Оптимизация техногенно-минеральных образований при разработке медно-порфировых руд Томинского рудного поля Урала
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 процессе 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 фильтрационными показателями свойств. Выявлено, что основной процесс потери свободной воды в закладочном материале в процессе рекультивации происходит в результате консолидации под давлением.
Скачивания
Литература
2. Shahid Azam Qiren Li Tailings Dam Failures: A Review of the Last One Hundred Years. Waste GEO Techniques, 2010, pp. 50‒54
3. Ogorodnikova E. N., Nikolaeva S. K., Nagornaja M. A. Inzhenerno-geologicheskie osobennosti alljuvial'nyh tehnogennyh gruntov [Engineering and geological features of alluvial technogenic soils]. Inzhenernaja geologija ‒ Engi-neering Geology, 2013, no. 1, pp.16‒26 (In Russ.)
4. Altushkin I. A., Levin V. V., Sizikov A. V., Korol' Ju. A. Opyt osvoenija mestorozhdenij medno-porfirovogo tipa na Urale [Experience in the development of copper-porphyry deposits in the Urals]. Zapiski Gornogo instituta ‒ Notes of the Mining Institute, 2017, vol. 228, pp. 641‒648. DOI: 10.25515/PMI.2017.6.641
5. Recommendations for the design and construction of sludge accumulators and tailings dumps in the metallurgical industry. VNII VODGEO GOSSTROY OF THE USSR. Mos-cow, Stroyizdat publ., 1986, 19 p. (In Russ.)
6. Karpenko F. S. Uslovija nakoplenija saponitsoderzhashhih osadkov i tehnologija ih sgushhenija v hvostohranilishhe mestorozhdenija almazov im. M. V. Lomonovsova: avtoref. diss. … kand. geol.-min. nauk. [Conditions of accumulation of saponite-containing sediments and technology of their condensation in the tailings storage of the Lomonosov dia-mond deposit. Abstract of PhD diss.]. Moscow, 2009, 36 p. (In Russ.)
7. Zhabko A. V. Edinyj kriterij plastichnosti, prochnosti i razru¬shenija gornyh porod dlja uslovij trehosnogo szhatija [A single criterion of plasticity, strength and fracture of rocks for conditions of triaxial compression]. Razrushenie gornyh porod i mineralov: materialy konferencii i shkoly molodyh uchenyh i studentov [Destruction of rocks and minerals: A collection of materials from the conference and school of young scientists and students]. Yekaterinburg, April 4, 2023, UGSU publ., 2023, pp. 52‒55 (In Russ.)
8. Guman O. M., Antonova I. A., Makarov A. B., Gonchar N. V. Rol' tehnogennyh mineral'nyh obrazovanij pri rekul'tivacii narushennyh zemel' v Ural'skom regione [The role of man-made mineral formations in the reclamation of disturbed lands in the Ural region]. Inzhenerno-jekologicheskie izyskanija ‒ normative¬no-pravovaja baza, sovremennye metody i obo-rudovanie: materialy konferencii [Engineering and environ-mental surveys ‒ regulatory framework, modern methods and equipment: materials of the All-Russian scientific and practical conference]. Moscow, Geomarketing LLC publ., 2023, pp.75‒83 (In Russ.)
9. Altushkin I. A., Levin V. V., Gordeev A. I., Pikalov V. A. Oso¬bennosti osvoenija Tominskogo i Miheevskogo medno-rudnyh mestorozhdenij Juzhnogo Urala [Features of the de-velopment of the Tominsky and Mikheevsky copper ore de-posits of the Southern Urals]. Cvetnye metally ‒ Non-ferrous metals, 2019, no. 7, pp. 21‒28 (In Russ.)
10. Vasil'chuk Ju. A., Voznesenskij E. A., Golodkovskaja G. A., Ziangirov R. S., Korolev V. A., Trofimov V. T. Gruntovedenie [Soil science]. Ed. V. T. Trofimova. 6-e ed.. Moscow, MSU publ., 2005, pp. 644‒650 (In Russ.)
