CC BY
14
УДК 622.277/278; 622.371
© Г.Ф. Пивень, И.Н. Савич, 2012
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОДЗЕМНОГО РУДНИКА ПРИ КОМБИНИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКЕ КИМБЕРЛИТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Предложена методика оценки запасов рудных и нерудных месторождений при комбинированном способе их разработки, позволяющая обеспечить снижение капитальных затрат и потерь полезного компонента при добыче. Ключевые слова: комбинированная разработка, кимберлитовые трубки, запасы месторождения, глубина разработки, проектные решения, показатели извлечения, капитальные затраты.
При разработке проектной документации для кимберлито-вых месторождений следует учитывать ряд их особенностей, которые обусловливают необходимость обоснования параметров перехода от открытых к подземным работам с тем чтобы обеспечить минимизацию затрат и потерь полезного компонента при добыче. В частности при определении граничных условий для открытых горных работ следует не только обеспечить переход к подземной разработке, но и экономическую целесообразность функционирования подземного рудника.
Однако, до настоящего времени не получили развитие методы оценки целесообразности открытой разработки рудных месторождений при условии обеспечения эффективности последующего функционирования подземного рудника. В этом свете теоретическое обоснование граничных показателей открытой разработки кимберлитовых месторождений при обеспечении рациональной и эффективной эксплуатации запасов отнесенных к подземному способу разработки имеет весьма существенное значение.
Кимберлитовую трубку можно представить как перевернутый конус с углом при вершине не более 30°, в основании которого обычно лежит эллипс или фигура, близкая к кругу. Таким образом, объем запасов для карьера — это усеченный конус, а объем запасов для подземного рудника — это конус с основанием, равным площади рудного тела на дне карьера. Суммарная
стоимость запасов в недрах изменяется пропорционально объему запасов и практически, за редкими исключениями, пропорциональна изменению площади сечения рудных тел. Анализ горногеологических условий показывает, что уменьшение объемов запасов с глубиной происходит относительно равномерно.
В связи с тем, что содержание полезного компонента на месторождениях отличается весьма существенно, а цена за карат изменяется незначительно, изменяется и объем запасов, который может быть отработан подземным способом, при обеспечении рентабельности предприятия.
Стоимость строительства рудника при условии полной отработки запасов месторождения, без учета инфляции остается неизменной. Однако при изменившихся запасах месторождения удельные капитальные вложения увеличиваются в 2,5 — 3 раза.
Таким образом, если исходить из необходимости полного погашения запасов месторождения с учетом того, что стоимость строительства рудника остается неизменной, удельные капитальные вложения будут тем выше, чем больше глубина открытых работ. Т.е., чем раньше осуществляется переход к подземной разработке, тем выше ее эффективность.
На рис. 1 представлена принципиальная схема к расчету минимально допустимой глубины подземной части запасов.
Рис. 2. Схема к расчету минимально допустимой глубины подземной части запасов
Определение глубины подземной части основано на учете ценности оставшихся запасов, которая должна соответствовать суммарным затратам понесенным на ее добычу и переработку. Расчет осуществляется методом перебора вариантов, при котором задаются условной высотой оставшейся части, определяют ее объем, ценность и сопоставляют эту величину с затратами на подземный способ разработки. С учетом того, что кимберлито-вую трубку можно представить в виде полного или усеченного конуса, то его объем составит
пН П (R2 + Rr + r2)
V = ПК 3-L, (1)
где R — радиус трубки на глубине перехода к подземной разработке, м; r — радиус трубки на глубине выклинивания, м; НП — высота оставшейся для подземной разработки части запасов, м.
Соответственно ценность сосредоточенной в этой части запасов будет составлять
пН П q (R2 + Rr + r2)
Ц = П V 3-L, (2)
где q — стоимость руды, долл./м3. С учетом сказанного ранее
Ц > (K + Z C). (3)
Тогда минимальная высота запасов для подземного способа разработки составит
3(k + ^ C)
НПmin = , р2 , р-—, м (4)
п(R + R ■ r + r )q
где r > 0.
Или с учетом того, что речь идет о площади трубки (S) на некоторой глубине
Н = 3(K + ZC) м (5)
НПmin =--- , м (5)
Следовательно, максимально допустимая глубина карьера составит
НО max Н Н П min
(6)
где Н^ж — максимально допустимая глубина карьера, м; Н — глубина распространения запасов от земной поверхности, м.
Таким образом, при комбинированной разработке кимберли-товых трубок, учитывая природные особенности их формирования обусловливающие совмещение горных работ по вертикали, эффективность открытых горных работ устанавливают по коэффициенту вскрыши, при котором контуры трубки на соответствующей глубине определяют дно в проектном контуре карьера, а минимальная высота запасов для подземного способа разработки
Н 3( К + ХС) определяется из выражения Н П ^ =-, м.
Оценивая в ретроспективе переходный период от открытых к подземным работам можно сделать вывод о том, что перебор в сторону увеличения глубины карьера приводит к снижению эффективности как открытых, так и подземных горных работ.
УДК 622.277/278; 622.371 © И.Н. Савич, Г.Ф. Пивень, 2012
СХЕМЫ РАЗВИТИЯ И ПАРАМЕТРЫ ГОРНЫХ РАБОТ ПРИ ОСВОЕНИИ ЗАПАСОВ КИМБЕРЛИТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Предложны принципы определения схемы развития и мощности горнодобывающего предприятия. Установлены границы зоны влияния подземного рудника и факторы, способствующие устойчивости массива горных пород, окружающих кимберлитовые трубки.
Ключевые слова: кимберлитовые месторождения, производственная мощность, карьер, подземный рудник, глубина разработки, зона сдвижения, системы с обрушением.
При определении мощности предприятий и организационно-технологической схемы, обеспечивающей ее с максимальную эффективность, определяющее влияние оказывают пять групп факторов, комбинации которых и формируют сценарии функционирования проектируемого объекта: горно-геологические;
