Теоретические особенности оптимизации потерь и разубоживания многокомпонентных руд в приконтактной зоне Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ГЕОМЕТРИЯ И КВАЛИМЕТРИЯ НЕДР

I

В

последнее десятилетие произошли существенные изменения в сфере государственного регулирования отношений недропользования, а также изменились экономические условия работы горных предприятий.

С одной стороны, у горных предприятий появились широкие возможности выхода на международный рынок, что требует пересмотра кондиций полезных ископаемых для соответствия продукции международным стандартам качества; с другой стороны, ожесточились государственные требования к рациональному, комплексному и экологически безопасному использованию недр.

Поэтому прогрессивное увеличение объемов горного производства с целью повышения качества добываемых полезных ископаемых невозможно, хотя потребность увеличения объемов продукции, производимой на основе полезных ископаемых, сохраняется.

Особенно остро эта проблема стоит в цветной металлургии в силу специфики полезных ископаемых, характеризующихся малыми содержаниями полезных компонентов и сложностью переработки сырья.

С учетом данных аспектов, очевидно, что совершенствование методических подходов к управ-

лению полнотой и качеством извлечения полезных ископаемых при добыче сохраняет свою актуальность, особенно в цветной металлургии.

При открытой разработке месторождений руд цветных металлов основными источниками образования потерь и разубоживания руды при добыче являются приконтактная зона, включения пустых пород и некондиционных руд в балансовой руде, апофизы, ведение горных работ. Соот-

Таблица 1

ПОРЯДОК РАСЧЕТА НОРМАТИВНЫХ П И Р В ПРИКОНТАКТНОЙ ЗОНЕ (НА РАЗРЕЗЕ, НА 1 М КОНТАКТА)

ветственно, основные виды потерь и разубоживания это П и Р в прикон-тактной зоне, П и Р в линзах и апофизах, потери при отбойке руды, разу-боживание при зачистке подошвы уступа.

Как показывают исследования, наибольший удельный вес в нормативной величине П и Р имеют П и Р в приконтактной зоне, поэтому далее рассматривается нормирование потерь и разубоживания руды в прикон-тактной зоне.

Схема образования потерь и разу-боживания при отработке прикон-тактных зон приведена на рис. 1.

Нормирование П и Р руды в прикон-тактной зоне производится по алгоритму, блок-схема которого представлена на рис. 2.

Определение балансовых запасов руды на разрезе т г5" а сл II РЧ

Определение балансовых запасов металлов, т 7і = Б • с

Определение площадей треугольников П и Р Sп,в = ^/2 • (с®Р - с®а)

Определение количества П и Р руды, т П = • Уь В = Я* • У2

Определение количества П и Р металлов, т Пі= П- с”; Ві = В- Ьі

Определение количества товарной руды, т Д = Б - П + В

Определение количества металлов в товарной руде, т Д = 7і - Пі + Ві

Определение содержания металлов в товарной руде, % а = Ді / Д

Определение извлекаемой ценности металлов, руб. Ці= Ді • иіі • и2 • Цоі

Суммарная извлекаемая ценность, руб. Цні=2Ці

Определение затрат на добычу, транспортировку, переработку 1 т руды, руб. З = (Зд + Зо) • Д

Определение платы за пользование недрами по каждому металлу, руб. Зпн = ^•^•^•^•^•01^/100

Сумма платы за недра, руб. ЗпнХ = £З™

Определение отчислений в фонд воспроизводства минерально-сырьевой базы Звмсі = Дi•ai•u1i•u2•Цв'•Ствмс/100

Сумма отчислений в фонд ВМС, руб. ЗвмсХ = £ЗВмсі

Суммарные затраты на производство конечной продукции, руб. ЗХ = 3 + ЗпнХ + ЗвмсХ

Прибыль, руб. Пр. = ЦнХ - Зх

Рис. 1. Схема образования потерь и разубоживания при отработке приконтактных зон;

геологический контур,

технологический контур; И - высота треугольника потерь, Н - высота уступа; 1, 2, 3 - различные положения технологического контура

Рис. 2. Блок-схема алгоритма нормирования П и Р руды в приконтактной зоне

Рис. 3. Зависимость высоты треугольника потерь от содержания никеля в балансовой руде

На основании данного алгоритма (рис. 2) разработана компьютерная программа на языке ТигЬоВЛЯЮ для определения нормативных потерь и разубоживания в зависимости от гор-но-геологичес-ких условий выемочной единицы и изменения технологических параметров (фор-мулы, исполь-зуе-мые в программе, приведены в табл. 1).

Фактически, компьютерная программа представляет собой имитационную модель управления полнотой и качеством извлечения руды в приконтактной зо-

не. Результаты выполнения программы позволяют определить оптимальное положение технологического контура при отработке приконтактной зоны. Соблюдение определенного положения контура отработки на практике будет реализацией управляющего воздействия.

Предлагаемый алгоритм позволяет при оптимизации потерь и разубо-живания в приконтактной зоне учитывать содержание каждого полезного компонента в балансовой и теряемой руде и для каждого полезного компонента определять теряемую и извлекаемую ценность. В качестве критерия оптимальности используется прибыль от реализации товарной продукции, определенная с учетом платы за недра.

Кроме того, до настоящего момента при определении величины потерь руды содержание полезных компонентов в потерях принималось равным их среднему содержанию в балансовой руде. Разработанный алгоритм дает возможность учитывать содержание полезных компонентов в потерях для каждого варианта треугольника потерь.

Рис. 4. Зависимость прибыли от содержания металла в потерях

Рис. 5. Влияние формы технологического контура на соотношение П и Р в приконтактной зоне

Рис. 6. Зависимость площадей П и Р от кривизны технологического контура: а) при выпуклом технологическом контуре; б) при вогнутом технологическом контуре; в) при выпукло-вогнутом технологическом контуре; г) при вогнуто-выпуклом технологическом контуре

Рис. 7. Динамика изменения уровня потерь и разубож] -вания полезного ископаемого в приконтактной зоне в зависимости от формы технологического контура

Модель управления была проверена на примере Ждановского месторождения сульфидных медноникелевых руд. При нормировании потерь и разубоживания руды в при-контактной зоне с использованием составленной компьютерной программы была получена зависимость оптимальной высоты треугольника потерь от содержания никеля в балансовой руде при различном содержании никеля в разубоживающих породах (рис.

3).

На рис.4 приведены результаты сравнения прибыли при нормировании потерь и разубоживания с использованием содержания металлов в потерях, отличном от их содержания в балансовой руде, и равного их содержанию в балансовой руде. Влияние содержания металлов в потерях на прибыль определяется учетом реальной теряемой ценности в отличие от условной.

Для одного из вариантов оптимального соотношения П и Р в при-

контактной зоне было исследовано влияние формы технологического контура на уровень и соотношение потерь и разубоживания в прикон-тактной зоне.

Рассмотрены 4 варианта различной формы технологического контура (рис. 5). Для данных вариантов установлена зависимость (рис. 6) и динамика (диаграмма на рис. 7) уровня потерь и разубоживания от параметров технологического контура при различной его форме. Выявлено,

что параметром, определяющим зависимость уровня П и Р от формы контура является его кривизна. Поскольку величины потерь и разубоживания изменяются весьма существенно, необходимо учитывать форму технологического контура при оптимизации показателей извлечения.

Практическая ценность результатов исследования заключается в возможности использования разработанного алгоритма нормирования потерь и разубоживания многокомпонентных руд при совершенствовании инструктивных документов.

а я * а ■ % т и я ш л ■ ш • а ф я •

1. Естаев М.Б., Беляев Б.И., Елисеев ВМ., Руденко В.В. Нормирование потерь и разубоживания руды при добыче на рудниках комбината «Печенганикель», - М., Обзор, Цветметэкономика и информация, 1987.

2. Руденко В.В. Информационные технологии управления качеством руд на основе геометризации месторождений (докт. дисс.), -М., МГГУ, 1996.

Р “

Руденко Валентин Владими «Маркшейдерское дело и геодези Дробышева Любовь Анато. геодезия», Московский государств