книги из ГПНТБ / Погребицкий Е.О. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых

и изученности месторождения, его горнотехнических и гидрогеоло­ гических условий разработки, пространственного положения, каче­ ства руд, их типов, положения и т. д. Характеристика должна быть сжатой, целеустремленной и вместе с тем предельно исчерпывающей. Недопустимо упущение таких деталей, которые оказывают влияние на условия, технику, технологию или экономику добычи.

Требования к геологической характеристике месторождения рас­ сматривались детально выше, и нет необходимости останавливаться на них более подробно. Здесь важно подчеркнуть, что геологическое обоснование должно включать в качестве обязательной составной части анализ зависимости морфологии и масштабов рудных тел, а также качества руд от изменения основных геолого-промышленных параметров (мощности рудного тела и безрудных прослоев, включа­ емых в подсчет запасов, бортового содержания полезных компонен­ тов, мощности вскрышных пород, коэффициента рудоносности и т. п.). Другими словами, в геологическом обосновании необходимо предусмотреть возможные варианты кондиций (и в соответствии с ними наиболее целесообразные оконтуривание, подсчет запасов) и дать качественную характеристику минерального сырья.

Такой анализ, которому еще не всегда уделяется должное внима­ ние в практике работ, помогает полнее раскрыть особенности место­ рождения, обоснованнее выбрать оптимальный вариант кондиций и соответственно эксплуатации месторождения. Именно в таком анализе и заключается особенность, сложность и нередко большая трудоемкость геологического обоснования кондиций.

Технико-экономическое обоснование кондиций производится в целях последующего проектирования горно-обогатительного пред­ приятия и определения технико-экономических показателей эксплу­ атации месторождения по вариантам геолого-промышленных пара­ метров. Вариант, обеспечивающий наиболее полное удовлетворение потребностей промышленности в минеральном сырье, комплексное использование, минимальные потери и затраты на его производство, и служит для обоснования кондиций.

Таким образом, главной целью технико-экономического обосно­ вания является проектирование рудника и нахождение в процессе его оптимального варианта геолого-промышленных параметров, обеспечивающих максимальное производство минерального сырья, минимальные его потери, а также минимальные капиталовложения и затраты на его производство. Конечно, в реальных условиях ни­ когда не бывает полного проектирования рудника по всем намечен­ ным при геологическом обосновании вариантам геолого-промышлен­ ных параметров. Некоторые варианты, как явно нецелесообразные, отпадают уже в процессе геологического обоснования либо при рас­ чете отдельных технико-экономических показателей. Например, при равных или почти равных потерях и годовом производстве минерального сырья предпочтение отдается варианту с минималь­ ными капиталовложениями и себестоимостью сырья либо с наиболее благоприятным сочетанием двух последних показателей.

130

В настоящее время, когда отечественная промышленность обла­ дает огромным опытом проектирования горнорудных предприятий, при технико-экономическом обосновании кондиций широко исполь­ зуется метод аналогии при выборе того или другого технологического режима добычи или обогащения. Также широко используются типо­ вые расчеты расхода электроэнергии, воды, материалов, отдельных звеньев горно-обогатительного производства.

Вышеизложенное показывает, что геологическое обоснование, особенно в части анализа вариантов геолого-промышленных пара­ метров, должно находиться в тесной увязке с технико-экономическим обоснованием. По существу, обе эти части должны производиться одновременно или пополняться и корректироваться по мере завер­ шения обоснования кондиций в целом. Это лишний раз подтверждает известное положение о необходимости совместного участия в соста­ влении кондиций геологов, ведущих разведку месторождения, и про­ ектной организации, ответственной за будущее горнорудное пред­ приятие. Чем глубже, полнее и разностороннее будет сотрудничество и взаимопонимание между геологическими и проектными организа­ циями в период обоснования кондиций, тем меньше будет просчетов при проектировании, строительстве и функционировании рудников, выше эффективность геологической и горной промышленности.

При технико-экономическом обосновании кондиций неизбежно требуется определение следующих показателей:

1)способа и системы разработки месторождения;

2)годовой производственной мощности предприятия;

3)капитальных затрат;

4)себестоимости продукции горнорудных предприятий;

5)цены минерального сырья;

6)ценности руды и месторождения;

7)рентабельности разработки месторождения и эффективности

капиталовложений.

По совокупности указанных показателей выбирается оптималь­ ный вариант кондиций для подсчета запасов и эксплуатации место­ рождения. Методика определения этих показателей и их роль в оценке месторождений приобретает для геологов большое значение. Знание этих вопросов позволяет, с одной стороны, и это главное, производить геолого-экономическую оценку любого скопления в не­ драх минерального сырья на любой стадии его изучения, что дает возможность обоснованно планировать направление и темпы гео­ логоразведочных работ, с другой — глубже понимать роль разведоч­ ных данных при проектировании, строительстве и эксплуатации горнорудного предприятия, что приводит к снижению упущений при разведке, ликвидации брака и грубых просчетов в работе. Все это непосредственно оказывает влияние на рост эффективности геолого­ разведочного и горного дела.

С учетом изложенного ниже кратко рассматривается методика определения этих показателей и их роль при обосновании кондиций и оценке месторождений.

Способ и система разработки месторождения

Способ разработки (открытой или подземной) выбирается сравни­ тельно легко. На многих месторождениях для этого не требуется специальных исследований или расчетов. Например, вполне очевидна целесообразность открытой разработки подавляющего большинства месторождений строительных материалов, Кингисеппского фосфори­ тового, Коунрадского медного и многих других месторождений, прикрытых небольшой толщей наносов или непосредственно обна­ жающихся на поверхности. Несомненна целесообразность подземной разработки глубокозалегающих (на сотни и тысячи метров от дневной поверхности) руд Криворожского железорудного бассейна, калийных солей Старобинского и Верхнекамского месторождений, многих слепых тел медноколчеданных руд и т. д.

Гораздо сложнее и менее однозначен выбор системы подземной разработки.

Все системы подземной разработки подразделяются [2] па 8 клас­ сов (табл. 19). Выбор системы зависит от морфологии, размеров, мощности, глубины и условий залегания рудных тел, минерального

ивещественного состава, ценности и физико-механических свойств руды и вмещающих пород (крепости и устойчивости их), количества

ихарактера распределения включений пустых пород. Все эти фак­ торы оказывают различное влияние на потери и разубоживанне,

интенсивность выемки, безопасность ведения, производительность и себестоимость добычных работ.

Наиболее производительными и экономически эффективными являются системы с открытым очистным пространством, особенно камерно-столбовые, с подэтажной и камерно-этажной выемкой руды. Для этих систем характерна простота, безопасность, широкий фронт работ, небольшой объем подготовительных и нарезных работ, высо­ кая производительность труда и низкая себестоимость добычи. Себе­ стоимость добычи 1 м3 руды снижается иногда до 1,0—1,2 руб. (Кри­ ворожский бассейн). Однако эти системы характеризуются сравни­ тельно большими потерями руды в целиках (до 20—35%), разубоживанием (до 20%), невозможностью раздельной выемки и сортировки руды в забое. Использование этих систем ограничи­ вается также условиями залегания, мощностью рудных тел, устой­ чивостью руд и вмещающих пород. Так, например, камерно-столбо­ вые системы применимы для разработки горизонтальных и пологих сравнительно мощных рудных тел (Миргалимсай, Джезказган, Криворожский бассейн).

При крутом падении жильных рудных тел с малой мощностью (Ниттис-Кумужье, Хрустальное, Эге-Хая) применяются, как пра­ вило, системы разработки с магазинированием руды. Эти системы характеризуются сравнительно высокой интенсивностью и произ­ водительностью. Себестоимость добычи, как правило, выше, чем при разработке системами с открытым очистным пространством.

132

Т аблиц а 19

Классы II группы систем подземной разработки месторождений

Они также не допускают выдачи руды по сортам, отличаются значи­ тельными потерями (особенно при наличии ответвлений рудного тела) и высоким разубоживанием руды при малой мощности рудных тел.

Трудоемкие и дорогостоящие системы с закладкой или с крепле­ нием приходится использовать в условиях неустойчивой руды или вмещающих пород, на глубине разработки более 500—600 м (во избе­ жание «стреляния» руды из массива), под действующими карьерами или охраняемой поверхностью, при разработке богатых руд, при необходимости выдачи сортированной руды, при разработке пожаро­ опасных месторождений сульфидных руд (Гайское, Таляахское, Текелийское, Зыряновское, Тишинское).

Решающее влияние на выбор системы может оказать ценность руды. Например, при разработке руд невысокой ценности

133

предпочтение отдается системе, обеспечивающей значительное сниже­ ние стоимости добычи, хотя и при существенных потерях руды в нед­ рах. Наоборот, полнота извлечения весьма ценных и дефицитных руд часто является решающим фактором выбора системы разработки.

Способность руды к быстрому окислению в разрыхленном состо­ янии иногда заставляет отказываться от высокоэффективных систем массового обрушения руды и магазинирования, так как флотация окисленных руд приводит к резкому снижению извлечения рудных минералов. Причиной отказа от применения указанных систем является также иногда способность руды слеживаться, образовывать «пробки» в рудоспусках, «своды» в магазинах и т. п.

Высокая водоносность покрывающих пород часто требует отказа от систем с обрушением и перехода к системам с закладкой или камерно-столбовым, хотя это и вызывает большие потери руды в це­ ликах (рудные залежи КМА).

На выбор системы разработки влияют также наличие дешевого закладочного материала, стоимость в данном районе крепежного материала и т. д.

Наиболее распространен в практике выбор систем разработки методом исключения, предложенный К. М. Чарквиани. Сущность его сводится к исключению известных систем разработки, которые непригодны по одному из решающих либо по сочетанию ряда важных горно-геологических факторов. Оставшиеся конкурирующие си­ стемы разработок (обычно не более двух-трех) оцениваются технико­ экономическими расчетами. Предпочтение отдается такой системе разработки месторождения, которая обеспечивает максимальную экономическую эффективность горнорудного предприятия и мини­ мальные потери минерального сырья.

Пример. Сравниваются две системы разработки жильного месторождения олова: 1) с магазинированием руды без крепи с повышенным разубоживанием; 2) с магазинированием руды и штанговой крепью, устанавливаемой для предот­ вращения отслаивания боковых пород и снижения разубоживания руды. Запасы промышленной (подсчитанной в недрах) руды составляют 2 млн. т, содержание олова в руде 1%.

Технико-экономические показатели сравниваемых систем разработки при­ ведены в табл. 20.

Из приведенных данных видно, что система разработки без крепи, имея ряд существенных недостатков (большое разубоживание и срав­ нительно большую себестоимость концентрата), в целом экономи­ чески более эффективна, чем система разработки со штанговой крепью. Решающие преимущества ее заключаются в более высоких годовом выпуске концентрата и годовой рентабельности рудника. Нетрудно заметить, что несмотря на низкое извлечение металла при обогащении, в целом эта система обеспечивает минимальные потери металла. Конечно, всегда следует иметь в виду, что конкретные условия могут вносить существенные коррективы при выборе раци­ ональной системы разработки месторождения. Например, если речь идет о сырье, запасы которого практически неограниченны, а годовое

134

производство лимитировано, то следует отдать предпочтение такой системе разработки, которая обеспечивает минимальную себесто­

при добыче.

Таким образом, выбор системы подземной разработки в сложных условиях производится в такой последовательности. Вначале путем исключения по горно-геологическим параметрам выбирают 2—3 конкурирующие системы. Затем по каждой из них на основе проект­ ной разработки и технико-экономических расчетов определяются себестоимость добычи 1 т промышленных руд, капитальные затраты, годовое производство минерального сырья, годовая рентабельность предприятия, потери минерального сырья. Сравнение этих показа­ телей дает возможность определить оптимальную систему разра­ ботки месторождения или его отдельных частей.

Некоторые технико-экономические показатели наиболее широко используемых систем разработки по данным М. И. Агошкова и

Г.М. Малахова [2] приведены в табл. 21 и П. Д. Луневского [30] —

втабл. 22.

135

/

Т абл иц а 21

Технико-экономические показатели отдельных систем разработки месторождений полиметаллов, железа и марганца

136

Таблица 22

Показатели экономической эффективности основных вариантов систем разработки жильных месторождений золота

137

Годовая производственная мощность предприятия

В зависимости от намеченного объема годовой добычи опре­ деляется не только роль и место оцениваемых месторождений в соот­ ветствующей отрасли промышленности, но и все основные элементы карьерного или рудничного хозяйства (сечение выработок, мощность горного оборудования, характер и размеры технических и хозяй­ ственных сооружений, типы и количество транспортных средств

ит. п.). Все это в конечном итоге оказывает решающее влияние на объем капиталовложений, сроки строительства горнорудного предприятия, уровень эксплуатационных расходов, себестоимость продукции и экономическую эффективность эксплуатации место­ рождения. Следует также иметь в виду, что изменение годовой мощ­ ности предприятия в процессе его работы требует, как правило, коренной его реконструкции, значительных дополнительных капи­ таловложений, в том числе и на снос, или перемещения ряда под­ собных производств. Дополнительные капиталовложения иногда столь велики, что от изменения годовой мощности предприятия (хотя

иоправданной по соображениям потребностей в сырье) приходится отказываться.

Все это свидетельствует о том, что к выбору годовой мощности надо относиться самым серьезным образом уже в период обоснования кондиций и проектирования рудника, учитывать не только сложив­ шуюся к этому времени потребность в данном виде минерального сырья, но и тенденции развития этой потребности и общие перспек­ тивы по приросту запасов.

Годовая мощность предприятия устанавливается на основе общих планов развития отраслей промышленности в зависимости от следу­ ющих трех групп факторов:

а) количества разведанных запасов и перспектив их прироста; б) способа и системы разработки месторождения, а также опре­ деляющихся при этом скорости проходки подготовительных вырабо­

ток и очистных работ; в) объема продукции горнорудного предприятия.

Размер месторождения и сроки существования предприятия, безусловно, в первую очередь определяют его годовую мощность. Согласно «Единым нормам технологического проектирования...» [161 сроки существования рудников в зависимости от их годовой произ­

П. И. Городецкий [12] рекомендует приведенные в табл. 23 и 24 примерные экономически целесообразные сроки существования горнорудных предприятий с учетом глубины разработки. Могут быть

138

приняты и меньшие сроки, но целесообразность их должна быть обоснована технико-экономическими расчетами. Так, например, срок существования рудника может быть уменьшен при дефицитности минерального сырья, при наличии реальных перспектив прироста запасов. Срок существования карьера также может быть уменьшен, если параллельно с открытой добычей или после нее часть запасов отрабатывается подземным способом, причем используются построен­ ные сооружения.

Максимально возможная годовая мощность в зависимости от запасов и сроков существования предприятия определяется [2] по формуле

4 _ РКи

Г 0 - Я р ) ’

где Р — запасы руды на месторождении, т; Т — срок существования рудника, годы; К к — коэффициент извлечения руды при добыче; К р — разубоживание руды, доли единицы.

139