CC BY
30
- © С.В. Корнилков, М.Н. Ковалев,
Ю.В. Лаптев, М.Г. Саканцев, А.А. Смирнов, Е.Л. Спиридонова, Р.С. Титов, A.M. Яковлев, 2014
УДК 622:65
С.В. Корнилков, М.Н. Ковалев, Ю.В. Лаптев, М.Г. Саканцев, А.А. Смирнов, Е.Л. Спиридонова, Р.С. Титов, A.M. Яковлев
МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ СТРАТЕГИИ ПОДДЕРЖАНИЯ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ КОМБИНАТА «МАГНЕЗИТ»
Проведен комплекс работ в целях обоснования технической допустимости и экономической эффективности дальнейшей разработки Саткинского месторождения. Результаты, обобщенные в виде отдельных содержательных этапов исследований, представлены в виде общего порядка анализа, а также генерирования и оценки вариантов стратегии поддержания минерально-сырьевой базы (МСБ) комбината «Магнезит». Оценка вариантов предложенных стратегий осуществлялась на основании календарных графиков ведения горных работ и их инвестирования совместно с инвестированием разведки и предполагаемой реконструкции обогатительного цикла. Расчет показателей чистого дисконтированного дохода на основе вычисленных денежных потоков свидетельствует о том, что стратегия, основанная на интенсивной эксплуатации минерально-сырьевой базы комбината «Магнезит» значительно более эффективна.
Ключевые слова: минерально-сырьевая база, магнезит, экономическая эффективность, рудоподготовка, горные работы.
Ш Желью поддержания минераль-Ж.Д но-сырьевой базы ОАО «Комбинат Магнезит», является обеспечение технологических (порошковых) цехов комбината высококачественным сырьем марки МШ и МИ.
Сырьевую базу ОАО «Комбинат Магнезит» в настоящее время составляют разрабатываемое Саткинское (Карагай-ский, Мельнично-Паленихинский, Го-логорский участки, резервные участки Северо-Карагайский, Каргинский) и Бе-резовское месторождение магнезита.
В непосредственной близости от промплощадки комбината находится Ельничный участок магнезита, учитываемый в госрезерве с забалансовыми запасами. Несмотря на их относительно небольшую величину, после пересчета по новым кондициям, руды Ель-ничного участка могут представлять практический интерес.
Открытая разработка на Сат-кинском месторождении развита в наибольшей степени, а подземная -шахта «Магнезитовая», находится в стадии развития. Начиная с 2008 г. комбинатом планируется стабилизировать добычу рудной массы на уровне 3,1 млн т/год, с получением магнезита высших марок на уровне 2,1 млн т/год. Увеличение выпуска магнезита высших марок, предполагается достигнуть на фоне снижения их доли в добываемой рудной массе.
Для обоснования технической допустимости и экономической эффективности дальнейшей разработки Сат-кинского месторождения проведен комплекс работ, результаты которого, обобщенные в виде отдельных содержательных этапов исследований, представлены ниже в виде общего порядка анализа, а также генериро-
Распределение запасов и качества магнезитового сырья по анализируемым объектам
вания и оценки вариантов стратегии поддержания минерально-сырьевой базы (МСБ) комбината «Магнезит».
Этап 1. Предварительный анализ минерально-сырьевой базы
На первой стадии было проанализировано 5 вариантов календарных графиков отработки месторождения, оцененных по объемам добываемой руды и ее качеству. Анализ графиков свидетельствует о том, что во всех случаях в период с 2009 по 2013 гг. комбинат ожидает снижение выхода магнезита высоких марок.
Оценка качественных показателей и выход магнезита марки МШ+МИ рассчитан по методике, разработанной ИГД УрО РАН на основе обработки геологических данных отчетов по переоценке запасов, которые апробированы ГКЗ Минприроды РФ (за исключением Ельничного). На рисунке представлена диаграмма распределения запасов магнезита и выход марок МШ+МИ в балансовых запасах по всем участкам месторождения. Анализ приведенных данных по участкам
Саткинского месторождения и характеристики их качества позволяет сделать следующие выводы: Открытые горные работы
• Дорабатываемые открытым способом верхние горизонты Карагай-ского участка (около 3,5 млн т), характеризуются пониженным выходом магнезита марок МШ+МИ;
• Березовское и Ельничное месторождения также имеют сравнительно низкое качество минерального сырья.
• Мельнично-Паленихинский участок является основой для получения качественного магнезита на период до 2015 г. открытыми горными работами.
Подземные горные работы
• Часть Карагайского участка, предназначенная для отработки подземным способом, в целом представляет собой наиболее «богатый» по выходу высокомагнезиального сырья объект;
• Гологорский участок Саткинско-го месторождения по качественным характеристикам являются основой
Таблица 1
Балансовые запасы магнезита по участкам подземной разработки
Наименования участков Ед. изм. Категория запасов Всего
B+C1
Всего по Саткинскому месторождению тыс.т 136 355 12 849 149 204
Подземная разработка, в т.ч. тыс.т 126 096 12 210 138 306
запасы выше горизонта +180 м тыс.т 16 823 3 963 20 786
запасы ниже горизонта +180 м тыс.т 49 844 1837 51681
запасы Северо-Карагайского и Каргинского участков 17 027 2944 19 971
Запасы в охранных целиках:
под ж/д и р. Сатка тыс.т 30 564 2601 33 165
под днищем Гологорского карьера тыс.т 857 443 1300
между восточным бортом Карагайского карьера и подземными работами тыс.т 452 — 452
целик поверхности (Северо-Карагайский и Каргинский участки) тыс.т 10 529 422 10 951
Промышленные запасы для подземной разработки тыс.т 83 694 8744 92 438
для получения качественного магнезита на период до 2015 г.;
• Северо-Карагайский и Каргин-ский участки Саткинского месторождения характеризуются достаточно низким качеством минерального сырья.
В целом рассмотренные варианты показывают, что перспективная (до 2015 г.) программа может быть выполнена за счет эксплуатации наиболее подготовленных участков открытой добычи, все действующие карьеры при этом будут отработаны. При этом Березовский участок следует эксплуатировать в любом случае, а Ельничный является резервным, в зависимости от принятой стратегии развития подземного рудника.
Этап 2. Выявление системообразующих элементов МСБ предприятия
На настоящий момент времени около 90% оставшихся запасов Саткинской группы месторождений предназначено для подземной добычи. Вследствие этого дальнейшие перспективы отработки Саткинской груп-
пы месторождений магнезита прежде всего связаны с развитием горных работ на шахте «Магнезитовая». Балансовые запасы магнезитов для подземной разработки шахтой «Магнезитовая» по состоянию на 1.01.2007 г. приведены в табл. 1.
В соответствии с действующем проектом более 33% балансовых запасов месторождения, подлежащих подземной разработке, находятся в разного рода охранных целиках. По сравнению с запасами на открытую разработку (19 165 тыс. т) можно обоснованно полагать, что шахта «Магнезитовая» на перспективу является системообразующим элементом комбината.
С целью изыскания резервов открытой разработки, а также компенсации недостающего природного качества подготовленных участков нами была произведена оценка способов и технологий отработки месторождений, а также горно-технических возможностей и качества добываемых
Таблица 2
Подземные горные работы
Участки Эксплутац. запасы, тыс. т Год ввода в эксплуатацию Балансовые запасы, тыс. т Потери, % Засорение, %
Западный борт Карагайского карьера - блок А (блок Б - Северо-Карагай-ский участок месторождения) Блок А - 1040 Блок Б - 1540 Итого по блокам 2580 2009 Блок А -1160 по блоку А - 15% по блоку Б - 6% по блоку А - 5% по блоку Б - 7%
Южный борт Карагайского карьера 4635 2010 5500 6% 6%
Северо-Карагайский и Каргинский участок 13 550 30 922 до 35%
Шахта «Магнезитовая» и прибортовая часть Карагайского карьера 2008
Таблица 3
Открытые горные работы
Открытые горные работы строительство карьеров)
Участки Магнезит, тыс. т Вскрыша тыс. м Срок существования карьера, лет Горная масса тыс. м3
Северо-Карагайский участок (карьер) - 1вариант 5200 4400 23 6260
Северо-Карагайский участок (карьер) - 2вариант 2410 2360 13 3160
Открытые горные работы (пересчет запасов в соответствии с доразведкой и новыми кондициями (возможное изменение объемов вскрыши и руды))
Участки Вскрыша тыс. м3 Руда, тыс. м3/ тыс. т Выход МИ и МШ,% Коэффициент вскрыши, м3/т
Мельнично-Паленихинский карьер 4690 +1423,2/4127 45,0 1,14
Березовский карьер -2920,1 161,2/467,5
Открытые горные работы (предложения и технические решения по вовлечению в отработку перспективных месторождений магнезита)
Участки Запасы, тыс. т Количество товарной руды в контуре намеченного карьера, тыс. т Коэффициент вскрыши, м3/т
Ельничное месторождение (карьер) 2710 2553 5,27
Восточный участок Семибратского месторождения (карьер) 10 500 2,17
Открытые горные работы (доработка существующих объектов открытой разработки)
Участки Магнезит, тыс. т Вскрыша, тыс. м3 Горная масса, тыс. м
Карагайский карьер (отработка временно законсервированных запасов руды на северо-западном борту карьера) 750 1150 1410
Карагайский карьер (углубка карьера на 45-50 м) Не эффективна
руд. Для решения поставленных задач произведены технологические расчеты по отдельным участкам открытой и подземной добычи.
Варианты интенсификации подземной отработки по отдельным участкам в дополнение к проектным решениям представлены в табл. 2. Анализ горно-технических возможностей открытой разработки показал, что для поддержания рудной базы и качества сырой руды имеются дополнительные возможности, охарактеризованные в табл. 3.
Этап 3. Формирование краевых вариантов очередности вовлечения в отработку месторождений
Действующим проектом развития шахты «Магнезитовая» годовая производительность 1,6 млн т/год должна быть достигнута к 2011 г. (табл. 3) за счет ввода в эксплуатацию гор. + 100 м, и в части, подготовки и нарезки добычного блока № 1 гор. 100 м. В 2010-2011 гг. из блока № 1 проектом предполагается добыть 400 тыс. т магнезита. Развитие фронта добычных работ и выход шахты на производительность 2400 тыс. т/год предусматривается к 2016 г.
I вариант - базовый (проектный): подземная разработка, с интенсивным интенсивное вскрытием гор. + 100 м. Производительность шахты растет поэтапно от 1,6 млн т к 2011 г. и до 2,4 млн т к 2016 г.
II вариант - мягкий (в трех подва-риантах с варьированием нагрузки на отдельные блоки и участки месторождения) - постепенное повышение производительности шахты с относительным снижением интенсивности ее отработки. Производственная мощность шахты к 2015 г. достигает 1,6 млн т.
III вариант - экстенсивная подземная разработка с достижением производительности шахты 1,2 млн т к 2015 г.
Оценка вариантов свидетельствует о том, что с точки зрения обеспечения запасами и поддержания качественных показателей добычи наихудшим является вариант экстенсивного строительства шахты «Магнезитовая». Этот вариант развития подземной добычи (1,2 млн т/год) к 2018 г. имеет дефицит запасов руды в пределах 3,02 млн т за счет полного погашения запасов на открытую разработку. По остальным рассмотренным вариантам к 2018 г. имеется резерв 1,61,7 млн т магнезитового сырья. Первый - базовый вариант по обеспечению качества добываемого сырья является предпочтительным, однако отставание строительства и недостаток кадров не позволяет в полной мере реализовать его. Поэтому для дальнейших расчетов в качестве основного принят второй вариант с постепенным наращиваием производ-стенной мощности шахты.
Проведенный анализе перспектив развития сырьевой базы комбината на основе месторождений, которые могут разрабатываться открытым способом, помимо вовлечения в эксплуатацию новых месторождений - Ельничного и Восточного участка Семибратско-го, суммарные запасы руды которых 10,5 млн т при суммарных годовых объемах добычи 1,5 млн т/год, могут ее обеспечить лишь на 8,5 лет, рассматривались также возможности расширения добычи руды на действующих карьерах Мельнично-Паленихинском, Березовском и на ранее не освоенных Каргинском и Северо-Карагайском. В результате появляется возможность увеличить запасы для перспектив развития открытого способа разработки до 18,5-19 млн т, при соответствующем продлении срока его существования и снижении средних коэффициентов вскрыши.
Для компенсации выбывающих мощностей для открытой разработки
за пределами 2015-2018 гг., кроме резервного Ельничного карьера, единственным объектом является Се-мибратское месторождение, с прогнозными запасами около 100 млн т магнезитового сырья, с первоочередным карьером на Восточном участке с запасами около 10 млн т руды. По этим объектам требуется пересчет и утверждение запасов (а для Восточного участка Семибратского месторождения - также проведение комплекса геологоразведочных работ), а также проектов их разработки. То же самое требуется и для Северо-Карагайско-го карьера, с дополнительным пересчетом (при необходимости) запасов руды.
Этап 4. Предварительное формирование стратегий поддержания МСБ предприятия
Проведенный кафедрой обогащения Уральского государственного горного института технологический аудит свидетельствует о том, что в обогатительном переделе имеются резервы по дроблению горной массы, однако отсутствует запас мощности по тяжелосредной сепарации. Кроме того, ранее выполненный прогноз добываемого сырья принят без учета обогащения, термической обработки некондиционного сырья и пр. Таким образом ранее вычисленные показатели эффективности отработки характеризуют экстенсивную эксплуатацию минерально-сырьевой базы.
Совместная переоценка запасов руды, а также корректировка проектных или прогнозных контуров открытых горных работ на Мельнично-Па-ленихинском, Березовском и Ельнич-ном карьерах в значительной степени позволит продлить срок существования открытых горных работ на Сат-кинской группе месторождений. Достижению этих же целей способствует переработка отвала некондиционных руд по технологии рудоподготовки,
предложенной ИГД УрО РАН, кроме того эта же технология может быть использована для подготовки бедных руд к сепарации.
Исходя из этих соображений были сформированы следующие варианты стратегий поддержания МСБ комбината магнезит.
Стратегия 1. Экстенсивная - получение высших сортов магнезита за счет пропорционального увеличения добычи без изменения технологии переработки сырой руды
Стратегия 2. Интенсивная - комплексное использование кондиционных и некондиционных руд с предварительным обогащением и расширением цеха тяжелосредной сепарации.
В любом случае принят постепенный рост производительности шахты «Магнезитовая» к 2016 г. до 1,6 млн т/год. Недостающий объем руды компенсируется за счет открытой разработки.
Этап 5. Формирование программы геологоразведочных работ
Дальнейшие перспективы открытых горных работ для комбината «Магнезит» просматривается при полной разведке Семибратского месторождения, которую необходимо начать не позднее 2012 г. Не исключена вероятность выявления и новых месторождений и участков Саткинской группы.
Этап 6. Инвестиционные предложения по реализации программы поддержания МСБ предприятия
Оценка вариантов предложенных стратегий осуществлялась на основании календарных графиков ведения горных работ и их инвестирования совместно с инвестированием разведки и предполагаемой реконструкции обогатительного цикла. Расчет показателей чистого дисконтированного дохода на основе вычисленных денежных потоков свидетельствует о том, что стратегия, основанная на интенсивной эксплуатации минерально-
сырьевой базы комбината «Магнезит» значительно более эффективна.
В настоящее время разрабатываются инвестиционные предложения, включающие обоснования инвести-
ций по годам ведения работ с разделением по способу разработки и видам работ: проектирование, научное обеспечение, разведка, оборудование и т.п.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_
Корнилков Сергей Викторович - доктор технических наук, директор, e-mail: kornilkov@igduran,
Лаптев Юрий Викторович - зав. лабораторией, доктор технических наук, старший научный сотрудник,
Саканцев Михаил Григорьевич - доктор технических наук, старший научный сотрудник, Смирнов Алексей Алексеевич - кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Титов Роман Сергеевич - младший научный сотрудник, e-mail: TitovRS81@mail.ru, Яковлев Андрей Михайлович - младший научный сотрудник, Ковалев М.Н., Спиридонова Е.Л.,
Институт горного дела Уральского отделения РАН, e-mail:direct@igduran.ru.
UDC 622:65
SUBSTANTIATION METHODOLOGY FOR MINERAL AND RAW MATERIAL RESOURCES BASE STRATEGY AT MAGNEZIT INTEGRATED WORKS
Kornilkov S.V., Doctor of Technical Sciences, Director, e-mail: kornilkov@igduran,
Laptev Yu.V., Head of Laboratory, Doctor of Technical Sciences, Senior Researcher,
Sakantsev M.G., Doctor of Technical Sciences, Senior Researcher,
Smirnov A.A., Candidate of Engineering Sciences, Senior Researcher,
Titov R.S., Junior Researcher, e-mail: TitovRS81@mail.ru,
Yakovlev A.M., Junior Researcher,
Kovalev M.N.,
Spiridonova E.L. ,
Institute of Mining of Ural Branch of Russian Academy of Sciences, e-mail:direct@igduran.ru.
A range of work has been executed toward substantiation of feasibility and economical efficiency of continuing the Satkansk deposit exploitation. The work outcomes generalized in the form of separate research stages are presented in a way of analysis, generation and evaluation of alternatives of mineral and raw material resources base strategy for Magnezit Integrated Works. Evaluation of the strategy alternatives was implemented using schedule charts of mining and investment conjointly with financing of exploration and the prospective processing cycle renewal. The calculation of discount net profit based on computed cash flows confirm that the strategy founded on high capacity development of mineral and raw material resources base of Magnezit Integrated Works is more effective.
Key words: mineral and raw material resources base, magnesite, economic efficiency, ore pretreatment, mining operations.
