CC BY
106
Шп Шт + ШЬп + Ш^, (4)
где ш5п - относительная погрешность суммарной площади теряемых целиков, %; ш^ - относительная погрешность средней высоты целиков, %; - относительная погрешность сред-
ней плотности руды, %.
Установлено, что для систем с обрушением руды и вмещающих пород из большого числа факторов, влияющих на погрешности определения нормативов П и В, определяющими являются: для П - погрешность коэффициента извлечения чистой руды (до начала засорения), для В - погрешность среднего содержания в засоряющих породах.
Относительные погрешности при этом равны:
шп % = ±100шИч / П (5)
п ,0 _
Шв % = ±100 В ,
(сп - абр) (6)
------------------2 шв,
Р Вд (абр- в)(сп - в)
где П, В - соответственно потери и засорение, %; абр - браковочный предел содержания железа в добываемой рудной массе, %; сп, в - сред-
нее содержание железа соответственно в теряемой руде и засоряющих породах, %; р - показатель, характеризующий процесс засорения руды при выпуске, т-1; Вд - нормативное количество засоряющих пород, выпускаемых из одной дучки, т. шИч - абсолютная погрешность коэффициента извлечения чистой руды, %; шв
- абсолютная погрешность среднего содержания металла в засоряющих породах, %;
Пример 2. Пусть П = 14.1 %; В = 15.0 %; сп = 42.9 %; в = 16.0 %; абр = 18.5 %; р = 0.665х10-3; Вд = 5257 т; шИч =±2%; шв = ±3%. Тогда согласно формулам (5) и (6): шп/П = ±100х2/14.1 = ±14.2 % (относ.); шв/В = ±100х3х(42.9-18.5)2/[0.665х х10-3х5257(18.5-16.0)(42.9-16.0)2] = ±28.2 % (относ.).
При П = 14.1 %, В = 15.0 % нормативы устанавливаются со средними квадратическими погрешностями, равными соответственно шп = ±14.1x14.2 / 100 = ±2.0 % (абс.); шв = ±15.0х28.2 / 100 = ±4.2 %.(абс.)
Из приведенных данных нельзя делать вывод о равноправности нормативов в диапазоне их погрешностей, т. к. известно, что любая смещенная оценка при оптимизации приводит к дополнительному ущербу.
— Коротко об авторах
Мининг С.Э. — кандидат технических наук, Мининг С.С. - кандидат технических наук, ФГУПВИОГЕМ.
© С. С. Мининг, С. С. Мининг, 2004
УДК 622.241
С.Э. Мининг, С. С. Мининг
ПОНЯТИЕ «ВЫЕМОЧНОЙ ЕДИНИЦЫ» ДЛЯ КРУПНЫХ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ КАРЬЕРОВ
Семинар № 1
равилами охраны недр (Госгортехнадзор России, 2003) выемочная единица опреде-11 ляется, «как минимальный участок месторождения с относительно однородными
геологическими условиями, отработка которого согласно проекту осуществляется одной системой разработки, технологической схемой выемки (карьер, уступ, блок, лава, камера, залежь, месторождение и т. п.), в пределах кото-
Результаты сравнительного анализа погрешностей определения фактических потерь и засорения при различных выемочных единицах в карьерах Михайловского и Лебединского ГОКов
Относительные погрешности определения, %
Выемочная единица Метод определения потерь Михайловский ГОК Лебединский ГОК
Кварциты Богатая руда Кварциты
шя шв Шя шв Шя шв
Участок месторождения по карьеру в целом в контурах отработки: за месяц за квартал за полугодие за год косвенный косвенный косвенный косвенный ±45 ±39 ±37 ±36 ±28 ±16 ±11.5 ±8 ±103 ±63 ±48 ±38 ±100 ±58 ±41 ±29 ±50.7 ±48.5 ±47.9 ±47.6 ±18.0 ±10.4 ±7.4 ±5.2
Участок месторождения по отдельному горизонту удельно- параметриче- ский ±169 ±244 ±312 147 ±238 ±172
рого с достаточной достоверностью определены запасы и возможен достоверный первичный учет добычи (извлечения) полезных ископаемых и компонентов».
При открытом способе разработки величина выемочной единицы по-разному проявляется на стадиях нормирования и фактического определения потерь полезных ископаемых. При нормировании потерь достаточно знать достоверные контуры залежей, количество и качество балансовых запасов по выемочным единицам и теоретические связи между потерями и засорением. На этой стадии возможна и даже целесообразна дифференциация нормативов по каждому очистному (экскаваторному) забою. Но фактическое определение потерь и засорения полезных ископаемых при отсутствии технических средств, необходимых для их учета, возможно лишь косвенным путем - по уравнениям баланса руды и металла. При определении фактических величин потерь и засорения косвенным путем необходимо вести систематический учет фактического качества добытой рудной массы и содержания полезного компонента в ней. При нормировании эти величины определяются как расчетные на основе математического моделирования отработки контактов. Отсутствие мобильных взвешивающих устройств и аппаратуры по экспрессному анализу качества рудной массы в навале непосредственно в забоях, применение в крупных карьерах каскадного взрывания, когда отбитая рудная масса перемещается с вышележащих на нижележащие горизонты, перегрузочных складов, аккумулирующих добываемую рудную массу с нескольких горизонтов, приводит к тому, что достоверный учет добычи и потерь полезных ископаемых возможен только по карьеру в целом. Поэтому на стадии
фактического определения потерь в крупных карьерах выемочную единицу представляет весь карьер в годовых контурах отработки.
При решении вопроса о том, что понимать под выемочной единицей - карьер, уступ или еще меньший участок месторождения, - следует исходить из целей, для которых вводится это понятие, и объективных условий. Если исходить из достижения реального эффекта, полученного в результате контроля над потерями и засорением, то разницы между выемочными единицами (уступ или карьер в целом) практически нет, так как контроль над выемкой полезного ископаемого должен вестись систематически в натуре, особенно при отработке при-контактных зон. Контроль отработки запасов только путем сравнения фактических показателей использования запасов с их плановыми или нормативными значениями, как это делается сейчас, не может достичь цели независимо от того, будет ли он выполняться по эксплуатационному горизонту или по карьеру. При определении выемочной единицы необходимо исходить из реальных условий, а не возможных, обязательно принимая во внимание целесообразность затрат на поуступный учет добываемой рудной массы по количеству и качеству.
Необходимо особо подчеркнуть, что само уменьшение размера выемочной единицы не может привести к существенному сокращению фактических потерь и разубоживания в карьерах, так как оно будет лишь способствовать повышению оперативности контроля над рациональным использованием недр, но не повлияет на технологию горных работ. Раздельное взрывание руды и пород, обеспечивающее теоретическую возможность прямых методов учета потерь и засорения, приведет к значительному и неоправданному снижению произ-
водительности горных работ, что недопустимо в условиях крупных карьеров. Кроме того, раздельное взрывание влечет за собой снижение числа одновременно взрываемых рядов скважин, дополнительный разброс и перемешивание руд и пород в приконтактных зонах, т. е. повышение достоверности учета потерь и ра-зубоживания достигается за счет роста их уровня, что нельзя признать целесообразным. Наоборот, необходимо стремиться к увеличению числа одновременно взрываемых рядов скважин, к росту объемов взрывных блоков. Это помимо сокращения простоев, повышения выхода горной массы с 1 м скважины, роста производительности оборудования позволит дополнительно снизить потери и засорение за счет более полного сохранения структуры массивов приконтактных зон.
Любое одновременное снижение потерь и засорения руды при добыче не является лишь самоцелью учета. Главное - это экономическая выгода. Поэтому основные усилия горнодобывающих предприятий и контролирующих органов необходимо направлять не на уменьшение размеров выемочной единицы, а на внедрение ресурсосберегающих технологий при открытом способе разработки.
Существующие методы определения эксплуатационных потерь обладают приемлемой точностью лишь в целом по карьеру за достаточно длительный промежуток времени, например, за год. Это согласовывалось с практикой ежегодного заполнения статистических форм 70-ТП по потерям полезных ископаемых. Но с 2003 г. вводится налоговый период - месяц, который не обеспечивает необходимой точности определения потерь по выемочным единицам - уступам.
В 2003 г. в карьере Михайловского ГОКа неокисленные железистые кварциты добывались на 12 горизонтах, богатые руды - на 9 горизонтах, в карьере Лебединского ГОКа не-окисленные железистые кварциты добывались на 19 горизонтах. В этих карьерах преобладают комбинированные схемы транспорта, при которых добытая рудная масса с 2-4 горизонтов перевозится из забоев автосамосвалами на перегрузочные пункты, а затем железнодорожным транспортом выдается на рудоподготовительные фабрики.
Рудная шихта, поступающая из карьеров на дробильно-обогатительные комплексы, взвешивается на конвейерных тензометрических весах М81. Количество руды, поступившей в
обогатительный передел, учитывается суммированием данных конвейерных весов, установленных на конвейерах подачи руды в мельницы.
Опробование руды осуществляется автоматической системой «Башня проб» с последующими подготовкой, формированием и доставкой представительной пробы в помещение ОТК. Службой ОТК формируются пробы на экспресс-анализ и среднесменные. Определение качественных характеристик шихты выполняется в химической лаборатории ЦТЛ: в экспресс пробах с использованием рентген-флюо-рисцентных анализаторов Mini Mate и PW-2400, в среднесменных -химическим методом определения.
Для оперативной оценки массовой доли железа магнетитового в шихте используется магнитный метод контроля, который основан на существовании устойчивой связи между магнитной восприимчивостью рудного материала и содержанием в нем магнетитового железа.
Учет количества произведенного концентрата осуществляется методом взвешивания на конвейерных весах при транспортировании на склад. При отгрузке товарной продукции потребителям ее опробование осуществляется в автоматическом режиме системой (АП-Ш) с отбором и доставкой проб в помещение ОТК. После соответствующей подготовки службой ОТК формируются пробы с последующим определением качественных характеристик в химической лаборатории ЦТЛ химическим методом определения. Взвешивание отгружаемой продукции выполняется на механических или электронных железнодорожных весах.
Для обоснования выемочных единиц в условиях карьеров ОАО «Михайловский ГОК» и «Лебединский ГОК» был выполнен анализ точности определения потерь и засорения руды при добыче возможными методами.
К основным методам определения потерь относятся прямые, косвенные и удельнопараметрические.
Прямые методы предусматривают определение количества потерянной руды и засоряющих пород на основе непосредственных измерений в натуре или по планам и разрезам при достоверном установлении контуров потерянного полезного ископаемого. Несмотря на несомненные преимущества (высокая точность и оперативность определения), прямые методы не нашли применения при определении количества засо-
ряющих пород и потерянной руды в отбитом состоянии в карьерах черной металлургии. Это объясняется либо большой трудоемкостью, либо полной невозможностью реализации прямых методов. В карьерах Михайловского и Лебединского ГОКов прямые методы не осуществимы.
При использовании косвенных методов количества потерянной руды и засоряющих пород определяются из уравнений баланса руды и металла при добыче. В карьерах Михайловского и Лебединского ГОКов применяются именно эти методы, что требует учета потерь по карьеру в целом.
Согласно уравнениям баланса:
Д = Б - П + В (1)
Да = Бс - Псп + Вв (2)
потери и засорение определяются из выражений
П = [1 - Д(а-в) ]Ш0 (3)
Б(с - в)
В = —100 (4)
с - в
где Б, с - погашенные балансовые запасы (тыс. т) и среднее содержание полезного компонента в них (%); Д, а - количество добытой рудной массы (тыс. т) и среднее содержание полезного компонента в ней (%); П, сп - количество потерянных балансовых запасов (тыс. т) и среднее содержание полезного компонента в них (%); В, в - количество засоряющих пустых пород или некондиционной руды (тыс. т) и среднее содержание полезного компонента в них (%).
Относительные средние квадратические погрешности определения потерь и засорения руды косвенным методом равны: ши' = +[(100-П)/П}]х________________________(5)
Х / ^ 2 | ( с ^ 2 . ( а ^ 2 , [ (с а)в ] 2
л Шб + Шд + (-) Шс + (--) Ша + V-------Т] Шв
\1 с-в с-в (с - в)(а-в)
Шв = +[(100-В)/В}]х
X |( с ) + ( а ) + г .(С-а)в . 2 (6)
(-------) Шс + (----) Ша + Шв 4 '
(с - в)(а - в)
Принятие выемочной единицы по отдельному горизонту в условиях карьеров Михайловского и Лебединского ГОКов может быть обеспечено лишь применением так называемого удельно-параметрического метода определения фактических потерь, когда длины (площади) контактов «руда - порода» устанавливаются прямым методом, а удельные потери и засорение принимаются равными нормативным. В этом случае:
П = АП Ь (7)
В = АВ Ь (8)
АП = ц К2 (9)
АВ = ц (1 - К)2 (10)
ц = 0.5Н2p|ctga + е1§Р| (11)
где П, В - количества соответственно потерянной руды и засоряющих пород; АП, АВ -удельные потери и засорение на единицу контакта; ц - параметр, соответствующий максимальному объему потерь или засоряющих пород на единицу контакта; К - параметр, соответствующий отношению рудной части уступа к высоте уступа.
Относительные средние квадратические погрешности определения потерь и засорения руды удельно-параметрическим методом равны:
ШЯ = ±
Ш5 = ±
' + Ши +
4-104
к2
мК
2 і 2 , ШЬ + Шц +
4-104
(1 - к)2
мК
(12)
(13)
где шп, шв - относительные средние квадратические погрешности соответственно потерь и засорения, %; П, В - соответственно потери и засорение руды, %; шб, Шд - относительные средние квадратические погрешности определения соответственно погашенных балансовых запасов и добытой рудной массы, %; шс, ша, шв - относительные средние квадратические погрешности определения соответствующих содержаний, %.
где шя, ш5 - относительные средние квадратические погрешности определения соответственно потерь и засорения, %; шь, шц - относительные средние квадратические погрешности определения соответствующих параметров; МК - абсолютная погрешность определения параметра К.
Выполненные исследования показывают, что наибольший вклад в погрешность определения потерь и засорения вносит погрешность определения параметра К. При этом величина МК = ±0.25 соответствует добыче, при которой крайние границы разделения руды и породы принадлежат всей приконтактной зоне.
В таблице приведены результаты сравнительного анализа погрешностей определения фактических потерь и засорения при различных выемочных единицах по условиям добычи руды в карьерах Михайловского и Лебединского ГОКов в 2003 г.
с - в
с - в
Из таблицы видно, что принятие выемочной единицы по горизонту вместо карьера в целом приведет в условиях карьера Михайловского ГОКа к росту погрешностей в определении фактических потерь для кварцитов в 4-5 раз, а по богатым рудам - в 3-8 раз, в условиях карьера Лебединского ГОКа - в 5 раз.
Таким образом, в результате выполненных исследований для условий карьера ОАО «Михайловский ГОК» следует рекомендовать две выемочных единицы:
- участок месторождения неокислен-ных железистых кварцитов в годовых контурах отработки карьера;
- участок месторождения богатых железных руд в годовых контурах отработки карьера.
Для условий карьера ОАО «Лебединский ГОК» следует рекомендовать в качестве выемочной единицы участок месторождения не-окисленных железистых кварцитов в годовых контурах отработки карьера.
— Коротко об авторах
Мининг С.Э. — кандидат технических наук, Мининг С.С. - кандидат технических наук, ФГУПВИОГЕМ.
---------------------------------------- © Ю.М. Халимендик, С.В. Бегичев,
А.В. Бруй, 2004
УДК 622.013.36:622.831.323
Ю.М. Халимендик, С.В. Бегичев, А.В. Бруй
ВЛИЯНИЕ ОТЖИМА УГЛЯ НА УЧЕТ ДОБЫЧИ В УСЛОВИЯХ ЗАПАДНОГО ДОНБАССА
Семинар № 1
Учет добычи угля является ответственной задачей маркшейдерской службы шахты, т.к. положен в основу определения движения запасов полезного ископаемого и является контролем оперативного учета.
На угольных шахтах, в частности, на шахтах Западного Донбасса одной из составных частей маркшейдерского контроля оперативного учета является маркшейдерский замер мощности отрабатываемого участка пласта в зоне очистных работ. Точность маркшейдер-
ского учета зависит от ряда причин. Одной из этих причин является погрешность определения мощности угольного пласта.
В краевых частях пласта величина опорного давления превышает нормальное гравитационное давление. На кромке пласта уголь находится в условиях одноосного сжатия, а так как предел прочности угля при одноосном сжатии величина сравнительно небольшая, то краевая часть угольного пласта переходит в хрупкое состояние и разрушается.
