ОПЫТ РАЗРАБОТКИ ПОГРЕБЕННЫХ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ РОССЫПЕЙ ЗОЛОТА СКВАЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧЕЙ
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
УДК 52.13.15:70.85.49
В.Ж. Аренс, М.И. Фазлуллин, А.С. Хрулёв, Г.Х. Хчеян
ОПЫТ РАЗРАБОТКИ ПОГРЕБЕННЫХ
МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ РОССЫПЕЙ ЗОЛОТА
СКВАЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧЕЙ
Аннотация. Рассмотрены перспективы, преимущества, недостатки и технологические
схемы скважинной гидродобычи золота из погребенных многолетнемерзлых маломощных
и мощных россыпей. Приведены геологические условия, описание оборудования иконструк-
ции добычных снарядов. Дан анализ результатов опытных иопытно-промышленных работ
по добыче золота из погребенной россыпи на прииске «Экспериментальный» (Колыма) и на
погребенной прибрежно-морской россыпи реки Рывеем в районе бывшего Полярнинского
ГОКа. Использовалась технология СГД с гидромониторным размывом продуктивного пласта
в незатопленной камере с доставкой разрушенного материала к скважине и гидроэлеватор-
ным подъемом золотосодержащих песков на поверхность. Для обогащения поднятых песков
использовался шлюз глубокого наполнения. Технология СГД на мощных многолетнемерзлых
россыпях основана на воднотепловом оттаивании мерзлых осадочных пород и эрлифтном
подъеме талых песков. Глубина разработки ограничена глубиной залегания многолетнемерз-
лых осадочных пород. В условиях удаленности и труднодоступности мест разработки россы-
пей предлагается извлекать тонкое золото, используяобразованные при СГД золота подзем-
ные пустоты в качестве резервуаров для подземного выщелачивания золота (ПВ) из отвалов
эйфелей после отмывки руды, добытой способом СГД, и из старых техногенных отвалов.
Ключевые слова: погребенные месторождения, вечная мерзлота, скважинная гидро-
добыча золота, гидромониторный снаряд, гидроэлеваторный снаряд, эрлифт, погребенная
многолетнемерзлая россыпь.
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-01-0-26-35
Перспективы роста добычи золота из сыпи с минимальным сроком начала
россыпей связаны с освоением как но- организации добычи, которая совмеща-
вых так и забалансовых запасов погре- ется с детальной разведкой месторож-
бенных месторождений, разработка ко- дения. Благодаря безлюдной выемке,
торых, учитывая глубины залегания, воз- можно эффективно разрабатывать за-
можна подземным способом и методом лежи в породах с недостаточной устой-
скважинной гидродобычи (СГД). Подзем- чивостью.
ный способ требует больших инвестици- Основная сложность внедрения ме-
онных затрат, серьезной промышленной тода СГД — малый промышленный опыт
и кадровой базы и возможен при освое- реализации и необходимость адаптации
нии значительных запасов, залегающих технологии к конкретным горно-геоло-
в благоприятных для подземных работ гическим условиям. В промышленном
условиях. масштабе метод СГД применялся для до-
Преимущества метода скважинной бычи урановых руд с глубины 40—60 м
гидродобычи заключаются в небольших (МГРИ), Кингисеппских фосфоритовых
инвестиционных затратах, т.е. дают воз- песков с глубины 20—40 м (ГИГХС),
можность разрабатывать небольшие рос- кварцевого стекольного песка с глу-
ISSN 0236-1493. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019. № 1. С. 26–35.
© В.Ж. Аренс, М.И. Фазлуллин, А.С. Хрулёв, Г.Х. Хчеян. 2019.
26бины 100 м (Румыния), строительства логии залежи представляют собой ленто-
подземных резервуаров в многолетне- видные единые тела со значительными
мерзлых осадочных породах на глубине пережимами и расширениями. В целом
20—100 м для хранения жидких углево- отмечается неравномерное распреде-
дородов и захоронения отходов бурения ление бедных и богатых участков по про-
(Ямал, Норильск, Якутия, ГАЗПРОМ). Кро- стиранию. Плотик россыпи представлен
ме этого проведены крупные опытно- серыми и темно-серыми среднезерни-
промышленные работы по оценке воз- стыми, местами пиритизированными и
можности использования метода СГД окварцованными песчаниками, пере-
для добычи железистых кварцитов КМА, слаивающимися с темно-серыми глини-
а также титан-цирконовых песков, пес- стыми сланцами и алевролитами.
чано-гравийных материалов, янтаря, зо- Промышленную золотоносность не-
лота, касситеритов [1, 5, 6]. сут элювиальные отложения, мощность
Перспективы промышленной реали- которых составляет 0,4—2,0 м, золото
зации метода СГД на погребенных много- просажено в глинисто-щебнистый ма-
летнемерзлых россыпях золота обуслов- териал. Средняя крупность золота для
ленных распространенностью в нашей аллювиальной россыпи изменяется от
стране и наличием пригодных для СГД 1,0 до 1,5 мм. Мощность торфов около
больших запасов золота. 15 м. Золотоносный пласт представлен
С учетом горно-геологических условий галечно-гравийно-песчаными отложени-
выделяем две технологические схемы ями с илисто-глинистым материалом и
реализации метода СГД — для разработ- щебнем. Средний размер обломочного
ки маломощных и мощных россыпей. материала 3—6 см. Россыпь относится
В первом случае возможно использова- к морскому типу и валунистость в ней,
ние технологии СГД с гидромониторным практически, отсутствует. Верхняя часть
размывом продуктивного пласта в неза- плотика сильно разрушена и легко под-
топленной камере с доставкой разрушен- дается разборке.
ного материала к скважине и гидроэле- Технологическая схема добычного
ваторным подъемом золотосодержащих участка СГД в 2016 г. выполнена из рас-
песков на поверхность. Для разработки чета обеспечения непрерывного про-
мощных многолетнемерзлых россыпей цесса промывки песков, извлекаемых
целесообразно взять за основу техноло- скважинным комплексом. Добычной блок
гию СГД, реализованную в промышлен- разделяют по простиранию россыпи на
ных масштабах при создании подземных панели. По боковой стороне панели бу-
резервуаров в многолетнемерзлых оса- рят гидромониторные скважины, а по
дочных породах [2—4, 7—15]. оси — ряд гидроэлеваторных скважин.
Первые опытные работы по скважин- Расстояние между скважинами в ряду
ной разработке маломощных россыпей 12—15 м. Расстояние между рядами
золота были проведены А.С. Хрулевым гидромониторных и гидроэлеваторных
в 1988—1990 гг. на прииске «Экспе- скважин 11—13 м. Гидромониторные
риментальный» (Колыма), а затем про- скважины бурят до плотика и обсажива-
должены в 2016 г. на погребенной приб- ют трубой ∅219 мм. Гидроэлеваторные
режно-морской россыпи реки Рывеем скважины бурят диаметром 550 мм с
в районе бывшего Полярнинского ГОКа. перебуром 1 м ниже подошвы продук-
Геологическое строение россыпи ре- тивного пласта. В гидроэлеваторных сква-
ки Рывеем характерно для погребенных жинах устанавливают трубы ∅508 мм с
россыпей Чукотки и Колымы. По морфо- перфорированной нижней частью.
27Рис. 1. Скважинное гидродобычное оборудование: гидроэлеватор и двухтрубные гидромонитор- ные снаряды с выводящимся стволом Fig. 1. Equipment for hydraulic borehole mining: jet elevator and double water jet monitors with discharge shaft Воду из водоема оборотной воды на- рядов блока гидромониторными снаря- сосом первого подъема 12НДС с рас- дами ведут поочередно размыв секторов ходом около 1000 м3/час подают на со смывом песков на гидроэлеваторный насос второго подъема 12НДС и, далее, снаряд до момента сбойки со следую- на гидроэлеваторный снаряд с расхо- щими гидромониторными скважинами дом 800 м3/час и давлением 1,0 МПа, в рядах. Далее производят поочередно а также на насос ЦНС 180—255. От него размыв секторов до сбойки с соседней воду с расходом 180 м3/час и давлени- гидроэлеваторной скважиной и скважи- ем около 3 МПа подают на скважинный нами в ряду гидромониторных скважин. гидромониторный снаряд для размыва Таким образом, отрабатывается полоса продуктивного пласта и доставки разру- шириной около 25 м. При работе двумя шенных песков к скважинному гидро- комплексами ширина отрабатываемой элеваторному снаряду. Поднимаемую полосы увеличивается в 2 раза. им пульпу направляют на передвижной Опытные работы (2015—2016 гг.) поз- промприбор. Эфеля бульдозером разме- волили определить основные парамет- щают в отвале или используют для пла- ры процессов: гидромониторного размы- нировки поверхности полигона, а воду ва многолетнемерзлых пород, зачистки направляют в водоем оборотной воды. и разрушения золотосодержащих пород На первом этапе отработки блока с плотика, представленного трудно и легко помощью специальной боковой насад- разборными глинистыми сланцами, до- ки в нижней части гидроэлеваторного ставки золотосодержащих песков в под- снаряда производят сбойку гидроэлева- земной камере к скважинному гидро- торной скважины с гидромониторной элеватору и гидроэлеваторного подъема скважиной, пробуренной на расстоянии разрушенной горной массы на поверх- 2 м от гидроэлеваторной скважины. За- ность. Было разработано и испытано тем гидромониторным снарядом произ- скважинное оборудование (рис. 1), со- водят сбойку по пласту с ближайшими стоящее из секций труб и позволяющее гидромониторными скважинами, про- вести добычу золота россыпей на глу- буренными в рядах гидромониторных бине 25 и более метров. Конструкция скважин. Из скважин левого и правого скважинного гидроэлеватора обеспечи- 28
вала забор грунта в его нижней части. Максимальная высота подъема сква-
Гидроэлеватор устанавливался внутри жинного гидроэлеватора достигается при
колонны труб с перфорацией в нижней соотношении площадей камеры смеше-
части для защиты от попадания негаба- ния и насадки m = 2,5—3,0. Коэффици-
ритных включений. ент эжекции α равен 0,43 при расходе
Перед проведением опытных работ эжектируемой гидросмеси 300 м3/час.
были выполнены расчеты параметров Диаметр камеры смешения 130 мм,
основных технологических процессов и параметр m = 2,64. При этом высота
оборудования. подъема может достигать 27 м. Фактиче-
При выемочной мощности 1 м, пара- ская высота подъема при глубине сква-
метры гидромонитора должны обеспе- жины 17 м, высоте промприбора 3 м и
чить размыв в радиусе не менее 15 м гидравлических потерях в соединитель-
при средней производительности по гор- ном пульповоде (2 мв.с.) составляет 22 м.
ной массе 10 м3/час. Исходя из расче- Это обеспечивает работу скважинного
тов по гидромониторному разрушению гидроэлеваторного комплекса при задан-
продуктивного пласта, расстояние между ных параметрах.
гидромониторными и гидроэлеваторной На участке СГД проводятся следую-
скважинами принято 15 м. Это обеспе- щие работы.
чивает сбойку гидромониторных сква- Подготовка добычного полигона. Оп-
жин, доставку и подработку плотика с ределяют порядок отработки полигона и
созданием уклона в сторону гидроэле- место установки насосной станции пер-
ваторной скважины. Расчет параметров вого подъема. При достаточно больших
гидроэлеваторного подъема выполнен с размерах добычного полигона, его отра-
учетом использования последовательно ботку целесообразно начинать с наибо-
работающих насосов 12 НДС при рас- лее высокой отметки поверхности и плоти-
ходе воды 900 м3/час, в том числе на ка или произвести на начальном участке
насадке гидроэлеватора 700 м3/час, на- отсыпку поверхности, если поверхность
садках в зоне всасывания 20 м3/час и заболочена или затапливается. Далее
на гидромониторе 180 м3/час. Давление проходят водоотводную траншею и отры-
воды на гидроэлеваторной насадке со- вают котлован для установки насосной
ставит 100 м.в.с., а скорость 35,4 м/с. станции. Эти работы целесообразно про-
Для этих параметров принимаем диа- водить в летне-осенний период при наи-
метр гидроэлеваторной насадки 80 мм. большей глубине сезонного оттаивания.
Рис. 2. Скважинный гидродобычной комплекс
Fig. 2. Hydraulic borehole mining system
29Монтаж технологического оборудова- не обеспечивала свободного вращения ния, включающего установку насосных и вертикального перемещения гидро- станций, прокладку трубопроводов и обо- монитора в скважине и была заменена гатительного оборудования. Насосные однотрубной с основной горизонтальной установки и обогатительное оборудова- и вспомогательной вертикальной на- ние целесообразно устанавливать на пе- садкой. редвижные санные основания, соеди- Испытания показали ее эффектив- няя их между собой гофрированными и ность, как при вертикальном, так и кру- плоско-сворачиваемыми рукавами с бы- говом перемещении в скважине, запол- строразъемными соединениями (рис. 2). ненной осадком пород, хотя дальность Бурение эксплуатационных скважин полета струи снизилась на 2—3 м. позволяет уточнить размеры продуктив- В гидроэлеваторной скважине была ной зоны и запасы в ней металла и ве- установлена перфорированная колонна сти избирательную отработку промыш- с открытым дном, которая под собствен- ленных участков. Обеспечивается также ным весом опускалась в осадок до за- резерв эксплуатационных скважин. боя скважины в коренных породах. Бла- Сооружение скважин осуществлялось годаря тому, что всасывающее отвер- ударно-канатным способом. Время буре- стие гидроэлеватора находилось в его ния гидромониторной скважины диамет- нижнем торце с двумя направленными ром 220 мм и глубиной 16 м — 1 смена; вниз насадками, скважинный гидроэле- гидроэлеваторной скважины диаметром ватор без затруднений опускался до за- 550 мм и глубиной 17 м — 2 суток. Рабо- боя скважины внутри перфорированной ты по бурению велись в 2 смены кругло- колонны. суточно. Более эффективно использовать Установка оборудования внутри пер- роторное бурение. Время демонтажа и форированной колонны в породный ста- монтажа скважинного гидромониторно- кан скважины ниже плотика обеспечи- го снаряда с учетом подключения к на- вала защиту гидроэлеватора от обру- сосу составляло одну смену. шения и попадания крупногабаритных Проведенные испытания показали, кусков породы. Скважина оставалась что при глубине разработки до 20 м мон- устойчивой около года, при этом обес- таж оборудования может производиться печивался подъем крупного золота и кам- без разборки снарядов на секции, что ней до 100 мм, а также возможность существенно сокращает время демон- вертикального перемещения гидроэле- тажа и монтажа скважинного оборудо- ватора со спуском его на забой сква- вания. При разработке россыпей на жины. При работе гидроэлеватора были глубине более 20 м целесообразно ис- случаи перекрытия зоны всасывания, пользовать быстроразъемное соедине- которые устранялись при подъеме его ние секций труб, исключающее их рас- домкратами на 20—30 см. Навал по- стыковку при вращении. род вокруг перфорированной колонны Добыча золотосодержащих песков. устраняют с помощью гидромонитора. Момент сбойки гидромониторных сква- Для обогащения поднятых песков ис- жин фиксировался по всасыванию воз- пользовался шлюз глубокого наполнения духа в скважину при работающем гидро- длиной 10 м, установленный в перед- элеваторе. вижном контейнере, что позволяло вести Испытания показали, что двухтрубная промывку при температуре до –20 °С. конструкция скважинного гидромонито- При промывке песков, содержащих ра с выводящимся стволом длиной 1 м большое количество тонкого и пылевато- 30
го золота, целесообразно дополнительно на поверхность. Отходы строительства
использовать стационарный обогатитель- (песчаный грунт) утилизируют при про-
ный комплекс, для чего в нижней части ведении рекультивационных работ.
шлюза установить бункер с перфорацией Наиболее перспективными для при-
диаметром 20 мм и шламовый насос. менения скважинной гидродобычи золо-
Для извлечения перфорированной ко- та на мощных погребенных многолетне-
лонны диаметром 508 мм из гидроэле- мерзлых россыпях являются запасы ме-
ваторной скважины была изготовлена сторождения р. Болотный (Сусуманский
платформа с двумя гидроцилиндрами район). Они залегают в переуглублен-
грузоподъемностью 200 т каждый, хому- ном тальвеге, с максимальной мощно-
том для подъема труб и маслостанцией. стью отложений 280 м и шириной рос-
Извлечение обсадных колонн сква- сыпи 40—120 м. Золотоносный аллювий
жин целесообразно производить не позд- включает до 6 обогащенных пластов
нее, чем через несколько суток после от- песков суммарной мощностью до 30 м.
работки во избежание их промерзания. Залегают они на ложных плотиках глини-
Параметры участка СГД. Средняя про- стого состава. Гранулометрический сос-
изводительность по гидромониторному тав пород: гальки 25,3—30,7%, гравия
размыву продуктивного пласта и промыв- 39,3—42,1%, песчано-глинистого запол-
ке песков — 10 м3/ч. Время размыва нителя 30—32,6%.
одной гидромониторной скважины с за- Нижняя граница мерзлых пород ме-
чисткой плотика составляло 0,5—1 сме- сторождения ручья Болотный предпо-
ну. Объем сезонной добычи гидродобыч- ложительно находится на глубине 280—
ным комплексом 10—20 тыс. м3. Комп- 340 м. Температура пород на глубине
лекс обслуживает бригада из 14 человек. залегания россыпи изменяется от –5 °C
Кроме того, для обеспечения непре- (террасовый участок) до –2 °С (тальве-
рывной отработки добычного полигона говый).
в состав скважинного гидродобычного Предлагаемая технология СГД золота
комплекса должны входить: заключается в следующем. Россыпь с
•• два скважинных гидроэлеваторных поверхности разбуривают технологиче-
снаряда, один из которых находится в скими скважинами. Скважину обсажи-
работе, а второй в монтаже; вают колонной труб диаметром 426 мм.
•• три скважинных гидромониторных В скважине автокраном монтируют гид-
снаряда с платформами управления, один родобычной агрегат, состоящий из сква-
из которых монтируется в скважине; жинного снаряда и платформы для уп-
•• две платформы для управления равления им.
скважинным гидроэлеваторным снаря- Скважинный снаряд состоит из сек-
дом и извлечения обсадной колонны; ций конструктивно совмещенных эр-
•• переставной промприбор. лифта для подъема гидросмеси песков
Разработку мощных погребенных рос- и гидромонитора для размыва продук-
сыпей предлагается вести на базе про- тивного пласта. Снаряд подключают к
мышленно реализованной технологии трубопроводам для подачи воды и сжа-
создания скважинных подземных резер- того воздуха. Отработку ведут путем вод-
вуаров [3]. но-теплового оттаивания подземной ка-
Она основана на оттаивании много- меры, высота которой равна мощности
летнемерзлых песчаных пород в за- продуктивного пласта, с откачкой эрлиф-
топленной камере с последующим эр- том образующейся гидросмеси песков
лифтным подъемом оттаявшего песка на поверхность и последующей круго-
31вой гидромониторной зачисткой плоти- •• расход сжатого воздуха при обеспе-
ка. Поднятые пески направляют на пром- чении уровня воды в скважине не менее
прибор. 50% от высоты подъема —20 м3/мин;
Первоначально отрабатывают бло- •• давление воздуха на оголовке сква-
ки из 4-х подземных камер диаметром жины — до 20 кг/см2;
20 м через скважины, пробуренные по •• производительность одного эрлиф-
сетке 18 × 18 м. При средней мощно- та по гидросмеси — 200 м3/ч, по пескам
сти продуктивного пласта 13,4 м объ- 10 м3/ч;
ем добычи песков из блока составит •• максимальный размер поднимае-
15 тыс. м3. С учетом 10% технологиче- мого материала — до 100 мм.
ских потерь извлечение при данной си- Отработка прибрежно-морских рос-
стеме разработки составит 70,5%. сыпей открытым способом показала, что
Для обеспечения максимального изв- извлечение золота на них гравитационны-
лечения предлагается система разра- ми способами не превышает 50%, а эф-
ботки с гидрозакладкой отработанных фективных способов извлечения тонкого
камер эфелями. золота с содержанием в концентрате,
При годовой добыче 1 т золота, годо- достаточном для передачи на аффинаж-
вой объем извлекаемого песка должен ный завод, кроме гидрометаллургиче-
составлять 160 тыс. м3. При среднем ских методов, нет. В условиях удаленно-
объеме камеры —4 тыс. м3, необходимо сти и труднодоступности мест разработки
отрабатывать за сезон около 40 сква- россыпей предлагается решение по изв-
жин. Один скважинный гидродобычной лечению тонкого золота, включающее ис-
комплекс за сезон (120 суток) отраба- пользование образованных при СГД зо-
тывает 16 камер (64 тыс. м3 песков). лота подземных пустот в качестве резер-
Таким образом, для добычи 1 т золота вуаров для подземного выщелачивания
потребуется 3 комплекса. золота (ПВ) из отвалов эйфелей после
Скважинный гидродобычной комплекс отмывки руды, добытой способом СГД,
состоит из 4-х скважинных снарядов и и из старых техногенных отвалов.
наземных установок для управления В качестве первоочередного объек-
снарядом, 4-х передвижных компрессо- та для реализации данной технологии
ров, дизельной насосной станции низко- планируется переработка техногенных
го давления (12 НДС), дизельной насос- отвалов, в частности, эфельные отвалы
ной станции высокого давления (ЦНС после промывки песков на промприбо-
180-240), 4-х передвижных парогенера- рах. Единичные объемы эфельных отва-
торных установок или одной модульной лов достигают сотен тысяч м3, а суммар-
котельной, шлюзового промприбора, буль- ные объемы только по Полярнинскому
дозера. ГОКу — десятки миллионов м3. Среднее
Дополнительно используется авто- содержание в них золота около 1 г/м3.
кран для монтажа оборудования, водо- Золото в основном тонкое и пылеватое,
возка и автоцистерна для подвоза ди- поэтому при повторной переработке от-
зельного топлива. валов с использованием аппаратов гра-
Планируемые технические характе- витационного обогащения его извлече-
ристики скважинного агрегата. ние не превышает 15—20%.
•• расход воды на размыв продук- Строительство подземных резервуа-
тивного пласта песков — 200 м3/ч; ров под ПВ производят на участках, где
•• давление воды на насадке гидро- мощность многолетнемерзлых осадоч-
монитора при зачистке плотика —30 кг/м2; ных пород составляет не менее 20 м и
32отсутствуют проницаемые зоны (крио- цианирования, обеспечивающее высо-
пегы). На площадке бурят технологи- кое извлечение золота. Для условий при-
ческие скважины диаметром 300 мм. брежно-морских россыпей Чукотки при
В зависимости от мощности осадочных повышенном содержании NaCl в воде,
многолетнемерзлых пород единичный возможно сернокислотно-хлоридное вы-
объем подземного резервуара соста- щелачивание золота в присутствии диок-
вит от 2000 до 6000 м3. Технологиче- сида марганца. Подземные резервуары
ские скважины бурятся роторным или могут использоваться также для сбора и
канатно-ударным способом с обсадкой накопления выщелачивающих растворов.
трубой 324 мм на глубину 10 м. Размыв
подземных резервуаров производят пу- Заключение
тем подачи воды из наземного водоема 1. Наиболее перспективно приме-
с расходом около 100 м3/час и эрлифт- нение технологии скважинной гидродо-
ным подъемом гидросмеси талых пород. бычи на погребенных многолетнемерз-
Одновременно идет строительство не- лых россыпях, благодаря устойчивости
скольких подземных резервуаров. Сред- вмещающих пород, эффективности гид-
несуточный прирост объема подземно- ромониторного размываи оттаивания
го резервуара составляет 100—150 м3. мерзлых осадочных пород и золотонос-
Для сокращения времени их создания ной части плотика, а также относительно
используют передвижные парогенератор- небольшим инвестиционным затратам.
ные установки или модульные дизель- 2. Проведенные в 2015—2016 гг. ра-
ные котельные. боты на участке СГД с учетом предыду-
После окончания строительства под- щего опыта разработки данной техноло-
земные резервуары оборудуют трубами гии свидетельствуют, что предложенная
для подачи выщелачивающего раство- схема и параметры скважинного обо-
ра и его эрлифтного подъема на поверх- рудования соответствуют расчетным и
ность. Мелкозернистый концентрат вме- позволяют использовать метод СГД при
сте с водой (т:ж = 1:5) шламовым насо- разработке маломощных погребенных
сом транспортируется по трубопроводу многолетнемерзлых россыпей на глуби-
на участок подземных резервуаров в тон- нах от 15 до 50 м. Для увеличения про-
кослойный сгуститель. Сгущенный про- должительности добычного сезона мож-
дукт (W = 60%) загружается в подземный но использовать передвижные пароге-
резервуар, а вода используется при раз- нераторные установки.
мыве подземных резервуаров. Возмож- 3. Технология СГД на мощных много-
но использование подземных резервуа- летнемерзлых россыпях основана на вод-
ров в качестве сгустителя для отделения нотепловом оттаивании мерзлых оса-
воды. дочных пород и эрлифтном подъеме та-
Температура воды в подземном ре- лых песков. Глубина разработки огра-
зервуаре в первый год около +10 °С, ничена глубиной залегания многолетне-
промерзание начинается на 2—3 год и мерзлых осадочных пород.
длится в зависимости от объема резервуа- 4. Образованные емкости целесооб-
ра от нескольких десятков до сотни лет. разно заполнить эфелями и вести про-
Технология выщелачивания золота цесс подземного выщелачивания золота
аналогична применяемой при кюветном по известным схемам. Подготовку эфе-
и чановом выщелачивании. В настоя- лей проводят путем их промывки с вы-
щее время наибольшее распростране- делением мелкозернистого концентрата
ние получило выщелачивание на основе крупностью — 5 мм.
33СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аренс В. Ж., Хчеян Г. Х., Бабичев Н. И., Хрулев А. С., Башкатов А. Д., Гридин О. М.Скважин-
ная гидродобыча полезных ископаемых. — М.: Изд-во «Горная книга», 2011. — 293 с.
2. Аксютин О. Е., Казарян В. А., Ишков А. Г., Хлопцов В. Г., Теплов М. К., Хрулев А. С., Са-
вич О. И., Сурин С. Д. Строительство и эксплуатация резервуаров в многолетнемерзлых оса-
дочных породах. — М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2013. — 432 с.
3. Ницевич О. А., Цурло Е. Н., Янушенко А. П. Опыт определения объема и формы добыч-
ной камеры при скважинной гидродобыче // Горный журнал. — 2011. — № 2.
4. Багазеев В. К., Валиев Н. Г., Симисинов Д. И. Физико-механическое обоснование ги-
дравлического разрушения пород при скважинно-гидравлической разработке россыпных
месторождений // Горный журнал. — 2015. — № 12. — С. 25—27.
5. Дробаденко В. П., Малухин Н. Г., Вильмис А. Л. Проблемы и перспективы скважинной
гидродобычи полезных ископаемых // Золотодобыча. — 2011. — № 155. — С. 17—19.
6. Аренс В. Ж., Хчеян Г. Х., Хрулев А. С. Скважинная гидродобыча песков с хозяйственным
использованием образовавшихся подземных пустот в условиях вечной мерзлоты // Горный
журнал. — 2013. — № 10. — С. 79—82.
7. Британ И. В. Состояние скважинной гидродобычи. Кризис или недальновидность? //
Недропользование 21 век. — 2013. — № 6 (43). — С. 46—51.
8. Рочев В. Ф. О возможности применения скважинной гидродобычи на золотоносных
россыпях Южной Якутии // Горный журнал. — 2016. — № 9. — С. 50—53.
9. Сурин С. Д., Савич О. И. Развитие технологии строительства и эксплуатации подземных
резервуаров в многолетнемерзлых породах / Материалы пятой конференции геокриологов
России. МГУ им. М.В. Ломоносова, Т. 1. — М., 2016. — С. 151—157.
10. Bondarev E. A., Rozhin I. I., Popov V. V., Argunova K. K.The possibility of storage of gas
hydrates in underground reservoirs in MMP // Kriosferazemli, 2015, Vol. XIX, No 4, pp. 64—74.
11. Bondarchuk I. B., Shenderova I. V. Classification of hydraulic borehole mining technological
processes during pay zone development. Published under licence byIOP Publishing Ltd. IOP
Conference Series: Earth and Environmental Science, Vol. 24, conference 1.
12. Simpson Antony Positive Preliminary Evaluation of Borehole Mining at the Hansen
Uranium Deposit. 2012.www.asx.com.au/asxpdf/20120213/pdf/4249l4sksggk96.pdf.
13. Kinley Exploration, 2018. www.hydraulicboreholemining.com.
14. Colin B. Kinley, Andrew Mac Ewen Hydraulic borehole mining system and method, Patent
WO 2015057657 A1. Espacenet, 2015.
15. RCS Group of Companies. Jet Boring/Borehole Mining. 2018. http://rcsenergy.ca/jet-
boring-borehole-mining/
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Аренс Виктор Жанович — доктор технических наук, вице-президент РАЕН,
Фазлуллин Марат Исмаилович — доктор технических наук,
генеральный директор, НПП «Геотэп»,
Хрулев Александр Сергеевич — доктор технических наук, РАЕН,
Хчеян Георгий Хачатурович — доктор технических наук, РАЕН,
e-mail: mogmsraen@mail.ru.
ISSN 0236-1493. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten’. 2019. No. 1, pp. 26–35.
Experience of hydraulic borehole mining of gold placers buried in permafrost
Arens V.J., Doctor of Technical Sciences,
Vice-President of the Academy of natural Sciences (RAEN), Moscow, Russia,
Fazlullin M.I., Doctor of Technical Sciences, General Director, NPP «Geotep»,
Khrulev A.S., Doctor of Technical Sciences, Moscow, Russia,
Khcheyan G.H., Doctor of Technical Sciences, Moscow, Russia,
e-mail: mogmsraen@mail.ru.
34Abstract. The article discusses prospects, advantages, shortcomings and process flow sheets of hy-
draulic gold mining from thick and thin placers buried in permafrost. The geological conditions of placers,
as well as equipment and its designs are described. The results of commercial and semi-commercial gold
extraction from a buried placer in the Experimental mine (Kolyma) and from a buried coastal placer at the
Ryveem river in the area of the former Polyarninsky Mining and Processing Plant are analyzed. The ap-
plied HBM technology used water jet monitoring of pay zone in a free chamber and hydraulic elevator of
gold-bearing sand to the surface. Gold sand processing involved sluicing with gateway of deep filling. The
technology of gold HBM in thick permafrost is based on thawing of frozen rocks by warm water and air lift
of thawed material to the surface. The depth of mining is restricted by the depth of occurrence of perma-
frost. In case of far placers with difficult access, it is proposed to recover fine gold using the underground
voids formed by HBM for in-situ leaching of gold from sluice tailings after HBM and from old mining waste.
Key words: buried placers, permafrost, hydraulic borehole mining, water jet monitor, water jet eleva-
tor, air lift, placer buried in permafrost.
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-01-0-26-35
REFERENCES
1. Arens V. Zh., Khcheyan G. Kh., Babichev N. I., Khrulev A. S., Bashkatov A. D., Gridin O. M. Skvazhinnaya
gidrodobycha poleznykh iskopaemykh [Hydraulic borehole mining], Moscow, Izd-vo «Gornaya kniga», 2011,
293 p.
2. Aksyutin O. E., Kazaryan V. A., Ishkov A. G., Khloptsov V. G., Teplov M. K., Khrulev A. S., Savich O. I.,
Surin S. D. Stroitel'stvo i ekspluatatsiya rezervuarov v mnogoletnemerzlykh osadochnykh porodakh [Con-
struction and operation of reservoirs in permafrost sediments], Moscow-Izhevsk, Institut komp'yuternykh
issledovaniy, 2013, 432 p.
3. Nitsevich O. A., Tsurlo E. N., Yanushenko A. P. Opyt opredeleniya ob"ema i formy dobychnoy kamery pri
skvazhinnoy gidrodobyche [Experience of determining size and shape of gold extraction chamber in hydraulic
borehole mining], Gornyy zhurnal. 2011, no 2. [In Russ].
4. Bagazeev V. K., Valiev N. G., Simisinov D. I. Fiziko-mekhanicheskoe obosnovanie gidravlicheskogo raz-
rusheniya porod pri skvazhinno-gidravlicheskoy razrabotke rossypnykh mestorozhdeniy [Physical and me-
chanical justification of destruction of rocks by water in hydraulic borehole mining of placers], Gornyy zhur-
nal. 2015, no 12, pp. 25—27. [In Russ].
5. Drobadenko V. P., Malukhin N. G., Vil'mis A. L. Problemy i perspektivy skvazhinnoy gidrodobychi
poleznykh iskopaemykh [Problems and prospects of hydraulic borehole mining], Zolotodobycha. 2011,
no 155, pp. 17—19. [In Russ].
6. Arens V. Zh., Khcheyan G. Kh., Khrulev A. S. Skvazhinnaya gidrodobycha peskov s khozyaystvennym
ispol'zovaniem obrazovavshikhsya podzemnykh pustot v usloviyakh vechnoy merzloty [Hydraulic borehole
mining of gold and efficient use of resultant underground voids in the conditions of permafrost], Gornyy
zhurnal. 2013, no 10, pp. 79—82. [In Russ].
7. Britan I. V. Sostoyanie skvazhinnoy gidrodobychi. Krizis ili nedal'novidnost'? [State-of-the-art of hydrau-
lic borehole mining. Crisis or shortsightedness?], Nedropol'zovanie 21 vek. 2013, no 6 (43), pp. 46—51.
[In Russ].
8. Rochev V. F. O vozmozhnosti primeneniya skvazhinnoy gidrodobychi na zolotonosnykh rossypyakh Yu-
zhnoy Yakutii [Applicability of hydraulic borehole mining in placers in South Yakutia], Gornyy zhurnal. 2016,
no 9, pp. 50—53. [In Russ].
9. Surin S. D., Savich O. I. Razvitie tekhnologii stroitel'stva i ekspluatatsii podzemnykh rezervuarov v
mnogoletnemerzlykh porodakh [Technology of construction and operation of underground reservoirs in per-
mafrost], Materialy pyatoy konferentsii geokriologov Rossii. MGU im. M.V. Lomonosova, vol. 1], Moscow,
2016, pp. 151—157. [In Russ].
10. Bondarev E. A., Rozhin I. I., Popov V. V., Argunova K. K.The possibility of storage of gas hydrates in
underground reservoirs in MMP. Kriosferazemli, 2015, Vol. XIX, No 4, pp. 64—74.
11. Bondarchuk I. B., Shenderova I. V. Classification of hydraulic borehole mining technological process-
es during pay zone development. Published under licence byIOP Publishing Ltd. IOP Conference Series:
Earth and Environmental Science, Vol. 24, conference 1.
12. Simpson Antony Positive Preliminary Evaluation of Borehole Mining at the Hansen Uranium Deposit.
2012. www.asx.com.au/asxpdf/20120213/pdf/4249l4sksggk96.pdf.
13. Kinley Exploration, 2018. www.hydraulicboreholemining.com.
14. Colin B. Kinley, Andrew Mac Ewen Hydraulic borehole mining system and method, Patent WO
2015057657 A1. Espacenet, 2015.
15. RCS Group of Companies. Jet Boring/Borehole Mining. 2018. http://rcsenergy.ca/jet-boring-bore-
hole-mining/
35Вы также можете почитать
