+7 (495) 232-07-86

Зонд SSW техническое описание

 

"ЗОНД SSW: новый высокотехнологичный инструмент для повышения качества руды на металлических рудниках путем уменьшения разубоживания"

Краткий обзор

Можно производить выборочную разработку рудного тела, сочетая использование зонда SSW с одним из способов массовой разработки, а также с эксплуатацией тонкого пласта. Другими словами, благодаря использованию зонда SSW, операторы горнодобывающей промышленности получают возможность снижать и контролировать разубоживание, которое, как правило, сопутствует добыче полезных ископаемых. Кроме того, это приводит к быстрой экономии значительных средств.

На своих рудниках в Sudbury и Raglan, компания Falconbridge продемонстрировала, что зонд SSW позволяет составлять каротажную диаграмму сульфида никеля, меди и железа в ударных взрывных скважинах. Компании удалось повысить качество и уменьшить разубоживание, путем определения границ залегания руды до того, как производить выборочную закладку зарядов во взрывные скважины. При опускании зонда во взрывную скважину, сразу же производятся замеры содержания руды в зависимости от глубины, а результаты этих измерений записываются. Каротаж скважин алмазного бурения на руднике продемонстрировал, что содержание руды (никеля, меди, кобальта, металлов платиновой группы), пропорционально напряженности электромагнитной (ЭМ) характеристики зонда, возможно, из-за того, что в пределах данного рудного тела соотношение никель/пирротин является неизменным. Кроме того, зонд производит измерение собственной удельной электропроводности сульфидов, и процентного содержания магнитного железняка. Все результаты замеров зонда отображаются, и автоматически сохраняются в одном и том же считывающем устройстве через каждые 10 см. Для обследования 30-метровой взрывной скважины потребуется менее двух минут. Полностью укомплектованный прибор весит всего 12 кг, и очень прост в использовании. Один оператор может переносить систему SSW, и производить обследование нисходящих или восстающих скважин. Диапазон рабочих температур зонда лежит в пределах от -40° до +50°С.

Графическое отображение результатов измерений зонда SSW во взрывных скважинах (диаметром 3-4-6-10 дюймов) перед выполнением взрывных работ, позволяет определить точную форму рудного тела в пустой породе и нерентабельной низкокачественной руде. Таким образом, взрывные работы производятся только в тех скважинах, где содержится руда. При этом значительно снижается разубоживание, а поскольку пустая порода и низкокачественная руда остаются на месте, уменьшается доля расходов, приходящихся на транспортировку, взрывные работы, дробление, засыпку, измельчение, и т.д. Таким образом, экономятся тысячи долларов. Некоторую экономию можно также получить в ходе разработки выемочных камер, задавая направление подготовительных выработок, и заменяя алмазное бурение ударным бурением. В том случае, если зонд показывает, что некоторая часть богатой руды не была подвергнута бурению, дополнительные взрывные скважины позволят обнаружить рудные карманы с богатой рудой, которые в противном случае были бы оставлены в боковых породах выемочных камер.

Введение

В данном документе содержится описание зонда SSW, предназначенного для контроля разубоживания, представлены примеры профилей, полученных по результатам измерений, выполненных зондом в скважинах алмазного бурения, или во взрывных скважинах. nОбычная дилемма: производительность против разубоживания. Имеется ли решение?

  1. Низкое разубоживание, но большие затраты
    В прошлом, способы разработки месторождений, такие как магазинирование, или разработка с закладкой, позволяли шахтерам увидеть руду, или пробоотборникам - собирать образцы забоя, и отмечать границы руды. Разубоживание было минимальным, но себестоимость добычи была высока.
  2. Низкие затраты, но высокое разубоживание
    В недалеком прошлом многие рудники взяли на вооружение более продуктивные и менее затратные способы разработки месторождений, такие как VCR (разработка вертикальной воронки обратным ходом) и глубокие подэтажные скважины. Эти способы снизили затраты на добычу тонны руды. Скважины алмазного бурения (DDH), расположенные с интервалом от 15 до 50 метров, применяются для определе-ния формы рудного тела, по которой составляется схема бурения с целью уплотнения сетки скважин. После этого производится бурение взрывных скважин, закладываются заряды и взрываются. Эксплуатационные расходы снижаются, но разубоживание, как правило, увеличивается: богатая руда может остаться в боковой породе, и в пустой породе, взорванной вместе с рудой, из-за неточностей в определении границ залегания руды.
  3. Низкие затраты и низкое разубоживание
    Сегодня на многих металлических рудниках есть возможность обследовать боковые породы взрывных скважин при помощи зонда SSW, для того, чтобы очертить границы залегания руды, прежде чем производить выборочную закладку зарядов. Поступая таким образом, можно выделить большую часть руды, и оставить на месте пустую породу. Два предприятия ежедневно используют систему SSW при добыче полезных ископаемых: компания Falconbridge на своем руднике, расположенном в пяти милях от Sudbury, и рудник Mineracao Serra da Fortaleza Ltd в Бразилии, принадлежащий компании Rio Tinto. Несколько других рудников готовы взять на вооружение наше оборудование.

Описание прибора SSW

Зонд в сборе изображен на рисунках 1а-1г. Он состоит из устройства считывания, закрепленного на лебедке, которая, в свою очередь, устанавливается на треноге. На лебедке помещается кабель длиной от 20 до 80 метров. Перемещение и эксплуатацию прибора может осуществлять один человек.

   

Рисунки 1а, 1б, 1в, 1г

На Рисунке 2 показан ранний прототип, в момент его испытаний персоналом компании Falconbridge, на руднике Craig в Sudbury. После установки прибора можно начинать исследования.

Рисунок 2: Стив Фэлконер и Крис Морли производят каротаж взрывных скважин с помощью зонда SSW на руднике Craig.

На Рисунке 3 показаны компоненты зонда SSW. Приемник работает с зондами любого диаметра, соответствующего размеру взрывных скважин конкретного рудника. Для того, чтобы опускать зонд в скважины, заполненные водой, можно добавить свинцовый груз. Вес зонда со всеми компонентами составляет 12 килограмм, его конструкция позволяет проводить исследования в самых тяжелых ситуациях, при температуре от -40°С до +50°С, а также в условиях повышенной влажности. Модуль получает питание от перезаряжаемой аккумуляторной батареи, на экране с задней подсветкой отображаются результаты замеров и положение зонда, а при опускании зонда данные автоматически сохраняются во внутреннем запоминающем устройстве.


Рисунок 3: Компоненты зонда SSW для контроля разубоживания


Рисунок 4: Рон Лемери, Кен Георман и Марио Флут настраивают новую систему SSW на руднике Raglan, для проверки поверхностей раздела руды во взрывных скважинах

Прибор SSW может обнаружить и определить количество проводящих сульфидов, содержание которых составляет от 0,1% до 100%, среди них можно назвать пирротин, халькопирит, и некоторые, но не все пириты или галениты, даже в присутствии магнитного железняка. Кроме того, прибор может с таким же успехом обнаружить и определить количество магнитного железняка в большом диапазоне процентного содержания, однако, в присутствии сильных проводников, точность измерений для магнитного железняка недостаточна.

Методология, используемая для внедрения зонда SSW на руднике

Каротаж в скважинах алмазного бурения на нескольких никелевых рудниках показал, что содержание руды (никеля, меди, кобальта, металлов платиновой группы), пропорционально напряженности электромагнитной характеристики зонда, которую мы называем HFR (Высокочастотная характеристика). Эта зависимость обусловлена, возможно, тем, что соотношение никель/пирротин является сравнительно постоянным в пределах конкретного рудного тела. Эта взаимосвязь проиллюстрирована на Рисунке 5, где можно заметить, что на определенной скважине алмазного бурения на руднике Craig результаты анализа, выделенные красным цветом, соответствуют тому сорту руды, который был рассчитан на основе характеристики SSW, и выделенному синим цветом.

Компания Falconbridge на своем руднике Craig произвела калибровку характеристик различных зондов во взрывных скважинах большого диаметра следующим образом:

  • бурением скважины BQ в выемочной камере при помощи алмазного бура, и анализ содержимого керна
  • опускание меленького зонда и корреляция его характеристики с результатами анализов
  • увеличение диаметра той же самой скважины алмазного бурения при помощи ударного бура.
  • калибровка зондов SSW различного диаметра во взрывной шахте.

 


Рисунок 5.

Обратите внимание, что все зонды SSW недооценивают содержание сульфидов в том случае, если диаметр скважины превышает размер калибровочной скважины. Мы предлагаем производить калибровку зонда для скважины определенного диаметра. Оценка содержания сульфидов будет более надежной, если зонд будет иметь такие же размеры, как и обследуемая скважина


Рисунок 6.

И, наконец, мы провели калибровку зонда при помощи анализов кернов, полученных из скважин алмазного бурения BQ, что подтвердило нашу способность различать руду высокого, среднего и низкого качества. Каротажные диаграммы кернов скважин алмазного бурения подтвердили также, что на основе геофизических характеристик можно идентифицировать геологические контакты и даже литологию. Геофизические профили и локализация измерений почти полностью повторяются, а исследования можно легко провести в промышленных скважинах и нисходящих скважинах. Поверхность раздела между рудой и пустой породой, определенная при помощи зонда SSW, отчетливо видна на Рисунке 6.

Примеры экономии средств при использовании прибора SSW во взрывных скважинах

После того, как будет проведена калибровка зонда SSW в скважинах алмазного бурения, и персонал рудника научится отличать руду от пустой породы, зонд можно использовать во взрывных скважинах. При эксплуатации зонда во взрывных скважинах, постоянно производится измерение и запись профиля содержания руды, на основе реакции сульфидов никеля, меди и железа. Зная местоположение руды перед проведением взрывных работ, можно выборочно загружать заряды в скважины, для того, чтобы избежать подрыва тонн пустой породы, и таким образом, увеличить содержание руды и снизить производственные расходы. Представленные далее примеры относятся к руднику Mineracao Serra da Fortaleza Ltd в Бразилии, принадлежащему компании Rio Tinto. На Рисунке 7 и 8 показаны исходные границы залегания руды, а в правой части рисунков показаны границы руды, откорректированные после применения зонда SSW. На Рисунке 7 три из пяти взрывных скважин, которые, как предполагалось, проходили через руду, фактически оказались в пустой породе. Если не производить в них взрывные работы, можно избежать разубоживания, вызванного 450 тоннами пустой породы.


Рисунок 7.ИСПОЛЬЗУЯ ЗОНД SSW, МОЖНО НЕ ВЗРЫВАТЬ ПУСТУЮ ПОРОДУ

На Рисунке 8 пять центральных скважин были пробурены в руде. По результатам двустороннего теста, скважина справа показала, что граница руда/пустая порода оказалась именно там, где и предполагалось. Скважина слева показала, что ширина рудного тела на два метра больше, чем ожидалось, и этот небольшой тест с применением SSW позволил руднику получить дополнительно 360 тонн качественной руды.

Вычерчивание результатов измерений, проведенных с помощью зонда SSW во взрывных скважинах перед взрывными работами, позволяет точно определить границы рудного тела в пустой породе и нерентабельной низкосортной руде. Таким образом, взрывные работы производятся не во всех скважинах, а только во вполне определенных. Степень разубоживания значительно уменьшается, а поскольку пустая порода и низкокачественная руда остаются на месте, руднику не приходится нести расходы на транспортировку, дробление, измельчение, и т.д. Уменьшая разубоживание, и находя рудные карманы, которые могут быть оставлены в стенках выемочных камер, рудник сможет произвести больше концентрата при использовании одного и того же оборудования, и, таким образом, сможет увеличить срок службы рудника.


Рисунок 8. ИСПОЛЬЗУЯ ЗОНД SSW, МОЖНО ПОЛУЧИТЬ ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ РУДУ

Практические выгоды от использования прибора SSW

Ежедневно применяя SSW, можно добиться следующего:

  • Более точно определять границы рудного тела в целях моделирования и планирования в веерном комплекте наклоненных скважин.
  • Получить более точный контур контактов руды в промышленных скважинах, перед проведением взрывных работ в выемочных камерах.
  • Произвести усредненную оценку качества никеля в выемочных камерах в целях смешивания, перед разработкой месторождения.
  • Увеличить добычу руды на руднике.
  • Избежать загрязнений, вызванных пустой породой, которая может повлиять на уровень добычи на руднике.
  • Направлять разработку подготовительных выработок в направлении рудного тела, и экономить время.
  • В стенках выемочных камер заменить короткие скважины алмазного бурения взрывными скважинами, для того, чтобы способствовать выработке рудных карманов, которые в противном случае останутся в боковых породах. Для того, чтобы принять решение, не нужно дожидаться результата анализов.

 

Перспективы развития

Компания GDD собирается представить новый блок считывания, который даст возможность сохранить в памяти более 100 000 величин замеров. Помимо всего прочего, новый блок считывания можно будет подключить к компьютеру, для того, чтобы отображать данные в режиме реального времени при использовании такой программы, как Datamine. Компания Falconbridge Sudbury работает вместе с GDD над тем, чтобы как можно скорее внедрить эту новую систему.

По окончании бурения глубокой скважины, в течение нескольких минут шахтер в выемочной камере может провести каротаж этой скважины, прежде чем извлечь свою бурильную машину. При этом, по характеристике зонда SSW, он быстро получит подтверждение, достиг ли он границы руда/пустая порода. Если нет, ему следует углубить скважину, не поднимая бурильную машину на поверхность. Таким образом, с помощью скважин будет обследовано все рудное тело. Как хорошо известно, если бурильная машина поднята на поверхность, углубление скважины представляет собой трудную и дорогостоящую задачу.

Для тех, кто этим занимается, компания GDD разрабатывает другие методики, которые позволяют обнаружить и провести количественный анализ других веществ, которые включают в себя и золото.

Заключение

Использование зонда SSW для контроля разубоживания между подэтажными выработками, перед проведением взрывных работ, позволяет более точно определить границы рудного тела. Испытания, проведенные на рудниках, подтвердили, что зонд SSW для контроля разубоживания, созданный компанией GDD, может быть применен для определения контактов руды. Он способен распознавать типы руды и геологические контакты. После выполнения соответствующей калибровки, можно оценить качество никелевых руд. В течение нескольких дней с момента получения этого оборудования, рудник сэкономит такую сумму, которая в несколько раз превысит стоимость прибора.

Эффективность применения зонда SSW для контроля разубоживания во взрывных скважинах успешно подтверждена компанией Falconbridge. Использование зонда позволяет применять недорогие способы разработки месторождений, такие как VCR (разработка вертикальной воронки обратным ходом), избегая при этом высокого разубоживания, которое обычно сопутствует этим способам. Повышение рентабельности было получено при очерчивании границ рудного тела, перед выборочным закладыванием зарядов во взрывные скважины. На нескольких рудниках компании Falconbridge в Канаде теперь постоянно используется эта новая технология.

Вполне вероятно, что использование даже нынешней модели зонда SSW может способствовать снижению разубоживания на рудниках другого типа, например: медных, цинковых, золотых, серебряных, железных, и т.д. Измерение при помощи данного зонда трех параметров предполагает, что можно регулярно определять, по крайней мере, рудные контакты. Компания Instrumentation GDD Inc. предлагает горнодобывающим предприятиям провести испытание нового зонда SSW. Все образцы руды, присланные нам, будут бесплатно протестированы, чтобы подтвердить эффективность использования нового зонда SSW на Вашем руднике. После нескольких испытаний наш зонд был внедрен в эксплуатацию на никелевых рудниках компании Falconbridge, и мы уверены, что сможем внедрить его и на рудниках другого типа.

Можно производить выборочную разработку рудного тела, сочетая использование зонда SSW с одним из способов массовой разработки, а также с эксплуатацией тонкого пласта. Другими словами, благодаря использованию зонда SSW, операторы горнодобывающей промышленности получают возможность снижать и контролировать разубоживание, которое, как правило, сопутствует добыче полезных ископаемых. Кроме того, это приводит к быстрой экономии значительных средств.

На своих рудниках в Sudbury и Raglan, компания Falconbridge продемонстрировала, что зонд SSW позволяет составлять каротажную диаграмму сульфида никеля, меди и железа в ударных взрывных скважинах. Компании удалось повысить качество и уменьшить разубоживание, путем определения границ залегания руды до того, как производить выборочную закладку зарядов во взрывные скважины. При опускании зонда во взрывную скважину, сразу же производятся замеры содержания руды в зависимости от глубины, а результаты этих измерений записываются. Каротаж скважин алмазного бурения на руднике продемонстрировал, что содержание руды (никеля, меди, кобальта, металлов платиновой группы), пропорционально напряженности электромагнитной (ЭМ) характеристики зонда, возможно, из-за того, что в пределах данного рудного тела соотношение никель/пирротин является неизменным. Кроме того, зонд производит измерение собственной удельной электропроводности сульфидов, и процентного содержания магнитного железняка. Все результаты замеров зонда отображаются, и автоматически сохраняются в одном и том же считывающем устройстве через каждые 10 см. Для обследования 30-метровой взрывной скважины потребуется менее двух минут. Полностью укомплектованный прибор весит всего 12 кг, и очень прост в использовании. Один оператор может переносить систему SSW, и производить обследование нисходящих или восстающих скважин. Диапазон рабочих температур зонд лежит в пределах от -40° до +50°С.

Графическое отображение результатов измерений зонда SSW во взрывных скважинах (диаметром 3-4-6-10 дюймов) перед выполнением взрывных работ, позволяет определить точную форму рудного тела в пустой породе и нерентабельной низкокачественной руде. Таким образом, взрывные работы производятся только в тех скважинах, где содержится руда. При этом значительно снижается разубоживание, а поскольку пустая порода и низкокачественная руда остаются на месте, уменьшается доля расходов, приходящихся на транспортировку, взрывные работы, дробление, засыпку, измельчение, и т.д.

Таким образом, экономятся тысячи долларов. Некоторую экономию можно также получить в ходе разработки выемочных камер, задавая направление подготовительных выработок, и заменяя алмазное бурение ударным бурением. В том случае, если зонд показывает, что некоторая часть богатой руды не была подвергнута бурению, дополнительные взрывные скважины позволят обнаружить рудные карманы с богатой рудой, которые в противном случае были бы оставлены в боковых породах выемочных камер.

Можно взять зонд SSW в аренду, или приобрести его. Рекомендуется пройти курс обучения. Все приборы имеют гарантию сроком в 1 год на все части и сборку. Ремонт производится бесплатно, в офисе компании GDD в Sainte-Foy. Более того, если в течение гарантийного срока прибор, произведенный компанией GDD, сломается, будет произведена его бесплатная замена на время ремонта (по запросу и при наличии приборов).

Стандартная система SSW состоит из большого или маленького зонда, блока считывания и лебедки. Стандартный кабель имеет длину 30 метров. Все SSW по-ставляются с теми компонентами, которые показаны на иллюстрации. В случае необходимости, в качестве дополнительной комплектации, может быть поставлен зонд другого размера, или кабель другой длины.

Технические характеристики

  • Источник питания: 2 перезаряжаемые 6-В батареи
  • Продолжительность работы: не менее 10 часов
  • Емкость ЗУ: 126 976 замеров (при использовании блока считывания ВМ7)
  • Лебедка: 18х36х56 см / 8 кг
  • Блок считывания: 18х20х6,4 см / 2 кг
  • Большой зонд: 7,5 см (Ж)х55 см / 1 кг или маленький зонд: 4 см (Ж)х55 см / 0,34 кг
  • Противовес: 3,5 кг (большой зонд) 1,5 кг (маленький зонд)
  • Длина кабеля: 30 м (до 100 м по заказу)
  • Рабочие температуры: от -40°С до +50°С

Дополнительная комплектация:

  • толкатели и держатель зонда для восстающих скважин
  • дополнительный маленький или большой зонд
  • кабели иной длины, чем стандартная в 30 м.
Производитель: