Научная статья на тему 'Концепция комбинирования технологий разработки рудных месторождений'

Концепция комбинирования технологий разработки рудных месторождений Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
287
197
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МЕТАЛЛ / ТЕХНОЛОГИЯ / ПОДЗЕМНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ / КОМБИНИРОВАНИЕ / ПОТЕРИ / РАЗУБОЖИВАНИЕ / МОДЕЛЬ / ЭФФЕКТИВНОСТЬ / ЭКОЛОГИЯ / METAL / TECHNOLOGY / UNDERGROUND LEACHING / COMBINING / LOSS / DILUTION / MODEL / EFFICIENCY / ECOLOGY

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Голик Владимир Иванович, Комащенко Виталий Иванович, Качурин Николай Михайлович

Охарактеризована проблема обеспечения промышленности металлами. Сформулированы принципы комбинирования технологий разработки рудных металлических месторождений. Приведены экономико-математические модели определения эффективности использования комбинированной технологии и моделирования результатов получения металлов на конкретном примере. Даны рекомендации по использованию опыта выщелачивания вскрываемых минералов на горных предприятиях.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Голик Владимир Иванович, Комащенко Виталий Иванович, Качурин Николай Михайлович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CONCEPT OF COMBINING TECHNOLOGIES BY MINING ORE DEPOSITS

The problem of providing industry by metals was characterized. Principals of combined technologies for mining metal ore deposits were formulated. Economical-mathematical models for defining efficiency of using combined technology and modeling results of getting metals on concrete example were submitted. Recommendations by using experience of leaching minerals at mining enterprises were given.

Текст научной работы на тему «Концепция комбинирования технологий разработки рудных месторождений»

ГЕОТЕХНОЛОГИЯ

УДК:662.341.012: 662.85

КОНЦЕПЦИЯ КОМБИНИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ РАЗРАБОТКИ

РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

В.И. Голик, В.И. Комащенко, Н.М. Качурин

Охарактеризована проблема обеспечения промышленности металлами. Сформулированы принципы комбинирования технологий разработки рудных металлических месторождений. Приведены экономико-математические модели определения эффективности использования комбинированной технологии и моделирования результатов получения металлов на конкретном примере. Даны рекомендации по использованию опыта выщелачивания вскрываемых минералов на горных предприятиях.

Ключевые слова: Металл, технология, подземное выщелачивание, комбинирование, потери, разубоживание, модель, эффективность, экология.

Введение. В настоящее время проблема обеспечения промышленности металлами обостряется в связи с уменьшением запасов месторождений в доступных регионах планеты. Ресурсы эксплуатируемых месторождений сокращаются, содержание металлов в товарных рудах уменьшается, а себестоимость производства металлов удорожается. Выборочная отработка наиболее богатых руд увеличивает одновременно и потери руд и металлов, и разубоживание, что еще более ослабляет минерально-сырьевую безопасность стран [1]. Становится очевидным, что потеря качества при разубоживании руд в процессе валовой выемки с геометризацией рудных полей не компенсируется переработкой методами обогащения, что подтверждается не уменьшающимися потерями металлов при обогащении и прогрессирующим объемом отходов горного производства. Традиционные обогатительные процессы не обеспечивают полного раскрытия минералов, а интенсивность совершенствования процессов обогащения уступает темпам развития горных процессов извлечения руд [2-4].

Экологическая ситуация в регионах добычи и переработки руд заставляет искать пути контроля параметров взаимодействия горнодобывающих предприятий и экосистем окружающей среды, моделируя потенциальные негативные воздействия на экологически чувствительные зоны и объекты окружающей среды, но проблемы уменьшения объемов хвостов обогащения и обеспечения сырьем для изготовления твердеющих смесей остаются нерешенными. Наиболее перспективным направлением поддержания и упрочнения минерально-сырьевой базы является вовлечение в производство бедных и забалансовых запасов месторождений с перенесением процессов извлечения металлов из руд в подземных условиях. Это позволяет одновременно решать соседствующие задачи: упрочнение минерально-сырьевой базы горных предприятий и уменьшение масштабов деградации поверхности Земли [5]. Возможность использования некондиционных запасов руды предоставляют технологии с выщелачиванием металлов на месте залегания руд, достаточно хорошо освоенные в урановом производстве. Однако выщелачивание руд в масштабах всего месторождения не отвечает требованиям экономичности и времени отработки, поэтому новые методы выщелачивания комбинируют с традиционной добычей богатых руд с минимизацией потерь путем применения систем с закладкой пустот твердеющими смесями.

Необходимость решения указанных проблем подтверждается двумя обстоятельствами. Металлические руды - комплексные и утилизация хвостов обогащения без извлечения из них оставшихся металлов экономически и экологически неприемлема [6]. Ряд металлов, например, золото, уран, медь, цинк и др. вскрываются методами выщелачивания с минимальными затратами, удешевляя себестоимость основного продукта. Экономическая эффективность отработки балансовых и забалансовых запасов достигается при комбинировании новых и традиционных технологий. Опыт комбинирования традиционных и новых технологий в ходе решения технологических и экологических проблем накоплен на рудниках России, Казахстана и Украины [7].

Методы и материалы исследования. Вторая половина ХХ века характеризуется прогрессом технологий с закладкой выработанного пространства: дискретной сухой, гидравлической, глиняной и, наконец, монолитной твердеющей закладкой (рис.1) [8].

При всех неоспоримых и многопрофильных достоинствах технологии с закладкой требуют выдачи на поверхность для переработки всей горной массы, в том числе и некондиционной по содержанию металлов, что не ликвидирует недостатков традиционной технологии. Радикальным методом улучшения ситуации является перенесение процессов обогащения некондиционных полезных ископаемых в недра (рис.2).

Рис. 1. Система разработки с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью: 1...4 - последовательность извлечения запасов

Многие эксплуатируемые металлические месторождения в настоящее время содержат техногенные запасы технологически раздробленной горной массы, подготовленной к выщелачиванию. Практическое использование методов выщелачивания при разработке месторождений бедных и забалансовых руд, потерянных при традиционных методах добычи, начались более 50 лет. В технологически развитых странах геотехнологические методы добычи урана, золота, меди, цинка и др. металлов применяются в промышленных масштабах. Так, основной добытчик Российского урана Приаргунский комбинат добывает этой технологией до половины своей продукции [9].

На урановом месторождении Северного Кавказа рентабельно выщелачивали уран при содержании в руде в 2 раза меньше балансового порога в течение 30 лет. Подземное выщелачивание балансовых руд с извлечением в раствор 72 % металлов осуществлено на урановом месторождении в Северном Казахстане.

Кучное выщелачивание металлов широко распространено на золотодобывающих, медных и урановых рудниках как возможность утилизации хвостов первичной переработки. Вскрытие минералов химическими реагентами позволяет извлечь до 50...70 % металлов. Для уменьшения риска богатые руды выдают на поверхность и перерабатывают на заводе, остальные - в подземных блоках и штабелях на поверхности. Побочными товарными продуктами технологий с выщелачиванием являются металлы,

строительное сырье, обессоленная вода, хлор, водород, кислород, кислоты и щелочи.

Концепция рационального использования минеральных ресурсов предусматривает:

- снижение разубоживания руд породами при закладке пустот твердеющими смесями;

- полное использование запасов при выщелачивании убогих и бедных руд;

- гидрометаллургическую переработку руд с извлечением всех ценных компонентов.

Дренажные скважины

Рис. 2. Выщелачивание металлов в подземных блоках: а - план и разрез

по А-А и Б-Б:1 - этажные штреки; 2 - приемник растворов; 3 - отрезная щель; 4 - отрезной восстающий; 5 - руда; 6-рудоспуски;

7 - верхний штрек; 8 - трубопровод для подачи раствора; 9 - скважины для подачи раствора; 10 - восстающие; 11 - выпускные выработки; б - подача выщелачивающего раствора с поверхности руды

Перспективы закладочных технологий связаны с использованием хвостов обогащения после извлечения из них металлов, а также хвостов выщелачивания. Выщелоченные руды, которые по окончанию извлечения металлов остаются на месте залегания, естественными вяжущими веществами скрепляются в массив, прочность которого сравнима с прочностью твердеющих смесей при малом расходе цемента [10]. В зависимости от

природных и экономических условий горное предприятие переживает от одного до нескольких этапов, на каждом из которых возможно использование технологий с выщелачиванием (рис.3) .

Рис. 3. Этапы разработки месторождения

Первый этап характеризуется опережающей выемкой богатых участков месторождения, второй этап - уменьшением запасов богатых руд, что компенсируется увеличением объемов добычи, а третий этап - извлечением металлов из некондиционных руд и отходов переработки. Оптимальной схемой разработки месторождения является рациональное использование возможностей выщелачивания во времени и пространстве (рис.4).

гидрометаллургический

обогатительная переработка

фабрика растворов

куча

богатые руды

бедные руды

Рис. 4. Оптимизированная схема разработки месторождения

Эффективность разработки месторождения на первом этапе оценивают, используя следующие соотношения [11]:

' '' А1 (41- с1) (1)

IП =1

г=1

(1 + Е)

А = I ( з6 ) = ( З0 - Зу+36), 80

где П1- прибыль, руб.; А1 - производственная мощность предприятия, т/год; 41 - извлекаемая ценность руды, руб./ед.; с1 - стоимость добычи и переработки, руб./ед.; Е- коэффициент дисконтирования, доли ед.; З6 - запасы балансовых руд, т; Зо - оцененные запасы месторождения, т; Зу+з6 -запасы убогих и забалансовых руд.

Эффективность разработки месторождения на втором этапе:

I П = 1 А2(Ц2 ~ С2) (3)

1 2 (1 + Е) 1 (1 + Е )^ ^

А = I (Зу+3б ) = ( Зо - Зб), (4)

где П2 - прибыль, руб.; А2 - производственная мощность предприятия, т/год; 42- извлекаемая ценность руды, руб./ед.; с2- стоимость добычи и переработки, руб./ед.; Е - коэффициент дисконтирования затрат и прибыли, доли ед.; З6 - запасы балансовых руд, т; Зо-оцененные запасы месторождения, т; Зу+з6 - запасы убогих и забалансовых руд.

Эффективность разработки месторождения на третьем этапе:

I П = 1 I А3 (цз- Сз) (5)

1 3г (1 + Е) 1 (1 + Е )3-1, ' '

Аз = I ( Зз6+хе ) = ( Зо - 36 ), (6)

где П3 - прибыль, руб.; А3 - производственная мощность предприятия, т/год; - извлекаемая ценность руды, руб./ед.; с3- стоимость добычи и переработки, руб./ед.; Е - коэффициент дисконтирования, доли ед.; 36 -запасы балансовых руд, т; 3о - оцененные запасы месторождения, т; Зз6+хв-запасы забалансовых руд и хвостов обогащения.

Для сравнения эффективности вариантов нами выполнен анализ производственной функции в современных моделях экономического роста для условий: из исходного сырья на металлургическом заводе будет извлечено 40 % металла с коэффициентом извлечения 0,93. Из оставшихся на подземное выщелачивание 50 % балансовых запасов при коэффициенте извлечения 0,8 и с учетом потерь при переработке растворов будет получено 39 % металла. При содержании металла в забалансовых рудах 1г/т в конечный продукт будет извлечено 2,3 % металла, а сквозной коэффициент извлечения составит 0,88. Максимальные значения целевой функции приурочены к комбинациям традиционной технологии и подземного выщелачивания на этапе 2. При среднем содержании металла наиболее эффективной комбинацией технологий является соотношение 15 % - традиционной технологии (ТС) и 85 % - подземного выщелачивания (ПВ). При повышенном содержании металла оптимальным соотношением технологий является 40 % - ТС и 60 % - ПВ.

Если 40 % руды выдается на поверхность, а 60 % руды выщелачивается под землей, при одинаковой производительности по горной массе

при комбинированной технологии производительность по металлу в 2 раза выше, чем при традиционном способе. Производительность труда рабочего горного цеха по металлу возрастает в 1,5 раза. Рудные площади, находящиеся в отработке, возрастают в 3 раза.

Основное производство удешевляют следующие товарные продукты из отходов:

- металлы и неметаллы в виде солей и оксидов;

- вторичные хвосты с содержанием ингредиентов ниже ПДК;

- обессоленная вода для систем отопления, охлаждения и др. целей;

- газообразные продукты: хлор, водород и кислород.

Прибыль от выщелачивания металлов из некондиционного сырья:

1 1 Пм

Пх = Сш + + ¿о .О - Зоо - Зом (2в + ¿м М - Зом - Змм ^ ,(7)

/=1 /=1

где Пх - прибыль от переработки хвостов, руб/т; СТо - стоимость реализации продукции переработки хвостов, руб/т; Зоо - затраты на обогатительный передел хвостов обогащения, руб/т; Зом - затраты на металлургический передел хвостов обогащения, руб/т; по - количество извлекаемых компонентов из хвостов обогащения; Qo - масса хвостов обогащения, т; ¿о -

время переработки хвостов обогащения, год; С°ш - штрафы за хранение хвостов обогащения, руб/год; СТМ - стоимость реализации продуктов переработки хвостов металлургии, руб/т; Зом - затраты на обогащение хвостов металлургии, руб/т; Змм - затраты на металлургический передел хвостов металлургии, руб/т; пм - количество извлекаемых из хвостов металлургии компонентов; Qм - масса хвостов металлургии, т; ¿м - время переработки хвостов металлургии, год; См - штрафы за хранение хвостов металлургии, руб/год.

Извлечение металлов выщелачиванием из бедных руд и хвостов переработки возможно на всех этапах разработки месторождения (рис. 5).

Эффективность комбинирования технологий разработки месторождений оценивают путем сравнения показателя полноты извлечения полезного компонента (ПК) из недр традиционным (ТС) и комбинированным способами добычи. Для обоснования целесообразности применения технологий на основе статической экономико-математической модели исследуют их реакцию целевой функции - прибыли на изменение параметров разработки. Сравнительный анализ по двум критериям позволяет определить оптимальное значение прибыли и выбрать оптимальный вариант извлечения металла.

11

Рис. 5. Технология с выщелачиванием металлов из руд: 1 - штабель КВ; 2 - блок ПВ; 3 - отвал; 4 - пруд; 5-5,6,7,8 - емкости; 9,10 - технологические аппараты; 11 - сорбционно-десорбционная колонна; 12-15 - вспомогательное оборудование

Коэффициенты извлечения при подземном выщелачивании (ПВ) и кучном выщелачивании (КВ) изменяются в пределах от 0,6 до 0,9. Сопоставимыми рисками для традиционной технологии являются расчеты по средним значениям, а по комбинированной технологии - по нижнему пределу коэффициента извлечения. Максимальные значения целевой функции достигаются в случае комбинирования ТС и ПВ. Оптимум целевой функции обеспечивает вариант, когда при содержании металлов в запасах блока ниже 65... 70 условных единиц технологии соотносятся как 15 % ТС и 85 % ПВ. Максимальное значение прибыли достигается при содержании металла в запасах от 65 - 70 до 130.150 ед. и соотношении технологий: 40 % - ТС и 60 % - ПВ. Оптимальное значение параметра производительности труда достигается, когда 40 % руды выдается на поверхность, а 60 % руды выщелачивается под землей. При этом производительность по металлу в конечном продукте в 2 раза выше, чем при традиционном способе при той же производительности по горной массе. Производительность труда рабочего горного цеха по конечному продукту возрастет в 1,5 раза.

При одинаковой численности рабочих горного цеха производительность рудника по горной массе при комбинированной технологии составит 40 % от традиционного способа, а производительность по металлу в конечном продукте увеличится в 1,5 раза. Сквозной коэффициент извлечения при комбинированной технологии сопоставим с извлечением при традиционной технологии, а в тех случаях, когда он оказывается ниже, за счет минимизации затрат компенсирует потери и обеспечивает прибыль.

Пример. Месторождение представляет собой линзообразное тело, сложенное пятью зонами с запасами, определенными на основе нормального закона распределения с уровнем значимости 0,05 по критерию «хи -квадрат» и с различными содержаниями металла в каждой зоне.

Запасы рудных зон:

1. 10000 масс. ед. руды с содержанием ПК 0,2 ед.;

2. 20000 масс. ед. руды с содержанием ПК 0,06 ед.;

3. 25000 масс. ед. руды с содержанием ПК 0,05 ед.;

4. 20000 масс. ед. руды с содержанием ПК 0,025 ед.;

5. 25000 масс. ед. руды с содержанием ПК 0,02 ед. Всего в контуре содержатся 100000 масс. ед. руды и 5450 масс. ед.

металлов. При отработке месторождения ТС отрабатываются зоны 1,2 и 3, а зоны 4 и 5 в виду низких содержаний из отработки исключены. Содержание ПК составляет МБ = 4450 масс. ед.

Извлечение при традиционной технологии. При переработке добытой ТС руды извлечение в концентрат на ОФ составляет е2 = 0,9, а извлечение полезного компонента из концентрата в готовый продукт е3 = 0,98. Конечное извлечение 8т при традиционном способе:

8т = 818283 Мб = 0,95 • 0,9 • 0,984460 = 0,68. т 123 М 5450

Извлечение при выщелачивании. Отработке выщелачиванием подвергается зона 1, содержащая металлы в количестве 2000 масс. ед. Готовый продукт при переработке руды на ОФ и ГМЗ:

Мгп = в2в3 М1 = 0,9 • 0,98 • 2000 = 1760 масс. ед.

Количество металлов в недрах для ПВ:

М0 = М — М1 = 5450 - 2000 = 3450 масс. ед.

Руды выщелачиваются на 45 % ( еп = 0,45), а из оставшейся части руды ПВ извлекается следующее количество металлов:

Мпв = Мо8п = 3450 • 0,45 = 1550 масс. ед.,

где 8п - коэффициент извлечения металлов из руд технологиями с выщелачиванием.

Общее извлечение

8 = М гп + М пв = 1760 +1550 = 0 61

кп М 5450 ' '

Таким образом, общее извлечение металлов при выщелачивании

будет ниже, чем при традиционном способе.

Извлечение при комбинированной технологии. По комбинированной

технологии руду выдают из зон 1, 2, 3 и ПК:

8 — 8 0 45 — 0 68

М' = Ьп Ьт М =-2-г-5450 = 2900 масс. ед.

8п — 8283 0,45 — 0,9 • 0,98

Масса извлекаемых металлов:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

М *гп = М' 8182 = 2900 • 0,9 • 0,98 = 2560 масс.ед. Количество металлов, извлекаемых по технологии ПВ: М 0 = М — М' = 5450 — 2900 = 2550 масс. ед.

Количество извлекаемого полезного компонента при ПВ:

М *пв = М о 8 п = 2550 • 0,45 = 1150 масс. ед. Конечное извлечение при комбинированной технологии:

2560+1150

= 0,68.

М' + М'

гп пв

М 5450

Комбинирование обеспечивает сквозное извлечение металлов из недр не ниже, чем при традиционном способе. Среднее содержание металлов в выдаваемой руде при коэффициенте разрыхления К р = 1,35:

в

М' К,

2900 • 1,35

0 (К, — 1) 100000 (1,35 — 1)

0,112.

Для выполнения этого условия необходимо выдать: из зоны 1 - всю руду, из зоны 2 - 10000 масс. ед. руды с содержанием 0,06 ед. из зоны 3 -5900 масс. ед. руды с содержанием 0,05 ед. Максимальная эффективность отработки обеспечивается при условии

8 —8 М' >—п-^ М

8п 8283

где М - количество полезного компонента в недрах месторождения, масс. ед; М'- количество полезного компонента, выдаваемого из недр, масс. ед.

В состав металлсодержащих хвостов переработки входят ценные и дефицитные металлы, стоимость которых может быть сопоставима со стоимостью извлекаемых металлов [12]. В последнее время развивается направление извлечения металлов из хвостов горного производства путем комбинирования процессов механической активации и химического выщелачивания, что позволяет извлекать металлы до уровня предельно допустимой концентрации на 2 порядка быстрее, чем при агитационном выщелачивании (рис. 6).

Рис. 6. Схема выщелачивания руд в дезинтеграторе

Результаты. По результатам моделирования могут быть рекомендован алгоритм комбинирования: бедная руда перерабатывается кучным выщелачиванием, рядовая руда после обогащения направляется на ГМЗ, а богатая руда отправляется на переработку без обогащения. Коэффициент извлечения металлов изменяется на 8.10 %. Снижение качества добытой традиционной технологией руды за счет разубоживания увеличивает потери металлов на заводе на 1.2 %. При использовании технологий с выщелачиванием потери из-за разубоживания исключаются, что повышает коэффициент извлечения на ГМЗ на 1.1,5 %.

Заключение. Способы выщелачивания радикально усиливают сырьевую базу не только для горного производства, но и для смежных отраслей народного хозяйства, что упрочняет национальную минеральную безопасность, позволяя избежать зависимости от мировой конъюнктуры металлов. Опыт комбинирования технологий может быть использован в регионах, месторождения которых в большей по сравнению с другими мере отвечает условиям выщелачивания металлов по минералогическому составу рудных минералов, технологии подземной разработки и опасности химического загрязнения районов добычи металлов.

Список литературы

1. Golik V.I., Hasheva Z.M., Galachieva S.V. Diversification of the Economic Foundations of Depressive Mining Region. // The Social Sciences 10 (5): 2015. Med well Journals. Р.678-681.

2. Golik V., Komashchenko V., Morkun V. Innovative technologies of metal extraction from the ore processing mill tailings and their integrated use. // Metallurgical and Mining Industry. 2015. №3. Р. 49-52 .

3. Качурин Н.М., Ефимов В.И., Воробьев С.А. Методика прогнозирования экологических последствий подземной добычи угля в России // Горный журнал. 2014. №9. С. 67-69.

4. Scientific and practical results of monitoring of anthropogenic influence on mining-industrial territories environment / N.M. Kachurin, S.A. Voro-bev, T.V. Korchagina, R.V. Sidorov // Eurasian Mining. 2014. №2. P. 43-47.

5. Голик В.И. Страданченко С.Г., Масленников И.И. Экспериментальное обоснование безотходной утилизации хвостов обогащения железистых кварцитов. // Перспективные материалы. 2015. № 7.С. 64-71.

6. Golik V.I., Razorenov Y.I., Polukhin O.N. Metal extraction from ore benefication codas by means of lixiviation in a disintegrator. // International Journal of Applied Engineering Research. Volume 10. Number 17 (2015. Р 38105-38109.

7. Ляшенко В.И. Совершенствование добычи полезных ископаемых комбинированными способами выщелачивания. // Горный журнал. 2001. № 1.

8. Golik V., Komaschenko V., Morkun V., Burdzieva О. Metal deposits combined development experience. // Metallurgical and Mining Industry, 2015, № 6.С 591-594.

9. Лизункин В.М., Морозов А.А., Бейдин А.В. Комбинированная геотехнология добычных работ с рентгенорадиометрической сортировкой и выщелачиванием урана из бедной рудной массы в подземных условиях. // Горный журнал. 2013. №8-2. С.82-86.

10. Golik V., Komashchenko V., Morkun V. Feasibility of using the mill tailings for preparation of self-hardening mixtures. // Metallurgical and Mining Industry. 2015. №3. Р. 38-41.

11. Golik V.I., Hasheva Z.M. Economical Efficiency of Utilization of Allied Mining Enterprises Waste. // The Social Sciences 10 (5): 682-686. Med well Journals, 2015.

12., Фролов А.В., Версилова Е.С., Дремов В.И. Оптимизация лито-технической системы горно-обогатительного комбината «подземный рудник - хвостохранилище»/ Версилов С.О. [и др.] //ГИАБ. 2014. №8.

Голик Владимир Иванович, д-р техн. наук, проф., ecology@ tsu.tula.ru, Россия, Владикавказ, Северо-Кавказский государственный технологический университет,

Комащенко Виталий Иванович, д-р техн. наук, проф., , ecology@ tsu.tula.ru , Россия, Белгород, Белгородский национальный исследовательский университет,

Качурин Николай Михайлович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, ecology@ tsu.tula.ru , Россия, Тула, Тульский государственный университет

CONCEPT OF COMBINING TECHNOLOGIES BY MINING ORE DEPOSITS V.I. Golik, V.I. Komashchenko, N.M. Kachurin

The problem of providing industry by metals was characterized. Principals of combined technologies for mining metal ore deposits were formulated. Economical-mathematical models for defining efficiency of using combined technology and modeling results of getting metals on concrete example were submitted. Recommendations by using experience of leaching minerals at mining enterprises were given.

Key words: metal, technology, underground leaching, combining, loss, dilution, model, efficiency, ecology.

Golik Vladimir Ivanovich, Doctor of Sciences, Full Professor, ecology @,tsu.tula.ru, Russia, Vladikavkaz, North- Caucasian State Technological University,

Komashchenko Vitalyi Ivanovich, Doctor of Sciences, Full Professor, ecology @,tsu.tula.ru, Russia, Belgorod, Belgorod National Researching University,

Kachurin Nikolai Mihailovich, Doctor of Sciences, Full Professor, Chief of a Chair, ecology @tsu.tula.ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 622.271

ОБОСНОВАНИЕ ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

ОЧИСТНЫХ УЧАСТКОВ, ПОВЫШАЮЩИХ ПОЛНОТУ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗАПАСОВ УГЛЯ НА ШАХТАХ КУЗБАССА

Е.А. Ермаков

Показано, что полнота извлечения запасов угля на шахтах Кузбасса в пределах области рентабельной работы очистных участков достигается при максимальных значениях чистого дисконтного дохода с учетом комплексного показателя эффективности, отражающего влияние горно-геологических условий, а также мероприятий по промышленной и экологической безопасности. При этом повышение полноты извлечения запасов угля на шахтах Кузбасса обеспечивается совместным использованием системы разработки длинными столбами с комплексно-механизированными забоями и адаптивными коротко-забойными технологиями в виде эксплуатационных блоков-модулей.

Ключевые слова: запасы угля, угольная шахта, очистной забой, полнота извлечения запасов, экономическая эффективность, экологическая безопасность, промышленная безопасность.

Долгосрочная программа развития угольной промышленности России нацелена на реализацию потенциальных конкурентных преимуществ российских угольных компаний и переход к инновационному социально ориентированному типу экономического развития страны. При этом предполагается обеспечить высокий уровень экологической безопасности в угольной отрасли [1-3]. Планируется увеличение производительности труда в 5 раз к 2030 г. Прогнозный диапазон рациональных объемов добычи угля в 2030 г. должен составить 380...430 млн т. В угольной промышленности продолжается реструктуризация, цель которой - создание высокоэффективного шахтного фонда предприятий. В соответствии с программой реструктуризации и общей стратегией развития угольной промышленности различных стран предусматривается превращение ее в устойчиво функционирующую и рентабельную отрасль за счет создания конкурентоспособных предприятий, освоения месторождений с благоприятными горно-геологическими условиями, внедрения новых технологий, комплексной экологически чистой переработкой полезных ископаемых. Сложность заключается в том, что для применения высокопроизводительного оборудования необходимы благоприятные горно-геологические условия, которые на шахтах Кузбасса составляют 10.30 %.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.