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.