Владимир Макаров - Интеллектуальная технология мониторинга и управления качеством рудопотоков при добыче и переработке многокомпонентных руд

• создание компьютерных геологических моделей месторождений, обеспечивающих основу для подготовки систем долгосрочного и оперативного планирования и контроля их разработки;

• сопровождение системы автоматизированного планирования горных работ и технологических решений, обеспечивающих заданные нормативы и показатели извлечения, а также количественные и качественные характеристики формируемых рудопотоков;

• сопровождение системы контроля качественных характеристик перемещаемой руды за счет применения технических средств оперативного измерения содержания компонентов, работающих в режиме постоянного мониторинга.

В перспективе разработанная и внедренная технология должна стать основой для совершенствования планирования, диспетчеризации сквозного мониторинга и аудита всего горно-обогатительного комплекса.

В монографии представлен аналитический обзор состояния проблемы управления качеством рудопотоков в ЗФ ПАО «ГМК “Норильский никель”» и изложены основные принципы и подходы, которые будут предложены для программы работ компании и центра по созданию комплексной технологии управления рудопотоками.

Работа выполнена при поддержке специалистов горно-геологического профиля ЗФ ПАО «Горно-металлургической компании “Норильский никель”».

Материалы, положенные в основу работу, собраны авторским коллективом на протяжении последних пятнадцати лет. Авторы благодарят В.Н. Князева, А.И. Голованова и А.Б. Бородушкина за помощь в сборе и обработке материала для отдельных глав работы.

Норильская группа месторождений расположена в пределах Талнахского рудного узла, все медно-никелевые месторождения которого пространственно и генетически связаны с полнодифференцироваными интрузивами базит-ультрабазитового состава. В геологическом строении Талнахского рудного узла принимает участие разнообразный комплекс отложений, характеризующий морские, континентальные и переходные между ними обстановки осадконакоплений. В тектоническом плане район месторождения приурочен к краевой части Хараелахской мульды, которая составляет асимметричную брахисинклинальную структуру субширотного направления.

Промышленное значение имеют месторождения «Норильск-1», «Талнахское» и «Октябрьское».

Месторождение «Норильск-1» связано с одноименной дифференцированной интрузией, приуроченной к контакту угленосных терригенных пород пермо – карбона и триасовых эффузивных образований трапповой формации. В центральной части интрузия расщепляется на две ветви: западную и восточную.

Вкрапленные руды приурочены к нижним дифференциатам интрузии – оливиновым, пикритовым, такситовым и контактовым габбро-долеритам.

Верхняя часть пикритовых, а иногда и нижняя часть оливиновых, габбро-долеритов включают бедное вкрапленное оруденение с содержаниями сульфидов 3–5 %. В нижней части пикритовых, в такситовых и контактовых габбро-долеритах количество сульфидов достигает 12–16 %. Прожилковое оруденение встречается во всех разновидностях пород, но наиболее часто – в контактовых габбро-долеритах. Жилы и линзы сплошных сульфидных руд мощностью от 1–2 до 5–8 м распространены наиболее широко в нижней части интрузии и в породах нижнего экзоконтакта. К настоящему времени основная часть этих руд отработана.

Месторождение «Норильск-1» отрабатывается подземным способом – рудником «Заполярный» и карьером «Медвежий ручей».

Талнахское и Октябрьское месторождения пространственно и генетически связаны с Талнахским дифференцированным интрузивом.

Талнахское месторождение приурочено к Северо-восточной и Юго-западной ветвям Талнахского интрузива, которые залегают в отложениях тунгусской серии на западном и восточном крыльях Норильско-Хараелахского разлома. Северо-восточная часть Талнахского месторождения отрабатывается рудником «Комсомольский», южная – рудником «Маяк», северная – шахтой «Скалистая» рудника «Комсомольский».

Октябрьское месторождение приурочено к Северо-западной и Хараелахской ветвям, расположено в западном борту Норильско-Хараелахского разлома и залегает в отложениях девона. Западный участок Октябрьского месторождения отрабатывается рудником «Октябрьский», юго-восточный – рудником «Комсомольский», восточный – рудником «Таймырский».

Октябрьское месторождение приурочено к Северо-западной и Хараелахской ветвям Талнахского интрузива, расположено в западном борту Норильско-Хараелахского разлома и залегает в отложениях девона. Длина интрузии до 10 км, ширина 1–1,5 км, мощность до 200–250 м. Контуры залежей в плане повторяют в целом контуры интрузива и имеют пластообразную форму протяженностью 300–450 м. На отдельных участках месторождения руды образуют в разрезе серию линзовидных тел мощностью 5–10 м. Горизонтом локализации интрузива являются ангидритомергелевые породы нижнего и среднего девонов.

Залежь «Северная-2» богатых руд представляет собой сложнопостроенную, падающую на северо-восток (азимут падения 45–60°) под углом 10–16° систему сплошных сульфидов с редкими разделяющими их прослоями габбро-долерита и полевошпатовых пород. Мощность залежи меняется от 1 до 18 м. Средняя мощность составляет 7 м.

Нарушенность богатых руд зависит от наличия тектонических нарушений, ксенолитов вмещающих пород и от текстурно-структурных особенностей руд. При заложении тектонических нарушений в крупнозернистых рудах мощность зоны оперяющих трещин даже при значительных амплитудах редко достигает 3–5 м. В связи с этим ненарушенные участки (участки средней наpушенности) установлены в нижней пачке при размерах тектонического блока более 5–10 м, в то время как в рудах верхней пачки ненарушенные участки появляются лишь при размерах тектонического блока более 40–60 м.

Нарушенность подстилающих метаморфизованных, перекрывающих метаморфизованных и интрузивных пород оценивается как сильная на 100 % на всех горизонтах. Трещиноватость и нарушенность сульфидных жил: 30 % – средняя, 70 % – сильная; ксенолитов: 50 % – средняя, 50 % – сильная.

Нижний контакт горизонта вкрапленного оруденения налегает на богатые руды и на отдельных участках отрывается от них до 7–10 м.

На месторождениях выделяются три промышленных типа медно-никелевых руд на глубинах от 950 до 1300 м: богатые (сплошные), вкрапленные и «медистые». В пределах залежи «Северная-2» присутствуют два промышленных типа медно-никелевых руд: богатые (сплошные) и вкрапленные. Наибольшую ценность представляют богатые руды.

Богатые руды Хараелахской залежи (основной) представляют собой плитообразное тело шириной до 1 км, имеющее протяженность в субширотном направлении до 1,7 км и полого (6–10°) погружаются в восточном направлении от 550 м до 1170 м. С запада, со стороны рудника «Октябрьский», залежь ограничена горным сбросом (рис. 1.1).