ООО «АДК» с 2018 г. ведет отработку подземным способом (вскрытие наклонными стволами, камерно-лавная система разработки с ленточными межкамерными целиками) глубокозалегающего россыпного месторождения золота в Куларском золотоносном районе, Республика Саха (Якутия). Месторождение расположено за Полярным кругом в зоне сплошного распространения многолетнемерзлых пород мощностью до 300 м.
Золотоносный пласт локализован в нижних горизонтах грубокластического аллювия палеогеновой долины, перекрытого аллювиальными отложениями неоген-нижнечетвертичного возраста, погребенными, в свою очередь, под толщей льдистых алевритов едомного верхнечетвертичного комплекса. В зависимости от рельефа современной поверхности глубина залегания подошвы промышленной залежи меняется от 25 до 60 м.
Методика, техника и технология работ
Опережающая буровая эксплуатационная разведка проводится по ромбической сети 20´20 м или прямоугольной сети 50´10 м с использованием высокопроизводительной (с обратной циркуляцией шлама) RC-буровой установки SCHRAMM T450GT.
Буровая установка Schramm T450GT с палубным двигателем Caterpillar C-15 и двухступенчатым винтовым компрессором Sullair 20/12 STR смонтирована на гусеничном шасси, в связи с чем в зимнее время в условиях полярной тундры обладает приемлемой мобильностью, в том числе для самостоятельного переезда между участками работ на расстояние до 10 км. Буровой сезон длится с конца октября до середины июня. В летние месяцы буровые работы не проводятся для минимизации ущерба почвенно-растительному слою.
Буровой инструмент представлен 6-метровыми двойными штангами диаметром 114 мм, погружным пневмоударником AirDrill AD124 компании Schramm и долотьями диаметром 146 мм той же фирмы.
Высокая производительность буровой установки достигается благодаря эффективному породоразрушающему инструменту, системе непрерывной обратной продувки шлама через двустенную буровую колонну и автоматическому гидравлическому трубоподатчику «карусельного» типа (на 8 труб), который обеспечивает высокую скорость спускоподъемных операций. Во время переезда между скважинами буровая мачта станка опускается. Процесс занимает не более 5 минут.
В процессе бурения воздух мощным штатным компрессором под высоким давлением подается через наружную буровую трубу к погружному пневмоударнику AIRDRILL AD124, под воздействием которого долото диаметром 146 мм производит ударно-вращательное разрушение пород на забое скважины. Калибрующая «юбка», расположенная на пневмоударнике, не дает шламу попасть в затрубное пространство и минимизирует искривление ствола скважины.
Поток отработанного воздуха через внутреннюю трубу буровой колонны непрерывно выдувает шлам к циклону-пробоприемнику, в котором происходит его осаждение и разгрузка. Помощник машиниста буровой установки по достижению проектного горизонта производит отбор шлама в двойные полипропиленовые мешки и снабжает их бирками установленного образца. Интервал опробования составляет 0,5 м. Опробуются нижние 10 м разреза, вскрытого скважиной, т.е. по каждой скважине отбирается 20 проб шлама. Теоретический объем рядовой пробы с интервала 0,5 м составляет 8,6 литра (0,0086 м3). Пробы ежесуточно вывозятся на промывку в стационарный круглогодичный цех обработки проб прииска.
В пределах месторождения перекрывающие, вмещающие и подстилающие промышленный пласт отложения находятся в мерзлом состоянии при температурах от минус 6 °С до минус 14 °С. По глубине залегания пласта и литологическому строению выделяются три типа разреза, несколько различающиеся по условиям бурения (табл. 1).
Таблица 1. Типовые литологические разрезы
| Литологический состав слоя |
Категория пород по буримости |
Глубина от дневной поверхности, м |
||
| Тип I |
Тип II |
Тип III |
||
| Покровные илисто-льдистые отложения, мерзлые |
II–IV |
0–2 м |
0–27 м |
0–15 м |
| Мерзлые аллювиальные пески, гравийники, галечники с линзами плотных глин. В верхней части разреза галечники с супесчаным заполнителем, в нижних горизонтах — с глинистым |
IV–V |
2–24 м |
27–52 м |
15–30 м (галечник, гравийник); 30–49 м (плотная глина); 49–57 м (галечник) |
| Щебнисто-глинистый элювий алевролитов, мерзлый |
V |
24–26 м |
52–54 м |
57–59 м |
| Глинистые сланцы, алевролиты, песчаники с прожилками кварца |
IV–VI |
>26 м |
>54 м |
>59 м |
В 2020 г. бурение выполнялось одним станком в две смены. Общая численность персонала, занятого на бурении, — 6 человек, включая бурового мастера и сервисного инженера ООО «Коралайна Инжиниринг» — авторизованного дилера компании Schramm.
Общая продолжительность бурового сезона в 2020 г. составила 243 дня — с 1 января по 19 июня и с 20 октября до 30 декабря. В том числе простои на техническое обслуживание, ремонт (включая время ожидания доставки запасных частей, узлов и агрегатов) — 69 дней, чистое бурение — 174 дня. Всего пробурено 1496 скважин общим объемом 65 713 м (табл. 2).
Таблица 2. Фактические показатели RC-бурения ООО «АДК»
на опережающей эксплуатационной разведке
(буровой станок Schramm T450GT — 1 единица)
| Месяц |
Кол-во скважин |
Объем бурения, пог. м |
Средняя глубина скважин, м |
Примечание |
| январь |
144 |
8206 |
57,0 |
простой 10 дн. |
| февраль |
92 |
5282 |
57,4 |
простой 16 дн. |
| март |
191 |
10580,5 |
55,4 |
простой 8 дн |
| апрель |
105 |
6394,5 |
60,9 |
Тип разреза III, простой 2 дн. |
| май |
253 |
10171,5 |
40,2 |
простой 10 дн. |
| июнь* |
107 |
5281 |
49,4 |
*до 19 июня, простой 8 дн. |
|
|
|
|
|
|
| октябрь** |
92 |
2395,5 |
26,0 |
**с 20 октября, простой 1 дн. |
| ноябрь |
354 |
9780 |
27,6 |
простой 2 дн. |
| декабрь |
158 |
7622 |
48,2 |
простой 13 дн. |
| ИТОГО за календарный год |
1496 |
65713 |
43,9 |
|
| Продолжительность бурового сезона, дней |
243 |
|||
| Простой на ТО и ремонт (включая время на доставку запасных частей, узлов и агрегатов), дней |
69 |
|||
| Время чистого бурения, дней |
174 |
|||
| Среднесуточная скорость чистого бурения п.м./сутки |
377,7 |
|||
| Среднемесячная коммерческая скорость бурения, пог. км/мес |
8,11 |
|||
Бурение выполнялось при температурах наружного воздуха от +10 °С до минус 45 °С. Средняя по буровому сезону скорость чистого бурения составила 377,7 п.м./сутки, средняя коммерческая скорость за 2020 г. — 8,11 пог. км/месяц. Минимальная производительность станка (6,39 пог. км/месяц) зафиксирована в апреле при проведении работ на участке с наличием в разрезе горизонта пластичных глин (тип III). Эти породы при относительно высоких температурах окружающего воздуха (-10 °С+5 °С) при разрушении периодически растеплялись и скатывались в шарики, что приводило к забиванию шламоотвода и осложняло бурение.
В целом низкая абразивность пород разрезов всех типов обусловила высокий ресурс породоразрушающего инструмента и расходных элементов буровой установки (табл. 3).
Таблица 3. Удельный расход топлива и средний ресурс расходных элементов буровой установки Schramm T450GT за 2020 г.
|
№ п/п |
Показатели |
Значение |
| 1 |
Расход топлива, л/сут. |
1 574,3 |
| 2 |
Расход топлива, л/ч |
65,6 |
| 3 |
Расход топлива на 1 пог. м, л/м |
4,54 |
| 4 |
Расход долотьев, шт./мес. |
2,33 |
| 5 |
Ресурс долота, пог.м |
2 898,1 |
| 6 |
Ресурс юбки, пог. м |
2 898,1 |
| 7 |
Расход шламоотводной трубки пневмоударника, шт./мес. |
1,67 |
| 8 |
Ресурс шламоотводной трубки пневмоударника, пог.м |
4 057,4 |
| 9 |
Расход трубки вращателя в месяц, шт. |
0,67 |
| 10 |
Ресурс трубки вращателя, пог.м |
10 143,4 |
| 11 |
Ресурс рукава отвода шлама, пог.м |
25 358,5 |
| 12 |
Ресурс пневмоударника, пог.м |
33 811,3 |
Фактическая себестоимость 1 погонного метра бурения в 2020 г. составила 1025,8 руб/пог. м. Себестоимость по прямым затратам — 766,4 руб./пог.м (табл. 4).
Таблица 4. Структура прямых затрат на RC-бурение скважин эксплуатационной разведки ООО «АДК» в 2020 г.
| Статья затрат |
доля, % |
| Материалы (МТР) |
15,41 |
| Топливо (ГСМ) |
37,11 |
| Услуги |
14,15 |
| Амортизация |
17,76 |
| ФОТ |
10,80 |
| Страховые взносы |
4,62 |
| Прочие расходы |
0,11 |
| Налоги |
0,03 |
| ВСЕГО |
100,00 |
Всего в 2020 г. из скважин RC-бурения было отобрано 29 920 рядовых проб шлама общим объемом 257,3 м3. Промывка проб оперативно осуществлялась в круглогодичном цехе обработки проб (ЦОП). Периодически путем взвешивания каждой пробы в случайно выбранной скважине осуществлялся контроль объема материала пробы, исходя из теоретического объема полуметрового интервала скважины и плотности пород (галечники с песчаным заполнителем — 2,1 г/см3, галечники с суглинистым заполнителем — 2,2 г/см3, щебнисто-глинистый элювий — 2,2 г/см3, алевролиты — 2,3 г/см3). Существенных потерь шлама не зафиксировано.
Промывку проб осуществляли с использованием замкнутой схемы оборотного водоснабжения в следующей последовательности: дезинтеграция и предварительное сокращение пробы на центробежных концентраторах КР-400 (АО «Иргиредмет») и КРЦ-400 (ЗАО «Итомак»); доводка концентрата на лотке сибирского типа; сушка и капсюлирование золота. Результаты промывки заносили в журнал установленного образца с фиксацией литологии промытой пробы и визуальной оценки золота. С целью контроля качества обогащения хвосты концентраторов и лотковой емкости по выборке из 5 контрольных проб одной скважины периодически перемывали на концентрационном столе СКО-1,0. В хвостах лотка потери, как правило, не фиксировались. Максимальные зафиксированные потери в хвостах центробежного концентратора, представленные тонкопластинчатыми зернами класса минус 0,3 мм, не превышали 1,5%. Средний уровень потерь при промывке оценивается в 0,4%.
Журнал промывки и капсюлированное золото передавали в минералогический кабинет ЦОП для отдувки и взвешивания с дискретностью 0,1 мг. Среднее содержание определяли, исходя из теоретического объема пробы (0,0086 м3) с учетом пробы золота. Результаты заносили в электронный журнал установленного образца с фиксацией, в т.ч. морфологии золота. Периодически по объединенным навескам выполняли ситовые анализы шлихового золота на стандартном наборе сит. Максимальный зафиксированный вес одной золотины из пробы бурового шлама в 2020 г. составил 330,7 мг. Максимальная масса шлихового золота, извлеченного из рядовой пробы шлама, — 915,2 мг. Работа организована так, что период между поступлением пробы в ЦОП и получением результатов промывки головным офисом не превышает 18 часов.
Всего за 2020 г. регулярной сетью скважин RC-бурения была покрыта площадь 598,4 тыс. м2, общая площадь полученного контура эксплуатационных запасов — 247,5 тыс. м2, запасы эксплуатационных песков (на мощность отработки 2,4 м) составили 594 тыс. м3 при среднегодовом уровне добычи 400 тыс. м3.
Таким образом, применение RC-бурения для эксплуатационной разведки глубокозалегающих россыпей с мелким и средним золотом имеет ряд очевидных достоинств, а именно:
- высокая коммерческая скорость бурения,
- минимальное отклонение ствола скважины от вертикали,
- гарантированный вынос шлама с опробуемого интервала без потерь,
- отсутствие эффекта «растягивания пласта», свойственного ударно-канатному бурению,
- оперативность получения результатов.
Недостатком является относительно небольшой объем рядовой интервальной пробы и, как следствие, степень ее представительности. Этот недостаток в определенной мере компенсируется за счет высокой производительности бурения путем увеличения плотности буровой сети и при необходимости оперативного бурения дублирующих (контрольных) скважин.
Благодарность. Выражаем искреннюю признательность всему коллективу ООО «Артель старателей «Шахтер» и лично генеральному директору Руппелю Владимиру Ивановичу за методическую помощь и предоставленную возможность ознакомиться на месте с опытом разведки и подземной разработки месторождений Рывеемского золотороссыпного узла.
Окончание читайте здесь
