Выявление резерва запасов балансовых руд в контуре залежей нерентабельных к отработке в современных экономических условиях Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

- © О.Ю. Лемента, 2015

УДК 338.45:622

О.Ю. Лемента

ВЫЯВЛЕНИЕ РЕЗЕРВА ЗАПАСОВ БАЛАНСОВЫХ РУД В КОНТУРЕ ЗАЛЕЖЕЙ НЕРЕНТАБЕЛЬНЫХ К ОТРАБОТКЕ В СОВРЕМЕННЫХ ЭКОНОМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Доработана методика выделения запасов, в контуре бедных и рядовых руд, рентабельных к отработке, основанная на предположении о непрерывности функций изменения геологических запасов руды и металла в зависимости от кондиционных показателей. Суть методики состоит в построении контуров рудных тел при помощи варьирования величинами бортового содержания и прослоя пустых пород, включаемых в контур подсчета запасов для систем разработки, приемлемых в данной экономической обстановке (ГС - горный способ, КВ - кучное выщелачивание, ПВ - подземное выщелачивание). Для оценки вариантов разработки запасов выбран критерий чистого дисконтированного дохода. Переоконтуривание и пересчет неактивных запасов с использованием указанных изменяющихся кондиционных показателей позволит нарастить запасы, отработка которых выгодна в определенной экономической ситуации.

Ключевые слова: запасы, эксплуатационные кондиции, бортовое содержание, система разработки, методика, эффективность.

Весьма важной задачей исследований является выявление резерва запасов балансовых руд в контуре залежей нерентабельных к отработке в современных экономических условиях, отработка которых может приносить прибыль.

В результате проведенных геологоразведочных работ получен огромный объем информации о 19 месторождениях Стрельцовского рудного поля, запасы урановых руд которого подсчитаны по постоянным геологическим кондициям.

На первом этапе необходимо, используя имеющуюся информацию о месторождениях, полученные закономерности и связи между горногеологическими показателями и ре-зультататами оптимизации областей применения наиболее эффективных технологий производства природного урана, разделить имеющиеся запасы в недрах по ценовым факторам и способам добычи и переработки.

За единицу запасов автором взяты запасы эксплуатационного блока, включающего в себя часть рудной залежи.

Используя содержания урана в балансовых рудах, характеризующие оптимальные условия применения наиболее эффективных технологий производства закиси-окиси для конкретной цены 1 кг готовой продукции, была производена из специально созданной для этого базы данных выборка запасов выемочных единиц, удовлетворяющих установленным условиям. Выборка производится на компьютере с помощью электронной таблицы Ехсе! 7.0 for Windows.

Анализ сырьевой базы предприятия с помощью предлагаемой методики дает возможность расклассифицировать имеющиеся запасы урановых руд, подсчитанные по постоянным геологическим кондициям, по стоимости и по способам разработки. В анализе участвуют 890 выемочных единиц, характеризующихся различ-

ным содержанием урана, мощностью рудных тел, горногеологическими условиями локализации урановых руд.

Как видно из рис. 1, наиболее эффективные технологии производства урана из руд Стрельсковсокго рудного поля ограничены, прежде всего, долей запасов с определенной качественной характеристикой.

Так, доля запасов, пригодных для подземного выщелачивания находится в диапазоне 30-100 дол./кг закиси-окиси урана.

Минимальное рентабельное к отработке содержание урана при подземном выщелачивании составит 0,06% при цене 100 дол./кг.

По мере снижения цены на полезное ископаемое содержание урана в рудах, пригодных к отработке подземным выщелачивание, увеличивается. При достижении цены 30 дол/кг применение данного способа становится невыгодным. Добыча урана при цене ниже 30 дол/кг. становится дороже, чем технология кучного выщелачивания.

Область применения технологии кучного выщелачивания находится в диапазоне 90-20 дол./кг. При этом доля запасов рентабельных к отработке данным способом значительна при ценах 20-60 дол./кг.

При цене 89 дол/кг область применение данной технологии выклинивается, т.к. получение природного урана данной технологией становится дороже, чем подземное выщелачивание.

Получение природного урана из скальных руд методом выщелачивания без применения гидрометаллургической переработки позволяет значительно снизить эксплуатационные затраты

на его производство и вовлечь в отработку руды со сравнительно низким содержанием урана.

Область наиболее эффективного применения горного способа располагается выше линии, соединяющей содержание урана в балансовой руде 0,462-0,148% при цене 1 кг урана соответственно 20-100 дол./кг.

Анализ сырьевой базы предприятия с помощью предлагаемой методики дает возможность расклассифицировать имеющиеся запасы урановых руд, подсчитанные по постоянным геологическим кондициям, по стоимости и по способам разработки

Ниже установленной границы запасов, которые могут эффективно отработаны методом выщелачивания и ограниченной линией, соединяющей содержание урана 0,31-0,06%, располагаются неактивные запасы. Отработка данной категории запасов при существующей техники и технологии ведения горных работ, а так же сло-

= о 0,15

1 0.1 —Неактивные запасы

20

30

5(1

60

во

90 100

Цена 1кг \[>з»л в икись-окига, Я Рис. 1. Разделение запасов месторождений Стрель-цовского рудного поля по способам добычи и переработки руды в зависимости от цены на урана и его содержания в балансовых рудах: ГС (горный способ) -добыча руды нисходящей слоевой выемкой с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью и переработка руды гидрометаллургической технологией; КВ - добыча руды системой подэтажных штреков и переработка ее кучным выщелачиванием; ПВ - подземное выщелачивание скальных руд и переработка продуктивных растворов по гидрометаллургической технологии; Неактивные запасы -запасы руды, отработка которых в данных экономических условиях убыточна

жившейся экономической ситуации является нерентабельной.

Неактивные запасы являются резервом для наращивания сырьевой базы ОАО «ПППХО». Поэтому для предприятия весьма важной задачей исследований является поиск путей выделения в контуре бедных и рядовых руд нерентабельных к отработке, запасов, отработка которых может приносить прибыль.

Автором доработана методика выделения запасов, в контуре бедных и рядовых руд, рентабельных к отработке. Методика основана на методе вариантов, обоснованном М.И. Агошко-вым и Д.М. Бронниковым. Суть методики состоит в построении контуров рудных тел при помощи варьирования величинами бортового содержания и прослоя пустых пород, включаемых в контур подсчета запасов для систем разработки, приемлемых в данной экономической обстановке (ПС, КВ, ПВ).

В расчетах участвуют такие показатели, как:

• бортовое содержание;

• прослой пустых пород, включаемых в контур подсчета запасов;

• минимально-промышленное содержание;

• минимальное содержание урана в отдельном пересечении;

• минимальный метропроцент;

• оптимальная ширина выемочного пространства.

Алгоритм расчета геолого-экономических показателей состоит из следующих операций:

• расчет геологических запасов для различных вариантов бортового содержания и величины некондиционных включений;

• расчет технологических показателей для различных вариантов разработки;

• расчет экономических показателей для вариантов подсчета;

Рис. 2. Общая схема определения оптимального варианта эксплуатационных кондиций

• выбор оптимального варианта кондиционных показателей для конкретных систем разработки.

Общая схема определения оптимального варианта эксплуатационных кондиций приведена на рис. 2.

Автором предложена методика автоматизированного пересчета геологических запасов для различных вариантов эксплуатационных кондиций. Методика основана на двух главных положениях:

• предположении о непрерывности функций изменения геологических запасов руды и металла в зависимости от кондиционных показателей (бортового содержания полезного компонента в рудах и размера некондиционных прослоев, включаемых в подсчет запасов), по которым ведется оконтуривание рудных тел;

• идентичности изменения объемных показателей запасов руды и металла и суммарных линейных запасов руды и металла.

Исходя из данных положений, определение физических объемов геологических запасов проводится следующим образом:

• подсчитываются линейные запасы руды и металла по эксплуатационному блоку с использованием действующих кондиций (базовая модель) и исследуемых вариантов эксплуатационных кондиций (вариантные модели);

• определяются коэффициенты изменения вариантных запасов руды и металла по отношению к базовому варианту;

• на основании геологических запасов по эксплуатационному блоку, подсчитанных по традиционной методике (метод разрезов или проекций на вертикальную (горизонтальную) плоскость, апробированных в ГКЗ) с применением рассчитанных коэффициентов изменения вариантных запасов определяются запасы руды и металла для анализируемых вариантов кондиций.

Определение контуров рудных залежей относится к числу определяющих моментов при разработке эксплуатационных кондиций.

Основное место при установлении пространственных границ рудных залежей занимает решение задачи выделения рудных пересечений и определения их качественных характеристик.

Исходными данными для выделения рудных пересечений служат результаты дифференциальной интерпретации каротажа разведочных скважин. Для выполнения расчетов по установлению временных эксплуатационных кондиций достаточно выделения двух типов пересечений:

• рудных;

• нерудных.

Процесс выделения рудных пересечений организационно разбивается на три этапа:

а) выделение рудных интервалов;

б) объединение сближенных рудных интервалов в пересечения;

в) отбраковка рудных пересечений по минимальной мощности.

Процедура выделения рудных интервалов, использующая данный алгоритм, реализована в виде программного модуля INTER.

Процедура объединения рудных интервалов, использующая данный алгоритм реализована в виде программного модуля OI_UNIV.

Процедура подсчета линейных запасов, использующая данный алгоритм, реализована в виде программного модуля SUMZAP.

Определение ширины рудной зоны и вертикального размаха оруденения необходимо для последующих расчетов, использующая описанный алгоритм реализована в виде программного модуля ZONAHEIGHT.

Определение по вышеописанным алгоритмам величины линейных горизонтальных запасов руды и металла, ширины рудной зоны и вертикального

размаха оруденения для базового варианта (действующие кондиционные показатели) и для вариантов с изменяемыми кондиционными показателями дает возможность выявить влияние кондиций на геологические параметры подсчитанных запасов. С этой целью по каждому параметру рассчитывается таблица отношений его значений по анализируемым вариантам кондиций к базовому варианту. Полученные коэффициенты используются для определения приведенных геологических характеристик запасов по блоку.

Ниже приведены зависимости, используемые для расчета величин геологических параметров:

• балансовые запасы руды для 1-го варианта бортового содержания и }-го варианта мощности породных прослоев, включаемых в подсчетный контур:

ЧЛ Л = ■ Л , т (1)

где ^гкз - балансовые запасы руды в контуре эксплуатационного блока, подсчитанные по постоянным геологическим кондициям, т; К (1, }) - коэффициент отношения величины линейных запасов руды (1, $ варианта кондиций к базовому варианту линейных запасов, доли ед.;

• запасы металла в балансовой руде для 1-го варианта бортового содержания металла и }-го варианта мощности породных прослоев, включаемых в рудный контур:

Чб*Д Л = Мегкз ■ Ке! ^ т (2)

где М - балансовые запасы металла

егкз

в контуре эксплуатационного блока, подсчитанные по постоянным геологическим кондициям, т; К (1, Л) - ко' ' меу 7 •"

эффициент отношения величины линейных запасов металла (1, }) варианта кондиций к «базовой» величине линейных запасов металла;

• среднее содержание металла в балансовой руде для 1-го варианта бортового содержания и }-го варианта

мощности породных прослоев, включаемых в рудный контур, %:

А(1, Л) = Мей1л (1, })/ ^ а, }), %

бал

(3)

• ширина рудной зоны для 1-го варианта бортового содержания металла и Л-го варианта мощности породных прослоев, включаемых в рудный контур:

г (1, Л) = ^баз ■ КД Л), м (4)

где г&з - ширина рудной зоны, определенная по геологическим разрезам в контуре эксплуатационного блока, запасы которого подсчитаны по постоянным геологическим кондициям, м; КД }) - коэффициент отношения величины ширины рудной зоны (1, }) варианта кондиций к «базовой» величине ширины рудной зоны;

• вертикальный размах оруденения для 1-го варианта бортового содержания и Л-го варианта мощности породных прослоев, включаемых в рудный контур, м:

Щ }) = Нбаз ■ Кна, }), м (5)

где Н&з - вертикальный размах оруденения, определенный по геологическим разрезам в контуре эксплуатационного блока при постоянных геологических кондициях, м ; Кь(], Л) -коэффициент отношения величины вертикального размаха оруденения (г,}) варианта кондиций к «базовой» величине вертикального размаха, доли ед.

Для оценки вариантов разработки запасов урана на месторождениях Стрельцовского рудного поля выбран критерий чистого дисконтированного дохода.

Выбор вариантов запасов, подсчитанных по изменяющимся эксплуатационным кондициям и пригодных для отработки одним из экономически эффективных способов осуществляется по тому же принципу, что и для запасов, подсчитанных по постоянным геологическим кондициям.

Переоконтуривание и пересчет неактивных запасов с использованием указанных изменяющихся кондиционных показателей позволит нарастить запасы, отработка которых выгодна

1. Овсейчук В.А. Технология, обеспечивающая наибольшую экономичность производства природного урана из скальных руд месторождений Стрельцовского типа // Горный журнал. - 1997. - № 7. - С. 16-19.

2. Пшенников В.А. Руда товарная, добытая в шахте (богатая, рядовая, комплексная, забалансовая). Технические требования. Стандарт предприятия СТО 85-80. - 1980. - 80 с.

3. Пшенников В.А., Овсейчук В.А., Ме-зин А. И. Горно-геологическая классификация рудных залежей Стрельцовского рудного поля // Технический прогресс в атомной промышленности, серия Горно-металлур-

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ_

в определенной экономической ситуации и тем самым продлить срок существования горного предприятия на срок до 30%, в зависимости от конъюнктуры урана на мировом рынке.

_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

гическое производство. - 1986. - № 12. -С. 20-28.

4. Овсейчук В.А., Аптекин Ю.В. Отчет по НИР «Установление временных эксплуатационных кондиций на руду в недрах дифференцированно для каждого эксплуатационного блока». Фонды ОАО «ППГХО». 1992.

5. Агошков М.И., Бронников Д.М. К методике определения минимального промышленного содержания металла в руде / Труды ИГД АН СССР. Т. 1. - М., 1954. - С. 47-52.

6. Каргажанов З.К. Комплексная экономическая оценка минеральных ресурсов. -Алма-Ата: Наука, 1972. - 152 с. 1ЕШ

Лемента Ольга Юрьевна - старший преподаватель, e-mail: [email protected], Забайкальский государственный университет.

UDC 338.45:622

IDENTIFICATION OF BALANCE ORES' RESERVE IN A CONTOUR OF UNPROFITABLE ORE-BODY TO WORKING OFF IN NEW ECONOMIC CONDITIONS

Lementa O.Yu., Senior Lecturer, e-mail: [email protected], Transbaikal State University, Chita, Russia.

There is the algorithm with the mathematical description of process of a geologic-economic estimation of uranium ore deposits in the underground mining. The analysis of a raw-material base of the enterprise by means of an offered method gives the chance to classify the available stocks of the uranium ores that counted on constant geological standards, at cost and on ways of mining. The criterion function defined, who maximizing profit on realization of a commodity output at complex use of ore. There is the criterion of the net discounted income for an estimate of variants' development of workable reserves. The mapping and recalculation of inactive workable reserves with use of the specified changing standard indicators will allow to increase workable reserves which working off is favorable in a certain economic situation.

Key words: deposit, economic-mathematical model, exploitation, standard, increase, method, efficiency.

REFERENCES

1. Ovseichuk V.A. Gornyi zhurnal. 1997, no 7, pp. 16-19.

2. Pshennikov V.A. Ruda tovarnaya, dobytaya v shakhte (bogataya, ryadovaya, kompleksnaya, zabalans-ovaya). Tekhnicheskie trebovaniya. Standart predpriyatiya STO 85-80 (Production of marketable ore (highgrade, run-of-mine, complex, noncommercial). Technical requirements. Local standard STO 85-80), 1980, 80 p.

3. Pshennikov V.A., Ovseichuk V.A., Mezin A.I. Tekhnicheskii progress v atomnoi promyshlennosti, seriya Gorno-metallurgicheskoe proizvodstvo. 1986, no 12, pp. 20-28.

4. Ovseichuk V.A., Aptekin Yu.V. Otchet po NIR «Ustanovlenie vremennykh ekspluatatsionnykh kondit-sii na rudu v nedrakh differentsirovanno dlya kazhdogo ekspluatatsionnogo bloka» (Research and development report «Setting temporal operating standards of underground ore quality individually for each extraction block»), Fondy OAO «PPGKhO», 1992.

5. Agoshkov M.I., Bronnikov D.M. Trudy IGD AN SSSR (Transactions of the Institute of Mining of the USSR Academy of Sciences), vol. 1, Moscow, 1954, pp. 47-52.

6. Kargazhanov Z.K. Kompleksnaya ekonomicheskaya otsenka mineral'nykh resursov (Integrated economic appraisal of mineral resources), Alma-Ata, Nauka, 1972, 152 p.