Optimization of technogenic mineral formations in the development of porphyry copper ores of the Tominsk ore field of the Urals

Наталья Валерьевна Гончар; Ольга Михайловна Гуман; Ирина Ивановна Косинова; Виктория Александровна Бударина

doi:10.17308/geology/1609-0691/2024/1/89-101

Наталья Валерьевна Гончар АО «Русская медная компания» https://orcid.org/0009-0002-0180-9592
Ольга Михайловна Гуман ООО «Уралгеопроект» https://orcid.org/0000-0001-7078-6916
Ирина Ивановна Косинова Воронежский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-5439-5197
Виктория Александровна Бударина Воронежский государственный университет https://orcid.org/0000-0001-8091-0730

DOI: https://doi.org/10.17308/geology/1609-0691/2024/1/89-101

Ключевые слова: медно-порфировые руды, технологии, обогащение, техногенно минеральные образования, отходы, утилизация, рекультивация

Аннотация

Введение: В медно-колчеданных рудах Урала содержание меди составляет от 1.5 до 3.5 %, в медно-порфировой руде оно не превышает и половины процента. Отработка данных месторождений требует специальных технологий размельчения руды для дальнейшего обогащения. Утилизация отходов процесса обогащения горной массы производится частично путем закладки полученного материала в горные выработки в процессе рекультивации. Ландшафты рекультивированных горных выработок относятся к техногенному типу и представляют собой округлые понижения, заполненные отходами обогащения. Они представляют собой техногенно-минеральные образования, отличающиеся от природных гранулометрическим, минералогическим составами и физико-механическими свойствами. Актуальность проведенных исследований обусловлена тем, что размещение хвостов тонкого помола в хранилищах отходов с высотой дамб более 50 метров увеличивает риски аварийных ситуаций. Объектом исследований является закладочный материал, укладываемый в отработанную выработку действующих производств на Томинском и Михеевском горно-обогатительных комплексах. Цель исследований: изучение физико-механических свойств техногенно минеральных образований, сформированных в результате трехстадийной схемы измельчения медно-колчеданных руд, в про- цессе их размещения в Коркинском разрезе. Методика исследований: Включает комплекс методов определения гранулометрического и минералогического составов отходов обогащения, минеральный состав определен методом рентгеноспектрального микроанализа на электронном микроскопе Tescan Vega c энергодисперсной приставкой Oxford Instrument. Полученные результаты: В процессе полевых исследований в разрезе были получены следующие средневзвешенные диаметры закладочного материала: у сброса – 0.017 мм, на расстоянии 500 м – 0.013 мм, на расстоянии 1000 м – 0.009 мм. Закладочный материал, отобранный из выпуска, имел средневзвешенный диаметр 0.026 мм. Значительное изменение фильтрационных свойств (до 10 раз) происходит в диапазоне нагрузок до 0.15 Мпа, дальнейшие изменения – незначительные. Порядок значений позволяет их рассматривать как противофильтрационные экраны с низкими фильтрацион- ными показателями свойств. Выявлено, что основной процесс потери свободной воды в закладочном материале в процессе рекультивации происходит в результате консолидации под давлением.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Наталья Валерьевна Гончар, АО «Русская медная компания»

к.т.н., вице-президент по экологической и промышленной безопасности АО «Русская медная компания», Заслуженный эколог Российской Федерации

Ольга Михайловна Гуман, ООО «Уралгеопроект»

д.г.-м.н., профессор

Ирина Ивановна Косинова, Воронежский государственный университет

д.г.-м.н., профессор

Виктория Александровна Бударина, Воронежский государственный университет

к.ю.н., доцент

Литература

1. Косинова И. И., Бударина В. А., Базарский О. В., Игнатенко И. М., Кочетова Ж. Ю. Эколого-геохимические исследования: проблемы и совершенствование // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология. 2023. No 3. С. 124‒132
2. Shahid Azam Qiren Li Tailings Dam Failures: A Review of the Last One Hundred Years // Waste GEO Technics. 2010. P. 50‒54
3. Огородникова Е. Н., Николаева С. К., Нагорная М. А. Инженерно-геологические особенности аллювиальных техногенных грунтов // Инженерная геология. 2013. No 1. С. 16‒26
4. Алтушкин И. А., Левин В. В., Сизиков А. В., Король Ю. А. Опыт освоения месторождений медно-порфирового типа на Урале // Записки Горного института. 2017. Т. 228. С. 641 648. DOI: 10.25515/PMI.2017.6.641
5. Рекомендации по проектированию и строительству шламонакопителей и хвостохранилищ металлургической промышленности. ВНИИ ВОДГЕО ГОССТРОЯ СССР. М.: Стройиз- дат, 1986. С. 19
6. Карпенко Ф. С. Условия накопления сапонитсодержащих осадков и технология их сгущения в хвостохранилище месторождения алмазов им. М. В. Ломоновсова: автореф. дисс. ... канд. геол.-мин. наук. Москва. 2009. 36 с.
7. Жабко А. В. Единый критерий пластичности, прочности и разрушения горных пород для условий трехосного сжатия. Разрушение горных пород и минералов: материалы конференции и школы молодых ученых и студентов (Екатеринбург, УГГУ, 4 апреля 2023 г.). Екатеринбург: УГГУ, 2023. С. 52‒55
8. Гуман О. М., Антонова И. А., Макаров А. Б., Гончар Н. В. Роль техногенных минеральных образований при рекультивации нарушенных земель в Уральском регионе. Инженерно-экологические изыскания ‒ нормативно-правовая база, современные методы и оборудование: материалы конференции. М.: ООО «Геомаркетинг». 2023. С.75‒83.
9. Алтушкин И. А., Левин В. В., Гордеев А. И., Пикалов В. А. Особенности освоения Томинского и Михеевского меднорудных месторождений Южного Урала // Цветные металлы. 2019. No 7. С. 21‒28
10. Васильчук Ю. А., Вознесенский Е. А., Голодковская Г. А., Зиангиров Р. С., Королев В. А., Трофимов В. Т. Грунтоведение. Под. ред. В. Т. Трофимова. 6-е изд-е. М.: МГУ, 2005. С. 644‒650.