Как проводится разработка месторождений открытым способом

ЭТАПЫ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ

(Этапы открытой разработки месторождений, их содержание и назначение. Основные производственные процессы открытых горных работ, сущность, назначение и средства механизации)

Разработка МПИ открытым способом включает четыре этапа

Первый этап – подготовительный. Цель горных работ этого этапа – создать благоприятные условия для безаварийной и высокопроизводительной работы горного и транспортного оборудования.

Задачи этого периода:

– подготовка поверхности месторождения к горным работам;

– осушение месторождения и ограждение его от вод поверхностного стока.

Подготовка поверхности заключается в удалении естественных и искусственных препятствий, мешающих разработке месторождения. В этот период, обычно, требуется: — вырубить лес и кустарник, удалить торф и плодородный слой земли, отвести поверхностные воды, осушить водоемы, снести здания и сооружения на площади карьера, подготовить место для размещения отвалов пустых пород, подвести к карьеру железную и шоссейные дороги, линии электропередачи и водоснабжения, построить производственные, служебные и жилые помещения.

Осушение месторождения выполняют в целях придания большей устойчивости откосов уступов, предотвращения оползней пород в бортах карьера, создания благоприятных и безопасных условий для работы людей, машин и транспортных средств в карьере.

Второй этап – строительный. В этот период осуществляются работы по удалению покрывающих и вмещающих пород для обеспечения доступа к полезному ископаемому и систематического производства вскрышных и добычных работ. В этот период проводят капитальные и разрезные траншеи и создают устойчивый фронт добычных и вскрышных работ. Этот период иногда называют горно-капитальным так, как в этот период создаются основные фонды предприятия. Финансовые затраты этого периода носят название – первоначальные капитальные затраты. По окончании строительного периода карьер сдается в эксплуатацию и начинает функционировать как хозрасчетная производственная единица. При разработке крутопадающих месторождений, работы по подготовке новых горизонтов (проходка траншей, съездов), обеспечивающих транспортную связь вскрываемого горизонта с лежащими выше, также относятся к горно-капитальным.

Третий этап – эксплуатационный. Горные работы этого периода заключаются в систематическом удалении вскрышных пород в объемах обеспечивающих требуемую длину фронта очистных, и ведении очистные работ в объемах, соответствующих требованиям плана добычи по объему и качеству полезного ископаемого.

Четвертый этап – период погашения горных работ. Характеризуется постепенным завершением горных работ на вскрышных и добычных горизонтах в связи с погашением запасов, демонтажем горного оборудования и транспортных коммуникаций. В этот же период выполняются работы по рекультивации земель, нарушенных горными работами.

Во всех периодах работы карьера основными работами являются горно-капитальные, вскрышные и добычные работы. Целью этих работ является выемка определенного объема пород из массива, а содержание работ по выемке пород — рядом характерных производственных процессов выполнение которых требует определенной технологии и специальных средств механизации.

3.1. ОСНОВНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЕ ПРОЦЕССЫ ОТКРЫТЫХ РАБОТ

Основными производственными процессами открытых горных работ являются:

— подготовка горных пород к выемке;

— перемещение горной массы;

— отвалообразование вскрышных пород;

— складирование добытого полезного ископаемого.

Процесс подготовки горных пород к выемке включает широкий перечень мероприятий, направленных на изменение естественного состояния горных пород с целью обеспечения эффективной их выемки. В практике открытых горных работ при подготовке горных пород к выемке наибольшее распространение нашел буровзрывной способ, предназначенный для отделения полускальных и скальных пород от массива и дробления их до кусков заданных размеров.

Выемочно-погрузочные операции предназначены для извлечения горной массы непосредственно из массива или из навала и погрузки их в транспортные средства. Выемка и погрузка обеспечивается одной машиной.

Процесс перемещения горной массы состоит в организации четкой и бесперебойной работы транспортных средств обеспечивающих своевременную перевозку значительных объемов в пределах карьера и за его пределами.

Отвалообразование вскрышных пород и складирование добытого полезного ископаемого заключается в приеме и размещении горной массы и полезного ископаемого на специально отведенных площадях при соблюдении безопасных условий труда и высокопроизводительной работы горного и транспортного оборудования.

3.2. СПОСОБЫ ПОДГОТОВКИ ГОРНЫХ ПОРОД К ВЫЕМКЕ

Подготовка горных пород к выемке проводится с целью создания технической возможности и наилучших условий для выполнения последующих процессов выемки и погрузки горной массы, транспортирования, отвалообра зования и переработки.

В зависимости от типа и состояния пород подготовка их к выемке может осуществляться: — предохранением от промерзания, оттаиванием, гидравлическим ослаблением или разупрочнением, — механическим или взрывным рыхлением мерзлых мягких и плотных пород, — механическим рыхлением или взрывание на сотрясение плотных пород, — взрывнм рыхлением скальных и полускальных пород.

3.2.1. ПРЕДОХРАНЕНИЕ ОТ ПРОМЕРЗАНИЯ И ОТТАИВАНИЕ ПОРОД

Подготовка горных пород к выемке в зимних условиях включает комплекс мероприятий по предотвращению промерзания пород, рыхление мерзлых пород и приведение их в талое состояние. Обычно карьерные мехлопаты с ковшом емкостью 4 м 3 могут разрабатывать без предварительного рыхления слой мерзлой породы мощностью 0,5-0,7. Бульдозерами, скреперами и цепными многоковшовыми экскаваторами в большинстве случаев невозможно или нерационально разрабатывать мерзлые породы без их предварительного рыхления.

Для предохранения от промерзанияприменяют: — вспашку; обычное (до 40-50 см) и глубокое (до 1- 1,3 м) рыхление; боронование на глубину до 20 см; утепление теплоизоляционными материалами, снеговым или искусственным ледовоздушним покровом; химическую обработку антикриогенами; специальные навесы и тепляки.

Оттаивание породосуществляют паром, горячей водой или газами, глубинным или поверхностным электрообогревом, поверхностным пожогом и т.п. При глубинном электрообогреве электроды размещают в шпурах, пробуренных на глубину промерзания на расстоянии 0,5-0,7 друг от друга и пропускают электрический ток. Расход эл. энергии на оттаивание 1 м 3 пород составляет от 8-10 до 20 кВт.ч. При поверхностном электрообогреве электроды в виде металлических полос или сетки располагают на поверхности оттаиваемого участка. Питание осуществляется от высокочастотного генератора.

При оттаивании применяют стальные трубы внутренним диаметром 19-22 мм и длиной 1,5-3 м, которые помешают в шпуры при расстоянии между ними 2-2,5 м или забивают в породу по мере её оттаивания. Продолжительность оттаивания 4-6 ч при расходе пара 24-27 кг на оттаивание 1 м 3 породы. Аналогично осуществляется оттаивание горячей и холодной водой. Паро- и гидрооттаивание широко применяют при разработке многолетнемёрзлых пород.

Сущность оттаивания поверхностным пожегом заключается в сжигании слоя угля, торфа или дров на поверхности мерзлых пород. Примерный расход на оттаивание 1 м 3 породы составляет: — уголь – 30-60 кг, торф – 120-140 кг, дрова – 0,14-0,17 м 3 . Применяют для оттайки глин в небольших объемах.

Химическая обработка хлористыми солями калия или натрия применяется для оттайки песчано-глинистых пород после их предварительной планировки и рыхления на глубину 20-30 см.

3.2.2. МЕХАНИЧЕСКОЕ РЫХЛЕНИЕ.

Предварительное механическое рыхление осуществляют прицепными или навесными рыхлителями, которые монтируются на мощном тракторе тягаче (Рис.4.1)

Рыхление массива производится параллельными смежными ходами рыхлителя. Расстояние С между смежными ходами определяется по условию обеспечения требуемой кусковатости и эффективной глубины h_э рыхления, которая меньше величины заглубления зуба h_з , так как между смежными ходами в нижней части сечения образуются зоны неразрыхленной породы.

Величина заглубления рыхлителя h_з у мощных рыхлителей может достигать 2 ¸ 2,5 м. Рыхлители могут иметь до 5 зубьев. Для подготовки плускальных применяют однозубчатые рыхлители, в плотных породах – многозубчатые.

Величина С находится в пределах 110-160 см. Для увеличения глубины h_э и обеспечения лучшей кусковатости горной массы применяют дополнительные перекрестные ходы. Расстояние между дополнительными ходами С ‘ = (1,2 ¸ 1,5)С. Угол наклона стенок борозды 40 ¸ 60 ° .

Механическое рыхление эффективно при разработке пород с f = 1 ¸ 3 независимо от трещиноватости; с f = 4 ¸ 5 при сильной и средней трещиноватости, с f = 6 ¸ 8 при весьма сильной трещиноватости.

Часовая производительность рыхлителей в легкорыхлимых породах может достигать 1200 м 3 .

Рыхлители используют в комплексе со скреперами, бульдозерами и одноковшовыми погрузчиками, которые производят послойную выемку горной массы в слоистых горных массивах, например угольных пластов с удалением глинистых и слабых прослойков в отвал.

Рыхлители по мощности тягачей подразделяют на сверхмощные (мощность двигателя свыше 220 кВт), мощные (110 ¸ 220 кВт), средней мощности (58 ¸ 110 кВт), легкие (до 58 кВт) с тяговым усилием тракторов соответственно 300 и более, 200¸300, 130¸200 и до 130 кН (табл. 1 и 2)

Технические характеристики отечественных рыхлителей

Показатель	Рыхлитель
ДП-26С	ДП-22С	ДП-9ВХЛ	ДП-10С	ДП-29АХЛ	ДЗ-141ХЛ	ДП-35УХЛ
Базовый трактор	Т-130.1.Г-1	Т-180КС	ДЭТ-250М	Т-330	ТТ-330Р-1-01	Т-500Р-1	Т-50.01
Мощность двигателя, кВт
Тяговый класс, кН	(100)	(150)	(250)	(350)	(750)
Число зубьев	1;3	1;3
Расстояние между осями зубьев, мм	—	—	—	—	—
Ширина наконечника зуба, мм	120-125	125-130
Глубина рыхления, мм
Угол рыхления, градус	45-50	25-50	30-83
Масса рыхлительного оборудования, т	1,4	3,1	3,9	5,4	6,6	7,0	12,7

Технические характеристики гусеничных бульдозеров с рыхлителем, фирма «Катерпиллер» США

Источник

ОТКРЫ́ТАЯ РАЗРАБО́ТКА МЕСТОРОЖДЕ́НИЙ

В книжной версии

Том 24. Москва, 2014, стр. 653

Скопировать библиографическую ссылку:

• 
• 
• 
• 
• 

ОТКРЫ́ТАЯ РАЗРАБО́ ТКА МЕСТОРОЖ­Д Е́НИЙ, спо­соб до­бы­чи по­лез­ных ис­ко­пае­мых, при ко­то­ром про­цес­сы вы­ем­ки осу­ще­ст­в­ля­ют­ся на по­верх­но­сти Зем­ли (в от­кры­тых гор­ных вы­ра­бот­ках – карь­е­рах ). Ха­рак­те­ри­зу­ет­ся вы­со­кой сте­пенью из­вле­че­ния по­лез­ных ис­ко­пае­мых из недр, воз­мож­но­стью дос­ти­же­ния бoль­шей (по срав­не­нию с шахт­ной до­бы­чей) про­из­водств. мощ­но­сти пред­при­ятия. Гл. тре­бо­ва­ния к О. р. м. – ком­плекс­ное ос­вое­ние всех ре­сур­сов ме­сто­ро­ж­де­ния и ох­ра­на ок­ру­жаю­щей сре­ды. По по­ло­же­нию за­ле­жи по­лез­но­го ис­ко­пае­мо­го от­но­си­тель­но зем­ной по­верх­но­сти раз­ли­ча­ют ме­сто­ро­ж­де­ния по­верх­но­ст­но­го (рас­по­ло­жен­ные на по­верх­но­сти или по­кры­тые не­боль­ши­ми на­но­са­ми), глу­бин­но­го (зна­чи­тель­но ни­же гос­под­ствую­ще­го уров­ня по­верх­но­сти), на­гор­но­го (на воз­вы­шен­но­сти или скло­не го­ры) и на­гор­но-глу­бин­но­го (час­тич­но рас­по­ло­жен­ные на го­ре или гор­ном скло­не) ти­пов. Осн. гор­ные вы­ра­бот­ки О. р. м. – ка­пи­таль­ные тран­шеи, обес­пе­чи­ваю­щие до­ступ к по­лез­но­му ис­ко­пае­мо­му, и раз­рез­ные тран­шеи, под­го­тав­ли­ваю­щие карь­ер­ное по­ле к вскрыш­ным и до­быч­ным ра­бо­там.

Источник

С чего начинается разработка месторождения?

Как нетронутый участок земли превращается в зону промышленного освоения недр? Постепенно и достаточно долго — говорят эксперты. К тому же месторождения и рудопроявления, учтённые государственным кадастром месторождений и государственным балансом запасов, сложно назвать нетронутыми. Первозданный участок природы становится месторождением в результате прогнозирования, поисков и разведки.

На каждом из этапов на первый план выходит вовсе не романтика профессии геолога, а нескончаемый ворох документов и отсутствие возможности выйти из-под прицела надзорных органов. Согласно закону РФ «О недрах», всё, что залегает ниже почвенного слоя, принадлежит государству.

Условия пользования недрами. В пределах «нормы»

Полномочия по необъятным российским недрам делят между собой федеральные Роснедра и исполнительные органы субъектов страны. Чтобы стать недропользователем, юридическому лицу нужно получить лицензию, с которой он приобретает не только право на освоение, но и обязанности.

Помимо того, что деятельность недропользователя должна обеспечивать рациональное и комплексное исследование полезного ископаемого в соответствии с действующим законодательством, стандартами, нормами и правилами РФ, в ходе геологоразведки компании необходимо выполнять требования «Методических рекомендаций по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твёрдых полезных ископаемых» и «Единых правил безопасности на геологоразведочных работах».

«Недропользователь обязан следовать целому списку нормативных документов. В первую очередь, это закон РФ «О Недрах» и его подзаконные акты. Также очень важны обязательства, закреплённые в лицензионном соглашении на право пользования недрами — основном документе для каждого пользователя недр РФ.

Дополнительно, в зависимости от вида полезного ископаемого и ГРР, необходимо руководствоваться Классификацией запасов полезных ископаемых и Методическими рекомендациями по применению классификации по видам минерального сырья.

Выполняя отдельные виды работ, нужно учитывать требования к их производству и действующие ГОСТы. При разработке проектных документов необходимо следовать утверждённым правилам проектирования. Никто не отменял также действие налогового и трудового законодательства», — перечисляет канд. геол.-минерал. наук, доцент, заведующий кафедрой геологии месторождений полезных ископаемых Института наук о Земле СПбГУ Иван Алексеев.

Государство тщательно контролирует весь процесс от получения лицензии до окончания разработки и, как утверждают эксперты, зачастую — чрезмерно. Просто взять лицензию на пользование недрами и начать добывать полезное ископаемое не получится.

«Например, геологическое изучение недр необходимо проводить согласно разработанному проекту, который в обязательном порядке подлежит платной государственной экспертизе в ФГКУ «Росгеолэкспертиза».

В ходе проверки проекта геологического изучения недр ведомством тщательно контролируется обоснованность проектных геологоразведочных работ и их объёмы: длина маршрутов, количество запроектированных буровых скважин, отбираемых проб и прочее. Уровень государственного контроля процесса геологоразведки недр достаточно высок», — отмечает главный геолог ООО «ГЕОЛОГИЯ КАРЬЕРОВ» Виктория Сухова.

Таким образом, после получения лицензии следующим шагом для недропользователя является получение положительного заключения ФГКУ «Росгеолэкспертиза» на проект геологического изучения недр.

«Проблема своевременного ввода месторождения полезных ископаемых, как мне видится, связана с двумя узкими местами: отсутствием единой системы нормативно-правовых актов в области изучения, освоения и эксплуатации МПИ, а также слишком разветвлённой системой согласований с различными органами государственной власти.

Второе — слабо развитая, либо в большинстве случаев отсутствующая система управления проектами, документами или коммуникациями как внутри, так и между отдельными организациями — участниками разведки месторождения.

Верю, что в ближайшие годы мы придём к доступной и прозрачной системе НПА в сфере недропользования и культуре эффективного взаимодействия», — признаётся заместитель начальника отдела геологических работ ООО «ГеолХимПроект» Артём Васильченко.

«Правила подготовки, рассмотрения и согласования планов и схем развития горных работ по видам полезных ископаемых» определяют направления развития горных работ, условия, технические и технологические решения при эксплуатации объектов ведения горных работ, объёмы добычи и переработки полезных ископаемых.

Планы развития горных работ составляют на 1 год в отношении следующих видов горных работ: вскрышные, подготовительные, рекультивационные, маркшейдерские, добыча полезных ископаемых и первичная переработка минерального сырья. Планы развития горных работ состоят из графической части и пояснительной записки с табличными материалами.

Подготовкой занимается не только непосредственно пользователь недр, но и подрядные организации, которые имеют лицензию на производство маркшейдерских работ. Далее планы согласуются с Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору и утверждаются руководителем организации — пользователем недр».

Геологическое изучение недр. От общего к частному

По словам экспертов, геологическое изучение недр производят по принципу «от общего к частному»: получив лицензию на большую территорию, недропользователь совместно с геологами изучает её и может открыть месторождение как на маленьком участке, так и на всей площади — «как повезёт».

«Отправной точкой для любого месторождения является анализ фондовых материалов, и в случае перспективности участка недр составляются и последовательно выполняются проекты поисковых, оценочных и разведочных работ, направленные на поэтапное повышение достоверности информации о полезных ископаемых», — комментирует Артём Васильченко.

Момент «обнаружения» или открытия месторождения наступает, когда государственная комиссия по запасам (ГКЗ РФ) утверждает запасы месторождения, причём именно промышленных категорий (С2-С1), а не ресурсов (Р3-Р2-Р1). Для получения запасов по месторождению необходимы продолжительные этапы изучения геологического строения, поисков и разведки.

Как подсказывает история, с точки зрения достоверности получаемой информации наиболее важный этап открытия месторождения — это разведка. То есть системное получение данных о геологическом строении, минералогических и технологических особенностях, инженерно-геологических, гидрогеологических и горно-технических условиях будущего месторождения.

Они позволяют построить геолого-экономические модели будущего месторождения, выбрать способ отработки месторождения и переработки руды, а также принять принципиальное решение о возможности рентабельной разработки месторождения в современных экономических условиях.

«Классический путь развития горнорудного проекта согласуется с принципом последовательных приближений с повышением детальности, наращиванием объёма и достоверности наших знаний о месторождении. В то же время должны сокращаться размеры изучаемого участка земной коры.

Таким образом, мы последовательно двигаемся от региональных провинций, перспективных металлогенических зон к перспективным участкам, рудопроявлениям — затем появляется месторождение. В дальнейшем продолжается изучение его отдельных блоков и горизонтов.

Процесс этот продолжается и на этапе отработки — вплоть до полного завершения добычных работ. Следует отметить, что по мере получения новых данных трансформируется не само месторождение, а наши модельные представления о нём. На ранних стадиях освоения может существовать несколько моделей, часто противоречивых в отдельных признаках и деталях.

Но в процессе разведки мы дополняем и совершенствуем модель месторождения, максимально приближая её к природной», — рассуждает Иван Алексеев.

«Право на проведение геолого-разведочных работ, а также добычи полезных ископаемых возникает на основании документа, удостоверяющего право пользования участком недр (лицензии). Согласно ст. 11 Закона Российской Федерации № 2395-1 от 21.02.1992 «О недрах» предоставление недр в пользование оформляется специальным государственным разрешением в виде лицензии.

Это документ, удостоверяющий право её владельца на пользование участком недр в определённых границах в соответствии с указанной в нём целью в течение установленного срока при соблюдении заранее оговорённых условий.

Одно из предприятий компании АО «Стройсервис» угольный разрез ООО СП «Барзасское товарищество» владеет лицензиями на право пользования недрами с целью разведки и добычи полезных ископаемых на участках «Барзасский-2» и «Поле шахты Глушинская» Глушинского каменноугольного месторождения.

Следует отметить, что в настоящий момент для информационного сопровождения всех этапов геологоразведочных работ и добычи полезных ископаемых практически все подрядные организации, горнорудные предприятия и консалтинговые фирмы используют различные горно-геологические информационные технологии. Среди прочих АО «Стройсервис» остановило свой выбор на ГИС K-MINE.

Система имеет удобный функционал для ведения базы данных по выработкам, моделирования угольных пластов, подсчёта запасов как традиционными методами, так и на основе блочного моделирования в соответствии с международными стандартами отчетности Сrirsco, а также для формирования графической документации согласно нормативным документам».

Геологические лаборатории. До мельчайших частиц

Работа геологов тесно связана с аналитическими лабораториями: сюда отправляются готовые нарезки керна, и уже специалисты на месте осуществляют подготовку проб, навешивание и сам анализ. На основании этих данных собственник лицензии принимает решение о перспективности дальнейшей разработки участка.

Примечательно, что специалисты геологических лабораторий работают «вслепую», как правило, исполнители в работе с поступившими пробами получают их в зашифрованном виде без дополнительной информации о месторождении, его полезных ископаемых и примерных ожидаемых концентрациях.

Более того, геологи специально передают в лаборатории наравне с рядовыми пробами пустопородные пробы и пробы с заранее известным содержанием искомого компонента. Это делается для проверки объективности результатов.

«В этом нет ничего необычного, это нормальная практика — внедрение в работу элементов контроля в виде пустопородных материалов и проб с известным содержанием. Это одни из основных методов контроля.

Первый используется для проверки работы и чистоты оборудования и исключения возможности заражения текущей пробы микрочастицами предыдущей. Второй — для проверки правильности проведения всех этапов анализа. Ведь наша задача — получить объективные и достоверные данные», — объясняет генеральный директор «АЛС Чита — Лаборатория» Дмитрий Хотяшов.

Мы уже не раз говорили о такой тенденции, как общемировое ухудшение минерально-сырьевой базы. Это закономерно: лёгкие месторождения уже отработаны или отрабатываются, а экономика требует всё больше ресурсов, именно поэтому в разработку поступают более сложные в добыче месторождения. Но и технологии постоянно совершенствуются. И это отражается на работе лабораторий.

«Именно потому, что идёт тенденция к уменьшению общего валового содержания элементов в руде, всё более востребованными становятся высокоточные методы анализов. Яркая иллюстрация этого — золоторудные месторождения. Несколько десятилетий назад было достаточно полуколичесвенных методов анализов.

Лаборатории использовали обычные фотометры или гравиметрические методы. Если бы меня лет 10-15 назад спросили о перспективных методах лабораторного анализа, о технологиях будущего, я бы сказал, что масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой — это космос, революционная методология. А сейчас этим уже никого не удивишь, такие методы стали нормой.
Изменились представления о том, что такое коммерческая руда.

Известны случаи, когда предприятия начинали перерабатывать хвосты прошлых лет: то, что недавно считалось отходом, сегодня рассматривается как сырьё. Технологии извлечения золота шагнули вперёд. И теперь содержание в грамм на тонну — это уже перспективный объект, хотя некоторое время назад считалось, что коммерческой эффективности в отработке такой руды нет.

Отсюда и существенный прогресс в высокоточных методах и новейшем оборудовании для лабораторного анализа проб. Системы стали очень чувствительными, дают возможность распознавать миллиардные доли полезного компонента в пробе. В прямом смысле: если несколько лет назад мы работали с ppm, то есть одна часть на миллион, то сегодня это уже ppb — часть на миллиард», — рассказывает Дмитрий Хотяшов.

Впрочем, методы лабораторного анализа проб меняются не революционно, а по-настоящему эволюционно. Появление более совершенных решений вовсе не означает, что прежние забыли и сбросили с корабля современности. Если это лаборатории на золотых россыпях, то здесь вполне могут использоваться полуколичественные методы — те, которые в «продвинутых» лабораториях уже называют «дедовскими».

«Чем метод точнее, тем он дороже, поэтому здесь нужно исходить из задач конкретного исследования. И мы, перед тем как заключить договор, всегда обсуждаем методологию и технологии. Мы уже много лет на рынке, методы ALS все знают — это удобно, мы говорим на одном языке. Геологи предлагают свой подход, мы, если нужно, корректируем, адаптируем, так и приходим к консенсусу», — комментирует генеральный директор «АЛС Чита — Лаборатория».

«Составлением горно-геологической документации занимаются как собственно недропользователь, так и подрядные специализированные организации различных форм собственности. Одна из них — ООО «Геолит» (Москва), основной объект деятельности которой — россыпные месторождения золота, МПГ.

В портфеле компании — работы по выбору объекта для получения права пользования недрами, разработка проектов на проведение геологоразведочных работ, составление ТЭО кондиций, отчёты о проведении ГРР с подсчётом запасов, разработка технического (рабочего) проекта на отработку месторождения, а также методическое сопровождение и практическая помощь в ходе геологоразведочных и добычных работ.

Опытные специалисты ООО «Геолит» составили и успешно защитили в ГКЗ (ТКЗ) материалы ТЭО кондиций и отчёты о проведении ГРР или о переоценке запасов в современных условиях по многим крупным месторождениям.

Среди них — погребённая россыпь золота реки Б. Куранах, россыпные месторождения золота ручья Берендей с притоками, бассейн реки Ольчан с притоками, реки Малый Тарын (участки Малтан и Тенистый) в Республике Саха (Якутия), ручей Пеньельхин в Чукотском АО, месторождение россыпной платины реки Уоргалан (Кондер) в Хабаровском крае и многие другие».

Разведка месторождения

Процесс разведки не обходится без интенсивных буровых работ: такое воздействие на окружающую среду — первый шаг в создании инфраструктуры. Однако не исключено, что в процессе освоения месторождения может наступить значительная пауза.

Если на момент защиты запасов его по каким-то причинам признают нерентабельным, такой объект может быть «заморожен» на долгие годы. Так происходило со многими месторождениями, открытыми во времена рассвета геологии при Советском Союзе. Некоторые объекты стоят на балансе десятилетиями.

Отчётливые черты техногенной зоны появляются в процессе вскрышных работ. На этом этапе горную массу непрерывно перемещают и складируют — карьер и отвалы начинают приобретать узнаваемые очертания. По мере реализации проекта появляются необходимые здания и сооружения в строгом соответствии с утверждённым техническим проектом разработки месторождения.

«Освоение новых месторождений или участков карьерного поля начинается с подготовки поверхности участка горных пород. Так, проводят специальные инженерные работы по отводу водных объектов.

Сюда входят вырубка леса, ограждение карьерного поля от стока поверхностных вод посредством сети дренажных канав, удаление и складирование почвенного слоя, выравнивание поверхности, создание специальных площадок для монтажа горного оборудования, а также сооружение подъездных автомобильных или железных дорог к горным участкам работ и отвалам.

Проводят мероприятия по осушению породного массива в пределах карьерного поля или отдельных участков, при необходимости — укрепление смежных участков породного массива.

Выполнив все эти действия, можно приступать к проведению горно-капитальных работ для обеспечения доступа к полезному ископаемому и созданию транспортной инфраструктуры рудника путем строительства капитальных, разрезных траншей, котлованов, которые позволяют начать эксплуатацию месторождения в строгом соответствии с проектом», — описывает процесс начальник отдела геотехнологий АО «Уралмеханобр» Илья Захаров.

Расчёт объёмов ПРС, отвалов и рациональный выбор их размещения выполняют при помощи специализированных программных продуктов для горно-геологического обеспечения. К примеру, в системе K-MINE на основе топографической съёмки местности в комплексах «Маркшейдерия» и «Проектирование горных работ» такие задачи решаются элементарно.

Что касается персонала и оборудования, на начальном этапе разведки месторождения вполне хватит минимального транспортного сообщения и электроснабжения, чтобы обеспечить функционирование модульных комплексов.

«Обеспечение водой на начальном этапе может осуществляться путем привоза. В дальнейшем при эксплуатации месторождения на этапе выполнения проекта строительства рудника выполняются расчёты необходимой потребности в водных и энергетических ресурсах, а также транспортное обеспечение в зависимости от объёмов производства.

Система K-MINE позволяет проектировать такие объекты инфраструктуры, как ЛЭП и водопроводы, а также транспортные коммуникации», — подчёркивает начальник управления маркшейдерии и недропользования АО «Стройсервис» Денис Архипенко.

Процесс усложняют климатические особенности территорий, богатых полезными ископаемыми. В России большинство месторождений расположено в весьма неблагоприятных районах. Это и северные широты, и высокогорье, и просто удалённые от освоенных районов территории.

«При проектировании и реализации геологоразведочных работ данный аспект существенно увеличивает себестоимость добычи руды. Особенно это критично для месторождений со сложными рудами или с рудами с низким содержанием полезного компонента.

Основные необходимые объекты инфраструктуры — это, естественно, дороги, подъездные пути для доставки персонала и техники, а также для переправки руды к местам переработки. Большинство действующих рудников и участков ведения геологоразведочных работ снабжаются по временным, сезонным или круглогодичным грунтовым дорогам, требующим постоянного поддержания рабочего состояния.

Это весьма затратно. Энергоснабжение может быть реализовано по постоянной или по временной схеме: путём проведения ЛЭП либо с использованием мобильных электростанций. В любом случае, чем дальше расположено месторождение, тем выше операционные расходы», — констатирует Иван Алексеев.

«Международный подход к разработке проектных решений для месторождения подразумевает три основных этапа.
Во-первых, технический скоупинг (Technical Scoping Study). На этом этапе у недропользователя ещё очень мало данных об объекте, в том числе по экологическим и социальным аспектам.

Вероятнее всего, ещё не проводились фоновые исследования или изыскания, однако уже сейчас компании предстоит принять решение о целесообразности дальнейшей проработки проектных решений. Начинается процесс непрерывного взаимодействия с заинтересованными сторонами проекта.

Следующий этап — Pre-Feasibility Study, по-русски его можно назвать пред-ТЭО. На этой стадии компания более подробно исследует объект, оценивает ресурсы и запасы, изучает геохимический состав породы. Проводится сравнение альтернативных решений с учетом экологических и социальных факторов, в частности, по расположению объектов и применяемым технологиям. Компании начинают проводить фоновые исследования.

На основе имеющихся данных проводится предварительная оценка возможного воздействия проекта на природную и социальную среду. Немаловажным является и определение возможных рисков для самого проекта от тех или иных природных и социальных условий.

Третий, заключительный этап разработки проектных решений — Feasibility Study, так называемое международное ТЭО. Здесь недропользователь уже принимает окончательное решение насчёт применяемых технологий и решений для освоения месторождения. На этой стадии, как и на предыдущих, очень важным является тесное взаимодействие проектной команды и специалистов по экологическим и социальным аспектам.

Каждый из аспектов проекта прорабатывается детально. На данном этапе проводится тщательная оценка воздействия на окружающую среду, в том числе с применением различных видов моделирования; разрабатывается План по управлению экологическим и социальными аспектами.

Мы уже знаем, что получим на выходе. Российский аналог этой стадии — рабочая документация, согласно которой производят строительные работы».

Технологии разработки месторождений

Инновационные технологии и последние разработки для повышения эффективности выработки месторождений позволяют стабильно наращивать финансовые показатели компаний и, как следствие,
расширять рынки сбыта.

Современные карьеры представляют собой высокотехнологичные предприятия с ощутимой степенью механизации. Для каждого этапа освоения месторождения — от геологоразведки до рекультивации ликвидированных горных выработок — характерны ключевые задачи, в решении которых весомую роль играют цифровые и информационные технологии.

«Для разведки, моделирования и подсчёта запасов разработан удобный функционал в геоинформационной системе K-MINE в комплексе «Геология». Этот модуль включает функционал для ведения базы данных первичного опробования по скважинам. На основании этих данных с помощью интуитивно понятных функций выполняется каркасное моделирование залежи.

Так, необходимо выбрать требуемый метод расчёта качественных показателей, а после того, как он будет выполнен, K-MINE позволяет быстро подсчитать запасы и оформить отчётную документацию», — рассказывает Денис Архипенко.

«Для автоматизации и повышения точности маркшейдерской деятельности на этапах геологоразведочных и горных работ широко используются системы лазерного обмера и 3D-картографирования. Они позволяют оперативно определять объёмы перемещённой породы, рассчитывать отклонения от проектных величин, учитывать объёмы и планировать затраты.

Точность обмеров и сканирования помогает исключить повторные исследования и в разы сократить бюджет на проведение работ. Современные предприятия также активно эксплуатируют беспилотники или дроны, с помощью которых можно получать качественные аэроснимки местности, строить точные топографические карты, объёмные 3D-модели запасов для оценки размеров и ценности месторождения.

На этапах горно-капитальных работ широко применяют BIM-технологии. Информационные модели позволяют в режиме, близком к реальному времени, отслеживать ход реализации строительства объектов и оценивать эффекты от применения конструктивных решений.

Это повышает качество проектных услуг и точность определения стоимости строительных и монтажных работ, а также даёт возможность эффективно строить перерабатывающие мощности и инфраструктуру, моделировать логистические процессы с учётом малейших нюансов.

Накопленный в BIM-модели материал становится хорошей эксплуатационной документацией при запуске», — объясняет директор по отраслевым решениям ИТ-компании КРОК в горно-металлургической промышленности Олег Каллин.

По мере освоения и вскрытия месторождения обустраивают структурные составляющие карьера: траншеи, горное, технологическое и транспортное оборудование. Продлить срок эксплуатации помогает функция сбора данных о его состоянии.

Для этого существуют решения с применением технологий Big Data и IoT и последующей интеграцией данных с ERP-системами. Инструменты анализа больших данных — технологический стек программных инструментов — дают возможность анализировать и извлекать выгоду из разнородной информации.

Это позволяет учитывать множество характеристик, что практически невозможно при традиционных аналитических расчётах. Более того, эти же технологии используют для оптимизации процесса добычи. Так, для карьеров с твёрдым материалом актуальны темы управления буровыми станками и мониторинга состояния основных механизмов экскаваторов для ТОиР (например, видеоанализ состояния зубьев ковша) или управление качеством с учётом разведанного пласта (геопозиция забора материала).

Немаловажен и сбор нагрузочных данных с экскаваторов для понимания качества дробления породы после взрывных работ. Ключевыми факторами при освоении и эксплуатации месторождений также выступают транспортное обеспечение, стратегическое планирование логистики и прогнозирование рисков.

«Процессы оптимизации логистики осложняет ряд особенностей — отсутствие дорожной и транспортной инфраструктуры, часто — климатические условия, сезонность, характер поставок и многие другие.

Программные решения для адаптивного и автоматизированного управления логистикой и сервисными процессами позволяют эффективно распределять технику, с точностью определять, куда в определённый момент времени направлять самосвалы, диагностировать состояние шин и дорог через бортовые компьютеры спецмашин, вплоть до беспилотного управления ими, увеличивать объёмы добычи текущим парком.

Для обучения водителей машин и экскаваторщиков разработаны различные сценарии отработки навыков в виртуальной и дополненной реальности», — поясняет Олег Каллин.

Источник