Инновационные технологии при добыче урана на месторождении Вершинное

В современном мире инновационные технологии играют ключевую роль в развитии различных отраслей промышленности, включая горнодобывающую. Добыча полезных ископаемых, в том числе урана, требует применения передовых технологий для повышения эффективности, безопасности и снижения воздействия на окружающую среду.

Актуальность темы дипломного проекта «Инновационные технологии при добыче урана на месторождении Вершинное» обусловлена необходимостью оптимизации процессов добычи урана с учётом современных технологических достижений. Месторождение Вершинное представляет собой значимый объект для отечественной горнодобывающей промышленности, и внедрение инновационных технологий может способствовать повышению его конкурентоспособности и эффективности использования природных ресурсов.

Цель работы — исследование и анализ инновационных технологий, которые могут быть применены при добыче урана на месторождении Вершинное, а также разработка рекомендаций по их внедрению.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить общие сведения о районе месторождения Вершинное, включая климат, гидрологию и геологическую характеристику.
2. Рассмотреть физико-механические свойства пород вскрыши и полезного ископаемого, а также мерзлотную обстановку пород вскрыши.
3. Охарактеризовать полезные ископаемые и провести подсчёт запасов.
4. Проанализировать современное состояние горных работ на месторождении и выбрать оптимальный способ разработки.
5. Определить производительность и режим работы предприятия, а также разработать мероприятия по подготовке поверхности и осушению карьерного поля.
6. Выбрать выемочно-погрузочное и технологическое транспортное оборудование.
7. Разработать план горно-капитальных работ, включая вскрытие месторождения.
8. Рассмотреть вспомогательные работы и специальную часть проекта.
9. Оценить экономические и организационные аспекты внедрения инновационных технологий.
10. Изучить вопросы охраны труда и промышленной безопасности при использовании инновационных технологий.
11. Проанализировать меры по охране окружающей среды и рекультивации земель.

Объект исследования — месторождение Вершинное.

Предмет исследования — инновационные технологии, применяемые при добыче урана.

Теоретической основой исследования являются труды отечественных и зарубежных учёных в области горного дела, охраны труда, промышленной безопасности и охраны окружающей среды.

Методологическую базу составляют системный подход, методы анализа и синтеза, сравнительный анализ и другие научные методы.

Структура дипломного проекта включает в себя общую, горную, экономическую и организационную части, а также разделы, посвящённые охране труда, промышленной безопасности, охране окружающей среды и рекультивации земель.

АО «Хиагда» занимается освоением месторождений Хиагдинского рудного поля. В настоящее время на Хиагдинском рудном поле ведется промышленная отработка Хиагдинского и Источного месторождений, объекты предприятия на месторождении Вершинное находится в стадии строительства, месторождение Количканское планируется к отработке.

Все существующие разведанные месторождения урана Хиагдинского рудного поля, осваиваемые в настоящее время или планируемые к освоению АО «Хиагда» на территории Баунтовского эвенкийского района Республики Бурятия, расположены на площади Амалатского плато базальтов и являются частью крупной области позднепротерозойской складчатой системы.

Географически район работ расположен в юго-западной части Витимского плоскогорья. Рельеф местности слабохолмистый, с редкими куполовидными возвышенностями и пологими склонами долин.

Климат района резко континентальный, что характеризуется низкими зимними температурами и высокими летними. Переходные сезоны года кратковременные и характеризуются большими суточными амплитудами температур.

Район объекта проектирования находится в зоне многолетней мерзлоты, которая достигает мощности 50-90 м. Мощность сезонного оттаивания грунтов чрезвычайно изменчива и определяется физико-географической обстановкой и типами грунтов.

Район расположения месторождения Вершинное принадлежит к Байкальской горно-складчатой области, в которой располагаются средние горы и плоскогорья с широкими и удлиненными впадинами. Абсолютные высоты водораздельных хребтов: 800-1800 м, отметки днищ впадин: 500х1000 м.

Хиагдинское рудное поле объединяет восемь месторождений урана, пригодных для отработки методом скважинного подземного выщелачивания. Вершинное месторождение находится на юго-восточном склоне Байсыханского поднятия в восточной части Хиагдинского рудного поля.

В геологическом строении Хиагдинское рудное поле определяется наличием двух структурных этажей: нижним кристаллическим фундаментом, представленным метаморфическими и магматическими породами протерозойско-палеозойского возраста, и верхним, сложенным кайназойскими вулканогенно-осадочными образованиями джилиндинской свиты.

Гидрографическая сеть района представлена рекой Витим и ее притоками, основными из которых являются Большой и Малый Амалат, Щербахта, Джилинда, Иран и Тетрах. Густота речной сети 0,47 км/км². Долины рек и ручьев, особенно их приустьевые участки, заболочены. На выположенных участках водоразделов располагаются многочисленные озера. Водотоки относятся к типу рек с преобладанием дождевого стока, на долю которого приходится 70-80 % годового стока.

Внедрение инновационных технологий на месторождении Вершинное позволит значительно повысить эффективность добычи урана, снизить затраты и минимизировать воздействие на окружающую среду. Использование автономных роботов и дронов, методов машинного обучения и искусственного интеллекта, дистанционного зондирования и геофизических методов, новых методов извлечения урана, систем управления отходами, 3D-печати, интернета вещей, новых методов транспортировки и хранения урана, технологий блокчейн и управления энергопотреблением создаст основу для устойчивого и эффективного развития ядерной энергетики. Эти технологии не только улучшат экономические показатели добычи, но и помогут сохранить природную среду для будущих поколений. Кроме того, нами предлагается использование такой инновационной технологии при добычи урана на месторождении Вершинное как активация выщелачивающего раствора, то есть увеличение химической активности раствора после его обработки в активационной установке. Это технология предложена учеными Казахского национального исследовательского технического университета. Для активации выщелачивающего раствора предлагается проводить механическую обработку только серной кислоты перед доукреплением маточного раствора. Так уменьшается объем обрабатываемого раствора и затраты на изготовление и эксплуатацию активатора.

Внедрение методов машинного обучения и искусственного интеллекта на месторождении «Вершинное» является экономически целесообразным и перспективным решением. Это позволит значительно снизить затраты на добычу урана, оптимизировать ключевые процессы и увеличить прибыль. Срок окупаемости инвестиций составляет всего 1,5 года, что свидетельствует о высокой эффективности проекта. В долгосрочной перспективе использование передовых технологий повысит конкурентоспособность предприятия и обеспечит устойчивое развитие в условиях растущих требований к экологической и экономической эффективности.