CC BY
10
18. Razorenov Yu. I., Belodedov A. A., Shmalenyuk S. A. Determination of losses and dilution in the development of mineral deposits / / Mining information and analytical Bulletin (scientific and technical journal). 2009. No. 9. S. 47-50.
19. Integrated instrumental monitoring of hazardous geological process-es under the Kazbek volcanic center / Zaalishvili V. B., Melkov D. A., Dzeranov B. V., F. S. Morozov, E. G. Tuaev // (2018) of the International Journal of GEO-MATE, 15 (47). P. 158-163.
20. Geomechanical and aerogasodynamic consequences of mining territories development in the Eastern Donbass mines / N. M. Kachurin, G. V. Stas, T. V. Korchagina, M. V. Zmeev // Proceedings of the Tula state University. earth science. Issue 1. 2017. Pp. 170-182
.21. Device for receiving information via telephone lines: Pat. 2013879 C1 of the Russian Federation.No. 5062344/09; declared on 30.05.1994; published on 16.09.1992.
22. Dmitrak Yu. V., Golik V. I., Vernigor V. V. Geomechanical prerequisites for maintaining the stability of workings in the development of water-rich deposits // Proceedings of the Tula state University. earth science. 2018. Issue 1.Pp. 218-229.
УДК622.013.364.2:519.72
ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РОССЫПЕЙ
В.М. Аленичев
Инновационная направленность технологических предложений для обеспечения ресурсосбережения на россыпи заключается в формировании эксплуатационной мощности продуктивного пласта с учетом толщины предохранительного слоя и глубины зачистки плотика, а также включения в отработку приконтактовой зоны при вертикальных и наклонных контурах залежей, добыча и переработка горной массы из которых обеспечивают безубыточную работу золотодобывающего предприятия.
Ключевые слова: потери, условие безубыточности, геоданные, поверхности изосодержания, кровля пласта, плотик, подошва, добычной и вскрышной уступы, западины.
Ключевым направлением социально-экономического развития Российской Федерации - рациональное освоение ресурсов недр. Одним из основных показателей рационального использования недр является полнота извлечения запасов месторождений, адекватная в большинстве случаев допустимым потерям полезного ископаемого. В последние годы в связи с изменением структуры управления государственными органами исполнительной власти значительно ослаблены функции по управлению и особенно контролю за состоянием и использованием минерально-сырьевой базы. Государство как собственник недр заинтересовано в максимальном их использовании, а недропользователь как арендатор недр ориентирован на получение достаточно высокой прибыли, исключительно чувствительной к изменению цены на товарную продукцию. Гармонизация
этих интересов в рамках российского недропользования требует определенного времени при условии совершенствования законодательной базы.
Одним из направлений повышения эффективности использования геопотенциала месторождения является использование геоиноформаци-онных технологий (ГГИС-технологий), что позволит на основе геоинформационных моделей природных и техногенных месторождений организовать компьютерный мониторинг движения запасов, учет и определение нормативных эксплуатационных и технологических потерь при применении перерабатывающих технологий, выявить и создать математические модели для обоснования границ отработки приконтакных зон.
При разработке месторождений предъявляются следующие требования:
- полнота извлечения запасов при сохранении неиспользованных ресурсов и отходов производства;
- сохранение и расширение минерально-сырьевой базы горнодобывающего предприятия при экономически обоснованном вовлечении в отработку забалансовых запасов, промпродуктов и отходов производства;
- непрерывное совершенствование технологии добычи и переработки минерального сырья;
- обоснованность потерь полезного ископаемого в приконтактовых
зонах.
Экспертно-технический совет Государственной комиссии по запасам (ГКЗ) полезных ископаемых, рассматривающий применяемые методики оценки потерь твердых полезных ископаемых при добыче, указал на следующее: в некоторых случаях предприятия устанавливают нормативы потерь в приконтактовых зонах рудных тел «по критерию минимума экономического ущерба от потерь и разубоживания руды (песков), допускаемых в указанных зонах». Это противоречит использованию бортового содержания для оконтуривания рудных тел и границ запасов, что позволяет недропользователю легализовать высокие и субъективно установленные потери полезных ископаемых.
В общем случае при добыче золотосодержащих песков открытым способом определению и учету подлежат потери [1, 2]:
- в целиках различного назначения;
- с торфами при вскрытии продуктивного пласта;
- в западинах плотика;
- в бортах карьера (полигона);
- в пульпе за пределами полигона или при выносе песков паводковыми водами.
В настоящее время величина разубоживания песков в соответствии с принятым законодательством по использованию недр не регламентируется.
Как показали исследования, потери в целиках различного назначения (охранных, под транспортными и другими коммуникациями, ГТС) правомерно отнести к временно неактивным запасам [3]. Основные эксплуатационные потери полезного ископаемого при разработке россыпных месторождений открытым способом связаны с выемкой песков в прикон-тактовых зонах продуктивного пласта с пустыми породами, что обусловлено пространственной сложностью контактов.
Методические рекомендации [4] рекомендуют использовать ряд оценочных показателей для обосновании инновационныхинвестиций при реализации технологических и технических решений. Оценка деятельности горнодобывающего предприятия в современных экономических условиях осуществляется по размеру чистой прибыли, утверждаемой собственником недр в проекте разработки с учетом последующей эффективной деятельности недропользователя при освоении георесурсов. В этих условиях инновационная сущность одного технологического решения состоит в следующем: эксплуатационные потери полезного ископаемого в приконтактовых зонах, приуроченных к кровле, почве и боковым поверхностям пласта, необходимо оценивать по критерию чистой прибыли равной нулю, т.е. по условию безубыточности. Под уровнем безубыточности понимается стоимость дополнительно полученной продукции, при которой чистая прибыль становится равной нулю.
Уровень безубыточной деятельности золотодобывающих предприятий после освоения проектных мощностей, как свидетельствует проведенный анализ, не превышает 0,6...0,7 и указывает на их устойчивой экономическое состояние. При равенстве чистой прибыли нулю границы безубыточности трансформируются в «точку безубыточности» [4].
Основной задачей, связанной с повышением полноты извлечения запасов при открытой разработке россыпей, является определение пространственной изменчивости границ контактов и содержания полезного компонента по слоям в покрывающих и подстилающих породах. Независимо от технических средств, используемых на вскрышных работах, толщина слоя торфов, выполняющего роль предохранительной рубашки, определяется сравнением удельных затрат на выемку и переработку из него 1 м3 золотосодержащей горной массы с ожидаемым экономическим эффектом [4]:
3ДОБ + 3ПЕР — СГЭЦМ , С1)
где Здоб - затраты на выемку 1 м торфов «предохранительной рубашки», руб./м3; Зпер - затраты на промывку 1 м3 горной массы, руб./м3; СГЭ - содержание полезного компонента в прирезаемой части торфов, г/м ; Ц - цена полезного ископаемого, сдаваемого в государственный фонд, руб./г; ц -сквозное извлечение полезного компонента.
При наличии в покрывающих породах золота оценивается целесообразность его добычи и переработки, исходя из минимально допустимого содержания, определяемого условиями безубыточности:
З + З
МИН _ иДОБ -'ПЕР (2)
^ _ ц-Ц '
По результатам опробования разведочных скважин строится математическая модель поверхности изосодержания сМИН. Между этой поверхностью и кровлей пласта располагается слой, при вовлечении в отработку которого обеспечивается безубыточность добычи золота. Решение данной задачи в настоящее время возможно при применении достаточно широко распространенных отечественных и зарубежных программных средств для построение моделей рудных пластов. Используемые в них сеточные и кар-касно-блочные методы моделирования дают в геопространстве между скважинами лишь весьма грубые оценки координатного положения кровли и подошвы пласта без доверительных интервалов их обнаружения. Такой же малой точностью и информативностью обладают полигональные и сплайновые модели поверхностей второго и третьего порядка. Построение ЭБ-модели контура рудного пласта на основе функционально-факторных уравнений нелинейной регрессии с самоопределяющимися параметрами наиболее полно и достоверно отображает положение рудных пластов в геопространстве месторождения. В качестве исходных данных используются координаты X, У, Н кровли и почвы пласта, установленные по результатам геологической разведки россыпи.
При вскрытии россыпи высота вскрышного уступа в отдельных точках (х,, у) полигона определяется исходя из его рельефа и положения поверхности изосодержания, отвечающей равенство затрат на выемку и переработку 1 мЭ золотосодержащей горной массы в предохранительном слое с ожидаемым экономическим эффектом (условию безубыточно-сти).По результатам оперативного опробования в процессе ведения вскрышных работ производится корректировка глубины вскрытия россыпи с учетом вышеуказанных условий.
Полнота извлечения золота из плотике существенно зависит от рельефа его поверхности, наличия в нем трещин и положения пласта. Потери полезного компонента в подстилающих породах исключаются при относительно ровном и монолитном плотике за счет проведения тщательной его зачистки. На россыпях сзакарстованнымплотиком и карстовыми полостями потери достигают значительной величины. При разработке россыпей со слабым разрушенным плотиком потери исключатся в случае задирки его на необходимую глубину.
Бортовое содержание полезного компонента в плотике СПЛ, до которого целесообразно вести его задирку, оценивается по критерию нулевой безубыточности [4]:
3П + 3П
СПЛ _ ДОБ ^ПЕР (3)
кк ■ кд • ки ■ Ц
где кК - коэффициент изменения качества песков при добыче, кК = 1 - р; р - коэффициент разубоживания; кд - коэффициент извлечения песков при добыче (ведении горных работ), кД = 1 - П; П - коэффициент потерь продуктивных песков; ки - коэффициент извлечения при обогащении; Ц - цена полезного ископаемого, сдаваемого в государственный фонд, руб./г; Здоб - общие затраты на добычу и доставку 1 м песков из плотика,
3 П 3
руб./м ; ЗдЕР - общие затраты на промывку 1 м песков, добытых из плотика, руб./м3.
Проведенный Уральским территориальным отделением ЦКР ТПИ и ПВ Роснедра [8] анализ полноты извлечения полезных ископаемых из недр при разработке россыпей Урала позволил установить, что коэффициенты снижения качества кК и извлечения кд песков при добыче, а также
извлечения при обогащении ки изменяются соответственно в следующих интервалах: кК _ 0.96 ... 0,99; кД _ 0,96 ... 1,0; ки _ 0,82 ... 0,91.
Для вычисления объемов извлекаемой горной массы из плотика при его задирки строится поверхность изосодержания СПЛ по данным опробования разведочных скважин. Методика построения поверхности изосо-держания золота в плотике аналогична методике моделирования подобных поверхностей в торфах. При корректировке пространственного положения поверхности используются результаты оперативного опробования плотика.
При наличии западин в виде узких щелевидных углублений для выемки из них продуктивной массы используются гидравлические экскаваторы с нижним черпанием или небольшие драглайны. Потери в западинах зависят от их геометрических размеров и неровностей стенок, крепости пород, усилий резания на зубьях ковша, параметров и траектории движения рабочего органа выемочной машины. Практика разработки уральских россыпей показывает, что в случае применения небольших драглайнов или гидравлических экскаваторов с нижним черпанием, различных технологических схем и многократной переэкскавации продуктивной массы возможна полная или частичная отработка западений любой формы.
При вертикальном контуре балансовых запасов развитие горных работ в приконтактовой зоне за пределами проектного контура ограничивается зоной горного отвода в соответствии с лицензионным соглашением.
При отработке природных россыпей создаются техногенные образования, включающие отвалы вскрышных пород и продуктов (галечные и эфельные фракции), целики, примыкающие непосредственно к отработанной россыпи, приплотиковые участки, хвосты переработки шлихового
концентрата и аллювиальные отложения, формирующиеся по мере размыва отвалов и остаточных целиковых массивов [5, 6]. Технологическая оценка техногенного минерального сырья как фактор повышения эффективности использования недр является актуальной задачей горной науки [7-10].
Ресурсный потенциал техногенного образования зависит от горногеологических условий и производственных факторов, основными из которых являются запасы отработанной россыпи, объемы галечных и эфельных фракций, первичное содержание драгметалла в песках, гранулометрический состав продуктивных песков и золота, морфологии и литологии золота, способы доводки шлифов и шлиховых концентратов, наличие тяжелых минералов в шлихе исходных песков, характеристика плотика, технология и оборудование для добычи и промывки песков, длительность промывки при отрицательной температуре, качество разведки и виды мероприятий, проведенные в последующем.
Достоверное определение содержания полезного компонента и его распределение в пространстве техногенного месторождения, зависящие от способа складирования и заполнения отвала, порядка и интенсивности поступления объемов горной массы различного вида, процесса сегрегации складируемых пород и драгоценных металлов, достигаются путем трансформации дискретных геоданных с использованием геостатистических и вероятностно-статистических методов анализа.
Геоинформационное обеспечение природно-технологического объекта формируется в виде тематическихслоев, визуальным наложением которых друг на друга реализуется их пространственно-координатная привязанность. Геоданные оперативного опробования, проводимого в процессе разработки рорссыпи, хранятся в дополнительных файлах, содержание которых используется для корректировки геоинформационного обеспечения по горно-технологическому объекту. При этом уточняются следующие характеристики: крупность металла, его форма, окатанность, наличие тонкого (а также связанного) металла, состав и количество сопутствующих полезных компонентов, возможность их извлечения при добыче, промыви-стость песков, количество и вязкость глинистых фракций.
Список литературы
1. Отраслевая инструкция по определению, нормированию и учету потерь и разубоживания руды и песков на рудниках и приисках Министерства цветной металлургии СССР. М., 1977. 197 с.
2. Методические указания по нормированию, определению и учету потерь и разубоживания золотосодержащей руды (песков) при добыче. Иркутск, 1994. 265 с.
3. Яковлев В.Л.,Аленичев В.М. Пути повышения эффективности освоения запасов на основе совершенствования методов нормирования потерь // Маркшейдерия и недропользование. 2015. № 2 (77). С. 24 - 28.
4. Методические рекомендации при оценке инвестиционных проектов (вторая редакция). «Экономика». М., 2000. 422 с.
5. Шило Н.А. Основы учения о россыпях: 2-е изд. М.: Наука, 1985.
400 с.
6. Мирзеханов Г.С. Оценочные критерии ресурсного потенциала техногенных образований россыпных месторождений золота дальнего востока россии // Вестник КРА УНЦ. Науки о Земле. 2014. № 1. Вып. 23. С. 139 - 150.
7. Проблемы правового обеспечения хозяйственной деятельности при разработке техногенных месторождений / Ю.А. Подтуркин, В.А. Кот-кин, Р.Х. Муслимов, Р.Н. Салиева // Маркшейдерия и недропользование. 2009. № 6. С. 29 - 33.
8. Аксенов С.А., Филиппов С.А. Рациональное освоение недр — основа концептуального подхода ЦКР ТПИ Роснедра при рассмотрении и согласовании проектной документации на разработку месторождений ТПИ // Рациональное освоение недр. 2012. №1. С.20-29.
9. Панфилов Е.И. О концептуальном подходе к проблеме рационального освоения месторождений твердых полезных ископаемых (экспертная оценка) // Маркшейдерия и недропользование. 2012. № 5 (61). С.9 - 14.
10. Трубецкой К. Н. Панфилов Е.И. Совершенствование методических основ определения и учета потерь твердых полезных ископаемых при освоении месторождений (в порядке обсуждения) // Маркшейдерия и недропользование. 2015. № 4 (78). С. 3 - 13.
Аленичев Виктор Михайлович, д-р техн. наук, проф., гл. науч. сотрудник, alen-ichev@igduran. ru, Россия, Екатеринбург, Институт горного дела УрО РАН
GEOINFORMA TION SUPPORT OF RESOURCE SA VING IN THE DEVELOPMENT
OF GOLDCONTAINING SPRINGS
V.M. Alenichev
The innovative focus of technological proposals to ensure resource saving on the placer is the formation of the operating capacity of the productive layer, taking into account the thickness of the protective layer and the depth of stripping of the raft, as well as the inclusion in the development of the near-contact zone with vertical and inclined contours of deposits, the extraction and processing of rock mass from which ensures break-even operation gold mining enterprise.
Key words: losses, break-even condition, geodata, iso-content surfaces, reservoir top, raft, bottom, production and overburden bench, depressions.
Alenichev Viktor Mikhailovich, doctor of technical Sciences, prof., chief researcher, alen-ichev@igduran.ru, Russia, Yekaterinburg, Institute of mining, Ural branch of the Russian Academy of Sciences
Reference
1. Industry instructions for determining, rationing and accounting for losses and dilution of ore and sand in the mines and mines of the Ministry of non-ferrous metallurgy of the USSR, M. 1977. 197 p.
2. Guidelines for rationing, determining and accounting for losses and dilution of gold-bearing ore (Sands) during mining. Irkutsk, 1994, 265 p.
3. Yakovlev V. L., Alenichev V. M. Ways to improve the efficiency of reserves development based on improving the methods of loss normalization. 2015. No. 2 (77). Pp. 2428.
4. Methodological recommendations for evaluating investment projects (second edition). "Economy". M. 2000. 422 p.
5. Shilo N. A. Fundamentals of the doctrine of placers // 2nd ed. Moscow: Nauka, 1985. 400 p.
6. Mirzekhanov G. S. Evaluation criteria for the resource potential of technogenic formations of placer gold deposits in the Russian far East // Bulletin of the KRA UNC. Earth science. 2014. No. 1. Issue No. 23. P. 139-150.
7. Problems of legal support of economic activity in the development of technogenic deposits / Yu. a. Podturkin, V. A. Kotkin, R. Kh. Muslimov, R. N. Salieva // surveying and subsoil use. 2009. no. 6. P.
29-33. 8. Aksenov S. A., Filippov S. A. Rational development of mineral resources-the basis of the conceptual approach of the Central Committee of TPI Rosnedra when considering and approving project documentation for the development of TPI deposits. 2012. no. 1. Pp. 20-29.
9. Panfilov E. I. on a conceptual approach to the problem of rational development of solid mineral deposits (expert assessment) // surveying and subsoil use. 2012. No. 5 (61). P. 9 - 14.
10.Trubetskoy K. N. Panfilov E. I. Improving the methodological basis for determining and accounting for losses of solid minerals in the development of deposits (in the order of discussion). 2015. No. 4 (78). Pp. 3 - 13.
