Нормирование запасов при выемке кимберлитовых руд с учетом извлекаемой ценности алмазов Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© А.Н. Акишев, В.А. Бахтин, П.В. Васильев, 2008

УДК 622.001.89:622.68

А.Н. Акишев, В.А. Бахтин, П.В. Васильев

НОРМИРОВАНИЕ ЗАПАСОВ ПРИ ВЫЕМКЕ КИМБЕРЛИТОВЫХ РУД С УЧЕТОМ ИЗВЛЕКАЕМОЙ ЦЕННОСТИ АЛМАЗОВ

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 разубоживания.

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 кимбер-литовых руд АК АЛРОСА по степени подготовленности к выемке». При составлении были учтены новые "Правила охраны недр при разработке месторождений твердых полезных ископаемых" [1] 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.

260

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 s (2)

где Сб - содержание полезного компонента в балансовых запасах руды; Kk - коэффициент изменения качества руды; Ц0 - цена готовой продукции; s - извлечение при переработке.

Здесь основным неизвестным параметром является s 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-текстурных характеристик геологических проб кимберлитов:

N M

п = ZZ Sj&

' i

NM

в = yklZZ в(Од(&)

(3)

NM

i

NM

в = в}(£к}(£)

• }

где теперь извлечение алмазов определяется известной формулой:

Ъ =ГЛ / висх (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

261

прибыли J или чистого дисконтированного дохода (ЧДД). Данный экономический критерий, увязанный с получаемой после обогащения кимберлита прибылью, ограничен также производительностью по переработке Q^x и записывается в виде:

Jэ = QucxhPv в )-С ^ max (5)

где фц (вк) - функция цены выхода ук алмазов (в каратах) из I т

поступающей на переработку кимберлитовой руды вк; 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

_ Ртг Kl K2

Pr = -к-, (6)

^ m

i=1

где ртг - технически необходимый норматив запасов; Kj и K2 - коэффициенты резерва, обеспечивающие подтверждение ожидаемых объемов соответственно руды и содержания в ней полезного компонента; к - число технологических сортов руды; m i - 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 подтверждаемости 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:

262

Ртг= /Ы, я, т), (7)

Где N - число выемочных единиц, одновременно находящихся в разработке (выемке, бурении и др.); я - 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 разу-боживания 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 при-контактных 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 горногеологических условий вскрытия рудного тела или россыпи в пределах выемочной единицы, технологии очистных работ, а также технико-экономических показателей, плановые нормативы подготовленности запасов руды и песков, рассчитываемые в

263

Участок вскрытых и подготовленных к выемке запасов центральной части трубки Нюрбинского месторождения

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 горно-геологических и климатических условий;

• способствовать наиболее рациональному извлечению запасов алмазов;

• соответствовать принципу минимальных объемов горнокапитальных, 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 технологических 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-технологической и горно-минералогической блочно-каркасных моделей кимберлитовых трубок c помощью программного обеспечения системы Datamine;

• сопоставление результатов математического моделирования и поступающих геолого-маркшейдерских данных по эксплуатации месторождений, анализ изменчивости;

• прогнозирование качества кимберлитовой руды на вновь вскрываемых горизонтах, определение выхода (в каратах), качества

265

(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

Комплекс проводимых в компании методических и горнотехнических 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 горно-геологических 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 установленных 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 достига-

266

ется 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

1. Правила охраны недр: ПБ 07-601-03: утверждены Госгортехнадзором 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 квалимет-рии запасов минерального сырья / П.В.Васильев // Научные ведомости. Белгородский Государственный 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. ГГШ

— Коротко об авторах

Акишев А.Н. — к.т.н., Бахтин В.А. - к.т.н., Васильев П. В.-

Институт « Якутнипроалмаз».

267

Д_

- © А.С. Чаадаев, А.Н. Акишев,

В.А. Бахтин, С.Л. Бабаскин,