CC BY
49
УДК 553.077
Лемента Ольга Юрьевна Olga Lementa
Овсейчук Василий Афанасьевич Vasiliy Ovseychuk
АЛГОРИТМ ПОДСЧЕТА ЗАПАСОВ ДЛЯ ГИБКИХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХКОНДИЦИЙ
ALGORITHM OF STOCKS CALCULATION FOR FLEXIBLE OPERATIONAL STANDARDS
Описана методика выделения запасов в контуре бедных и рядовых руд, рентабельных к отработке, основанная на предположении о непрерывности функций изменения геологических запасов руды и металла в зависимости от кондиционных показателей.
Суть методики состоит в построении контуров рудных тел при помощи варьирования величинами бортового содержания и прослоя пустых пород, включаемых в контур подсчета запасов для систем разработки, приемлемых в данной экономической обстановке (ГС, КВ, ПВ)
Ключевые слова: запасы, эксплуатационные кондиции, бортовое содержание, система разработки, алгоритм
The algorithm with the mathematical description of process of a geologic-economic estimation of uranium ore deposits in the underground mining is described.
The analysis of a raw-material base of the enterprise by means of an offered method gives the chance to classify the available stocks of uranium ores that counted on constant geological standards, at cost and on ways of mining.
The criterion function is defined, maximizing profit on realization of a commodity output at complex use of ore
Key words: deposit, economic-mathematical model, exploitation, standard, increase
Важной задачей исследований является поиск путей выделения в контуре бедных и рядовых руд, нерентабельных к отработке запасов, отработка которых может приносить прибыль [1, 2].
Автором разработана методика выделения запасов в контуре бедных и рядовых руд, рентабельных к отработке на основе анализа имеющейся информации о месторождениях Стрельцовского рудного узла [3, 4]. Методика основана на методе вариантов, обоснованном М.И. Агошковым и Д.М. Бронниковым [5]. Суть методики состоит в построении контуров рудных тел при помощи варьирования величинами бортового содержания и прослоя пустых пород, включаемых в контур подсчета запасов для систем разработки, приемлемых
в данной экономической обстановке (ГС, КВ, ПВ).
В расчетах участвуют такие показатели, как:
— бортовое содержание;
— прослой пустых пород, включаемых в контур подсчета запасов;
— минимально-промышленное содержание;
— минимальное содержание урана в отдельном пересечении;
— минимальный метропроцент;
— оптимальная ширина выемочного пространства.
Алгоритм расчета геолого-экономичес-ких показателей состоит из следующих операций:
— расчет геологических запасов для
различных вариантов бортового содержания и величины некондиционных включений;
— расчет технологических показателей для различных вариантов разработки;
— расчет экономических показателей для вариантов подсчета;
— выбор оптимального варианта кондиционных показателей для конкретных систем разработки.
Методика основана на двух главных положениях:
1) предположении о непрерывности функций изменения геологических запасов руды и металла в зависимости от кондиционных показателей (бортового содержания полезного компонента в рудах и размера некондиционных прослоев, включаемых в подсчет запасов), по которым ведется окон-туривание рудных тел [6];
2) идентичности изменения объемных показателей запасов руды и металла и суммарных линейных запасов руды и металла.
Исходя из данных положений, опреде-
ление физических объемов геологических запасов проводится следующим образом:
— подсчитываются линейные запасы руды и металла по эксплуатационному блоку с использованием действующих кондиций (базовая модель) и исследуемых вариантов эксплуатационных кондиций (вариантные модели);
— определяются коэффициенты изменения вариантных запасов руды и металла по отношению к базовому варианту;
— на основании геологических запасов по эксплуатационному блоку, подсчитанных по традиционной методике (метод разрезов или проекций на вертикальную (горизонтальную) плоскость, апробированных в ГКЗ) [7] с применением рассчитанных коэффициентов изменения вариантных запасов, определяются запасы руды и металла для анализируемых вариантов кондиций.
Общая схема определения оптимального варианта эксплуатационных кондиций приведена на рисунке.
Постоянные Результаты Применяе- Варианты Варианты
геологичес- У-каротажа мая эксплуатац. технологий
кие скважин технология кондиции
БАЗОВАЯ МОДЕЛЬ,
Контуры рудных тел
Параметры
отработки
Геологические
запасы
Таблица коэффициентов изменения вакантных показателей относительно базового варианта
Утвержденные
геологические
запасы
Контуры рудных тел
Геолог!
зап
ческие
1СЫ
Параметры
отработки
Бал ансовые Т ехнологические Проект
3 апасы показатели отработки
Экономические показатели
Критерии ОПТИМАЛЬНЫЫЙ
выбора —> ВАРИАНТ
оптимального ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ
варианта КОНДИЦИИ
Схема определения оптимального варианта эксплуатационных кондиций
Определение контуров рудных залежей относится к числу определяющих моментов при разработке эксплуатационных кондиций [8].
Основное место при установлении пространственных границ рудных залежей занимает решение задачи выделения рудных пересечений и определения их качественных характеристик.
Рассматриваемая методика выделения рудных пресечений базируется на действующей «Инструкции по объединению дифференциальных интервалов машинной обработки данных каротажа и опробования» №5-06/6464от25.11.82г. [9].
Исходными данными для выделения рудных пересечений служат результаты дифференциальной интерпретации каротажа разведочных скважин. Для выполнения расчетов по установлению временных эксплуатационных кондиций достаточно выделения двух типов пересечений:
- рудных;
— нерудных.
Процесс выделения рудных пересечений организационно разбивается на три этапа:
1) выделение рудных интервалов;
2) объединение сближенных рудных интервалов в пересечения;
3) отбраковка рудных пересечений по минимальной мощности.
Алгоритм: последовательное мно-
жество точек — замеров, представляющих конкретную разведочную скважину, разбиваются на однородные (рудные или нерудные) интервалы в зависимости от содержания полезного компонента. Для каждого выделенного интервала определяются следующие параметры: начальная глубина от устья скважины, мощность интервала, среднее содержание полезного компонента:
Автоматизированное выделение рудных интервалов производится по следующему алгоритму.
Последовательно, начиная со второй точки опробования, выполняются операции:
Шаг 1. Проверяются условия принадлежности содержания в рассматриваемой и предыдущей точках к одному рангу:
а) Aj >= Аб и Aj>=A6 — рудные точки;
б) Aj< Аб и Aj<A6 — нерудные точки, где Аб — бортовое содержание полезного компонента.
Если одно из условий истинно — выполняется шаг 2, в противном случае осуществляется переход к шагу 3.
Шаг 2. Поскольку условие однородности соблюдено, рассматриваемая точка присоединяется к текущему интервалу. В результате его мощность увеличивается на величину шага опробования, а линейные запасы металла — на произведение величины шага опробования и содержания в рассматриваемой точке (для первой и последней точек — произведение половины шага опробования на содержание в точке).
Если рассматриваемая точка не является последней в данной скважине, выполняется шаг 1 для следующей точки, в противном случае — шаг 4.
Шаг 3. Содержания металла в рассматриваемой и предыдущей точках относятся к разным рангам. Рассматриваемая точка является началом нового интервала. Его мощность равняется величине шага опробования на содержание в точке.
Если рассматриваемая точка не является последней, выполняется шаг 1 для следующей точки, в противном случае выполняется шаг 4.
Шаг 4. Расчет средних содержаний металла в выделенных интервалах. Процедура выделения рудных интервалов, использующая данный алгоритм, реализована в виде программного модуля INTEB.
«Рудное пересечение» — совокупность чередующихся рудных и нерудных интервалов, в которых первый и последний являются рудными, удовлетворяющая следующим кондиционным требованиям:
— средневзвешенное содержание полезного компонента по пересечению не ниже Amin, щеАтт — минимальное содержание полезного компонента по отдельному пересечению;
— метропроцент не ниже M*Amin;
— мощность пересечения не меньше Mmin;
— максимальная мощность отдельных
нерудных интервалов, включаемых в контур рудного интервала, не более Птах.
Процесс объединения интервалов заключается в последовательном рассмотрении групп из трех интервалов, каждая из которых состоит из двух рудных, разделенных безрудным прослоем.
Автоматизированное выделение рудных пересечений по разведочной скважине производится по следующему алгоритму:
Шаг 1. Проверка начальных условий:
— если количество интервалов по скважине меньше 3, то расчеты не производятся;
— если количество интервалов по скважине равно 3 и первый интервал нерудный
— расчеты не производятся.
Шаг 2. Последовательно, начиная с первого рудного интервала, анализируются группы из трех интервалов.
Шаг 3. Проверка выполнения условий выделения пересечения: если условия выполняются, то осуществляется переход на шаг 3, в противном случае рассматривается следующая группа интервалов, первым в которой будет последний интервал предыдущей группы.
Шаг 4. Расчет усредненных параметров по объединенному пересечению.
Мощность пересечения равна сумме мощностей объединенных интервалов. Среднее содержание рассчитывается как средневзвешенное по включаемым интервалам. После расчета параметров объединенного пересечения выполняется шаг 2 для группы интервалов, первым в которой будет выделенное рудное пересечение.
Последовательность шагов 1-4 повторяется до достижения равенства количества выделенных интервалов при последнем объединении с числом интервалов при предыдущем.
Процедура объединения рудных интервалов, использующая данный алгоритм, реализована в виде программного модуля 01_Ш1У.
На этапе отбраковки рудных пересечений по минимальной мощности производится отбраковка рудных пересечений, не удовлетворяющих требованию «Инструкции». ОАО ППГХО по выделению пересе-
чений не менее чем по двум точкам.
Алгоритм данной операции заключается в следующем:
Шаг 1. Последовательно для всех выделенных рудных пересечений проверяется условие: Ш >= 2*ё.
Если условие выполняется, повторяется шаг 1 для следующего интервала, если нет — шаг 2.
Шаг 2. Рассматриваемое пересечение объединяется со смежным с ним нерудным пересечением.
Данный алгоритм реализован в виде программного модуля УЕШМТ.
При выделении рудных пересечений для различных величин кондиционных показателей требуется определение минимального содержания в отдельном пересечении. Расчет данного показателя для конкретного варианта бортового содержания производится по следующей формуле:
(Ме + Пп) *Аб
Атт, =---------------,%, (1)
Ме
где Ме — минимальная выемочная мощность рудного тела (0,7 м);
Пп — нормативный прихват пустых пород при отбойке (0,2 м с каждой стороны рудного тела).
Линейные запасы руды и металла по блоку определяются как сумма горизонтальных линейных запасов по всем скважинам конкретного эксплуатационного блока.
Алгоритм подсчета запасов заключается в следующем:
Шаг 1. Определяется поправочный коэффициент, учитывающий ориентировку конкретной скважины.
Шаг 2. С учетом коэффициента определяется суммарная мощность рудных пересечений и линейные запасы металла по скважине.
Последовательность шагов 1 и 2 выполняется для всех скважин рассматриваемого блока.
Процедура подсчета линейных запасов, использующая данный алгоритм, реализована в виде программного модуля
яимгАР.
Определение ширины рудной зоны и
вертикального размаха оруденения необходимо для последующих расчетов. Под шириной рудной зоны понимается горизонтальное расстояние от начала первого рудного интервала до конца последнего по конкретной скважине. Вертикальный размах оруденения условно принимается равным положению горизонтального расстояния от начала первого рудного интервала до конца последнего по конкретной скважине.
Указанные величины определяются по всем скважинам анализируемого блока, а их максимальные значения используются в дальнейших расчетах.
Процедура, использующая описанный алгоритм, реализована в виде программного модуля ¿ОМАНЕЮНТ.
Определение по описанным алгоритмам величины линейных горизонтальных запасов руды и металла, ширины рудной зоны и вертикального размаха оруденения для базового варианта (действующие кондиционные показатели) и для вариантов с изменяемыми кондиционными показателями дает возможность выявить влияние кондиций на геологические параметры подсчитанных запасов. С этой целью по каждому параметру рассчитывается таблица отношений его значений по анализируемым вариантам кондиций к базовому варианту. Полученные коэффициенты используются для определения приведенных геологических характеристик запасов по блоку.
Далее приведены зависимости, используемые для расчета величин геологических параметров:
— балансовые запасы руды для ьго варианта бортового содержания и ]-го варианта мощности породных прослоев, включаемых в подсчетный контур:
Убал({,]) = Угкз * Кр (2)
где Угкз — балансовые запасы руды в контуре эксплуатационного блока, подсчитанные по постоянным геологическим кондициям, т;
Кр (!,]) — коэффициент отношения величины линейных запасов руды (¡,]) варианта кондиций к базовому варианту линей-ныхзапасов, д. ед.;
— запасы металла в балансовой руде для ьго варианта бортового содержания ме-
талла и ^го варианта мощности породных прослоев, включаемых в рудный контур: Мебал (1,]) = Мегкз * Кме ({,]), т, (3) где Мегкз — балансовые запасы металла в контуре эксплуатационного блока, подсчитанные по постоянным геологическим кондициям, т;
Кме (¡, ]) — коэффициент отношения величины линейных запасов металла (¡, ]) варианта кондиций к «базовой» величине линейных запасов металла;
— среднее содержание металла в балансовой руде для ьго варианта бортового содержания и ^го варианта мощности породных прослоев, включаемых в рудный контур, %:
А(1,]) = Мебал (г,])/ Убал (1,]), %; (4)
— ширина рудной зоны для ьго варианта бортового содержания металла и ]-го варианта мощности породных прослоев, включаемых в рудный контур:
2 (%./; = 2баз *Кг(1,]), м, (5)
где 2баз — ширина рудной зоны, определенная по геологическим разрезам в контуре эксплуатационного блока, запасы которого подсчитаны по постоянным геологическим кондициям (определяется по формуле 2),м;
Кг (I, ]) — коэффициент отношения величины ширины рудной зоны (!,]) варианта кондиций к «базовой» величине ширины рудной зоны;
— вертикальный размах оруденения
для ьго варианта бортового содержания и ]-го варианта мощности породных прослоев, включаемых в рудный контур, м: Н(1,]) = Нбаз * КН ({,]), ш, (6)
где Нбаз — вертикальный размах оруденения, определенный по геологическим разрезам в контуре эксплуатационного блока при постоянных геологических кондициях, м;
КН (I, ]) — коэффициент отношения величины вертикального размаха оруденения (¡, ]) варианта кондиций к «базовой» величине вертикального размаха, д.ед.
Для оценки вариантов разработки запасов урана на месторождениях Стрельцов-ского рудного поля выбран критерий чистой дисконтированной прибыли [10].
Выбор вариантов запасов, подсчитанных по изменяющимся эксплуатационным
кондициям и пригодных для отработки одним из экономически эффективных способов, осуществляется по тому же принципу, что и для запасов, подсчитанных по постоянным геологическим кондициям.
Предлагаемый алгоритм подсчета за-
пасов с использованием предлагаемого программного модуля 70МАНЕЮНТ позволяет более надежно выявить влияние кондиций на геологические параметры подсчитанных запасов и определять приведенные характеристики запасов по очистным блокам.
Литература
1. Овсейчук В.А. Технология, обеспечивающая наибольшую экономичность производства природного урана из скальных руд месторождений Стрельцовского типа // Горный журнал. — 1997.-№7.
2. Пшенников В.А. Руда товарная, добытая в шахте (богатая, рядовая, комплексная, забалансовая). Технические требования // Стандарт предприятия СТП 85-80. — 1980.
3. Овсейчук В.А., Аптекин Ю.В. Отчет по НИР «Установление временных эксплуатационных кондиций на руду в недрах дифференцированно для каждого эксплуатационного блока». Фонды ОАО «ППГХО», 1992.
4. Овсейчук В.А., Литвиненко В.Г., Шелудченко В.Г., Култышев В.И. Добыча и переработка урановых руд на Приаргунском производственном горно-химическом объединении: сборник.
- Чита: ЧГТУ, 2001. — С. 24-31.
5. Агошков М.И., Бронников Д.М. К методике определения минимально-промышленного содержания металла в руде // Труды ИГД АН СССР, 1954.
6. Агошков М.И., Борисов С.С., Боярский В.А. Разработка рудных и нерудных месторождений. — М.: Недра, 1983. — 424 с.
7. Альбов М.Н., БыбочкинА.М. Рудничная геология. — М.: Недра, 1973.
8. Каргажанов З.К. Основные положения по установлению эксплуатационных кондиций // Комплексное использование минерального сырья. — 1979. — №5.
9. «Инструкции по объединению дифференциальных интервалов машинной обработки данных каротажа и опробования». № 5-06/6464 от25.11.82.
10. Методика стоимостной оценки запасов твердых полезных ископаемых: инструкция. — М., 2007.
Коротко об авторах_____________________________________________Briefly about the authors
Лемента О.Ю., ст. преподаватель горного инсти- О. Lementa, senior teacher of Mining institute, Chita тута, аспирантка, Читинский государственный уни- State University, post graduate student верситет (ЧптГУ) olgalementa@maiI.ru
Научные интересы: экономика горного производства, геолого-экономическая оценка месторождений
Овсейчук В.А., д-р техн. наук, профессор, Читинский государственный университет (ЧитГУ), ведущий научный сотрудник Института природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН mks3115637@yandex.ru
Научные интересы: геотехнология разработки урановых месторождений
Scientific interests: mining economics, geological economic evaluation of mining deposits
V. Ovseychuk, Doctor of Technical Sciences, professor, Chita State University, leading scientific collaborator of the institute of natural recourses, ecology and cryology of the Siberian department of Russian science academy
Scientific interests: geotechnology exploitation of uranium deposits
