CC BY
181
© А.Н. Акишев, В.А Бахтин, П.В. Васильев, 2010
УДК 622.013:553.042.001.24:553.8
А.Н. Акишев, В.А. Бахтин, П.В. Васильев
НОРМИРОВАНИЕ ЗАПАСОВ ПРИ ВЫЕМКЕ КИМБЕРЛИТОВЫХ РУД С УЧЕТОМ ИЗВЛЕКАЕМОЙ ЦЕННОСТИ АЛМАЗОВ
Разработаны «Методические указания по нормированию запасов при добыче кимбер-литовых руд АК АЛРОСА по степени подготовленности к выемке».
Ключевые слова: карьер, добыча, сырье алмазосодержащее, кимберлит, зона рудная, выемка запасов.
Семинар № 14
Одним из резервов улучшения экономической деятельности карьеров по добыче алмазов компании АК АЛРОСА является обоснование нормативов подготовленных к выемке запасов. Нормирование обеспечивает наиболее выгодный режим ведения горных работ, позволяет организовать бесперебойную работу имеющихся мощностей оборудования и оценить резервы применяемой системы разработки исходя из оценки вскрытых соотношений технологических сортов руд. В условиях общего сокращения доли разведанных запасов особенно возрастает роль нормирования запасов по степени подготовленности с целью повышения качества сырья и наиболее полного извлечения алмазов из кимберлитовых трубок при минимизации потерь и разубожива-ния.
Для проектирования и ведения открытых горных работ с учетом нормативов запасов по степени подготовленности к выемке, в компании совместно с Институтом ВИОГЕМ разработаны «Методические указания по нормированию запасов при добыче кимберлитовых руд АК АЛРОСА по степени подготовленности к выемке». При составлении
были учтены новые «Правила охраны недр при разработке месторождений твердых полезных ископаемых» [0] и другие нормативные документы в области охраны и рационального использования недр.
Определение и нормирование запасов по степени готовности
Нормативы запасов по степени подготовленности для выбранной системы разработки (варианту), должны рассчитываться для выемочной единицы по критерию максимума прибыли, получаемой с единицы погашаемых запасов [3]. При этом должна учитываться возможность применения наиболее прогрессивной техники и технологии добычи и переработки алмазосодержащего сырья.
Суммарную прибыль Р (profit) можно определить из выражения Р = (V — C)Q, (1)
где V — извлекаемая ценность рудной массы, руб; C — затраты на добычу и переработку, руб; Q — количество добытой рудной массы, т.
Тогда извлекаемая ценность V в общем виде может быть рассчитана по формуле [2]:
V = C6 Kk Цо 8, (2)
где Сб — содержание полезного компонента в балансовых запасах руды; Кк — коэффициент изменения качества руды; Ц0 — цена готовой продукции; е — извлечение при переработке.
Здесь основным неизвестным параметром является е извлечение алмазов в готовый продукт. В работе [3] показано, как, следуя подходу [4] можно прогнозировать величину извлечения ценного компонента при фактических характеристиках схем переработки и по данным минералогического анализа структурно-текс-турных характеристик геологических проб кимберлитов:
N М
у к = ЕЕ е ии (|)
_ N М
Рк =Тк1 ЕЕ Ри Щ (?) (3)
I
_ N М
Р» = ЕЕ Р.: (?К (?)•
I :
где теперь извлечение алмазов определяется известной формулой:
=1к1 Ре® . (4)
Представленные выражения (3) и (4) позволяют оценить по формуле (2) суммарную или удельную (из расчета на тонну) извлекаемую ценность руды и провести сортировку непосредственно по ценности минерального сырья, а не по косвенным признакам.
Таким образом в основу разработки компьютеризированного способа перерасчета нормативов запасов алмазоносных месторождений компании АЛРОСА по степени подготовленности может быть положен критерий необходимости получения максимальной прибыли Jэ или чистого дисконтированного дохода (ЧДД). Данный экономический критерий, увязанный с получаемой после обогащения кимберлита прибылью, ограни-
чен также производительностью по переработке Qhcx и записывается в виде:
Jy = Qefslkфб (Pk)_ C ^ maX (5)
где фб (Pk) — функция цены выхода
Yk алмазов (в каратах) из I т поступающей на переработку кимберлитовой руды Pk; С — затраты на переработку
сырья, включая горные работы.
Расчётная часть методических указаний основана на следующих формулах. Нормативы готовых к выемке запасов Pr могут быть найдены по формуле
P, = , (6)
Em-
i=1
где P& — технически необходимый норматив запасов; K1 и К2 — коэффициенты резерва, обеспечивающие подтверждение ожидаемых объемов соответственно руды и содержания в ней полезного компонента; k — число технологических сортов руды; mi — доля некоторого i-го технологического сорта в общем объеме добычи рудника.
В пределах каждой категории готовности следует выделить технологически необходимую составляющую и резервную часть на компенсацию возможного неподтверждения геологических данных или влияние других объективных обстоятельств (климатических условий, усреднения руды и др.)
Под технологически необходимым нормативом в данном случае понимается минимально необходимое для выполнения предприятием плана количество готовых к выемке запасов, находящихся в процессе разработки, при технологически благоприятных условиях производства и полной подтвер-ждаемости геологических данных.
Для нескольких выемочных единиц технологически необходимое количество запасов Ртг (в тыс.т) каждой категории готовности зависит от количества и размеров выемочных единиц, находящихся в одновременной разработке:
Ртг = / N д, т), (7)
где N — число выемочных единиц, одновременно находящихся в разработке (выемке, бурении и др.); д — масса запаса балансовой руды, находящейся в выемочной единице; т — число одновременно разрабатываемых технологических сортов.
Из формул (6) и (7) становиться вполне очевидной необходимость дифференцированного учета технологических сортов руд. При изменении не только содержания, но и гранулометрического состава алмазов изменяются и нормативы подготовленных запасов. Особенно это сказывается при наличии в приконтактных рудных зонах содержания полезного компонента, отличающегося от среднего его значения по выемочной единице, что характерно для россыпных месторождений, расчет нормативов песков осуществляется по критерию минимума экономического ущерба от потерь и разубоживания руды и песков, допускаемых в указанных зонах. Последнее относится только к россыпным месторождениям, характеризующимся закономерно-струйчатым распределением полезного компонента с их повышенным содержанием, но не для коренных месторождений алмазов, характеризующихся крайне неравномерным распределением полезного компонента, не позволяющим выделить участки с какой-либо закономерностью в распределении содержания алмазов и их качественной дифференциацией как в центральных, так и в приконтактных зонах одного и того же типа руды.
При обосновании нормативов запасов при проектировании горных работ от достигнутого, расчетные показатели основываются на фактических планах горных работ. На рисунке показан план центральной части трубки Нюрбинского месторождения. Заштрихованная часть показывает суммарный контур вскрытых и подготовленных к выемке запасов (перекрестная штриховка).
На предприятиях компании при изменении горно-геологических условий вскрытия рудного тела или россыпи в пределах выемочной единицы, технологии очистных работ, а также техникоэкономических показателей, плановые нормативы подготовленности запасов руды и песков, рассчитываемые в соответствии с данными методическими указаниями, утверждаются главным инженером предприятия и согласовываются с органами местного отделения Госгортехнадзора. Задачи методики определены следующим:
• обеспечить безусловное выполнение планов при ритмичной работе;
• учитывать специфику горногеологических и климатических условий;
• способствовать наиболее рациональному извлечению запасов алмазов;
• соответствовать принципу минимальных объемов горно-капитальных, горно-подготовительных, нарезных и возможно более поздних сроков их проведения, т.е. принципу максимальной экономии трудовых и материальных затрат.
Требование учета количества руд различных технологических сортов вытекает из необходимости разделения руд по условиям обогащения, передела или транспортировки. В этих случаях не вся добытая руда может представлять товарную продукцию. Например, когда на уступе карьера имеется три технологи-
Рис. 1. Участок вскрытых и подготовленных к выемке запасов центральной части трубки Нюрбинского месторождения
щих геолого-маркшейдерских данных по эксплуатации месторождений, анализ изменчивости;
• прогнозирование качества кимберли-товой руды на вновь вскрываемых горизонтах, определение выхода (в каратах), качества (гранулометрического состава) и извлечения алмазов в готовый продукт обогатительной фабрики.
• оценка ожидаемой суммарной извлекаемой ценности алмазов для выделения технологических сортов руд в подготовленных к выемке запасах;
• использование прогнозного качества кимберлитовой руды в качестве входных параметров для нормирования объемов в планируемых к вскрытию запасов;
• реализация оптимальной стратегии максимизации прибыли для проектирования перспективных этапов отработки и текущего планирования добычи.
Заключение
ческих сорта в соотношении 0,25:0,35:0,40, а состав товарной руды требуется обеспечить в соотношении 0,50:0,30:0,20, то исходя из этих условий, на горизонте можно добыть руды заданного состава в количестве
0,25+0,15+0,10 = = 0,50, т.е. 50 % общего количества запасов. Оставшиеся 50 % запасов должны быть или переработаны раздельно, или складированы. В этом случае сумма долей технологических сортов равна 0,50.
На основании ранее разработанных «Методических указаний...» предложена следующая компьютерная методика нормирования запасов:
• построение геолого-технологичес-кой и горно-минералогической блочнокаркасных моделей кимберлитовых трубок с помощью программного обеспечения системы Datamine;
• сопоставление результатов математического моделирования и поступаю-
Комплекс проводимых в компании методических и горно-техничес-ких мероприятий нормированию запасов по степени подготовленности позволил снизить себестоимость добываемого сырья и повысить конкурентоспособность продукции компании на мировом рынке. Обеспечение карьеров по добыче алмазов нормативными запасами всех сортов руд различных категорий готовности к выемке в целом стабилизировало выполнение горных работ с высокой степенью организации производства. Планируемое развитие горных работ при фиксированном объеме вскрыши должно обеспечить создание необходимых запасов требуемого объёма и качества. Для этого обеспечивается необходимая длина фронта добычных работ и ширина резервной полосы, бермы, на рабочей площадке по каждому сорту. Кроме того, прогнозирование ожидаемых технических показателей непосредственно увязывается с изменением горногеологических и горно-технических условий по мере подвигания фронта добычных работ, а также с состоянием алмазного рынка — прогнозируемого роста или падения цены на алмазы.
Проведение горных работ при расчетной производительности по руде и уста-
1. Правила охраны недр: ПБ 07-601-03: утверждены Г осгортехнадзором России 06.06.2003 № 71. — М., 2003. — 60 с.
2. Симаков В.А., Трыкин В.Н. Экономическая эффективность посортной и валовой добычи руды. — М.: Недра, 1987. — 109 с.
3. Васильев П.В. Некоторые стохастические модели и алгоритмы квалиметрии запасов минерального сырья / П.В.Васильев // Научные ведомости. Белгородский Государ-
новленных нормативах запасов с учетом извлекаемой ценности обеспечивает создание необходимых резервов запасов требуемого тоннажа и качества. Для этого формируются рабочие площадки с проектной длиной фронта добычных работ и заданной шириной резервной полосы. Прогнозные значения качества руд непосредственно оказывают влияние на нормативы в случае значительной изменчивости в массиве кимберлитовых руд. Стабилизация качества запасов по степени готовности частично достигается варьированием коэффициентов резерва запасов, зависящими от достоверности моделирования, изменения сортности, производственных и климатических условий по мере подвигания фронта добычных работ. В свою очередь, технический норматив готовых к выемке запасов на каждом временном этапе определяется расчетными объемами в наилучшей последовательности отработки этапов, которые должны уточняться для достигнутых экономических показателях, существующей величине удельных затрат и с учетом рыночных цен на алмазы.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ственный Университет. Серия: Информатика, Прикладная математика и Управление. -Белгород: Изд-во БелГУ, 2006. — Т1, № 3, — С. 45—53.
4. Васильев П.В., Тихонов О.Н. Об оценке фракционного состава минерального сырья по данным анализа изображений его микроструктуры. Известия вузов.
Цветн.металлургия. — 1988. — № 6. — С. 2— 9. лтш '
Коротко об авторах
Акишев А.Н., Бахтин В.А. — Якутнипроалмаз; info@alrosa.ru Васильев П.В. — ФГУП ВИОГЕМ, viogem@mail.belgorod.ru
