11, интенсивность орошения 68¸80 л/т.

4.3. Интенсификация процесса

В качестве интенсификации процесса выщелачивания, при общем снижении концентрации полезного компонента в продуктивных растворах, предполагается использование следующих методов: частичный выпуск обрушенной руды, объем которой должен составлять не более 5¸10% от общего объема запасов блока; прерывание процесса подачи рабочих агентов в блок и обеспечении отстойки блока до момента
снижения дренажа продуктивных растворов из блока до 80¸85% от обычного и т.д.

5.

5.1. Параметры технологии

Таблица 5.1

Исходные данные

Таблица 5.2

Результаты расчета

Таблица 5.3

Технико-экономические показатели

Продолжение табл. 5.3

Продолжение табл. 5.3

5.2. Эффективность ФХГ способа

Выводы по проделанной работе …

Литература

1. Аренс В.Ж.., Исматлов Б.В., Шпак Д.Л. Скважинная гидродобыча твердых полезных ископаемых. - М.: Недра, 1980.

2. Горный журнал. 1995. № 1.

3. Аренс В.Ж. Физико-химическая геотехнология: Учеб. пособие. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2001.

4. Юдыцкий А.П. Опыт подземного выщелачивания медных руд // Материалы межреспубликанского семинара по обмену опытом подземного выщелачивания медных руд. Москва, 1962.

2.3. ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ ПО

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ГЕОТЕХНОЛОГИИ

1. Определение ФХГ как науки.

2. Промышленно освоенные ФХГ способы разработки месторождений полезных ископаемых.

3. Дайте определение таким понятиям, как: горная среда, транспортная магистраль, геотехнологические свойства полезного ископаемого, рабочая зона.

4. Основополагающие процессы ФХГ.

5. Основные преимущества ФХГ способов разработки месторождений полезных ископаемых над традиционными открытым (ОГР) и подземным (ПРМ) способами разработки.

6. Отличительная особенность вскрытия и подготовки ФХГ способами разработки от традиционных ОГР и ПРМ способов.

7. Способы вскрытия месторождений полезных ископаемых при ФХГ.

8. Понятие системы разработки месторождений полезных ископаемых при ФХГ способах разработки.

9. Классификация систем разработки по способу подготовки месторождения.

10. Суть геотермальной технологии.

11. Основные направления геотехнологии гидротерм.

12. Принципы геотехнологии тепла Земли.

13. Перспективы геотермальной технологии.

14. Суть способа подземного растворения солей (ПРС).

15. Классификация вскрытия соляных месторождений.

16. Конструктивно-технологические параметры скважин ПРС и расчетные параметры элементов систем разработки соляной залежи.

17. Классификация систем ПРС.

18. Суть способа скважинной гидродобычи (СГД).

19. Технология СГД и интенсификация процесса гидродобычи.

20. Достоинства и недостатки СГД.

21. Минерально-сырьевая база для СГД.

22. Суть подземного выщелачивания руд (ПВР).

23. Физико-химические основы ПВР.

24. Химических реакций протекающих в процессе выщелачивания руд.

25. Вещества, применяемые в качестве растворителя (рабочего агента) полезного компонента.

26. Способы интенсификации процесса выщелачивания руд.

27. Принципы бактериального выщелачивания руд (БВР).

28. Технология ПВР.

29. Факторы, влияющие на ПВР.

30. Минерально-сырьевая база для ПВР.

31. Достоинства и недостатки ПВР.

32. Суть кучного выщелачивания руд (КВР).

33. Технологические схемы КВР.

34. Особенности технологии КВР.

35. Достоинства и недостатки КВР.

36. Объект воздействия КВР.

37. Суть подземной выплавки серы (ПВС).

38. Механизм ПВС.

39. Охарактеризуйте основные стадии, процессы и операции технологии ПВС.

40. Условия применения ПВС.

41. Суть процесса и способа подземной газификации угля (ПГУ).

42. Функции, выполняемые скважинами в процессе ПГУ.

43. Физико-химические процессы происходят в зоне газогенератора.

44. Факторы, влияющие на процесс ПГУ.

45. Технология ПГУ.

46. Перечень газов и веществ, извлекаемых из смеси газов ПГУ.

47. Состав станции “Подземгаза”.

48. Условия применения ПГУ.

49. Структура потерь угля при ПГУ.

50. Суть подземной перегонки сланцев (ППС).

51. Физико-химические процессы при ППС.

52. Технология ППС.

53. Основные инновационные направления в ФХГ.

54. Суть электро-геотехнологии металлов (ЭГМ).

55. Суть геотехнологической переработки металлосодержищих рудничных вод (ГПВ).

56. Суть подземной переработки углей (ППУ).

57. Суть подземной переработки тяжелых нефтей (ППН).

58. Суть подземного сжигания серы (ПСС).

59. Особенность проектирования горного предприятия с ФХГ способом добычи полезного ископаемого по сравнению с традиционными геотехнологиями.

60. Критерии оценки проектных решений.

61. Сдерживающие факторы, препятствующие продвижению ФХГ.

62. Пути устранения методических, технических, технологических и экологических проблем ФХГ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблема разработки месторождений всегда имела и имеет огромное значение для развития народного хозяйства, она еще более обостряется в связи с истощением минерально-сырьевой базы страны. Необходим поиск принципиально новых поточных, мало операционных и ресурсосберегающих технологий, которые обеспечили бы значительное повышение производительности труда, эффективности инвестиций, конкурентоспособности продукции на рынке сбыта, экологическую чистоту производства и безопасность жизнедеятельности. В этом плане революционным направлением, исключающим присутствие человека под землей, безусловно, является физико-химическая геотехнология, которая может успешно противостоять объективно ухудшающимся горно-геологическим, горнотехническим, экономико-географическим условиям разработки месторождений в перспективе.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основная:

1. Аренс В.Ж. Физико-химическая геотехнология: Учеб. пособие / МГГУ – Москва, 2001 – с. 656.

2. Аренс В.Ж. Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых. – М.: Недра, 1975.

3. Аренс В.Ж. Скважинная добыча полезных ископаемых (геотехнология). – М.: Недра, 1986.

4. Шаровар И.И. Геотехнологические способы разработки пластовых месторождений: Учеб. пособие / МГГУ – Москва, 1999.

Дополнительная:

5. Аренс В.Ж.., Исматлов Б.В., Шпак Д.Л. Скважинная гидродобыча твердых полезных ископаемых. – М.: Недра, 1980.

6. Горный журнал. 1995. № 1.

7. Аренс В.Ж., Брюховецкий О.С., Хчеян Г.Х. Скважинная гидродобыча угля. - М.: Академия естественных наук. МГРА, 1995.

8. Аренс В.Ж., Хчеян Г.Х. Скважинная гидродобыча угля // Горный журнал. 1995. №3.

9. Аренс В.Ж. Скважинная добыча полезных ископаемых (геотехнология). М.: Недра, 1986.

10. Скважинная гидродобыча. ГЭ, Том 4. М.: "Советская энциклопедия". 1987. с.549-553.

11. Горный журнал. 1976. № 7.

12. Мосинец В.Н., Лобанов Д.П., Тедеев М.Н. и др. Строительство и эксплуатация рудников подземного выщелачивания. М.: Недра, 1987 – с. 304.

13. Демидов Ю.В. Биотехнологий - перспективный путь к экологически чистым технологиям добычи, транспортировки и переработки угля // Уголь. 1995. № 7.

14. 220¸228. ЕПБ. 1995.

15. Лунев Л.И. Шахтные системы разработки месторождений урана подземным выщелачиванием. М.: Недра. 1982.

16. Воробьев А.Е., Чекушина Т.В. Классификация штабелей кучного выщелачивания металлов // Горный журнал. 1997. № 3.

17. Кравцов В.В. Опыт применения кучного выщелачивания за рубежом // Биотехнология и выщелачивание золота из золотосодержащих руд: Материалы международного симпозиума / Под ред. В.В. Кравцова; ГАЦМиЗ. Красноярск, 1997. с. 3¸10.

18. Дементьев В.Е., Гудков С.С., Татаринов А.П. Опыт НИР и разработки технологических регламентов для процессов кучного выщелачивания // Биотехнология и выщелачивание золота из золотосодержащих руд: Материалы международного симпозиума / Под ред. В.В. Кравцова; ГАЦМиЗ. Красноярск, 1997. с. 10¸13.

19. Кучное выщелачивание. ГЭ, Том 3. М.: "Советская энциклопедия". 1987. с.160¸161.

20. Бахуров В. Г., Вечвркин С. Г., Пуценко И.К. Подземное выщелачивание урановых руд. М., Атомиздат, 1969.

21. Вечеркин С. Г., Бахуров В.Г; Пуценко И.К. Подземное выщелачивание урана из бедных руд на месте их залегания. — Атомная энергия, 1968, т. 24, вып. 2, с. 128¸133.

22. Глушков А. И., Кондырев Б. И. Модульно-блочное строительство станции заводского исполнения по выработке электроэнергии на основе подземной газификации угля // Уголь. 1992. №3.

23. Крейнин Е. В. Состояние и перспективы подземной газификации углей Уголь. 1991. №6.

24. Крейнин Е. В., Звягинцев К. Н., Гаркуша И. С. Подземный газогенератор под давлением, перспективное направление бесшахтной разработки угольных месторождений // Уголь. 1990. №7.

25. Нормирование эксплуатационных потерь угля при его подземной газификации // Уголь. 1991. №9.

26. Гейхман И.Л., Кузнецов А.А. Нетрадиционные решения в проблеме добычи угля // Уголь. 1997. №9.

27. Крейнин Е.В., Чекина В.Б. Эколого-экономическая оценка предприятий подземной газификации угля и традиционных методов его добычи // Уголь. 1994. №10.

28. Слепцов Е.И, Козлов Б.К. Подземная газификация угольных пластов. М.: Недра, 1987.

29. Крейнин Е.В., Дворников Е.В. Загрязняются ли подземные воды при газификации угольных пластов // Уголь. 1993. № 4. с. 39.

30. Проблемы газификации углей Татарского месторождения // Уголь. 1995. № 11. с. 48.

31. Совершенствование газификации углей // Уголь. 1990. № 7. с. 21.

32. Крейнин Е.В., Мультанов И.И., Гусев А.Ф. О совершенствовании технологии подземной газификации углей // Уголь. 1990. № 9. с. 33.

33. Кричко А.А., Черненков И.И. и Агеева Т.В. Газификация угля – эффективный метод защиты окружающей среды // Уголь. 1990. № 2. с. 7.

34. Г-Д. Шиллинг, Б. Бонн, У. Краус Газификация угля. Eine Basisstudieuber bestehende Verfahren und neue Entwicklunder/ 2 Aulf/ Essen. 1979.

35. Дудко П.М. Подземное выщелачивание солей – М.: Недра, 1972.

36. Борзунов В.М. Геолого-промышленная оценка месторождений нерудного минерального сырья – М.: Недра, 1965.

37. Валяшко А.И. и др. Геохимия и генезис районов Иркутского амфитеатра – М.: Недра, 1965.

38. Жаркова Т.М. Петрография и минералогия каменных солей юго-западной части Сибирской платформы в связи с их калиеноносностью. Изд. АН СССР, Сиб. Отд. Геологии и геофизики, 12, 1964.

39.Минко Т.М. Обоснование направления поисков каменных солей в Канско-Тасеевской впадине. Перспективы калиеноносности соляных отложений Сибири. Изд. Наука СО АН СССР, 1965.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………… 3

1. ОСНОВЫ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ГЕОТЕХНОЛОГИИ ………… 4

1.1. Основные понятия и классификация способов физико-химической геотехнологии ……………………………………………………………... 4

1.2. Промышленно освоенные способы физико-химической геотехнологии …………………………………………………………….…………. 7

2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ ………………...… 27

2.1. Содержание практического занятия …………………………...… 27

2.2. Пример выполнения практической работы по ФХГ ……………. 31

2.3. Вопросы к зачету по физико-химической геотехнологии …...… 41

ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………… 44

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ……………...……………………. 45

1 В качестве теплоносителя применяют: перегретую воду, горячие дымовые газы, воздух, парогазовые смеси, водяной пар.

Поиск по сайту: