Краткая характеристика основных рудников США

Разработка рудных месторождений в США началась еще в конце 19 века и горнодобывающая промышленность имеет большую историю. В Штатах существует довольно жесткое природоохранное законодательство, Департаменты природных ресурсов наделены солидными полномочиями и вновь образующиеся горнорудные компании стремятся работать по-новому — безопасно для себя и окружающего мира. До сих пор на многих старых рудниках ведутся работы по ликвидации последствий экологических нарушений.

1. Рудник «Крипо Крик» по добыче золота открытым способом находится в г. Victor штата Колорадо. Разработку месторождения ведет компания — Cripple Creek and Victor Mine Company.

Общая площадь рудника около 700 га. Несколько площадок, где идут процессы цианирования, занимают площадь около 60 га. Цианирование осуществляется по замкнутой системе и сбросов цианидосодержащих стоков в хвостохранилища не происходит. Эти площадки размещены на участках с глубоким залеганием грунтовых вод. За уровнем и качественным составом грунтовых и подземных вод установлен постоянный контроль. Площадки имеют хорошую лайнерную систему: по дну ложа хвостохранилища укладываются главная и отводные дрены для грунтовых вод, с целью предотвращения их загрязнения в случае попадания цианидов, а затем сверху все покрывается обезвоженной глиной и двойной пленкой. Стандарты «щенки»: АН-441 IFF, LSTIOOA004, 100 MIL. Надежность лайнера проверяется и контролируется приборами, путем подачи высокого давления. Такая же лайнерная система есть и под площадками для хранения пустых отвалов.

На случай выпадения осадков вокруг площадок, где идут процессы цианирования, предусмотрены обводные каналы. Вода по каналам собирается в отстойник, где постоянно ведется контроль за их качественным составом. Если эти качественные показатели не соответствуют стандартам, то воду направляют на очистку — очистные сооружения.

Ежегодно компания затрачивает огромные средства на проведение лабораторных исследований качественных параметров воды поверхностных водоемов. Например, в 2004 году эта сумма составила 300 тыс. долларов.

Одновременно с разработкой рудника на отработанных участках проводится рекультивация. В основном это лесовосстановительные работы. Участки засаживаются деревьями и растениями, которые характерны для данной местности. Каждая новая посадка отмечается флажком красного цвета, чтобы наглядно видеть в дальнейшем, как приживается растение или дерево. Плодородие почв поддерживается за счет внесения удобрений.

Компания уже накопила определенный опыт рекультивационных работ и добивается восстановления растительного покрова на отработанных участках в течение одного года./7, с.58/

2. Рудник «San Luis» по добыче золота открытым способом (штат Колорадо).

Сравнительно молодой рудник, занимает площадь около 500 га. Здесь получают самое высококачественное золото в штате. Технология извлечения золота имеет очень много общего с технологией, которую планируют применять на Агинской золотоизвлекательной фабрике на Камчатке.

В год на руднике добывается 2 млн. тонн руды. Добыча руды идет открытым способом до глубины 40 м и довыработка составляет — 20 метров. Руда проходит 3 этапа дробления: до диаметров 10 см, 1см и до 0,053 см. Далее она обезвоживается и порошкообразное сырье поступает через фильтры в 1 — 4-ый баки (всего их восемь), где и происходит цианирование. В пятом баке масса разделяется на цианиды и золото. Цианиды поступают опять в первый бак, а золото идет на обжиг в печь. Циани-досодержащие стоки закачиваются в 6-ой, 7-ой и 8-ой баках, где, в результате добавки химреагентов, они нейтрализуются. Получившаяся жидкая пульпа перекачиваются в хвостохрапилище. Для снижения фильтрации цианидов в почву здесь применяются комбинированные лайнеры (защитный экран), состоящие из следующих слоев: глина - синтетическое волокно — щебень — собственно лайнер (пленка соответствующего стандарта).

Обогатительная фабрика и хвостохранилище находятся па площадках с глубоким залеганием грунтовых и подземных вод (6-10 м), они располагаются на скальных грунтах. Такой естественный грунт послужит препятствием проникновению цианидов в подземные горизонты в случае разрыва лайнера хвостохранилища или аварии на фабрике.

Программа по рекультивации рудника рассчитана на 8 лет.

3. Шахтный рудник Summitville по добыче золота (штат Колорадо).

Рудник имеет площадь 130-140 га и расположен на юге штата, в долине реки Риогранд, на высоте 1500 м над уровнем моря.

В 1992 году рудник закрыт на рекультивацию, т.к. потерпел экологическое бедствие в результате загрязнения поверхностных вод цианидами. Окружающей природной среде нанесен огромный ущерб.

Рудник почти отработан, но компания покинула его, не произведя рекультивации. Страховой залог не был внесен. Поэтому все проблемы взяло на себя правительство штата. Работы проводятся и финансируются в рамках Программы по ликвидации зон чрезвычайного бедствия. На рекультивацию рудника было выделено 50 миллионов долларов, и объявлен конкурс на лучший проект. Выиграла конкурс компания Environmental Chemical Corporation. В рекультивационных работах занято 40 человек.

Программа рекультивации рудника предусматривает проведение восстановительных работ за пять лет, однако экологический мониторинг планируется проводить в течение десяти лет.

Экологическая обстановка в районе рудника продолжает оставаться сложной. В настоящее время построена фабрика по очистке собираемых со всей площади рудника стоков.

4. Шахтный рудник «Черное облако» по добыче свинца и цинка ( , штат Колорадо).

Это очень старый рудник, который занимает площадь около 250 га. С 1970-го года здесь функционирует фабрика по добыче свинца и цинка, построенная компанией ASARCO. На предприятии работает 150 человек.

На руднике не все в порядке с экологией. Компания решила рекультивировать шахту, построенную в 1891 году, и засыпала ее пустыми отвалами, состав которых не был достаточно изучен. Начались и не прекращаются до сих пор процессы вымывания вредных химических элементов. Как следствие — загрязнение и отравление речных систем.

5. Шахтный рудник по добыче молибдена №715 (штат Колорадо).

Месторождение разведано в 1914 году. Рудник расположен на высоте 3500 м над уровнем моря на водоразделе двух рек. Владелец лицензии на разработку месторождения — компания «Climax Molybdenum Company».

Разработка месторождения ведется как открытым, так и подземным способами. Рудник имеет три хвстохранилища, в которых размещается 500 млн. тонн хвостов. Хвостохранилища не были снабжены при строительстве защитными экранами. Поэтому компании приходится затрачивать огромные средства на ликвидацию последствий попадания цианидов в подземные горизонты, а также на строительство дамб по обвалованию хвостохранилищ, которые из года в год «плывут». Два хвосто-хранилища на сегодня уже закрыты, проведены необходимые профилактические работы и осущест-вляется постоянный экологический мониторинг.

На руднике имеются водоотводы для сбора талых вод, которые состоят из двух параллельных обводных каналов: первый канал улавливает всю воду со склонов сопок, а второй предусмотрен на случай сильною таяния снега и большого количества осадков (дождей)./8, с.67/

6. Рудник «Edgar» (штат Колорадо).

Ранее на шахтном руднике «Edgar» велась добыча золота, серебра, свинца и цинка. В 1921 году рудник закрыт. В настоящее время он используется как экспериментальный полигон для обучения студентов и прохождения стажировки специалистов по проблемам эксплуатации рудных месторождений. Несмотря на то, что рудник не действует, до настоящего времени ведется мониторинг качества сточных и поверхностных вод. Результаты наблюдений показывают, что загрязнение реки продолжается и она до сих пор «мертва».

7. Рудник «Homeslake» (штат Калифорния).

Площадь рудника составляет 500 га. Рудник действует с 1983 года, но предварительные фоновые исследования территории проводились в течение 5-ти лет.

Это современный рудник, построенный по новейшим технологиям. Разработка месторождения ведется открытым способом. На фабрике перерабатывается около 180 млн. тонн руды в год. Содержание золота — 3,5 — 4 г на тонну.

При разработке проектных документов особое внимание было уделено хвостохранилищу. Рассматривалось 34 варианта его места размещения. В результате был выбран хоть и более дорогостоящий вариант размещения хвостохранилища, на расстоянии 8 км от фабрики, но тот, который максимально отвечал требованиям экологической безопасности. Хвостохранилище находится гораздо выше самой фабрики, на скальных грунтах, и в обход схода селей и лавин. На случай аварийной ситуации построена дополнительная дамба.

Талые и дождевые воды здесь собираются по естественным каналам с каменной наброской. Грунтовые воды от площадок хранения отвалов отводятся, очищаются и используются в производстве. Под отвалами лайнерная система отсутствует. Но так как грунтовые воды залегают глубоко и имеется естественный «экран» — скальные грунты, то в качестве защитного экрана используется только глина.

Золотоизвлекающая фабрика располагается на площадке сейсмичностью 3 балла, однако строительство велось по проекту, рассчитанному на 8 баллов. Под фабрикой есть сейсмопояс, а на случай аварийного разлива фабрика полностью ограждена бетонной дамбой, что исключает попадание цианидосодержащих стоков в почвы. Существует система аварийной откачки стоков, но если же вдруг эта система не сработает, то сброс происходит непосредственно в хвостохранилище.

Ведется ежедневный контроль за качеством поверхностных, грунтовых и подземных вод, количеством выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, колебаниями численности животных, обитающих в районе рудника, состоянием растительности, геотехнической надежностью сооружений и т.д.

На руднике имеются отдельные учебные тренировочные площадки но отработке методов рекультивации. Проводится, например, рекультивация откосов: завозится почва, осуществляется посев трав, вносятся удобрения. Результаты обобщаются и даются рекомендации по более эффективному ведению рекультивационных работ в дальнейшем.

Компания ежегодно составляет отчет по выполнению плана по охране окружающей среды, мониторинговых работ и мероприятий по рекультивации нарушенных земель и направляет его в правительство штата и Департамент природных ресурсов.

На проведение мониторинговых я рекультивационных работ ежегодно затрачивается 2 млн. долларов. Страховой взнос компании составил 12 миллионов долларов./8, с.53/

8. Месторождение мелкочешуйчатого мусковита «Спрус Пайн».

В штате Северная Каролина добывается 60% всей слюды США. Одним из главных ее поставщиков является месторождение Спрус Пайн, расположенное в горах Блу Ридж к северо-востоку от Ашвилла.

Район месторождения сложен слюдистыми и амфиболовыми гнейсами и сланцами, а также подчиненными доломитовыми мраморами предположительно докембрийского возраста. Все эти породы рассечены небольшими палеозойскими телами дунитов, аляскитов и пегматитов. Более молодые (триасовые?) образования представлены базальтовыми силлами и диабазовыми дайками.

Промышленно интересными являются многочисленные тела аляскитов размерами около 3 х 1,5 км (в плане). Порода состоит из олигоклаза (40%), кварца (25%), обычно пертитового микроклина (20%) и мусковита (15%). Акцессорные минералы не превышают 5% и представлены биотитом, апатитом, гранатом, эпидотом и пиритом. Средний размер зерен составляет 1-1,5 см, причем наблюдается постепенный переход от крупно-грубокристаллических и пегматоидных структур в центральных частях тел к средне- и мелкокристаллическим в их эндоконтактах. Краевые части аляскитовых тел, как правило, обнаруживают ксенолиты вмещающих гнейсов и сланцев; в зоне экзоконтакта в свою очередь среди этих пород отмечаются согласные пластовые тела аляскитов и пегматитовых аляскитов мощностью до 30 м.

Аляскиты, более устойчивые к выветриванию по сравнению с окружающими метаморфическими породами, образуют положительные формы рельефа. В то же время они участками могут быть интенсивно каолинизированы до глубины 15-17 м (в единичных случаях до 30 м и более). Все это существенно облегчает проведение открытых горнодобычных работ без использования какой либо дорогостоящей техники.

Крепкие невыветрелые аляскиты после дробления разделяются на мусковитовый, полевошпатовый и кварцевый концентраты. Каолинизированные аляскиты, представляющие рыхлую массу каолинита с резко подчиненным галлуазитом, зернами частично измененного плагиоклаза и пертитового микроклина, а также эернами кварца и чешуйками мусковита, отмучиваются в воде с получением каолина и побочных продуктов - кварца и слюды.

Запасы мелкочешуйчатого мусковита на месторождении, оцененные до глубины около 15 м (50 футов), составляют 50 млн т, а полевого шпата - 200 млн т. Ежегодная добыча каолина находится на уровне 15 тыс т. Основная масса мелкочешуйчатого мусковита, получаемого на месторождении Спрус Пайн, используется в качестве инертных наполнителей промывочных жидкостей при бурении скважин.

9. Месторождение солей оз. Сёрлз.

Сухое озеро Сёрлз находится в пустыне Мохаве (Калифорния) приблизительно в 200 км к северо-востоку от Лос-Анжелеса. Плоское и безжизненное, оно вытянуто в меридиональном направлении на 16 км при ширине около 10 км, занимая площадь более 115 км2. Его поверхность сложена современными глинами и илами за исключением центральной части, где на площади около 15 км2 обнажается каменная соль.

Впадина озера выполнена 900-метровой толщей аллювия и континентальных эвапоритовых осадков, залегающих на кварцевых монцонитах. Верхняя, 270-метровая часть этой толщи наиболее детально изучена, имеет промышленное значение.

Ниже поверхностных илов и глин, фациально замещаемых каменной солью, чередующихся с алевритом, песком, гравием и содержащих изолированные прослойки ганксита - Na22К(SO4)9(СО3)2Cl, троны - Na2(CO3).Na(HCO3).2H2O и буры - Na2B4O.10H2O, залегает <верхний> соляной пласт мощностью от 10 до 27 м. Его мощность сокращается в краевых частях озера. Нижняя часть пласта сложена ганкситом, бурой и троной, а верхняя - существенно галитовая с меньшим содержанием этих минералов. Верхний соляной пласт вместе с поверхностными отложениями относится к современным осадкам.

Мощность нижележащего пласта <разделяющих> илов возрастает к краевым частям озера, составляя в среднем около 4 м. Пласт сложен кластическим материалом глинистой размерности, перемешанным с различными солями: гейлюсситом - Na2Са(СО3)2.5H2O, бурой, троной, ганкситом и другими.

<Нижний> соляной пласт подобно <верхнему> утоняется к краям озера, его мощность колеблется от 7 до 12 м. Пласт представляет чередование маломощных слойков соли (до 7 слойков), сложенных преимущественно троной, и глинистых осадков. Пласт подстилается <донными илами> - глинистыми слоями с гейлюсситом и подчиненными доломитом, галитом, троной и бурой.

<Нижний> соляной пласт вместе с перекрывающими и подстилающими его <илами> относится к верхнеплейстоценовым (висконсинским) образованиям. Ниже следует мощная плейстоценовая (иллинойская?) <смешанная> толща, представленная пачками переслаивания (сверху вниз: А - F) солей и глинистых осадков.

Основное промышленное значение в этом разрезе имеют верхний и нижний соляные пласты. Помимо указанных минералов они содержат большое количество концентрированной межкристалльной рапы, составляющей 45-50% их объема. Около 35% солевого состава рапы принадлежит сульфату натрия, остальное приходится на карбонаты натрия, хлориды калия и тетраборат натрия; кроме того, в ней присутствуют карбонаты лития, бром, вольфрам, мышьяк и другие элементы. Содержание борного ангидрида в рапе верхнего и нижнего соляных пластов составляет 1,63 и 1,96%,

Такая уникальная по составу и мощности континентальная эвапоритовая толща образовалась и сохранилась в результате исключительных климатических условий в плейстоценовое и более позднее время. Воды от таяния ледников Сьерра-Невады стекали в Великий Бассейн, транспортируя с собой алевритовые взвеси и насыщаясь за счет обнаженных горных пород района натрием, калием, магнием, хлором, сульфат-ионом, карбонат-ионом; за счет действующих термальных источников они обогащались бором и некоторыми другими элементами. Отложение солей и глинисто-алевритового материала происходило в бессточных депрессиях (оз. Сёрлз и др.) пустыни Мохаве в обстановке интенсивной эвапоритизации.

Озеро Сёрлз - самый крупный и по существу единственный источник природного сульфата натрия в США. Промышленные запасы одного лишь борного ангидрида (В2О3) в рапе соляных пластов составляет 17 млн т, а твердых боратов - около 100 млн т.

В настоящее время из рапы указанных соляных пластов получают поташ - К2CО3, сульфаты натрия и бораты. Ежегодно экспортируется около 32 тыс т борной кислоты и 18 тыс т борного ангидрида. В последние годы на месторождении приступили к промышленной разработке более глубоких горизонтов (пачка А вверху <смешанной> толщи) методом подземного растворения карбоната натрия и откачкой этого раствора на поверхность с последующим получением из него бикарбоната натрия; глубина эксплуатационных скважин составляет около 100 м.