Зависимости потерь и засорения руды от высоты уступа Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© Г.А. Холодняков, М.Д. Абдуллаев, 2015

УДК 622.01

Г.А. Холодняков, М.Д. Абдуллаев

ЗАВИСИМОСТИ ПОТЕРЬ И ЗАСОРЕНИЯ РУДЫ ОТ ВЫСОТЫ УСТУПА

Приведены результаты исследования влияния высоты уступа на потери и засорения руды при отработке крутопадаюших месторождений. Представлены графики зависимости потерь и засорения при изменении угла падения залежи и угла откоса уступа при различных высотах уступа. Выявлены аналитические зависимости потерь, засорения и разубоживания руды при условии равенства прибыли от условно теряемых богатых руд и ушерба от переработки менее качественных засоряюших руд.

Ключевые слова: высота уступа, руда, потери, засорения, крутопадаюшее месторождение.

При любом способе разработки месторождений неизбежны потери руды и расхождение между ее качеством в недрах и в руде, выдаваемой на фабрику. Оба эти показателя играют существенную роль при оценке экономической эффективности работы горного предприятия и для конкретных условий могут изменяться в зависимости от принятой системы разработки и организации производства горных работ. Причем, на карьерах одним из основных факторов, влияющим на показатели количественных и качественных потерь, является высота рабочего уступа [2].

Потери руды представляют разность между запасами в недрах и добытым ее количеством в карьере. Отношение величины потерь руды к ее запасам в недрах, выраженное в долях единицы или в процентах, представляет собой коэффициент потерь руды при эксплуатации (пп), а отношение количества извлеченной при эксплуатации руды к ее запасам - коэффициент извлечения запасов руды (пи) [1].

На контактах вмещающих пород и рудной залежи, в процессе отработки уступа и вследствие различных углов откосов уступа и падения рудной залежи, возникают потери и засорение руд. Объем потерянных руд и примешиваемых пород для одного уступа на одном контакте определяется геометрическим путем. Величина потерь и засорения зависит от взаимного

положения откоса рабочего уступа и плоскости контакта рудного тела [2, 3].

Независимо от направления развития горных работ относительно падения рудного тела, между потерями руды и засорением ее приконтактными породами наблюдается обратная зависимость. Наиболее характерно проявляется обратная зависимость между потерями руды и засорением ее для условий разработки пологопадающих пластовых залежей [1].

Чем более ценным является полезное ископаемое, тем меньше допускаются его потери за счет увеличения засорения. Прибыль от добычи и переработки 1 т руды может быть определена, как разница цены концентрата, полученного из нее, и себестоимости ее добычи и переработки. Прибыль, которую предприятие не получает вследствие потерь руды при эксплуатации карьера, учитывая, что теряемая руда вынимается из недр и отправляется в отвал, следует классифицировать как экономический ущерб Еп.

Нулевое значение экономического ущерба от потерь руды может быть в случае, когда потери руды на контакте рудного тела отсутствуют (Еп = 0) за счет увеличения объема примешиваемых пород. Однако в этом случае имеется явный ущерб от переработки некондиционных руд или вмещающих пород, направляемых в составе промышленной руды на обогатительную фабрику, Ер. Естественно, что прибыль, которая могла быть получена, от использования теряемых при эксплуатации руд, связана с ущербом, имеющим место от засорения.

Рациональное соотношение между величинами потерь руды и засорением ее может быть получено при условии, что прибыль, которую можно получить от использования теряемых руд, должна равняться экономическому ущербу, получаемому от засорения то есть Еп = Ер.

Используя данное положение и произведя ряд математических преобразований с выражениями коэффициентов потерь, засорения и разубоживания, получаем зависимости указанных коэффициентов от высоты уступа:

пкИ

Г 1 У 1 --

с (( ± ада)

П =-V-ст)_-, (1)

2т

п = к К X УХ, (2)

0 О ' ^ '

Ро =

пкЪ(дв ± ада)

пкЬ(аф ± ада)

2тСпк

2тОгпк + пкЪ(( ± о1да) 1 - (1 - Сш -1)

(3)

где цп- коэффициент потерь промышленной руды; П0 — коэффициент засорения пород к запасам промышленной руды; р0 — коэффициент разубоживания руды, характеризующий количество пород в объеме рудной массы, полученной с учетом потерь и засорения; Ъ- высота уступа, м; пк - количество контактов руды с вмещающими породами; в - угол падения рудной залежи, град; а - угол откоса уступа, град; т - суммарная горизонтальная мощность рудного тела, м; Спк - стоимостная постоянная карьера, которая равна:

С = ° пк ~

Уп (4 + Ср - Ь - епЬпС)

Ур (енЬС - 4 - Ср + ь)

(4)

где 4 - себестоимость переработки 1 т руды, руб/т; Ср - себестоимость добычи руды франко-бункер фабрики, руб/т; Ь - себестоимость выемки пород франко-отвал, руб/т; £п - извлечение компонента из вмещающих пород; £ - извлечение компонента из руды; С - цена одного тоннопроцента компонента в концентрате, руб/т %.

Знак «+» ставится при отработке залежи от лежащего бока к висячему, знак «-» — при отработке от висячего к лежачему боку залежи.

Формулы (1-4) могут быть использованы для расчета оптимальных значений коэффициентов потерь, засорения и разу-боживания и соответственно для анализа при выборе рациональной высоты уступов.

Значения показателей потерь и засорения сильно зависят от угла падения рудной залежи и угла откоса рабочего уступа, на рис. 1 приведен график, характеризующий влияние угла падения «в» и угла откоса уступа «а» на величину коэффициента потерь и засорения при высоте 10, 15 и 20 м.

16,0

14,0

12,0

10,0

8,0

6,0

4,0

2,0

0,0

1 1 \

\ \ \ \

\ \ \ \ \ \ N и-

/ Ъ=м \ — V " \ N х \ V \ \ Ъ Ч =2; Ч V

г !о=/(а) \ % N \ V- ^ N Ч X ч. ч ч ч

По-/(о) 1=М Ч ч ч ч ч ч

1=М ч=М ) ) , ч \ ч~Ч ч ч ч

>гГ(« Ч=/(о >Г/(а ) =: ) - -

12 15 18 21 24 27 30 33 36 Угол наклона рудной залежи фад

35

50

60

70

КО

90

Угол (

I откоса уступа -«, град

Рис. 1. График зависимости потерь и засорения руды от угла падения залежи и угла откоса уступа при высоте их 10 м, 15 м и 20 м

Из графика следует, что при постоянном угле откоса рабочего уступа потери и засорение руды с уменьшением угла падения рудной залежи резко возрастают, наблюдается практически обратно пропорциональная зависимость. Причем, как уже отмечалось выше, и что еще раз подтверждается данным графиком, при высоте уступа 10 м коэффициенты потерь и засорения в два раза меньше, чем при 20 м высоте.

Зная технологические и стоимостные показатели обогатительного передела в зависимости от засорения руды при раз-

личной высоте уступа, определяется экономическая целесообразность принятия того или иного значения высоты уступа по фактору качественных и количественных потерь.

Приведенные зависимости потерь и засорения от высоты уступа, построенные на их основе графики и краткий анализ этих графиков позволяют сделать следующие основные выводы:

1. Значения потерь и засорения руды при эксплуатации находятся в прямо пропорциональной зависимости от высоты уступа. При отработке контактов залежи полной высотой уступа, увеличение высоты в два раза вызывает рост коэффициентов потерь и засорения в 1,8 — 2,9 раза.

2. Потери и засорение руды являются сугубо переменными величинами и зависят не только от высоты уступов, мощности залежи и количества включений прослоев вскрышных пород, но в значительной степени от угла падения залежи. Так, с уменьшением угла с 25° до 12-11° потери и засорение возрастают соответственно в 3,0 и 3,5 раза, то есть наблюдается практически обратно пропорциональная зависимость.

3. Изменение потерь и засорения от угла откоса уступа происходит примерно по прямолинейной зависимости. С увеличением угла с 60° до 80°, то есть на 33%, повышение размеров потерь и засорения составляет 20%.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Холодняков Д.Г. Потери, засорение и разубоживание полезных ископаемых при открытых горных работах. / Сб. Освоение Минеральных ресурсов Севера, г. Воркута, 2008, С. 128-132.

2. Арсентьев А.И., Холодняков Г.А. Проектирование горных работ при открытой разработке месторождений. М.: Недра, 1994, 336 с.

3. Трубецкой К.Н. Проектирование карьеров / К.Н. Трубецкой, Г.Л. Краснянский, В.В. Хронин. - М.: Изд-во академии горных наук, 2001. - Том 2. -535 с. ГГТТТ|

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

Холодняков Г.А. - доктор технических наук, профессор verahol@bk.ru, Абдуллаев М.Д. - аспирант, m-abdullaev@mail.ru, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный».

UDC 622.01

DEPENDENT OF MINERAL LOSSES AND MINERAL DILUTION ON THE HEIGHT OF BENCH

Holodnyakov G.A., professor of Mining Engineering Department of National Mineral Resources University «Mining», Russia,

Abdullaev M.D., post-graduate student of Mining Engineering Department of National Mineral Resources University «Mining», Russia.

The paper presents the research results influence of bench's height on mineral losses and mineral dilution in mining steep deposits. Is a plot of mineral losses and mineral dilution were design when the angle of incidence and the angle of the slope deposits of ledge at different heights of the bench. Analytical dependences revealed loss, contamination and dilution of ore in the condition of equality of lost profits from conventionally-rich ores and damage from processing lower-quality ores dilutions.

Key words: bench height, ore, mineral losses, mineral dilution, steep deposit.

REFERENCES

1. Holodnyakov D.G. Poteri, zasorenie i razubozhivanie poleznyh iskopaemyh pri otkrytyh gornyh rabotah (Loss, contamination and dilution of mineral resources in open cast mining) / Sb. Osvoenie Mineral'nyh resursov Severa, Vorkuta, 2008, pp. 128-132.

2. Arsent'ev A.I., Holodnyakov G.A. Proektirovanie gornyh rabot pri otkrytoj raz-rabotke mestorozhdenij (Designing of mining operations in open pit mines). Moscow: Nedra, 1994, 336 p.

3. Trubeckoj K.N. Proektirovanie karerov (The quarries design). Moscow: Izd. akademii gornyh nauk, 2001. Tom 2. 535 p.