CC BY
128
© И.И. Аристов, А.П. Беленко, Н.А. Зинько, В.И. Филь , 2003
УЛК 622.271
И.И. Аристов, А.П. Беленко, Н.А. Зинько,
В.И. Филь
ОСОБЕННОСТИ НОРМИРОВАНИЯ И УЧЕТА ПОТЕРЬ, РАЗУБОЖИВАНИЯ РУЛЫ ПРИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ УРАНОВЫХ И ЗОЛОТОРУЛНЫХ МЕСТОРОЖЛЕНИЙ
По вопросам обоснования научно-технических принципов и экономико-технологических методик расчета нормативных и учета фактических потерь, разубожи-вания руды при разработке месторождений различных видов твердых полезных ископаемых (цветные металлы, железорудные и угольные месторождения и др.) защищено ряд интересных диссертаций, написано много статей и книг, а также утверждены типовые методические указания, отраслевые инструкции и «Единые правила охраны недр» [1, 2, 3]. Однако этих базовых научнотехнических и методических материалов оказалось недостаточным при проектировании и эксплуатации сложноструктурных и высокоценных урановых и золоторудных месторождений, отрабатываемых предприятиями бывшего Минсредмаша. В связи с этим на рудниках и карьерах (Маныбай, Мурунтау, Уч-Кудук, Тулу-куй и др.) были проведены целевые научноисследовательские и опытно-промышленные работы по выбору эффективных и несложных методик определения, учета, нормирования и планирования показателей потерь и разубоживания руды, с учетом которых производится планирование добычи, сведение балансов по объемам и металлу запасов в недрах и добытой товарной руде, выбор систем разработок, их параметров и экономическая сравнительная оценка новых технологических решений.
По результатам выполненных научно-исследовательских работ были уточнены, конкретизированы и частично изменены рекомендации и методики типовых указаний, а также разработаны, утверждены и внедрены отраслевая инструкция и каталоги нормативов потерь, разубоживания руды по предприятиям [4, 5].
Основная суть и отличие отраслевой методики нормирования и учета потерь, разубоживания руды от ранее опубликованных - значительное расширение для обоснования нормативов исходных геолого-технологи-ческих параметров и экономических показателей, а также ведение расчетов нормативных и отчетных их размеров по единым исходным данным и через технологические прирезки к рудным контурам, что обеспечивает их соизмеримость.
1. Геолого-технологическая группировка рудных залежей по сложности рудных контуров
Месторождения руд радиоактивных, редких и благородных металлов в основном представлены рудными залежами весьма сложного, прерывистого и гнездового строения, изменчивой и разнообразной конфигурации, переменной мощности при сравнительно низком содержании полезных компонентов и высокой неравномерности их распределения. Характерная особенность указанных месторождений - отсутствие видимых отли-
чий руды от вмещающих забалансовых руд, породы и широкое применение геофизических экспресс-методов опробования руды на всех стадиях разведки, подготовки запасов к добыче и производстве добычи. Оперативная геолого-гео-физическая информация по скважинам и забоям позволяет более достоверно и тщательнее производить оконтуривание и подсчет запасов балансовых руд, хотя и усложняет форму рудных залежей, а также вести рассортировку рудной массы в забоях и автосамосвалах на РКС, учитывать посортные объемы добычи, потери в отвалах и разубоживание добытой товарной руды (после РКС) по каждому забою, залежам.
Из всех исходных геолого-геофизических параметров подсчета запасов балансовых руд, относительно которых рассчитываются потери, разубоживание руды и добыча, наиболее достоверно и обязательно определяется рудный контур, в пределах которого с учетом геолого-морфологических признаков и требований кондиций, подсчитываются другие параметры оконтуренных балансовых запасов (рудная площадь (Бр, м ), мощность (тр, м), среднее содержание металла (С, %, г/т) и др.). Основная и неизбежная технологическая причина образования потерь, разубоживания руды -это несовпадение в процессе добычи выемочного контура с рудным контуром. Размеры несовпадения выемочного контура с рудным зависят от сложности рудных контуров в плане уступов и разрезе, применяемых систем разработки и схем добычи, их параметров, типа горнодобычного оборудования и сортируемых единичных объемов руды в забое и на РКС. Другие виды потерь (при погрузке, транспортировке, под съездами, в бортах, почве) обычно незначительны, принимаются постоянными (0,3-1,0%) или происходят по конкретным геолого-техническим причинам (нарушение проекта и технологии, оползни, обводненность, недоразведка) и учитываются отдельно по каждому факту - причине.
Количественно сложность рудных контуров залежей, их тип принято оценивать показателями: 1) сложность рудных контуров на планах уступов (подуступов)
- ( К = ^ м/м2),
характеризующего размер рудного
контура (Ьр, м) в 1 м2 отрабатываемой рудной площади (Бр, м ); 2) сложность висячего и лежачего бока пла-
- / 77* в.Л
стов, залежей ( КСл =
ед), показывающего увели-
пр
чение длины рудных контуров по висячему и лежачему боку пласта или по высоте уступа (Ь6 л , м) относительно его протяженности по простиранию или падению (Ьпр, м). В табл. 1 приведена укрупненная геологотехнологическая группировка рудных залежей, участков по указанным показателям сложности рудных контуров для типовых условий уступной добычи руды.
На рис. 1 приведены примеры типовых рудных залежей, отрабатываемых на урановых и золоторудных карьерах, характер сложности их рудных контуров на планах уступов и разрезах, в приконтурных зонах которых образуются технологические потери и разубоживание руды.
I
в.Л
Таблица 1
ГЕОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ГРУППИРОВКА РУЛНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ, УЧАСТКОВ ПО СЛОЖНОСТИ РУЛНЫХ КОНТУРОВ
№ групп Группы (типы) залежей, рудных участков и жил Показатели сложности рудных контуров на планах уступов (К£л ), м/м2 Показатели сложности висячего и лежачего бока (Квслл), ед.
мощные и средней мощности залежи (более 6,0 м) маломощные залежи, жилы (до 6,0 м)
I Простые, выдержанные до 0,10 до 0,30 до 1,10
II Сложные, извилистые 0,10-0,35 0,30-0,60 1,10-1,30
III Весьма изменчивые, ступенчатые или прерывистые более 0,35 Более 0,60 более 1,30
2. Схемы добычи руды. Управление полнотой и качеством отработки запасов
Рудные залежи и жилы урановых гидротермальных месторождений по показателю сложности рудных контуров в основном относятся к группе весьма изменчивых, прерывистых с многочисленными апофизами
£
(Ксл более 0,30-0,50). В связи с этим при проектировании открытой разработки урановых месторождений предусматривается и при эксплуатации уточняется следующий комплекс технических мероприятий по добыче руды, обеспечивающий управление полнотой и качеством отработки запасов балансовых руд: 1) взрывание уступов с максимальным сохранением геологоприродной структуры массива; 2) производство добычи руды при невысокой высоте уступа (подуступа) - 2,55,0 м; 3) применение экскаваторов с небольшой емкостью ковша (3-6 м3) и автосамосвалов грузоподъемностью 15-30 т; 4) оборудование ковшей экскаваторов датчиками для забойной экспресс-рудосортировки; 5) проведение опробования и посортная рассортировка рудной массы в автосамосвалах на рудоконтрольных станциях (РКС); 6) учет добычи товарной руды, потерь и разубоживания руды по данным РКС.
На карьерах, отрабатывающих урановые пластообразные осадочные месторождения (Уч-Кудук, Меловое
и др.), залежи по показателям сложности висячего и лежачего бока относятся к группам сложных и частично весьма изменчивых (Квслл - 1,1-1,3). Их отработка
производилась экскаваторами ЭКГ-4,6 и др. или роторными экскаваторами с разделением уступа на слой довскрыши при бульдозерной зачистке кровли пласта и геофизическом контроле за площадью среза (выхода) руды. Рудная масса от зачистки кровли и почвы пласта, вся добытая руда рассортировывалась на сорта руд по данным опробования автосамосвалов на РКС.
На золоторудных карьерах месторождений Мурун-тау, Кокпатас, Многовершинное и др. по данным опробования взрывных скважин или борозд по кровле уступов составляются сортовые планы масштаба 1:200 или М 1:500 с выделением контуров 2-3 сортов балансовых руд, забалансовой руды и породных включений. Для снижения перемешивания сортов руд при взрывных работах в пределах контуров рудных зон взрывы производятся по параметрам, обеспечивающими сохранение геолого-природной структуры массива (на подпорную стенку, площадная, траншейная). Контроль за взрывами, подтверждающими сохранение геологорудной структуры массива после взрывных работ на допустимом уровне и, следовательно, местонахождение рудных контуров согласно сортовых планов по целику, ведется
I по параметрам: 1)
мощность подпорной стенки, м; 2) коэффициент разрыхления, ед.; 3) вспучивание кровли уступа в при-контурной рудной зоне или вертикальное
смещение массива, м; 4) горизонтальное смещение массива по кровле уступа (реперов, подпорной стенки), м.
Г раницы рудных контуров балансовых сортов руд согласно сортовых планов на золоторудных карьерах выносятся на кровлю уступов с обозначением видимыми ориентирами (флажки, колья и др.). Экскаваторная добыча руды ведется по выделенным сортам руд с
зачисткой рудных контуров при входе и выходе забоя из балансовых рудных контуров. Управление полнотой и качеством отработки запасов обеспечивается путем ежесменного геологического контроля в рудных забоях и сдвижением контура выемки при выходе забоя из руды для снижения потерь, а также периодическим отбором проб на складах.
Высота рудного уступа (подуступа) принимается с учетом показателей сложности рудных контуров и сравнительной оценки изменения показателей потерь, разубоживания руды и добычи при отработке одинаковых запасов. По результатам выполненных научноисследовательских работ и анализа опыта отработки золоторудных залежей определены пределы рациональной высоты рудного уступа (подуступа) в зависимости от среднего показателя сложности рудных контуров: высота уступа 10 м или 15 м - при К£л менее
0,15 м/м2; уступ 5 м - 0,15^0,35 м/м2; уступ (подуступ) высотой 2,5 м -более 0,35 м/м2. На рис. 2 приведен пример изменения нормативов потерь и разубоживания руды в зависимости от мощности отрабатываемой залежи и показателя сложности его контура.
3. Методические принципы нормирования и учета потерь, разубоживания руды
В результате проведенных оценок фактических гео-лого-маркшейдерских данных по отработанным залежам, участкам на основных урановых и золоторудных
карьерах было установлено, что несмотря на наличие большого количества геофизических экспресс-замеров для оконтуривания, подсчета запасов балансовых руд и получаемых в процессе добычи руды, косвенные методы определения потерь и разубоживания руды, рассчитываемые по снижению содержаний металла в недрах и учету добычи, искажают фактические показатели, определяемые по объемным замерам запасов и добычи. В связи с этим отраслевая инструкция /4/ предусматривает обоснование нормативных, плановых, отчетных и сверхнормативных потерь и разубоживания руды по объемным исходным геолого-технологическим параметрам. Другие рекомендуемые в литературе коэффициенты оценки полноты и качества отработки запасов (извлечения, снижения качества, полноты, выхода с 1 т запасов) являются производными от показателей потерь и разубоживания руды. Поэтому указанные коэффициенты на предприятиях отрасли не определяются.
Установлены следующие виды проектных и горнопроизводственных работ, при которых должна производиться оценка показателей потерь и разубоживания руды: 1) техническое и рабочее проектирование; 2) оперативное и перспективное планирование добычи руды по экскаваторам, карьерам; 3) экономико-технологическая сравнительная оценка применения нового горнодобычного оборудования, при изменении схем и параметров добычи руды; 4) составление геолого-маркшейдерской отчетности по добыче и движению запасов.
В отличие от принятых в типовых методических указаниях [1] трудоемких и весьма условных повари-антных экономических расчетов нормативов потерь, разубоживания руды через прибыль, отнесенную к 1 т погашаемых запасов балансовых руд, в качестве экономического критерия по оценке оптимальности соотношения потерь и разубоживания руды принят показатель минимального суммарного ущерба (последствий) для предприятия от потерь и разубоживания 1 т руды (Уп, Ур, руб/т), учитывающий более полно фактические дополнительные эксплуатационные затраты. Расчет показателя экономически оптимального со- / о бх+бд отношения площадей ( £ в ,
зубоживающих пород (тВ , м/м) к теряемой площади
м2/м) или прирезок ра-
(£
6х+6д
, м2/м) или мощности теряемых руд (тТ , м/м)
по схемам добычи ведется по формуле:
= (Хп. )2 = 0,5 У
£ Т
==тВ[_
тВ
ед.
Обоснование технически неизбежных и экономически оправданных показателей потерь и разубоживания руды (нормативов) для условий месторождений значительно упрощается и повышается достоверность расчетов при определении фактических размеров зон технологических прирезок к 1 м приконтурной рудной мощности или 1 п.м. длины (периметра) рудного контура, (тд, м/м). На урановых карьерах, где отрабатываются в основном весьма изменчивые в плане и по высоте уступа залежи и ведется экспресс-опробование рудной массы в ковше экскаватора и на РКС (рис. 1), определение размеров зон технологических прирезок производится по результатам научно-производственных оце-
п
N
бд
£
В
бд
Таблица 2
ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ ЗОН ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИРЕЗОК ПО ТИПАМ СЛОЖНОСТИ ЗАЛЕЖЕЙ, ВЫСОТЕ УСТУПА И СХЕМАМ АОБЫЧИ РУАЫ НА ЗОЛОТОРУАНЫХ КАРЬЕРАХ
Схема добычи руды Высота уступа (подуступа), м Зоны технологических прирезок по типам рудных залежей, м/м
простые, выдержанные (I) сложные, извилистые (II) весьма изменчивые (III)
1. Отбойка руды с сохранением геологорудной структуры массива, экскаваторная выемка руды по видимым ориентирам с зачисткои откосов рудного контура выемки при выходе из руды 2,5 0,8 1,0 1,2
5,0 1,8 2,0 2,4
10,0 2,5 2,8 3,2
15,0 2,8 3,2 3,8
2. Раздельная отбойка руды и при-контурных участков с развалом откосов, экскаваторная выемка руды по видимым ориентирам при геологическом забойном контроле и зачистке откосов рудного тела со сдвижением контура выемки 2,5 1,0 1,2 1,4
5,0 2,0 2,2 2,6
10,0 2,8 3,0 3,5
15,0 3,2 3,6 4,2
нок фактических данных по отработанным залежам, участкам. При отработке урановых пластов зоны технологических прирезок составляют - 0,23+0,30 м/м, сложных жил, штокверков при высоте уступа 5,0 м -
0,65+0,80 м/м, весьма изменчивых (III тип) - 1,0+1,2 м/м. В табл. 2 приведены усредненные данные о размерах зон технологических прирезок на золоторудных карьерах по схемам добычи, высоте уступа и группам сложности рудных контуров залежей.
По результатам научно-производственных оценок фактических потерь, разубоживания руды, определения размеров зон технологических прирезок и расчета показателя экономически оптимального соотношения прирезок по сортам руд (С, ак, % или г/т), для условий карьеров рассчитываются нормы технологических при-
n m
резок: мощность теряемых руд тТ = -
—, м/м; 2)
пэ +1 а
прирезка разубоживающих пород т^, = тд — т^ , м/м.
На рис. 3 приведены графики изменения норм технологических прирезок к 1 м приконтурной рудной мощности в зависимости от сорта отрабатываемых руд и высоты уступа на урановых и золоторудных карьерах.
Расчет нормативов для конкретных условий залежей, уступов или карьеров рекомендуется производить
т
Т--100;
по формулам (в %): - потери руды Пь
тр
- разубоживание добытой руды
тВ х
РВ =--------------------------------------------------И-100 . При отработке маломощ-
(1 — 0,01ПВ ) • тр + тВ
ных залежей (до 5-6 м) с весьма сложными рудными контурами (Ксл5 более 0,5-0,6) и высоте уступа 5-10 м потери высокие (более 10%) и разубоживание более 25%, которые значительно уменьшаются при переходе на выемку руды с высотой подуступа 2,5 м или 5,0 м, что предусматривается в каталогах нормативов по предприятиям.
Определение и учет отчетных и сверхнормативных потерь, разубоживания руды на урановых карьерах производится по данным учета рассортировки балансовых руд на РКС. На золоторудных карьерах оперативные показатели определяются через нормативные их
значения по сортовым планам при геологомаркшейдерском подтверждении отгрузки руды в добычу в заданных контурах. Отчетные оперативные показатели всего по карьеру за квартал, год корректируются комбинированным методом с учетом дополнительных данных ГМЗ.
4. Разработка каталогов нормативов потерь и разубоживания руды для условий предприятий
Важная особенность порядка нормирования и учета потерь, разубоживания руды в отрасли - это разработка и утверждение для условий рудников и карьеров по единым методическим принципам «Каталогов эксплуатационных нормативов». Это позволяет наиболее полно и доказательно учитывать конкретные геологотехнологические условия и параметры производства добычных работ, а также фактические экономические последствия для предприятия от потерь и разубоживания 1 т руды.
Перечень подготавливаемых рабочих таблиц в каталогах нормативов потерь и разубоживания руды для условий предприятий: 1) локальная группировка рудных залежей по сложности рудных контуров и другим ключевым параметрам залежей (мощность, углы падения, протяженность, сорта руд и др.); 2) размеры зон технологических прирезок по схемам добычи и их параметрам, определяемых по фактической геологомаркшейдерской документации или опытным оценкам; 3) расчет экономического ущерба (последствий) для предприятия от потерь и разубоживания 1 т руды; 4) нормы технологических прирезок к 1 м приконтурной рудной мощности или 1 п.м длины рудного контура по типам рудных залежей, схемам добычи, их параметрам и сортам руд; 5) каталоги нормативов потерь и разубоживания руды (в %%) по схемам добычи при различных сочетаниях геологических, технологических и экономических параметров.
Каталоги эксплуатационных нормативов потерь и разубоживания руды были разработаны и утверждены для условий месторождений Уч-Кудук, Меловое, Стрельцов-ское, Мурунтау, Кокпатас, Многовершинное и др.
В табл. 3 приведены сводные данные о размерах зон технологических прирезок, нормах прирезок по сортам товарных руд и нормативах потерь, разубоживания руды для усредненных условий залегания рудных залежей
N
и схемам добычи руды на семи урановых и золоторудных месторождениях.
5. Преимущества нормирования и учета потерь, разубоживания руды по прирезкам к рудным контурам
Для практических целей сложные и разнообразные природные, технологические и экономические взаимосвязи между геологическими условиями на месторождениях, принятыми проектными решениями по отработке залежей и требованиями Госгортехнадзора по оценке полноты и качества извлечения при добыче оконтуренных запасов балансовых руд, сведены к обоснованию размеров зон технологических прирезок к 1 м приконтурной рудной мощности или 1 п.м длины рудного контура, их экономикотехнологическому распределению на теряемую и прихватываемую части по рудному контуру. Это позволило отказаться от трудоемких и весьма условных повариантных экономических расчетов прибыли на 1 т погашаемых одинаковых запасов при различных сочетаниях показателей потерь, разубоживания руды и затрат на средние условия по месторождению.
При обосновании нормативных показателей значительно расширено количество исходных геологических и технологических параметров, в т.ч. учитывается сложность рудных контуров, рудная мощность, сорт руды, высота уступа и др., а также используются фактические данные по отработанным залежам, участкам. В качестве экономического критерия оптимальности нормативов принят показатель минимального суммарного ущерба (последствий) для предприятия от потерь и разубоживания 1 т руды, что позволяет учитывать фактические расходы, сорта отрабатываемых руд и изменение кондиций окон-туривания и подсчета запасов балансовых руд в новых экономических условиях работы предприятий.
Разработка и утверждение каталогов нормативов потерь и разубоживания руды для конкретных условий карьеров по единым методическим принципам и с учетом типов рудных залежей, сложности их рудных контуров и параметров применяемых схем добычи руды, повысило достоверность обоснования планов добычи руды, металла и позволяет однозначно оценивать направления совершенствования технологических процессов, выбор оптимальных параметров добычных забоев.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Типовые методические указания по нормированию потерь твердых полезных ископаемых при добыче». Сборник руководящих материалов по охране недр, - М.: Недра, 1973.
2. Отраслевая инструкция по определению, нормированию и учету потерь и разубоживания руды и песков на рудниках и приисках МЦМ», -М.: Недра, 1977.
3. Единые правила охраны недр при разработке месторождений твердых полезных ископаемых», Госгортехнадзор СССР, - М., 1985.
4. РД «Отраслевая инструкция по определению, учету, нормированию и планированию потерь и разубоживания руды при подземной и открытой разработке месторождений радиоактивных, редких и благородных метал-
лов», ВНИПИпромтехнологии, - М., 1993.
5. РТД «Эксплуатационные нормативы и инструкция по учету потерь, разубоживания руды в условиях открытой разработки месторождений Мурунтау и Кокпатас Навоийского ГМК», ВНИПИпромтехнологии, 1994.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Аристов И.И. - ВНИПИпромтехнологии.
Беленко А.П, Зинько Н.А., Филь В.И. - Навоийский ГМК.
Файл:
Каталог:
Шаблон:
Заголовок:
Содержание:
Автор:
Ключевые слова: Заметки:
Дата создания:
Число сохранений: Дата сохранения: Сохранил:
Полное время правки: Дата печати:
При последней печати страниц: слов: знаков:
АРИСТОВ
в:\По работе в универе\2003г\Папки 2003\01ЛВ6_03
С:\и8еге\Таня\ЛррВа1а\Коаті^\Місго80й\ШаблоньіШогта1Ло1т
И
аєіга
15.05.2003 15:52:00
11
08.11.2008 21:46:00 Таня
34 мин.
08.11.2008 22:28:00
5
3 168 (прибл.)
18 058 (прибл.)
