CC BY
59
------------------------------------------ © О. С. Мечиков, 2006
УДК 622.834.1 О. С. Мечиков
ОПЫТ МАРКШЕЙДЕРСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ И ЗАПАСАМИ ДОБЫВАЕМЫХ РУД НА ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
Семинар № 2
ш ж редшествовавшие научные ис-
АА. следования определения куско-ватости взорванной горной массы содержали разработку стереофотограм-метрического метода оценки кусковтости при помощи стандартных комплектов съёмочного и камерального оборудования, которые в то время отсутствовали на многих карьерах, в том числе - на рудном Алтае. Поэтому при проведении экспериментальных исследований на карьерах рудного Алтая был разработан упрощённый метод оценки кусковатости взорванной горной массы по масштабированным стереофотоснимкам, который был доложен в доработанном виде на неделе горняка в МГГУ в 2005 году [1]. Этот метод позволил учитывать фактор кусковатости горной массы при оценке результатов и совершенствовании буровзрывных работ на карьерах рудного Алтая.
В процессе экспериментальных исследований на Зыряновском карьере был разработан критерий дробимости трещиноватых пород и метод его определения [2], что позволило целенаправленно управлять качественными показателями буровзрывных работ с учётом специфики трещиноватой структуры рудовмещающих пород. Другим результатом совершенствования БВР с учётом кусковатости взорванной массы и критерия дробимости трещиноватых пород явилось применение высоких уступов на Зырянов-ском карьере [3] в объективно благоприятных условиях наличия подземных пустот в контурах карьера, оставшихся от предшествовавшей подземной разработки месторождения. Но для эффективного использования подземных пустот и своевременного погашения их потребовалось усовершенствовать
методы их объёмов и расположения. Для этого был предложен к использованию метод стереофотограмметрической съёмки контуров подземных пустот малоформатными стереокамерами на вертикальном базисе, доставляемыми в пустоту через разведочную скважину [4].
Весьма важным методом маркшейдерского обеспечения добычных горных работ явилось формирование селективного метода выемки руды, в особенности - при использовании наклонных скважинных зарядов ВВ. Этот метод впервые был исследован и внедрён на Белогорском карьере [5], затем -на Зыряновском [4] и на Николаевском [6] карьерах. Внедрение его означало эффективное управление качеством добываемой руды ввиду радикального сокращения разу-боживания её при добыче.
Для внедрения метода наклонных скважинных зарядов при помощи буровых станков СБШ-250 потребовалось дооборудовать их дополнительным задним наклонным домкратом для нейтрализации реактивного усилия, сдвигающего станок назад в процессе бурения, изготовить и применить маркшейдерское приспособление для установки станка на каждой из наклонных скважин в нормализованную позицию относительно контура откоса уступа на её участке. Только детальное маркшейдерское сопровождение процесса бурения наклонных взрывных скважин, а также учёт значений критерия дробимости трещиноватых пород позволили использовать все преимущества этого метода при селективной отбойке руды и отбойке вскрышных пород на алтайских карьерах.
Маркшейдерскими исследованиями выявлена и на опытно-промышленных блоках карьеров Алтая подтверждена эффективность метода подуступной выемки руды в управлении показателями потерь (П) и разу-боживания (Р) ископаемого [7]. Этот метод позволяет регулировать уровень П и Р при добыче руды примерно пропорционально высоте добычных уступов.
Таким образом, маркшейдерское обеспечение позволило сформировать систему прогрессивных методов производства горных работ на карьерах, включающую селективную отбойку и подуступную выемку руды, метод наклонных скважинных зарядов для отбойки как руды, так и пород, учёт критерия дробимости трещиноватых пород и характеристик кусковатости взорванной массы наряду с показателями потерь и разу-боживания, метод отбойки вскрышных пород высокими уступами. Экономический эффект от внедрения результатов горно-марк-шейдерских исследований на карьерах рудного Алтая в период 1965-75 гг. составил 1130 тыс. руб. в год.
Маркшейдерское обеспечение добычных работ при подготовке и выемке руд различного содержания в них металлов состояло в геометризации запасов их на добычных уступах типовых карьеров рудного Алтая с целью районирования отдельных сортов ископаемого различного качества и сопоставления методов сплошной и рациональной выборочной разработки руд по сортам. Такими исследованиями выявлена целесообразность выемки руд по природным сортам в порядке постепенного убывания содержания металлов в добычных блоках. В дальнейшем установлено, что в условиях наличия ископаемых весьма сложного вещественного состава необходимо производить разделение и районирование их по технологическим сортам с целью селективной выемки отдельных сортов или товарной руды в стабильно заданном соотношении технологических сортов, обес-печивающем наибольшую эффективность процесса обогащения всей товарной руды.
Природная склонность всех сортов богатого Николаевского месторождения медноколчеданных руд к самоокислению стимулировала горно-маркшейдерские исследования по поиску соответствующих технологических решений, которые привели к методу малых добычных блоков, обеспечивающих быструю выемку и переработку руды, достаточную для нейтрализации влияния природного процесса самоокисления на показатели процесса обогащения ископаемых. Объединение метода малых добычных блоков с системой прогрессивных методов производства горных работ на карьерах позволило реализовать принцип рациональной выборочной разработки руд по технологическим сортам в варианте стабильно заданного соотношения таких сортов в товарной руде и тем решить проблему эффективного использования запасов труднообогатимых и склонных к окислению в атмосферной среде мета-коллоидных руд, составляющих более одной трети всех запасов Николаевского месторождения.
Внедрение метода селективной выемки хорошо обогатимых кристаллических руд в стабильно заданной пропорции с трудно обогатимыми метаколлоидными разновидностями их произведено в 1975 году с экономическим эффектом в первый год промышленного использования более 240 тыс. руб. в год и затем продолжено в нарастающем объёме без оформления совместных протоколов или актов предприятия с исследователями. Однако опыт разработки запасов николаевских руд глубоко изучают, используют и совершенствуют другие исследователи и практики, в частности, - на аналогичном по вещественному составу руд Орловском месторождении, разрабатываемом Жезкент-ским ГОКом, расположенным также в границах Республики Казахстан, поблизости от Николаевского карьера.
В вопросах рационального использования недр маркшейдер в силу своего традиционного статуса лоцмана горного производства обязан создавать своё профессиональное обеспечение любой объективно возникающей горно-эксплуатаци-нной проблемы. Таковой в начале 70-х гг. ХХ века яви-
лась поставленная Минцветметом СССР перед отраслевыми институтами задача научного обоснования нормативных показателей потерь и разубоживания при добыче руд цветных металлов и расчёта конкретных значений этих показателей для подведомственных им горно-добывающих предприятий.
Автор в должности заведующего незадолго до этого созданной во ВНИИЦветмете лаборатории рудничной геологии и маркшейдерского дела выполнял эту поставленную задачу, в результате чего была создана типовая методика нормирования показателей потерь (П) и разубоживания (Р) для горных предприятий по разработке коренных месторождений руд цветных металлов, которая реализовывалась маркшейдерским коллективом лаборатории (в составе 6-8 человек) на предприятиях свинцово-цинковой, медной подотраслей, а затем и других рудниках и карьерах цветной и чёрной металлургии [8]. При этом в процессе исследований и внедрения нормативов П и Р сама методика обогащалась опытом учёта специфических особенностей отдельных предприятий и пожеланий органов Госгортехнадзора республиканского и общесоюзного масштаба [9] и постепенно преобразовалась в полную методологию нормирования показателей П и Р на открытых и подземных рудниках с выдачей нормативов по системам разработки и по отдельным добычным блокам, с расшифровкой нормативов по источникам их образования, с выдачей результатов в виде двумерных матриц по узловым значениям переменных определяющих факторов, вычисленным на наиболее высоком уровне достоверности результатов математического моделирования технологически возможных сочетаний П и Р.
Внедрение научно обоснованных нормативов потерь и разубоживания руды на горных предприятиях в доперестроечный период дало суммарный экономический эффект более 3 млн руб. в год и сопоставимый с этой суммой эффект в последующий период, когда оформление актов внедрения предприятий совместно с институтами стало не обязательным для предприятий.
К началу 70-х гг. прошлого столетия в системе Минцветмета страны стали проявляться результаты многолетней напряжённой работы по обеспечению металлами как внутреннего, так и внешнего рынка стран СЭВ в виде случаев крупного неподтвер-ждения геологических данных о запасах руд в недрах на ряде предприятий (например, на Зыряновском свинцовом комбинате) и невыполнения планов горно-подгото-
вительных работ (например, в комбинате Печенганикель). Это побудило Минцветмет поручить своим четырём научноисследовательским институтам во главе с ВНИИцветметом разработать маркшейдерскую методику нормирования запасов руд различной подготовленности к добыче, которая исключала бы возможность появления случаев невыполнения предприятиями планов производства по не зависящим от них внешним причинам. Научным руководителем объединённой темы и раздела методики по коренным рудным месторождениям был определён автор этого доклада. Работа была выполнена в два этапа. Вначале был разработан первый вариант методики, принятый Минцветметом в 1975 г., который был разослан по предприятиям для апробации. Поступившие в последующие годы замечания предприятий и организаций министерство поручило авторам первого варианта методики учесть при разработке окончательного варианта её, что и было выполнено в последующие годы. Доработанный вариант методики [10] был утверждён Заместителем Министра цветной металлургии СССР К.К. Ар-биевым 01.04.1986 г. и разослан всем предприятиям и организациям министерства для внедрения в практику их работы. В результате в последующие годы были прекращены случаи невыполнения планов предприятиями по объективным причинам неподтвер-ждения запасов руд в недрах или по неблагоприятным географо-климатичес-им условиям работы горных предрпиятий.
Поскольку в наступивший период решительного поворота стратегии недропользования на путь охранительного и восстановительного отношения к окружающей среде нельзя проблему управления качеством и запасами добываемых руд рассматривать в
отрыве от влияния горного и обогатительного производства на не менее важный природный ресурс, - потенциально продуктивные земли сельскохозяйственного назначения, - обоснована необходимость впредь на каждом
объекте недропользования выполнять заключительный этап разработки месторождения по ликвидации последствий и устранения отходов горного и обогатительного производств с целью полного восстановления всех площадей потенциально продуктивных земель по их видам в пределах земельных отводов и за счёт средств каждого
1. Мечиков О.С. Стереофоточисловой метод
оценки кусковатости взорванной горной массы на карьерах. - М.: МГГУ, ГИАБ, 2005, №4.
2. Мечиков О.С., Макаревич В.Ф., Седлов
М.Г. Критерий дробимости трещиноватых пород и метод его определения. - В сб. «Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых», 1967,№1, Новосибирск, АН СССР.
3. Мечиков О.С., Макаревич В.Ф., Седлов
М.Г., Мартынов Ю.И. Опыт взрывания высоких уступов при отбойке трещиноватых пород на Зыряновском карьере. - М.: Цветная металлургия, 1966, №9.
4. Мечиков О.С., Макаревич В.Ф., Седлов
М.Г., Мартынов Ю.И. Технологические особенности открытых горных работ в условиях комбинированной разработки Зыряновского месторождения. -В сб. ВНИИцветмета №11, Усть-Каменогорск, 1967.
5. Бахтин А.К., Мечиков О.С. Отбойка руды наклонными скважинами на Белогорском карьере. -М., «Горный журнал», 1961, №8.
6. Адигамов Я.М., Мечиков О.С., Андреев И.В. и др. Применение наклонных скважин для
из предприятий [11], а также произвести соответствующий радикальный пересмотр концепции рекультивации земель в России.
Вывод
Маркшейдерское обеспечение методов управления качеством и запасами ископаемых при добыче руд инициирует, ускоряет совершенствование горных технологий по добыче руд, а также решает профессиональные методические вопросы, что способствует научно-техничес-кому прогрессу, полноте и качеству извлечения запасов ископаемых из недр.
----------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
отбойки пород и руды на Николаевском карьере. -М., «Горный журнал»,1973, №7.
7. Мечиков О.С., Жангараев А.Ж., Бахулиев Р.И. Подуступная выемка руды.- Алма-Ата, «Народное хозяйство Казахстана», 1971, №11.
8. Мечиков О.С. Повышение эффективности использования недр на карьерах свинцово-цинковой промышленности. - Монография.- М., «Цветметин-формация»,- 1976.
9. Мечиков О. С., Павлик А.М. Практика нормирования количественных и качественных потерь при подземной добыче полиметаллических руд. - Монография. -М., «ЦНИИЭИ цветной металлургии», 1981.
10. Мечиков О.С., Баженов А.С., Чемезов В.В., Басов И.Т. Методика расчёта нормативов запасов руд (песков) по степени подготовленности к добыче на горных предприятиях Минцветмета СССР (доработанный проект). - Монография. - М., МЦМ СССР, ПМП. ГВЦцветмет,1986, 184 экз.
11. Мечиков О. С. Экологичное недропользование. - Книга. - Учебное пособие.- М., МГГУ, 2004.
— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------
Мечиков О.С. - доцент, кандидат технических наук, «Маркшейдерское дело и геодезия», Московский государственный горный университет.
