CC BY
22
© А.Н. Акишев, П.В. Васильев, 2012
УДК 622.3: 622.795
А.Н. Акишев, П.В. Васильев
ОБОСНОВАНИЕ ВЫСОТЫ ДОБЫЧНЫХ УСТУПОВ С УЧЕТОМ УРОВНЯ ПОТЕРЬ НА КАРЬЕРАХ АК «АЛРОСА»
Исследована зависимость потерь алмазов от высоты добычных уступов при открытой разработке месторождений АК АЛРОСА. В предлагаемом подходе критерием оценки экономической эффективности для сравнения вариантов разработки служит величина прибыли в расчете на единицу погашенных балансовых запасов и прибыль за время разработки месторождения. При оценке оптимальных показателей используются детализированные компьютерные геолого-маркшейдерские модели месторождений с установленными границами между рудой и породой.
Ключевые слова: открытая разработка, потери, высота уступов, прибыль.
Практика ведения горных работ в соответствии с действующими нормами технологического проектирования и известные методики обоснования выгсоты уступов базируются, главным образом, на принятой системе разработки, параметрах горнотранспортного оборудования и минимизации потерь и разубоживания. В свою очередь величина потерь полезного ископаемого зависит от сложности геологического строения месторождения, условий залегания рудных тел, крепости и устойчивости вмещающих пород, качественных особенностей, которые во многом предопределяют рациональную систему отработки запасов [1]. В связи с отсутствием технико-экономическое обоснования высоты добычного уступа в зависимости от уровня потерь для ряда карьеров АК АЛРОСА нами были проведены соответствующие оценки (согласно распоряжению МПР России № 42 -р от 5.02.2003). При расчете фактических показателей по утвержденным методическим указа-
ниям, в частности для карьера тр. Комсомольская определено, что при отработке уступа в пределах гор.+295-+300 м потери составили 0,188 %, что в 2—2,5 раза меньше по сравнению с 15-метровыми уступами. Однако высота добычного уступа влияет не только на качество добываемого полезного ископаемого и уровень потерь, но и на ряд других общекарьерных показателей, главным из которых является в конечном итоге суммарная прибыль предприятия, что необходимо учитывать.
В работе [2, с. 310] приведена методика компьютерного расчета потерь и разубоживания для блочной модели месторождения в зависимости от ряда геолого-технологических параметров, в том числе и от высоты уступа. Одним из недостатков методики является то, что не принята во внимание зависимость конечной прибыли горнодобывающего предприятия от заданного уровня потерь при изменении высоты уступов.
Для всесторонней оценки параметров открытой разработки месторождений необходимо рассмотреть характер технологических и экономических взаимосвязей между карьерами, обогатительными фабриками и (ЦСА) системой сбыта, как элементами большой производственной системы, рассматривая ее как природно-промышленную систему. Должна быть раскрыта техно-лого-экономические взаимосвязь в системе «месторождение-карьер-фабрика-ЦСА-окружаюшая среда» и оценено влияние технико-экономических показателей технологии добычи, обогашения и сбытовой организации на показатели извлечения запасов. Таким образом, для оценки совокупных параметров открытой разработки следует учитывать взаимодействие природных (геологических и экологических), технологических и экономических параметров, выполняя: анализ полноты извлечения запасов, анализ уровней комплексного использования минерального сырья
и экологических нарушений компонентов окружаюшей природной среды и определяя величину финансовых издержек.
Исходя из этого, проведенные расчеты по тр. Комсомольская при крутых и наклонных контактах показали, что величина потерь руды прямо пропорциональна высоте уступа, как это показано на рис. 1.
Вместе с тем снижение высоты уступа (подуступа) влечет за собой повышение эксплуатационных затрат на буровзрывные работы, экскавацию и транспорт, как это показано на рис. 2.
Технологически возможные схемы оформления уступов различной высоты, принятые к рассмотрению, показаны на рис. 3.
Изменения затрат на буровзрывные работы в зависимости от высоты добычного уступа по указанным на рис. 3 схемам для условий карьера «Комсомольский» приведены в табл. 1.
36
> 4 „
>4 .
i10 ■
0,1 0,2 0,3 гют»ри,% 0.4 0 5 0,0
Рис. 1. График изменения величины потерь руды от высоты добычного уступа по карьеру «Комсомольский» (гор.+380 м)
затраты на БВР. руб/т
Рис. 2. График изменения затрат на БВР от высоты добычного уступа по карьеру «Комсомольский» ( гор.+380 м)
Рис. 3. Схемы оформления откосов уступов при отработке добычных блоков уступами разной высоты в приконтактной зоне:
а —15—20 м; б — 7,5 м; в —5 м; г — 5—10 м
Таблица 1
Показатели БВР при отработке уступов разной высоты в приконтактной зоне
№ п.п. Наименование показателей Ед. изм. Схема отработки рабочего уступа (Ну=15 м)
20 15 7,5/7,5 5/5/5 10/5
1 Объем горных работ тыс. м3 225,0 225,0 225,0 225,0 225,0
2 Сетка скважин мхм 9,0x9,0 8,0x8,0 6,0x6,0 4,0x4,0 7,0x7,0 4,0x4,0
3 Перебур м 3,0 2,5 1,5 1,0 2,0/1,0
4 Выкод горной массы с 1 п.м. скважины м3/м 70,4 54,8 30,0 13,3 40,8/ 13,3
5 Объем бу-ровык работ п.м. 3196,0 4105,8 7500,0 16917,3 3676,4/ 5639,1
6 Стоимость бурения 1 п.м. скважины руб. 500,0 500,0 500,0 500,0 500,0
7 Расходы по бурению тыс.р уб. 1598,0 2052,9 3750,0 8458,65 4657,75
8 Удельный расход ВВ кг/м3 0,480 0,520 0,670 0,730 0,650/ 0,730
9 Общий расход ВВ т 108,0 117,0 150,75 164,25 152,25
10 Стоимость 1 т ВВ (граммонит 79/21) тыс. руб 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0
11 Расходы по ВВ тыс. руб 1944,0 2106,0 2713,5 2956,5 2740,5
12 Расход ДШ на отработку 1000 м3 руды м 41,0 46,0 92,0 190,0 105,0
13 Стоимость 1 п.м. ДШ руб. 8,5 8,5 8,5 8,5 8,5
14 Расходы по ДШ тыс. руб 78,412 87,975 175,95 363,375 200,812
15 Расход СИНВ на отработку 1000 м3 руды СИНВ-С СИНВ-П шт. шт. 3,8 0,6 1,9 0,7 3,4 1,2 7.8 2.9 6,0 2,2
16 Стоимость СИНВ СИНВ-С СИНВ-П руб. руб. 98,3 43,3 98,3 43,3 61,6 43,3 61,6 43,3 61,6 43,3
17 Расходы по СИНВ тыс. руб. 89,892 48,843 58,815 136,361 104,593
Окончание табл. 1
№ п.п. Наименование показателей Ед. изм. Схема отработки рабочего уступа (Ну=15 м)
20 15 7,5/7,5 5/5/5 10/5
18 Расход шашек ПТ-П500 на отработку 1000 м3 руды кг 1,8 0,95 1,7 3,9 3,0
19 Стоимость 1 кг шашек-детонаторов руб. 149 149 149 149 149
20 Расход по шашкам- детонаторам тыс. руб. 60,345 31,848 56,992 130,747 100,575
21 Расход ре-ле-замедли-телей на отработку 1000 м3 руды шт. 0,23 0,26 0,30 0,70 0,50
22 Стоимость реле-замедлителей руб. 29,7 29,7 29,7 29,7 29,7
23 Расход по реле-замедлителям тыс. руб 2,004 1,737 2,004 4,677 3,341
24 Расход кап-сюлей-дето-наторов на отработку 1000 м3 руды шт. 0,03 0,03 0,06 0,09 0,07
25 Стоимость капсюлей-детонаторов руб. 43,2 43,2 43,2 43,2 43,2
26 Расход по капсюлям-детонаторам тыс. руб 0,291 0,291 0,583 0,874 0,680
27 Итого расходов по БВР тыс. руб 3772,9 4329,5 6757,8 12051,2 7808,2
Варианты, участвующие в сравнении, соответствовали особенностям геологического строения, современным техническому уровню и технологии добычи и переработки полезных ископаемых, а также требованиям техники безопасности. В предлагаемом подходе критерием
оценки экономической эффективности сравниваемых вариантов разработки служила величина прибыли Пр в расчете на единицу погашенных балансовых запасов и прибыль за время разработки месторождения. Величина прибыли Пр в руб. определяется по формуле:
Дэ = Ц - Стов
УД
где Ци — ценность товарной продукции, извлекаемой из 1 т погашенных запасов; Стов. уд. — себестоимость добычи, транспортировки и переработки 1 т полезного ископаемого.
В табл. 2 приведены расчеты прибыли для различных вариантов высоты рудного уступа для гор.+380м карьера трубки «Комсомольская» с учетом следующих экономических показателей:
Ц — отпускная цена за 1 карат, руб., Ц = 167.17 долл./кар (курс 27 руб.), Ио — коэффициент извлечения алмазов, д.ед., Ио= 0,95, Н — сумма налогов, выплачиваемых с выручки предприятия, включаемых в состав себестоимости, отнесенных на 1 т балансовых запасов, руб./т, для всех блоков Н = 7,37; с — среднее содержание в приконтурной зоне, кар/т (при отсутствии данных принимается по выемочной единице по данным детальной разведки):с = 0.38; Зв — суммарные годовые затраты на вскрышные работы, отнесенные на 1 т балансовых запасов руды, руб./т, Зв = 88,38 — для 15 м уступа; Зэр — суммарные годовые затраты на проведение эксплуатационной разведки, отнесенные на 1 т балансовых запасов руды, руб./т, Зэр = 21,61; Зд — суммарные годовые затраты на добычу руды, отнесенные на 1 т балансовых запасов руды, руб./т, Зд = 94,14; Зтр — суммарные годовые затраты на транспортирование руды на фабрику, отнесенные на 1 т балансовых запасов руды руб./т, Зтр = 163,52; Зобр — суммарные годовые затраты на обработку руды на фабрике, отнесенные на 1 т балансовых запасов руды, 230
руб./т; Зобр = 209,08; ЗСКо — суммарные годовые затраты на сортировку, первичную классификацию и оценку алмазного сырья в пересчете на 1 т балансовых запасов, руб/т; ЗСко = 9,75; Зф.в. — суммарные годовые затраты на перемещение вскрыши в отвал пустых пород, отнесенные на 1 т балансовой руды, руб./т, Зф.в. = 238,47.
Для меняющихся в зависимости от высоты уступа объёмов потерь Д себестоимость Стовуд и прибыль Др рассчитывались по следующим формулам:
С
тов.уд
= Д* (Зв + Зд + Зтрд + Зобр.+ З
+ Зтрв +Д), тыс.руб.
Др =П *с* Ци* Ио * Ц * (курс рубля), тыс. руб. Вывоаы
В результате проведенного анализа в соответствии с принятой технологической схемой разработки проектом высота рабочего добычного уступа принята равной 15 м, для которой в целом получена максимальная прибыль.
Однако в ряде приконтактных зон месторождения в местах несогласованного положения контуров выемки (забоя) и падения рудного тела, а также в случае пологого контакта рудного тела для углов менее 45 градусов более экономична отработка подуступами высотой 7.5 м. Для обоснования оптимальной высоты уступов по детализированной блочной модели может быть также использован подход на основе методов математической морфологии [3], предполагающий возможность замены габаритов добычного оборудования и селективности выемки при изменении структуры массива, морфологии рудных тел и высоты уступа.
Учитывая в основном относительно простое и выдержанное положение
Таблица 2
Прибыль с учетом потерь в зависимости от высоты уступа
№ п/п Высота рудного уступа, м Потери, % / т Ценность товарной продукции в объемах потерь, тыс. руб. Себестоимость добычи алмазов, тыс. руб. (уд.ед. руб/т) Прибыль, тыс. руб.
1 20 м* 0.263 1842.05 3001.4 1639.4 (890.0)** 1362.0
2 15 м 0.375 2626.5 4279.6 2166.7 (824.95) 2112.9
3 10 м 0.263 1842.05 3001.4 1639.4 (890.0) 1362.0
4 7.5 0.203 1421.81 2316.6 1254.0 (882.0) 1062.6
5 5.0 0.144 1008.58 1643.4 910.2 (902.95) 740.45
"Отработка добымного уступа высотой 20 м возможна только подуступами по 10 м, так как отсутствует выемочно-погрузочное оборудование для работы на уступе высотой 20 м. "Себестоимость добымнык работ корректировалась в зависимости от выгсоты добымного уступа по статьям: БВР, экскавация, транспорт расчетным методом.
контуров рудного тела месторожде- тупа высотой 15 м, обеспечивающего
ния трубки Комсомольская, отработку наилучшие технологические и эконо-
приконтактной зоны рекомендовано мические показатели по прибыли
вести на полную высоту рабочего ус- (см.табл. 2). шна
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Отраслевая инструкция по определению, нормированию и учету потерь и ра-зубоживания руды и песков на рудниках и приисках Министерства Цветной Металлургии СССР. — М., 1975. - 25 с.
2. Капутин Ю.Е. Информационные технологии планирования горных работ (для горных инженеров). - СПб.: Недра, 2004.
3. Васильев П.В. Оценка потерь полезного компонента при морфологическом анализе изображений геоструктур // Научные ведомости Белгородского Государственного Университета. Серия: История Политология Экономика Информатика. Изд. БелГУ. — 2009. — № 7(62). — Вып.10/1. — С. 129—133.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Акишев Александр Николаевич — кандидат технических наук, зав. комплексным отделом открытой разработки месторождений, институт «Якутнипроалмаз» АК «АЛРОСА», akishev@yna.alrosa-mir.ru,
Васильев Павел Владимирович — кандидат технических наук, рук. лаборатории геоинфор-мационнык технологий, БелГУ, vassiliev@bsu.edu.ru
