Оптимизация разработки сложноструктурных урановых месторождений

1 

книrа 

РЕДАЮ..tИОННЫЙ 

СОВЕТ 

Председатель 

Л.А.ПУЧКОВ 
президент МГГУ, 

чл.-корр. РАН 

Зам. председателя 

л.хгитис 
директор 

Издательства 'МГГУ 

Члены редсовета 

И.В. ДЕМЕ/П'ЬЕВ 
академик РАЕН 

А.П. ДМИТРИЕВ 
академик РАЕН 

Б.А. КАРТОЗИЯ 
академик РАЕН 

А.В.КОРЧАК 
академик МАН ВШ 

М.В. КУРЛЕНЯ 
академик РАН 

В.И. ОСШIОВ 
академик РАН 

В.ЛПЕТРОВ 
академик МАН ВШ 

э.мсоколов 
академик МАН ВШ 

К.Н. ТРУБЕЦКОЙ 
академик РАН 

В.А. ЧАНТУРИН 
академик РАН 

Е.И. ШЕМЯКИН 
академик РАН 

~ 
В.Г. Иванов 

В.И. Култышев 

~ 
В.Б. Колесаев 

~ 

В.Г. Литвиненко 

В.Г. Шелудченко 
< 

АВ. Тирский 

~ 
ОПТИМИЗАЦИЯ 

~ 

РАЗРАБОТКИ: 
СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ 
~ 
УРАНОВЫХ 
...Q 
МЕСТОРОЖДЕНИЙ 
~ 
~ 
о 
~ 

МОСКВА 
~ 

Издательство 

«ГОРНАЯ КНИГА» 

2007 

УДК 622.013 

ББК 33.33 

И20 

Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых. СанПиН 1.2.1253-03», утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 29.12494). 
Санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной службы 

по надзору в сфере защиты прав потребителей М 77.99.60.953.Д. 
008501.07.07 

Иванов В.Г., Култышев В.И., Колесаев В.Б., Литвиненко В.Г., 

Шелудченко В.Г., Тирский А.В. 

И 20 
Оптимизация разработки сложноструктурных урановых 

месторождений.- М.: Издательство «Горная книга».- 2007. 
-265 с. 

ISBN 978-5-98672-073-9 (в пер.) 

На основании результатов научных исследований, анализа теории и 

практики подземной добычи урановых руд приведены главные направления совершенствования технологических процессов. Предложен комплексный метод выбора и оптимизации технологий, обеспечивающий 

наиболее полное извлечение балансовых запасов полезных ископаемых 

при подземной разработке сложноструктурных урановых месторождений. Рассмотрена экономико-математическая модель, включающая в 

себя последовательные технологические процессы от добычи руды до 

получения конечной продукции в виде закиси-окиси урана. Дан расчет 

одного из возможных вариантов полной отработки балансовых запасов 

урановых месторождений Стрельцавекого рудного поля. 

Для специалистов уранодабывающей и редкометалльной промышленности, может быть полезна для студентов вузов соответствующих 

специальностей. 

УДК 622.013 

ББК 33.33 

ISBN 978-5-98672-073-9 
© В.Г. Иванов, В.И. Култышев, В.Б. Колесаев, В.Г. Литвиненко, В.Г. Шелудченко, 

А.В. Тирский,2007 

©Издательство «Горная книга», 2007 

©Дизайн книги. Издательство МГГУ, 2007 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

В реестре ведущих рудников мира российские урановые рудники Приаргунского производственного горно-химического объединения, разрабатывающие месторождения Стрельцавекого рудного поля, занимают четвертое место в мире по объему добычи 

урана и второе место по производительности среди подземных 

рудников мира. При этом в мировом масштабе у дельный вес добычи российского урана составляет всего 6-8 %, что объясняется 

недостаточным количеством промышленных запасов. В связи с 

этим для укрепления национальной сырьевой базы большое значение имеет повышение эффективности использования разведанных геологических запасов урановых руд на территории России и 

в первую очередь на разрабатываемых месторождениях Стрельцавекого рудного поля. 

Устойчивая тенденция прогрессивного развития мировой и 

отечественной атомной энергетики способствует повышению цены 

на потребляемое ядерное топливо. Этот процесс стимулирует некоторый подъем внутрикорпоративных цен в России, что создает положительные предпосылки для снижения временных промышленных кондиций на эксплуатируемых месторождениях. Соответственно зто будет способствовать увеличению промышленных запасов урана и наращиванию объемов его добычи. Для уранодабывающих предприятий России такой сценарий развития рынка природного урана весьма благоприятен. 

Но при любом варианте развития рыночной конъюнктуры 

важнейшей проблемой для сырьевой базы российской атомной 

энергетики является повышение извлечения разведанных геологических запасов на эксплуатируемых урановых месторождениях 

главным образом за счет применения менее затратных, более эффективных технологических комплексов добычи, обогащения ·и 

переработки руд. 

Специфические особенности эксплуатации урановых месторождений связаны с дополнительными расходами на выполнение 

специальных мероприятий по радиационной безопасности, при 
5 

этом во всех случаях вопросы обеспечения безопасных условий 

работы горнорабочих и снижения вредных последствий на окружающую природную среду от процессов добычи и гидрометаллургической переработки урановых руд имеют приоритетное значение. 

Возрастающие потребности атомной энергетики в урановом 

сырье требуют в первую очередь наращивания объемов его добычи 

и увеличения полноты извлечения разведанных геологических запасов полезных ископаемых на урановых месторождениях Стрельцавекого рудного поля. Для обеспечения требуемых объемов выпуска урановой продукции в условиях истощения эксплуатируемых месторождений и уменьшения содержания урана в балансовых 

запасах необходимо увеличивать объемы добычи обедненной руды 

и снижать её разубоживание. Разубоживание руды может быть 

уменьшено за счет совершенствования технологий очистных работ, 

а объемы добычи руды могут быть увеличены только при условии 

создания дополнительных подъемных мощностей на действующих 

рудниках и за счет строительства новых рудников на резервных 

месторождениях. 

Стрельцовские 
урановые 
месторождения 
характеризуются 

сложными горно-геологическими условиями и представлены преимущественно крутопадающими маломощными рудными телами 

со сложной морфологией и с относительно низкими содержаниями 

урана. Под влиянием сравнительно невысоких цен на уран в конце 

ХХ века и в начале 2000 годов предприятие было вынуждено для 

снижения себестоимости продукции производить опережающую 

выемку богатых руд. Если придерживаться и далее такой тенденции, то произойдет существенное уменьшение содержания полезных компонентов в остающихся рудных запасах и из-за обеднения 

недр часть запасов урана перейдет в некондиционные, соответственно увеличатся потери разведанных запасов полезных ископаемых и коэффициент их извлечения будет весьма невысоким. В этих 

условиях неблагаприятные экономические факторы оказывали определяющее влияние на повышение временных эксплуатационных 

промышленных кондиций и соответственно на уменьшение промышленных запасов урана на этих месторождениях. 

В связи с этим для решения проблемы полного извлечения балансовых рудных запасов при подземной отработке сложноструктурных урановых месторождений разработан метод выбора 

наиболее эффективных способов и технологий добычи, обогаще6 

ния и переработки урановых руд, оптимизации их технологических 

параметров, основанный на экономико-математическом моделировании производственного цикла. Разработанная на качественно новом научном уровне экономико-математическая модель (ЭММ), 

включающая все процессы рудодобывающего, рудообогатительного и рудоперерабатывающего комплекса, представляет собой 

высокообъективную логическую основу системы управления повышением полноты извлечения разведанных геологических запасов полезных ископаемых и рациональным использованием минеральных ресурсов урановых месторождений. В ЭММ используются 

новые функциональные зависимости оптимальных значений технологических параметров добычи, обогащения и переработки руд 

от качества добываемого сырья, от себестоимости и цены на конечную продукцию. 

В отличие от классических приемов по объектному рассмотрению вариантов совершенствования технологий разработки месторождений, переделов обогащения и выщелачивания рудного сырья, 

в основу разработанной методологии положен комплексный метод 

взаимосвязанной целостной оптимизации основных параметров 

добычи, обогащения и переработки руд на базе обоснованной системы критериев, выявленных функциональных зависимостей и закономерностей, с использованием экономико-математического моделирования, позволяющего в единой взаимосвязанной структурной модели решать задачи оптимизации технологий рудников, рудообогатительных фабрик и рудоперерабатывающих заводов с учетом влияния природных, внешних экономических и экологических 

факторов. 

В противовес чисто экономической оценке используемых 

сырьевых ресурсов разработанная методика учитывает совокупное 

влияние различных горна-геологических, горно-технических, технологических и экологических факторов, с применением в качестве 

локальных, промежуточных критериев показателей себестоимости 

и количества выпускаемой конечной продукции, в качестве общих 

критериев чистой прибыли, или чистого дисконтированного дохода. 

В связи с использованием для переработки урановых руд гидрометаллургических технологий технологические требования к качеству добываемого рудного сырья для уранодабывающих предприятий достаточно высокие. При этом технологические потери 

7 

урана и себестоимость конечной продукции в значительной степени зависят от содержания полезных компонентов в рудном сырье. 

Рассмотрены методы решения задачи повышения качества 

рудного сырья путем применения системы мер воздействия на 

снижение разубоживания руды в процессе очистных работ, при 

транспортировании руды и за счет использования эффективных 

способов обогащения; все эти меры определяются на стадии планирования добычи руды. Данный процесс, представляющий оптимизацию используемых технологий, является основой системы 

управления повышением качества добываемых руд. Основные критерии оценки качества добываемых руд по этапам движения сырья: 

содержание полезных ископаемых в выданной руде, количество, 

себестоимость и цена выпущенной продукции. 

Радиоактивные руды имеют специфические особенности, которые определили применение радиометрических и рентгенарадиометрических способов обогащения рудного сырья. На основании исследований контрастности урановых руд создана компьютерная матричная модель крупнопорционного радиометрического 

обогащения, позволяющая оперативно прогнозировать выход задаваемых классов обогащенных продуктов и управлять процессами 

рудосортировки в зависимости от содержания урана в исходной 

руде. Для сепараторного покускового обогащения урановых руд 

обоснованы условия и параметры применения рентгенарадиометрического способа обогащения, показавшего наиболее высокую 

эффективность. 

Обедненная часть рудного потока, выделенная в процессе 

крупнопорционной рудосортировки и на рудообогатительной фабрике (РОФ), подвергается переработке на специальных площадках 

методом кучного выщелачивания (КВ). 

Для извлечения урана из отдельных выдержанных рудных 

тел может применяться метод подземного выщелачивания руды 

(ПВ) с предварительным дроблением и магазинированием руды в 

камерах. 

Полное извлечение балансовых запасов Стрельцовских урановых месторождений и наибольший выпуск урановой продукции с 

наименьшей себестоимостью можно получить за счет применения 

слоевой системы разработки с селективными технологиями очистных работ при использовании малогабаритных погрузочно-транспортных машин и буровых кареток. 

8 

Глава 1 

ХАРАКТЕРНЫЕ 
ОСОБЕННОСГИ 
ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ 

СЛОЖНОСТРУКГУРНЬIХ 

УРАНОВЬIХ 
МЕСГОРОJIЩЕНИЙ 
И ТЕIЩЕНЦИИ 

ЕЕ РАЗВИ1ИЯ