Технология скважинной гидравлической добычи россыпных месторождений золота

ТЕХНОЛОГИЯ СКВАЖИННОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ДОБЫЧИ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗОЛОТА

Алтаев Ш.А., Ненашев Н.В., Орынгожин Е.С., Жангалиева М.Ж., Артыкбаева Л.Б.,

ДГП «Институт горного дела им. Д.А. Кунаева» РГП «НЦ КПМС РК»

В Казахстане до настоящего времени выявлено около трехсот россыпей золота. В статье дана технология скважинной гидравлической добычи россыпных месторождений золота, которая разрабатывается в лаборатории специальных методов разработки недр ИГД им. Д.А. Кунаева.

Россыпи золота, залегающие на поверхности или на небольшой глубине от нее, отработаны или отрабатываются традиционными способами (например, открытым способом). Что касается погребенных россыпей мощностью от 1 до 40 м, залегающих на глубинах до 100 м и более от поверхности и простирающиеся на многие сотни и тысячи метров, то эти россыпи, в связи с резким удорожанием конечной продукции, не отрабатываются традиционными способами, а оставляются в недрах.

Примерами таких россыпей могут служить: Караултюбинская погребенная золотоносная россыпь в Центральном Казахстане, Восточно-Жетикаринская россыпь на Севере Казахстана, Майкапчагайская в Восточном Казахстане и другие /1/.

Перспективность использования технологии скважинной гидравлической добычи будет наблюдаться не только при освоении и эксплуатации погребенных россыпей золота, залегающих на значительных глубинах.

.Как правило, россыпные месторождения золота, залегающие на сравнительно небольшой глубине от поверхности, отрабатываются только до уровня грунтовых вод, при этом наиболее богатые при-плотиковые части золотоносных песков остаются не тронутыми.

Технология скважинной гидродобычи позволит отрабатывать без потерь всю мощность золотоносных песков /21.

Кроме этого, при выборе россыпных месторождений золота для применения скважинной гидродобычи необходимо также учитывать и другие условия.

В частности, в связи с недостаточной разведанностью погребенных россыпей, так как они не планировались для разработки традиционными способами, необходимо выбирать месторождения с максимальной геологической и гидрогеологической информацией.

Необходимо также иметь в зоне проведения работ наличие соответствующих промышленных коммуникаций (дороги, водоводы, линии электропередач и др.).

При выборе месторождений для использования предлагаемой технологии следует учитывать и экологические факторы.

Поскольку способом скважинной гидродобычи будут разрабатываться чаще всего горизонтальные или пологие залежи, площади нарушенных разработкой земель могут составлять десятки и сотни тысяч квадратных метров (площадь залежи, увеличенная с учетом углов сдвижения покрывающих пород).

Количество производственных отходов (хвостов после извлечения полезных компонентов), также может быть значительным, поскольку этим способом добываются золотоносные породы с очень низким содержанием золота (граммы на кубометр). При этом отходы представлены мелкозернистым, пылеватым материалом (пески, глина) с малыми значениями углов естественного откоса. Поэтому под отвалы отходов могут быть заняты большие площади. В сухую и ветреную погоду эти отвалы могут сильно пылить.

Все вышеуказанные факторы должны учитываться при выборе и эксплуатации россыпей золота, которые предполагается отрабатывать скважинной гидравлической добычей.

На выбор способа отработки погребенных (древних) россыпей золота основное влияние оказывает литологический состав пород, перекрывающий золотоносный продуктивный пласт. В порядке погружения от поверхности покрывающие породы состоят из глины, глины песчаный, песков глинистых и песков. В зависимости от мощностей глинистой и песчаной составляющих определяется и способ отработки золотоносной залежи.

Наиболее простым и универсальным способом отработки погребенных россыпей является способ сплошной выемки. Наличие в кровле продуктивного пласта мощной толщи глин позволяет вести сплошную отработку золотоносной россыпи с плавным опусканием покрывающих пород.

Технология осуществляется следующим образом. Залежь разбуривается системой скважин, расположенных в шахматном порядке. Элементарная ячейка состоит из четырех нагнетательных скважин, расположенных по углам квадрата и добычной скважины, расположенной в центре квадрата. Может быть и другое расположение, в зависимости от выбранной схемы их размещения. В добычные скважины устанавливается добычной агрегат, включающий эрлифт, снабженный в нижней части, вблизи всаса эрлифта гидромониторными насадками.

Добыча осуществляется следующим образом. Струи, истекающие из гидромониторных насадок добычного агрегата, размывают продуктивный пласт вокруг добычной скважины. Образующаяся пульпа отсасывается эрлифтом. Вода, подаваемая через перфорацию нагнетательных труб, насыщает продуктивный пласт, выносит частицы песка к эрлифту и постепенно переводит нижнюю часть пласта (на высоту перфорации) в подвижное состояние. По мере отсоса образующейся пульпы эрлифтами продуктивный пласт разрыхляется и обрушается. Налегающие породы постепенно опускаются вслед за извлечением рудной массы, а рабочее оборудование поднимается из скважины на величину опускания кровли.

В том случае, когда породы кровли представлены теми же аллювиальными отложениями, что и золотосодержащие пески, в зависимости от их состава, при размыве пласта может образовываться временный свод обнажения. В этом случае необходима избыточная подача воды на размыв по сравнению с откачкой пульпы.

Затопление выработки способствует большей устойчивости кровли, снижает степень разубоживания руды и возникновению провалов на поверхности.

Добычная скважина является одной из основных выработок при скважинной гидравлической добычи. Вскрытие месторождения добычной скважиной - один из ответственных моментов в процессе подготовки его к работе.

Выбор конструкции скважин зависит от многих геологических и технических факторов. Конструкцию скважин оформляют документацией, в которой дается разрез скважины с ориентировочным указанием ее общей глубины, диаметра по интервалам, размеры колонн обсадных труб, способ цементации затрубного пространства /3/.

Для скважинной гидравлической добычи погребенных россыпей золота конструкция скважин должна включать в себя: приспособление для задания направления, предназначенное для крепления устья скважины, при большой глубине скважины оно тщательно центрируется и надежна закрепляется; кондуктор, перекрывающий верхнюю часть скважины и обеспечивающий изоляцию верхних водоносных горизонтов, а также вертикальность скважины, кондуктор обязательно цементируется с подъемом цемента до устья скважины; колонну обсадных труб, которая спускается до залежи.

После вскрытия залежи скважина обсаживается и цементируется. Процесс крепления скважин разделяется на два этапа: спуск обсадных труб и их цементация. Перед спуском обсадных труб каверномером определяется внутренний диаметр скважины и рассчитывается потребное количество цементного раствора. Цементация добычных скважин является одним из основных моментов в подготовке скважины к эксплуатации. Хорошо выполненный тампонаж затрубного пространства обеспечивает герметичность, а следовательно, успех работы скважины при добыче полезного ископаемого. Колонна обсадных труб крепится под-башмачной заливкой цементным раствором. Кроме герметичности, цементация затрубного пространства предохраняет трубы от воздействия агрессивных сред, например, подземных вод и растворов солей. Перед цементацией, затрубное пространство промывается водой. Цемент закачивают цементировочным агрегатом. После цементации скважину оставляют на 20-24 ч для затвердения цементного раствора.

Только после ОЗЦ (ожидание затвердения цемента) продолжается бурение на всю мощность залежи с небольшим перебуром в подстилающие породы.

Для разрушения золотосодержащих пород необходимо использовать скважинные гидромониторы с поворотным коленом и телескопическим стволом, который способствует увеличению радиуса разрушения.

Основными технологическими параметрами, определяющими эффективность размыва породы являются напор на насадке гидромонитора и расход рабочей жидкости через гидромонитор, при этом определяющим является напор.

Для выдачи золотосодержащей пульпы на поверхность можно использовать нагнетательный эрлифт, где воздух подается по воздухопроводу, а пульпа поднимается по кольцевому пространству. Эрлифт обеспечивает высокие скорости движения гидросмеси по вертикальной выдачной трубе.

Анализ геологических материалов показывает, что месторождений золота, пригодных для разработки способом скважинной гидродобычи, в Казахстане очень много. Однако большая часть их недостаточно разведена, так как эти месторождения непригодны для разработки традиционными способами (открытыми и подземным),в связи с их не экономичностью, а могут отрабатываться только с помощью скважинной гидродобычи.

Литература

1. Справочник «Россыпи золота Казахстана». Алматы, РГП «ИАЦ ГиМР РК», 1999.

2. Алтаев Ш. А. и др. Геотехнологические методы разработки рудных месторождений. — Алматы: Рауан, 1997.

3. Алтаев Ш.А., Орынгожин Е.С. Повышение экономической эффективности разработки ильменитовых песков методом скважинной добычи //Сборник научных трудов: «Научно- техническое обеспечение горного производства».Том 66. Алматы, 2003. — С.156-160.

Прочитано 11880 раз