CC BY
31
УДК 556.3.01.012:574.4
К ВОПРОСУ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ ГЕОРЕСУРСНОГО ПОТЕНЦИАЛА КОРЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ АЛМАЗОВ НАКЫНСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ (ЯКУТИЯ)
12 3
А.В. Дроздов , А.Н. Акишев , А.И. Мельников
1,2Институт «Якутнипроалмаз», АК «АЛРОСА», 678170, Россия, г. Мирный, ул. Ленина, 39. 3Институт земной коры СО РАН, 664033, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 128.
Дан анализ минерально-сырьевой базы месторождений алмазов Накынского рудного поля. Показано, что в связи с переходом на подземный способ их отработки ожидаемая рентабельность добычных работ будет крайне низкой. Приведены основные сведения о горно-геологических условиях отработки коренных месторождений алмазов Накынского рудного поля, рассмотрены варианты их разработки и условия перехода на подземную добычу подкарьерных запасов.
Предложены концептуальные подходы повышения эффективности и полноты комплексного освоения георесурсного потенциала коренных месторождений алмазов в районе. Показано, что оптимизация добычных работ возможна при учете геологических факторов (морфологических особенностей конкретных трубок, содержания алмазов в тонне руды, размеров рудных тел, общих разведанных и прогнозных запасов и т.д.), горно-технических условий (обводненности, нефтегазонасыщенности, устойчивости пород и др.) и применении комбинированных геотехнологий отработки. В качестве примера реализации такого подхода
- предложены морфогенетические модели алмазоносных трубок «Ботуобинская» и «Нюрбинская» -основных месторождений Накынского рудного поля, формирование которых происходило в две фазы: субвулканическую (с образованием дайковой фации порфировых кимберлитов) и вулканическую (с образованием диатремовой фации кимберлитовых брекчий и кимберлитовых туфобрекчий);
- построены трехмерные модели карьеров в программе «Datamine»;
- проведена оценка оптимальной глубины для карьера «Ботуобинский» по критерию максимума чистого дисконтированного дохода (максимума NPV), расчеты осуществлялись с применением компьютерного моделирования разных вариантов развития карьера с использованием алгоритма «Лерча-Гроссмана» в программе «NPV Scheduler».
Библиогр. 3 назв. Ил. 4
Ключевые слова: коренные месторождения алмазов; Накынское рудное поле; карьер; геотехнология; подземный рудник.
TO THE PROBLEM OF INCREASING EFFICIENCY OF GEORESOURCE POTENTIAL COMPLEX DEVELOPMENT OF NAKYN ORE FIELD PRIMARY DIAMOND DEPOSITS (YAKUTIA)
A.V. Drozdov, A.N. Akishe, A.I. Melnikov
Institute «Yakutniproalmaz», OJSC ALROSA, 39 Lenin St., Mirny, 678170, Russia. Institute of the Earth Crust, SB RAS, 128 Lermontov St., Irkutsk, 664033, Russia.
The article analyzes the mineral resource base of Nakyn ore field diamond deposits. It shows the expected profitability of mining operations to be extremely low due to the switch to underground mining. It provides basic information on the mining and geological conditions of primary diamond deposits of the Nakyn ore field and considers their development options as well as the conditions for switching into underground mining of sub-pit reserves.
For the purpose of improving the efficiency and completeness of complex development of the georesource potential of regional primary diamond deposits, conceptual approaches are proposed. It is shown that the optimization of mining operations is possible under consideration of geological factors (morphological features of spe-
1Дроздов Александр Викторович, кандидат геолого-минералогических наук, зав. лабораторией горногеологических проблем разработки месторождений, тел.: (41136) 92038, e-mail: DrozdovAV@alrosa.ru
Drozdov Alexander, Candidate of Geological and Mineralog^a! sciences, Head of the Laboratory of Mining and Geological Problems of Deposit Development, tel.: (41136) 92038, e-mail: DrozdovAV@alrosa.ru
cific tubes, diamond content per a ton of ore, sizes of ore bodies, general proven and forecasted reserves and others), mining and technical conditions (water content, hydrocarbon saturation, stability of rocks and others), and the application of combined mining geotechnologies.
As an implementation example of this approach the following has been done:
- morpho-genetic models of "Botuobinskaya" and "Nyurbinskaya" diamond pipes are proposed. The named pipes are the main fields of the Nakyn ore field, which were formed in two phases: subvolcanic (involving the formation of dyke facies of porphyry kimberlites) and volcanic (involving the formation of the diatreme facies of kimberlite breccia and kimberlite tuff breccias);
- three-dimensional models of open-pits are built in "Datamine" program;
- the optimum depth for the "Botuobinsky" open-pit mine is estimated by the criterion of maximum net present value (maximum NPV). The calculations have been carried out with the application of the computer simulation of different variants of open-pit mine development using Lerch-Grossman algorithm in "NPV Scheduler" software.
3 sources. 4 figures
Key words: primary diamond deposits; Nakyn ore field; open-pit; geotechnology; underground mine.
Детальная оценка имеющейся минерально-сырьевой базы группы «АЛРОСА» показывает, что из разведанных запасов, числящихся на балансе, после 2014 г. относительно высоко рентабельными для отработки останутся запасы трубки «Интернациональная», коренных и россыпных месторождений алмазов Накынского рудного поля (трубки «Нюрбинская», «Ботуобинская» и прилегающие россыпи). Рентабельность добычных работ на остальных месторождениях, числящихся на балансе и предусмотренных к эксплуатации для подземной (трубки «Мир», «Айхал» и «Удачная») и открытой (трубки «Комсомольская», «Юбилейная», «Зарница», россыпи в районе г. Мирного и Анабар-ском алмазоносном районе, а также трубки «Архангельская», «Карпинско-го-1» на месторождении им. М.В. Ломоносова в Архангельской области) разработки, будет крайне низка.
Из разведанных запасов уже известных месторождений, к примеру, Накынского алмазоносного района, потенциально пригодных для промышленной разработки, но пока не включенных в баланс, лишь незначительная
часть запасов мелких месторождений (дайка «Майская», россыпи трубок «Нюрбинская» и «Ботуобинская») в существующих горно-геологических и финансово-экономических условиях будет эксплуатироваться рентабельно. Запасы остальной (основной) части месторождений этой группы в других алмазоносных районах Якутии и Архангельской области при прогнозируемом среднем содержании менее одного карата на тонну относятся к беднотоварным. При сохранении в перспективе средней цены добытого 1 карата по группе «АЛРОСА», достигнутой в настоящее время, стоимость товарной продукции в тонне сырья будет достаточной, чтобы отнести оцениваемые прогнозные ресурсы к потенциально пригодным для возможного их вовлечения в дальнейшую эксплуатацию.
Коренные месторождения алмазов Накынского рудного поля - трубки «Ботуобинская» и «Нюрбинская» - открыты в 1994 и 1996 гг., а промышленные россыпные залежи обнаружены в процессе разведки кимберлитовых тел и оценки прилегающей площади на без-
2Акишев Александр Николаевич, кандидат технических наук, начальник отдела, тел.: (41136) 91832, e-mail: AkishevAN@,alrosa.ru
Akishev Alexander, Candidate of technical sciences, Head of the department, tel.: (41136) 91832, e-mail: AkishevAN@alrosa.ru
3Мельников Александр Иванович, доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник, тел.: (3952) 428273, e-mail: mel@crust.irk.ru
Melnikov Alexander, Doctor of Geological and Mineralogkal sciences, Leading Researcher, tel.: (3952) 428273, e-mail: mel@crust.irk.ru
рудность. Алмазоносные трубки расположены в юго-западной части Тюнгской структуры раннеархейского фундамента и локализованы в пределах тектономаг-матического блока, ограниченного ба-зитоконтролирующими разноориенти-рованными разломами Вилюйско-Мархинской и Средне-Мархинской тектонических зон. Рудовмещающей структурой служит зона Диагонального разлома, прослеженная на протяжении 8,5 км. На линии разлома находятся три известные на участке кимберлитовые трубки, включая дайку «Майскую». Осевая линия разлома, совпадающая с длинными осями кимберлитовых тел, имеет азимут простирания 20-30°. Около трубок с простиранием разломной зоны
совпадают направления и местоположение даек кимберлитов.
Формирование разведанных алмазоносных трубок происходило в две фазы внедрения: субвулканическую с образованием дайкообразного тела северовосточного простирания, которое сложено порфировыми кимберлитами (ПК) - дайковая фация, и вулканическую с образованием диатремы и кратера, которые сложены автолитовыми кимбер-литовыми брекчиями (АКБ) и кимбер-литовыми туфобрекчиями (КТБ) - диат-ремовая фация. Прорывая терригенно-карбонатные породы осадочного чехла, трубки представляют собой типичные воронки взрыва без выхода на поверхность. Мощность перекрывающих отложений составляет 56-110 м (рис. 1).
40-210
80- 170
160
400
520
250
90
200-- 50
240-- 10
280 - -30
320-- -70
360- -110
-150
440 -190
480 - -230
-270
Рис. 1. Геологический разрез по трубке «Ботуобинская»:
АКБ - автолитовые кимберлитовые брекчии; КТБ - кимберлитовые туфобрекчии; ПК - порфировые кимберлиты. На разрезе указаны возрастные индексы терригенных отложений юры и триаса (^1-2 8п, J1 п J1 ык, Т3^1 dh) и карбонатных толщ ордовика (01 о1) и кембрия (С3 тгк, С3 шг), а также индексы блоков запасов (1-С1, 2-С1, 3-С1, 4-С1, 5-С1, 6-С1, 7-С1)
По трубке «Ботуобинская» разведанные запасы категории С1 подсчитаны до глубины 580 м (-330 абс. м); ниже до глубины 780 м (-530 абс. м) запасы классифицированы по категории С2 и до глубины 980 м (-730 абс. м) выделены прогнозные ресурсы. На стадии разведочных работ установлено, что трубка имеет сложную форму. По размерам площади поперечного сечения она относится к мелким коренным месторождениям алмазов. Балансовые запасы трубки «Нюрбинская» по категории С1 разведаны до глубины 305 м (-55 абс. м), запасы категории С2 - до глубины 570 м (-320 абс. м), а прогнозные ресурсы - до глубины 870 м (-620 абс. м). По особенностям геологического строения и характеру распределения алмазов трубка «Нюрбинская» относится ко второй группе месторождений.
Трубка «Ботуобинская» залегает на глубине 78-110 м под толщей мезозойских образований, прорывая карбонатные и терригенно-карбонатные породы ордовика и кембрия. На уровне до нижнеюрского эрозионного среза рудное тело имеет неправильную удлиненную грушевидную форму, изменяющуюся от дайкообразной в юго-западной части, до округло-овальной в северовосточной части. Округло-овальная часть сформирована кратерной постройкой, а дайкообразная - дайкой, совмещенной с наклонной диатремой. По длинной оси рудное тело имеет северо-восточное простирание (25-28°). Площадь трубки на горизонте +70 абс. м по отношению к площади в верхнем срезе (отметка +170 абс. м) уменьшается на 9,4 %.
Каждая из выделенных разновидностей кимберлитов трубки «Ботуобин-ская» характеризуется специфическими текстурно-структурными признаками, вещественным составом и содержанием алмазов. В кровле рудного тела кимберлиты полностью утрачивают свои текстурно-структурные первичные признаки и представляют собой рыхлые карбо-натно-глинистые породы, часто имею-
щие мелкую и тонкую линзовидную субгоризонтально-слоистую структуру. Порфировые кимберлиты до глубины 280 м слагают дайкообразное тело северо-восточного простирания, которое под кратерной постройкой на глубинах свыше 250 м распадается на две сближенные маломощные дайки. Верхняя часть этого тела до глубины 160 м унаследована АКБ второй вулканической фазы внедрения.
Трубка «Нюрбинская» (рис. 2) пространственно связана с Ботуобинским разломом, являющимся одной из ветвей Вилюйско-Мархинской зоны глубинных разрывных дислокаций. Фрагмент Боту-обинского разлома на глубинах 285-300 м залечен слепым, не выходящим на поверхность дайкообразным телом долери-тов, который разрывает трубку на два разобщенных рудных тела.
В непосредственном обрамлении трубки севернее дайкообразного тела долеритов зафиксирован приподнятый блок пород нижнего палеозоя с отметками кровли толщи верхнего кембрия от +88 до +100 абс. м. К югу от этого блока, непосредственно над дайкообразным телом долеритов и параллельно ему на расстоянии 60-80 м наблюдаются опущенные блоки. Отметки кровли пород верхнего кембрия в пределах этих блоков изменяются от +76 до +94 абс. м соответственно.
Кимберлитовое тело трубки с поверхности перекрыто толщей (56-71 м) рыхлых мезозойских образований и вытянуто по длинной оси в северо-северо-восточном направлении (12-15°). На уровне эрозионного среза в плане трубка имеет округло-эллипсовидную форму при отношении длины к ширине 2:1, представляющую собой типичную воронку взрыва (рис. 3). Поверхность трубки неровная с абсолютными отметками контактов рудного тела от +190,9 до +176 абс. м. Наибольший эрозионный срез наблюдается на южном и северо-западном флангах трубки. Средняя отметка поверхности рудного тела составляет +188,0 абс. м. На контактах
Рис. 2. Геологическая модель трубки «Нюрбинская».
На модели указаны возрастные индексы базальтов фВ3), кимберлитов (аП3-С) и вмещающих толщ ордовика (Ох о1) и кембрия (С3 шгк). В горизонтальном сечении модели цифрами обозначены номера геологических разрезов. Остальные условные обозначения см. на рис. 1
рудного тела зафиксированы маломощные (0,2-2,0 м) дайки порфировых кимберлитов. Последние имеют субмериди-анальные ориентировки, совпадающие с направлением длинной оси трубки.
Утвержденные до глубины 570 м (-320 абс. м) запасы руды по трубке «Нюрбинская» будут, в среднем, добываться 19 лет с годовой производительностью карьера 1200-600 тыс. т. Намечаемая с 2015 г. открытая разработка трубки «Ботуобинская» с производительностью до 600 тыс. т/год продлит период существования Нюрбинского ГОКа еще на 13 лет. Запасы россыпей трубок «Нюрбинская» и «Ботуобин-ская» для открытой добычи с производительностью до 600 тыс. м /год будут отрабатываться в течение последующих
16 лет. Горнотехнические условия алмазоносных месторождений предопределяют выбор углубочной системы разработки (рис. 4) с вывозкой пустых пород во внешние вскрышные отвалы.
Высокие темпы понижения горных работ, наряду с тем, что основной объем горной массы сосредоточен в верхней части карьеров, делают наиболее рациональным применение автомобильного транспорта. Вскрытие рабочих горизонтов карьеров осуществляется временными автомобильными съездами, которые при достижении нерабочего борта преобразуются в капитальные съезды со спиральной, спирально-петлевой формой трассы. На погрузке горной массы в карьерах используется
Рис. 3. Схема блокировки запасов и блочная модель трубки «Нюрбинская».
Условные обозначения см. на рис. 1, 2
мощное горное оборудование отечественного и зарубежного производства - электрические экскаваторы-мехлопа-ты и дизельные гидравлические экскаваторы с ковшами емкостью 6-17 м3, карьерные погрузчики с ковшами емкостью до 15-16 м3. Транспортирование горной массы осуществляется карьерными самосвалами грузоподъемностью от 45 до 136 т. Высота рабочих уступов составляет 12-15 м, на нерабочем борту они объединяются по три-четыре яруса, образуя уступы высотой до 60 м.
Горная масса в алмазодобывающих карьерах, в основном, состоит из скальных пород, что приводит к необходимости ее предварительной подготовки к выемке. Наиболее широкое распространение для этих целей получил буровзрывной способ, с помощью которого готовят практически весь объем пустых пород и большую часть кимбер-литовой руды. Лишь в исключительно редких случаях, когда ведение взрывных работ невозможно по каким-либо причинам, применяют безвзрывные способы подготовки (в основном бульдозерное рыхление). Бурение взрывных
скважин осуществляется, в основном, станками шарошечного бурения с диаметром 215-230 мм. С увеличением глубины карьеров резко возрастает объем вскрышных работ и грузоперевозок, особенно в начальный период эксплуатации.
Развитие подземной технологии добычи алмазосодержащих руд началось в 70-х годах прошлого столетия и связано с проектированием и строительством «первенца» алмазодобывающей промышленности страны - подземного рудника «Интернациональный». Оно было направлено на поддержание плановых объемов добычи, в основном, из-за сокращения сырьевых запасов для отработки открытым способом месторождений трубок «Интернациональная», «Мир» и «Айхал». По состоянию на 2014 г. на территории Западной Якутии строится и находится в эксплуатации четыре крупных подземных рудника, на которых применена комбинированная геотехнология.
Современный этап и дальнейшие перспективы алмазодобычи для АК «АЛРОСА» характеризуются значи-
тельным осложнением горногеологических и горнотехнических условий освоения коренных месторождений алмазов Якутии, при этом происходит планомерный переход от открытого способа разработки богатых ким-берлитовых трубок к открыто-подземным, а затем подземным геотехнологиям. Увеличение глубины ведения горных работ сопровождается снижением мощности рудных тел, а в некоторых случаях и качества минерального сырья. Раздельное проектирование открытых и подземных работ без увязки основных технологических решений не раскрывает основных преимуществ комбинированной геотехнологии. Ее возможности в комплексной увязке единого проекта при рациональном сочетании технологических процессов различных способов разработки значительно шире. Они состоят в использовании оборудования и технологий каждого из применяемого вида горных работ в наиболее благоприятных условиях и, следовательно, с наивысшей производительностью и экономичностью. Этому способствует оп-
тимизация области наиболее эффективного применения геотехнологий с учетом фактора риска.
Оборудование открытых работ характеризуется более высокой производительностью, способно обеспечить высокую интенсивность освоения запасов и снизить трудоемкость работ. При комбинированной разработке месторождений для определения технологии очистных работ рекомендуется в наибольшей степени использовать карьерное оборудование. И только в труднодоступных и опасных местах, на больших глубинах следует ориентироваться на применение более мобильных и малогабаритных машин подземного исполнения, в необходимых случаях с дистанционным управлением.
Следует особо подчеркнуть, что в условиях криолитозоны отрицательные температуры горного массива и воздушной среды являются тем положительным фактором, который обеспечивает устойчивость крутых откосов бортов карьера, высоких обнажений в подземных камерах, и этот фактор необходимо учиты-
Рис. 4. Схема отработки трубки «Нюрбинская» 80
вать при обосновании технологии открыто-подземных работ в переходной зоне. Устойчивость горного массива при отрицательных температурах является важнейшим условием успешной отработки рудных участков в основании или бортах карьера. Отрицательные температуры способствуют применению льдопородной, замерзающей твердеющей и комбинированной закладки.
Выбор оптимального варианта системы и технологии отработки конкретного алмазного месторождения зависит от множества факторов, основными из которых являются горно-геологические условия (обводненность, нефтегазона-сыщенность, устойчивость пород и др.), содержание алмазов в тонне руды, размеры рудных тел, общие разведанные и прогнозные запасы и т.д. Во всех случаях основным критерием выбора наиболее эффективного варианта системы и элементов технологий алмазодобычи должен быть экономический показатель, отражающий капитальные вложения, эксплуатационные затраты, экологические потери и другие факторы. Окончательный выбор варианта системы разработки месторождения применительно к конкретным горно-геологическим и горнотехническим условиям должен осуществляться с разделением на отдельные этапы с установлением времени и объемов подготовительных и добычных работ. При этом учитываются экономические критерии с дополнительными ограничениями, отражающими минимально допустимый стоимостной уровень товарной продукции при той или иной геотехнологической схеме отработки алмазоносной трубки.
В этих условиях становятся особенно актуальными современные подходы к анализу и оценке проблем текущего и перспективного (долгосрочного) планирования и развития горных работ с выработкой эффективных научно-практических и проектных решений по обеспечению конкурентоспособности и объемов добычи алмазов в России на современном экономическом этапе. По-
этому приоритетной задачей нынешнего периода для планирования в АК «АЛРОСА» следует считать выбор и оптимизацию способов разработки коренных месторождений (главным образом комбинированного), модернизацию техники и технологий открытых и подземных горных работ.
В большинстве случаев при комбинированной отработке месторождений к моменту перехода на подземную добычу стоимость оставшейся руды в земных недрах не превышает 1/3 от общих разведанных запасов [3]. При этом удельные капитальные вложения на подземную отработку будут тем выше, чем больше глубина открытых горных работ. Поэтому часто на алмазных месторождениях с раздельной оценкой капитальных вложений, эксплуатационных затрат, полученных прибылей от открытой и подземной добычи создается ситуация с неэффективностью подземной отработки глубоких горизонтов кимберлитовых трубок и полного извлечения всех разведанных запасов. Таким образом, напрашивается явный вывод о необходимости осуществления экономических расчетов только для комбинированного способа разработки по большинству коренных алмазных месторождений с учетом рационального освоения земных недр с освоением всех запасов сырья, а также положительного баланса финансовых затрат и получаемых прибылей. Создающиеся прибыли от карьерной разработки должны инвестироваться в строительство подземных рудников с возможностью извлечения всех разведанных запасов по рассчитанным этапам комбинированной геотехнологии.
Как правило, строительство и ввод в эксплуатацию подземных рудников с проектными объемами алмазодобычи после завершения открытых горных работ приводит к консервации месторождения на несколько лет. Поэтому своевременное начало строительства подземного комплекса является важным фактором комбинированной геотехноло-
гии с ликвидацией или сокращением перерыва по добыче руды между открытыми и подземными горными работами. В то же время этапность и способы эффективного и научно-обоснованного освоения подземного пространства для алмазоносных трубок могут отличаться с учетом применения различных схем: открытой, подземной, открыто-подземной, открыто-подземно-открытой или других геотехнологических вариантов. На отдельных этапах открытые и подземные горные работы могут осуществляться параллельно с учетом горно-геологических условий месторождений.
Довольно высокая товарная ценность сырья месторождений Накынско-го поля, а также большая глубина разведанных запасов и ресурсов предопределяет необходимость оценки возможности подземной отработки месторождений. На трубках «Нюрбинская», «Ботуобинская» и дайке «Майская» обоснование границ открытых горных работ на первом этапе выполнено косвенным методом, со сравнением затрат на их отрытую и подземную отработку. Границы открытых горных работ для россыпных месторождений не определялись, т.к. позволяют отработать 100 % запасов песков попутно с рудой. Косвенный метод основан на сравнении контурного Кк и граничного Кг (экономически целесообразного) коэффициентов вскрыши, обеспечивающих примерное равенство стоимости руды, добытой на предельном горизонте открытыми работами, и стоимости для подземных работ. Предельное условие минимальных затрат соблюдается при Кг = Кк, что соответствует принципу Кг < Кк, в основу которого заложен критерий минимума расчетных затрат на комбинированную разработку всего месторождения.
Детальные расчеты объемов в контурах прирезки горной массы выполнены графически путем построения трехмерных моделей карьеров в программе «Datamine». Дополнительно к данному способу проведена оценка оптимальной глубины, к примеру, для ка-
рьера «Ботуобинский» по критерию максимума чистого дисконтированного дохода (максимума NPV). Расчеты осуществлялись с применением компьютерного моделирования разных вариантов развития карьера с использованием алгоритма «Лерча-Гроссмана» в программе «NPV Scheduler». В качестве необходимых исходных данных были оценены удельные затраты на вскрышные, добычные, транспортные работы и обогащение, а также стоимость товарной продукции и т.д. В результате расчетов было определено, что глубина карьера, обеспечивающая максимум NPV, составляет 560 м, однако алгоритм программы направлен на максимально полное извлечение товарной продукции при минимальных затратах, т.е. программа отстраивает карьер таким образом, что в бортах остаются рудные целики. В «оптимальном» контуре карьера предусматривается полная отработка рудного тела до глубины 360 м, а нижние 200 м отстраиваются с оставлением рудных целиков, при этом средний коэффициент вскрыши составляет 8 м /т при объеме добычи руды 11,5 млн т. Наиболее близким (по объему руды и среднему коэффициенту вскрыши) к «оптимальному» варианту карьера, но отстроенному с учетом полной отработки запасов без оставления рудных целиков в бортах, является вариант карьера «Ботуобинский» с глубиной 450 м. Оставленные ниже запасы извлекаются подземным способом.
В то же время параметры и оценка только подземной отработки месторождений указывают на более трудоемкий и высокостоимостный проектный уровень затрат. Применение общего комплексного стоимостного расчета позволяет оптимизировать капитальные затраты на полное извлечение запасов алмазов. При этом подходе должны рассматриваться возможные варианты, направленные на ограничение глубины открытой разработки с ее дальнейшим разделением. В таких условиях целесообразнее применять этапы комбинированной
геотехнологии, при которой возможности специальных методов и горнотранспортного оборудования открытого способа разработки используются на конечных стадиях для проведения углу-бочных работ ниже проектного дна карьера без разноса его бортов. Максимальное использование глубин карьерных горных работ дает возможность эффективного и плавного перехода от открытого к подземному способу отработки алмазных месторождений или, наоборот, от подземного к открытому.
Важно отметить, что перспективы развития комбинированной геотехнологии связаны с изменением стратегии освоения месторождений и переходом на комплексное проектирование поэтапной отработки их запасов различными способами при единой схеме вскрытия и подготовки. Поэтому предусматривается выделение переходных зон вблизи границы разделения рудных тел для разных способов отработки с учетом производства горных работ на принципах рационального сочетания технологических процессов различных геотехнологий. В таком проекте технологически и календарно должен быть увязан порядок и режимы открытых, подземных работ и специальных элементов, учитывающих создание единой схемы вскрытия, совместно решены вопросы геомеханики, вентиляции, водоотлива, транспортирования горной массы. Целесообразно совместное использование транспортных выработок, чаще - подземных транспортных путей, для выдачи рудной массы из карьера и подземного рудника, использование подземного дробильного комплекса, участка рудничной сепарации, общего вспомогательного и ремонтного хозяйства.
Границы между открытыми и подземными работами следует определять не традиционным сравнением экономических показателей различных способов добычи, а на начальном этапе вовлечения трубок в эксплуатацию по максимуму совокупного дохода от освоения месторождения в целом. Выбор страте-
гии освоения месторождений алмазов Накынского рудного узла с их высокой ценностью при максимуме совокупного дохода выявил преимущество последовательно-параллельной схемы, когда наряду с отработкой основных запасов открытым способом и получением при этом максимальной прибыли производится строительство шахтных стволов и подготовительных подземных выработок. С вводом в эксплуатацию первой очереди подземного рудника приступают к отработке запасов первого подземного горизонта и формированию на границе карьера и шахтного поля рудного разделительного целика. После выемки запасов первого слоя системами разработки с твердеющей закладкой и формирования искусственного целика извлекают запасы рудного разделительного целика открыто-подземной безуступной технологией с крутыми откосами бортов. Естественная устойчивость крутых откосов открыто-подземного яруса в условиях вечной мерзлоты существенно повышает производственные возможности и эффективность данных геотехнологий. Параллельное производство работ на нижележащих подземных горизонтах, изолированных искусственным целиком, позволяет не только компенсировать потерю мощности рудника, но и произвести наращивание суммарной алмазодобычи по месторождению.
Таким образом, реализация принципов комплексного освоения месторождений возможна на основе системного подхода к проектированию, при котором каждая из проектных задач рассматривается как элемент единой технологической цепочки. При этом эффективность частных проектных решений оценивается с позиций обеспечения максимальной эффективности всей геотехнологической концепции алмазодобычи в Накынском рудном поле. В отличие от традиционной методологии, предполагающей последовательное и в значительной степени обособленное решение основных проектных задач, при комплексном освоении ме-
сторождения методы проектирования предусматривают системное обоснование технологической схемы отработки каждого этапа. На основе исследования взаимосвязи проектных задач и оптимизации комплексной схемы вскрытия, подготовки, технологии, направления и порядка очистной выемки выделяют временные и пространственные границы различных этапов освоения месторождений рудного узла.
Для высокоэффективной и безопасной отработки всех запасов коренных алмазных месторождений Накын-ского поля, в частности комбинированным способом, необходимо постоянное совершенствование научно-
методической базы и нормативной документации применительно к разработке данных уникальных трубок на основе проведения комплексных целевых исследований и опытно-промышленной апробации технологических решений. Одна из важных задач при оптимизации параметров и этапов открытых и подземных работ решается на основе использования ГИС-технологий по результатам моделирования рудных тел с учетом данных по их строению, запасам, содержаниям и стоимости алмазов, а также построения контуров горных выработок с расчетом временных отрезков комбинированной отработки на заданный период.
Стадия оптимизации считается важнейшим предпроектным этапом для проектирования каждого карьера и руд-
профессор Иркутского гс
ника, а также необходимой корректировки в процессе ведения горных работ и стратегии их развития при изменении базовых экономических показателей горнодобывающего предприятия.
Большинство осваиваемых кимберлито-вых трубок АК «АЛРОСА» относится к разряду глубоко разрабатываемых с большим периодом функционирования. С учетом вариации экономических показателей алмазного сырья в мировой практике накопленный опыт решения проблем алмазодобычи по Якутии в настоящее время может быть обобщен и использован на основе современных методов комплексной оценки конкретного месторождения и научно-обоснованных вариантов в принимаемых решениях по его освоению.
Библиографический список
1. Каплунов Д.Р., Калмыков В.Н., Рыльникова М.В. Комбинированная геотехнология. М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2003. 560 с.
2. Каплунов Д.Р., Рыльникова М.В., Калмыков В.Н. и др. Комбинированная геотехнология при освоении алмазоносного месторождения трубки «Удачная» // Горная промышленность. 2005. № 4. С. 22-26.
3. Савич И.Н. Комбинированная разработка кимберлитовых месторождений // Горная промышленность. 2004. № 1. С. 42-43.
Рецензент доктор технических наук, гвенного технического университета В.И. Снетков
