Тема 3. Показатели использования недр и методы их определения

1.Основные показатели использования недр

Основные показатели использования запасов недр – потери и разубоживание полезных ископаемых. Кроме того, в качестве таких показателей были приняты обратные им величины – коэффициент извлечения полезного ископаемого из недр и коэффициент изменения качества полезного ископаемого при добыче. В угольной промышленности для оценки качества угля принят показатель зольности.

Для правильного определения потерь и разубоживания полезных ископаемых, так же как и показателей извлечения из недр и изменения качества добываемого полезного ископаемого, большое значение имеет выбор метода, который наиболее полно соответствует тому или иному виду полезных ископаемых. Необходимые для решения экономических задач показатели потерь и разубоживания руды должны учитывать не только качество теряемой руды и разубоживающих пород, но и где, на каком этапе горных работ эта руда теряется и разубоживается.

Была утверждена единая классификация потерь твердых полезных ископаемых, построенную на основе разделения по процессам и местам, где эти потери происходят. Классификация эта была дана для всех способов разработки и всех твердых полезных ископаемых. Принимая ее за основу, рассмотрим виды потерь и разубоживания применительно к условиям разработки рудных месторождений.

Прежде всего под потерями необходимо подразумевать неизвлекаемую часть балансовых запасов полезного ископаемого, а под разубоживанием – величину примешивания разубоживающих пород и снижения содержания металла в добытом полезном ископаемом по сравнению с его содержанием в балансовых запасах. Потери обычно подразделяют на общерудничные и эксплуатационные.

Общерудничные потери - это потери в охранных целиках, не извлекаемые даже после ликвидации горного предприятия. Если целики временные, т.е. в какой-то период времени предусматривается частичная или полная их выемка, то полезное ископаемое в них не относят к потерям, а причисляют к временно неактивным запасам.

Эксплуатационные потери связаны непосредственно с добычей. Их делят на потери в массиве и в отбитом состоянии. Кроме этого эксплуатационные потери можно подразделить на количественные и качественные (т.е. на потери и разубоживание), поскольку они в значительной мере отличаются причинами, их порождающими, и местами образования. Экономическое значение потерь и разубоживания также различно. Некоторые виды качественных потерь (разубоживания) целесообразно рассмотреть подробнее количественных.

Количественные потери более детально должны быть проанализированы на разных стадиях горных работ и в зависимости от места образования. Например, при камерно-столбовой системе разработки потери в состоянии, не отделенном от массива, большие, а разубоживание и потери отбитой руды минимальны, при системах же разработки с обрушением потери и разубоживание максимальны после отделения от массива.

При необходимости, применительно к тому или иному способу разработки или к определенным горно-геологическим условиям, число разновидностей потерь может быть либо уменьшено, либо увеличено.

Правильное и достаточно достоверное определение потерь и разубоживания полезных ископаемых имеет огромное значение для решения большинства важнейших горно-экономических и маркшейдерских задач. Прежде всего при выборе и сравнении способов и систем разработки, определении производственной мощности рудника и высоты этажа, оценке запасов и установлении кондиций на руду, сравнении способов вскрытия, определении рациональных параметров систем разработки и технологии горных работ.

Потери характеризуются количеством и качеством оставшейся в недрах части полезных ископаемых по сравнению с погашенными балансовыми запасами. Коэффициент извлечения из недр полезного ископаемого характеризуется количеством и качеством добытой части балансовых запасов руды.

Если потерянное полезное ископаемое по качеству не отличается от балансовых запасов блока и его объем можно измерить непосредственно в процессе горных работ в забое, например при камерно-столбовой или сплошной системах разработки, то потери определяют в долях единицы прямым методом по формуле

или

где - объем (масса) потерянного полезного ископаемого; Б – объем (масса) погашенных балансовых запасов; к – число видов потерь.

Если качество теряемого полезного ископаемого отличается от качества балансовых запасов в среднем по блоку, то потери следует определять по формуле

или

где с_п и с_б – содержание полезного компонента соответственно в потерянной руде и балансовых запасах.

При системах с обрушением потери обычно определяют косвенным методом по следующим наиболее широко применяемым формулам:

где Д – добыча рудной массы; а и b – содержание металла соответственно в добытой рудной массе и разубоживающих породах.

Разубоживание (изменение качества полезного ископаемого) характеризуется снижением в процессе добычи руды содержания в ней полезных компонентов и увеличением доли примешанных пород по сравнению с теми же показателями в балансовых запасах.

Разубоживание полезного ископаемого определяется в долях единиц прямым методом по формуле

где В – объем (масса) примешанных пород; А – объем (масса) извлеченных балансовых запасов (часть погашенных).

Косвенным методом разубоживание обычно определяют по следующим известным формулам:

Но оба эти типа приведенных формул позволяют достаточно полно оценить использование балансовых запасов только в двух случаях: а) когда теряется руда с балансовым содержанием металлов, а в разубоживающих породах нет полезных компонентов и б) когда теряется руда с балансовым содержанием металлов, но в разубоживающих породах имеются полезные компоненты.

В двух других случаях: в) когда теряется руда, по качеству отличающихся от средней балансовой, и в разубоживающих породах нет полезных компонентов и г) когда теряется руда, по качеству отличающихся от средней балансовой, и в разубоживающих породах имеются полезные компоненты, - этих формул для оценки разубоживания недостаточно.

В третьем случае, когда теряются полезные ископаемые, качество которых отличается от качества балансовых запасов, но в разубоживающих породах нет полезных компонентов, показатели использования забалансовых запасов определяют по следующим формулам:

В четвертом, наиболее общем случае, когда качество теряемых полезных ископаемых отличается от среднего качества балансовых запасов и разубоживающие породы содержат полезные компоненты, формулы для определения показателей использования недр имеют следующий вид:

Однако приведенные выше формулы пригодны только для однокомпонентной руды без учета возможностей комплексного использования попутных компонентов руд.

В настоящее время однокомпонентных руд становится все меньше. Для того чтобы учесть многокомпонентность руд, а также комплексность использования минерального сырья, целесообразно заменить показатель – содержание полезных компонентов (металлов) следующими показателями: извлекаемой ценностью полезного ископаемого в балансовых запасах ц_б, в потерянных запасах ц_п и разубоживащих породах ц_р, или извлекаемой ценностью добытого полезного ископаемого ц_д. Тогда для четырех рассмотренных ранее случаев потери и разубоживание полезных ископаемых определятся по следующим формулам:

а) при ц_д=ц_п и ц_р=0

б) при ц_б=ц_п и при ц_р≠0

в) при ц_б≠ц_п и ц_р=0

г) при ц_б≠ц_п и ц_р≠0