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

Так, например, на количественную и качественную оценку за­ пасов решающее влияние помимо географического положения не­ редко оказывают способ добычи (открытый или подземный), валовая или раздельная добыча и переработка различных типов руд, возмож­ ности оставления в целиках или выборочного удаления в отвал прослоев пустых или низких по содержанию полезного компонента пород, находящихся внутри рудного тела.

Следует также иметь в виду, что для оценки запасов вначале не­ обходимо установить, какие руды следует считать промышленными. Для этого надо обосновать требования промышленности к качеству минерального сырья и горно-геологическим параметрам каждого конкретного месторождения. Обоснование таких требований (кон­ диций) является важнейшим элементом геолого-экономической оцен­ ки месторождения и представляет собой творческое, всегда индиви­ дуализированное исследование взаимозависимости различных гор­ но-геологических факторов с технико-экономическими показателями его эксплуатации, выбор на основе этого анализа оптимального варианта разработки месторождения, обеспечивающего максималь­ ное использование недр при минимальных затратах труда и средств.

Важнейшие показатели кондиций, такие как минимальное про­ мышленное содержание, бортовое содержание, минимальная мощность рудных тел, минимальный коэффициент рудоносности, максимальный коэффициент вскрыши, максимальная мощность пустых и неконди­ ционных прослоев, включаемых в подсчет запасов, не только органи­ чески связаны друг с другом, но и оказывают непосредственное влия­ ние на количество и качество запасов и экономику эксплуатации месторождений. Изменение одного из них неизбежно влияет на дру­ гие показатели. Поэтому наиболее оправданным является метод определения этих показателей по вариантам значений геолого-про­ мышленных параметров при рассмотрении конкретных приемов оконтуривания месторождения и рудных тел.

Геолого-экономическую оценку месторождения нельзя правильно сделать изолированно от экономики соответствующей отрасли горной промышленности и экономики района, которые в свою очередь не­ разрывно взаимосвязаны с состоянием и планом развития народного хозяйства всего Советского Союза. Некоторые месторождения при­ ходится рассматривать в свете интересов развития экономики стран социалистической системы и всего мира.

Таким образом, геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых в общем случае может быть квалифицированно дана лишь объединенными усилиями геологов, горняков, обогати­ телей, металлургов, плановиков и экономистов. Однако основой оценки являются качественные геологические материалы. Именно определение условий залегания, морфологии, внутреннего строения рудных тел, перспектив продолжения руды на глубину, запасов и качества руды в целом по месторождению и но отдельным его ча­ стям, служит исходным материалом для обоснования способов

8

и масштабов добычи руды, оптимальных экономических показателей эксплуатации месторождения.

Под геолого-экономической оценкой понимается совокупный ана­ лиз географо-экономических и горно-геологических условий место­ рождения и их взаимосвязанного влияния на технико-экономические показатели его эксплуатации, проводимый для определения сравни­ тельной ценности месторождения и его значения в экономике и раз­ витии соответствующей отрасли народного хозяйства.

ПРИНЦИПЫ ГЕОЛОГО.ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ

Исходя из основного закона экономики социализма оценка ме­ сторождений полезных ископаемых в условиях СССР определяется следующими принципами:

1)максимального удовлетворения текущих и перспективных по­ требностей народного хозяйства в минеральном сырье;

2)полного и комплексного использования месторождения и за­

ключенных в нем руд или, иначе, минимальных потерь полезных ком­ понентов при добыче и переработке минерального сырья;

3) максимальной экономии общественно-необходимых затрат тру­ да, времени и средств на добычу и переработку минерального сырья.

Все три указанных принципа тесно взаимосвязаны и взаимообусло­ влены.

Максимальное удовлетворение потребностей народного хозяйства

В основе оценки месторождений находится баланс запасов полез­ ных ископаемых и потребности в них отраслей народного хозяйства, взятые не только в целом для страны, но и привязанные к определен­ ным районам с их конкретными экономическими связями, заня­ тостью населения, обеспеченностью перерабатывающих предприятий данным видом минерального сырья, электроэнергией, водой, строи­ тельными материалами и т. п.

В общем случае положительная или отрицательная оценка место­ рождений полезных ископаемых регулируется соотношением име­ ющихся запасов с потребностями в них промышленности. Именно от этого соотношения зависит допустимый уровень затрат при добыче

ицены на минеральное сырье. Месторождение, получившее ранее отрицательную оценку, при увеличении спроса на данный вид ми­ нерального сырья и, следовательно, расширении производства его может перейти в разряд промышленных. В связи с изложенным в пла­ новом социалистическом хозяйстве огромную роль для оценки при­ обретают перспективные планы развития отдельных отраслей про­ мышленности в конкретных экономических районах, прогнозы раз­ вития горнорудных отраслей, изменения цен, себестоимости добычи

ипереработки минерального сырья. Именно только при этих усло­ виях оценка будет в полной мере соответствовать принципу максималь­

ного удовлетворения текущих и перспективных потребностей народ­ ного хозяйства в минеральном сырье.

9

Из этого принципа вытекает сравнительный характер геолого-эко­ номической оценки. В самом деле, потребности промышленности должны удовлетворяться за счет самых лучших и наиболее экономи­ чески эффективных месторождений. По мере расширения потребностей в промышленное освоение могут вовлекаться и менее хорошие место­ рождения. Конечно, большое влияние на промышленное освоение новых месторождений оказывает научно-технический прогресс в об­ ласти способов добычи, обогащения, передела и использования ми­

нерального сырья.

Можно привести множество примеров, когда научные открытия, внедрение новой, более мощной техники или прогрессивной техно­ логии приводили к коренному изменению оценки месторождения. Классическим в этом отношении примером служат урано-радиевые месторождения Рудных гор в Чехословакии. На протяжении не­ скольких столетий эти месторождения разрабатывались сначала на серебро, затем на кобальт, еще позднее на радий (после открытия Кюри в 1898 г. радиоактивного излучения) и лишь в начале 50-х годов нашего столетия важнейшее значение в этих рудах приобрел уран, соединения которого ранее выбрасывались в отвалы.

Давно известное Северо-Онежское месторождение бокситов про­ мышленное значение приобрело лишь в наши дни благодаря появле­ нию новой техники и технологии разработки, позволяющей вести экономически выгодную эксплуатацию в условиях большой обвод­ ненности.

Шунгиты Карелии десятки лет изучались как заменитель кокса, графита, сырье для производства минеральных красок и т. п. Про­ мышленное освоение же месторождения началось лишь в 1972 г. после открытия нового свойства шунгита — вспучиваться при об­ жиге и давать ценный легкий заполнитель, применяющийся в строи­ тельстве наравне с перлитом, керамзитом, вермикулитом.

Приведенные примеры лишний раз убеждают, что произведенная в любой данный момент геолого-промышленная оценка месторожде­ ния не является абсолютной и неизменной. По мере развития науч­ но-технического прогресса, появления новых отраслей промышлен­ ности, так же как и нового соотношения баланса запасов, изменения потребностей, появления заменителей, она может и должна пере­ сматриваться. При этом каждый раз в условиях новых научно-тех­ нических достижений неизменным остается сравнительный характер оценки, обеспечивающий оптимальное использование производи­ тельных сил общества.

Полное и комплексное использование месторождения и полезного ископаемого

Этот принцип исходит из невоспроизводимости минерального сырья, сравнительно ограниченных его запасов в недрах и, следова­ тельно, необходимости его бережного расходования. Интенсивность эксплуатации месторождений за последние 25—50 лет выросла в де­

10

сятки раз и продолжает неуклонно расти. По некоторым видам литерального сырья многие страны уже сталкиваются с проблемой угрожающего истощения недр. В свете этого со всей остротой возни­ кает проблема экономного расходования минерального сырья, сни­ жения колоссальных потерь его в недрах, отвалах, хвостах обога­ тительных фабрик и отходах заводов.

Не ліенее важна и вторая проблема, заключающаяся в том, что колшлексное использование месторождений служит мощным сред­ ством концентрации горной промышленности, резкого уменьшения капитальных затрат, экономии затрат труда, времени и средств на добычу ліинерального сырья, более ускоренного расширения его производства.

Огромное значение комплексной оценки еще в 1932 г. подчерки­ вал академик А. Е. Ферсман. «Комплексная идея, — говорил он, — есть идея в корне экономическая, создающая максимальные ценности с наименьшей затратой средств и энергии, но это идея не только се­ годняшнего дня, это идея охраны наших богатств от их хищнического расточения, идея использования сырья до конца, идея возможного сохранения природных запасов на будущее».

Принятое в сентябре 1972 г. Верховным Советом СССР постановле­ ние «О ліерах по дальнейшему улучшению охраны природы и раци­ ональному использованию природных ресурсов» является новым государственным подтверждением большой народнохозяйственной важности этой проблемы.

В нашей стране с каждым годом увеличивается количество при­ меров успешного комплексного использования месторождений и руд. Заметно повысилось извлечение полезных компонентов из руд цвет­ ных металлов. В настоящее время на предприятиях цветной метал­ лургии попутно получают свыше 30% всего производства серы, зна­ чительное количество золота, около 10% цинка, свинца и меди, почти все количество серебра, висмута, платины и платиноидов. Значитель­ но возрос выпуск попутно получаемого селена, галлия, теллура, рения, германия, таллия, индия, скандия и других компонентов. Крупные успехи в деле комплексного использования руд достигнуты на Норильском горнометаллургическом комбинате им. А. П. Завенягина, Усть-Каменогорском свинцово-цинковом комбинате им. В. И. Ленина, Зыряновском свинцовом и Балхашском горнометал­ лургических комбинатах и некоторых других.

На Красноуральском, Кировоградском и Алавердском медепла­ вильных комбинатах за счет попутно получаемой серной кислоты организовано производство суперфосфата. На Запорожсколі тита­ но-магниевом и Соликамском магниевом заводах организовано по­ путное производство хлористого калия (калиевые удобрения), на Кировобадском глиноземном заводе —сульфата калия. В Азовстали на базе переработки керченских железных руд организовано произ­ водство фосфатных шлаков с содержанием Р 20 5 до 15%. Полное использование отходов завода Азовсталь позволит дать годовую экономию 10—12 млн. руб. На Ковдорсколі железорудном комбинате

11

строятся новые обогатительные фабрики с целью извлечения апа­ тита, бадделеита и некоторых других полезных компонентов из хво­ стов электромагнитной сепарации, которые вот уже 10 лет напра­ влялись в отвалы. По данным Гипроруды только извлечение апа­ тита из Ковдорских руд позволит получать в год около 2 млн. т концентрата с содержанием Р 20 5 37—39% и давать дополнительную прибыль около 15 млн. руб.

Используется часть отходов асбестовых руд Баженовского место­ рождения для производства холодного асфальта, толерубероидных изделии, щебня и песка. В 1968 г. за счет этого было получено 2149 тыс. руб. прибыли.

На некоторых предприятиях Министерства черной металлургии (на Урале, в Кривбассе, на Оленегорском комбинате) частично ис­ пользуются вскрышные породы для производства строительного щебня, кирпича и песка. Особенно характерен пример Оленегорского комбината, при котором действует щебеночный завод годовой про­ изводительностью 350 тыс. т, перерабатывающий кварциты вскрыши, и завод силикальцитого кирпича, использующий хвосты магнитного обогащения. Щебеночный завод дает 280 тыс. руб. прибыли в год и фондоотдачу около 1 руб. на 1 руб. затрат.

При обогащении комплексных руд Чагоянского месторождения на Дальнем Востоке попутно получают глину, песок и полевой шпат для керамической промышленности.

Однако отсутствие должной оценки комплексных месторождений приводит еще к огромным потерям попутных компонентов, ценность которых нередко равна, либо даже выше ценности извлекаемого ос­ новного компонента.

По данным II. А. Быховера [71, извлекаемая ценность из полиме­ таллических и медных руд в целом по СССР колеблется от 32 до 72% от потенциальной. На Дарасунском золоторудном месторождении пока еще почти полностью теряются свинец, цинк, на Шахтаминском молибденовом — золото, серебро и некоторые другие ценные компо­ ненты.

Велики потери и при металлургическом переделе. Так, например, по данным Института металлургии и обогащения АН КазССР, при использовании концентратов Джезказганских медных руд они со­ ставляют 17,2%, а при использовании концентратов Лениногорского полиметаллического месторождения — 20,7%. В продуктах метал­ лургического передела в целом по СССР теряется: по свинцово-цин­ ковым продуктам обогащения — свинца около 4, цинка 12; медно­ никелевым — никеля около 9, меди около 6; по оловянным концент­ ратам — олова около 6%. Потери попутных компонентов значитель­ но выше.

На предприятиях Восточного Казахстана содержание некоторых металлов в отвальных шлаках в 2—3 раза выше содержания их в ру­ дах, добываемых на других горнообогатительных комбинатах страны. Безвозвратно пока еще теряются в недрах либо в отвалах огромные массы окисленных железистых кварцитов на предприятиях КМА

12

и Кривбасса, карбонатных марганцевых руд на уникальном Чиатурском месторождении, многих десятков миллионов тонн пиритных огарков на предприятиях химической промышленности.

Повышение внимания к комплексной оценке месторождений обес­ печит народное хозяйство дополнительными запасами минерального сырья, позволит продлить функционирование горнорудных пред­ приятий, снизит потери минерального сырья и издержки его произ­ водства и высвободит огромные капитальные средства.

Следует подчеркнуть, что уровень потерь руды или отдельных полезных ее составляющих должен оцениваться на стадии получения конечного продукта. Так, например, снижение бортового содержа­ ния полезных компонентов при оконтуривании рудных тел нередко приводит к значительному увеличению их объема и соответственно к увеличению запасов минерального сырья. Аналогичное влияние оказывает увеличение максимальной мощности пустых и некондици­ онных прослоев, включаемых в подсчет запасов. Однако эти же фак­ торы снижают качество руды, поступающей на обогатительную

повышенных потерь полезных компонентов при обогащении и за­ нижения качества концентратов. Снижение же качества кон­ центратов в свою очередь увеличивает потери при металлургическом переделе.

Так, по данным Института физики Земли АН СССР, на Лениногорской обогатительной фабрике, частично перерабатывающей сульфидные полиметаллические руды, устанавливается зависимость извлечения и качества концентратов от содержания полезных компо­

13

Как известно, зависимость между величиной потерь и разубожпванием минерального сырья при добыче, так же как и зависимость потерь при обогащении и переделе от качества добытого минерального сырья, проявляется в самой разнообразной форме. Обычно снижение потерь при добыче сопровождается ростом разубоживания, увели­ чение же последнего в свою очередь обуславливает более высокие потери при обогащении. Поэтому на ряде месторождений пока еще более выгодно потерять часть запасов бедных руд при оконтуриваиии и тем самым обеспечить более высокое качество добываемой руды и со­ ответственно более высокое извлечение полезного компонента при обогащении и переделе.

Максимальная экономия общественно-необходимых затрат труда на добычу и переработку минерального сырья

Использование минерального сырья для своих нужд обществом предполагает, что затраты на получение продукции горнорудного пред­ приятия не должны превышать определенного уровня, признанного допустимым в существующих условиях. Общественно-необходимый уровень затрат в общем случае определяется соотношением баланса запасов минерального сырья и потребностей в нем различных отра­ слей народного хозяйства. Расширение потребностей и недостаточно благоприятный баланс запасов в общем случае приводит к повышению уровня допустимых затрат, повышению цен на минеральное сырье, снижению требований к его качеству. Из этого принципа также выте­ кает сравнительный, экономический характер оценки полезных компонентов в комплексном месторояадении. Только сравнивая эко­ номику получения полезного компонента на конкретном месторо­ ждении с экономикой получения этого же компонента на других известных месторождениях, можно правильно определить место и роль оцениваемого месторождения в соответствующей отрасли промышленности.

Мерилом общественно-необходимых затрат у нас служат оптовые цены. Следовательно, отнесение запасов каждого полезного компо­ нента в разряд балансовых [18], как правило, производится лишь в том случае, если затраты на его получение не превышают оптовой цены. Очевидно, что правильная оценка месторождений предполагает систематическое совершенствование оптовых цен на минеральное сырье.

Нетрудно заметить, что принцип максимальной экономии затрат нередко находится в противоречии с принципом минимальных по­ терь минерального сырья. Поэтому при оценке месторождения основ­ ная проблема — нахождение оптимально выгодного сочетания по­ терь и затрат. Нахождение такого оптимального варианта — дело непростое и представляет собой творческое, всегда конкретное ис­ следование взаимозависимости различных горно-геологических пара­ метров с технико-экономическими показателями его эксплуатации.

14

ТРЕБОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОСТИ К ИЗУЧЕННОСТИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ

Для выбора рациональных способов вскрытия и систем разработ­ ки месторождения, успешного строительства и эксплуатации горно­ рудного предприятия, а также для наиболее полного и экономиче­ ски эффективного использования минерального сырья в народном хозяйстве необходимо иметь о месторождении и полезном ископае­ мом ряд конкретных сведений геологического, горнотехнического, технологического и экономического характера. К ним относятся:

1) формы и размеры залежей полезного ископаемого по прости­ ранию, падению и мощности;

3)внутреннее строение залежей полезного ископаемого;

4)вещественный состав и качество полезного ископаемого, его минеральный и химический состав, технологические и технические свойства;

5) состав пород, вмещающих залежи полезного ископаемого, и их горнотехнические особенности (твердость, плотность, пористость, устойчивость и др.);

6) гидрогеологические условия месторождения (уровни водонос­ ных горизонтов, степень обводненности участка и т. п.);

7) другие горнотехнические условия вскрытия и отработки ме­ сторождения (объемный вес, коэффициент разрыхления, газовый и термический режим месторождения).

Все эти данные должны быть охарактеризованы конкретно, коли­ чественно, с точки зрения нужд промышленности, поэтому их удобно называть геолого-промышленными параметрами. Определение зна­ чений геолого-промышленных параметров возможно в результате соответствующих прямых наблюдений, замеров, анализов и испыта­ ний образцов пород и проб полезного ископаемого. Однако дело ос­ ложняется тем, что, за очень редкими исключениями, в природе нет месторождений, целиком доступных для наблюдений, и нет совер­ шенно однородных месторождений, т. е. таких, где наблюдения, за­ меры и испытания в одной точке или сечении можно распространить на все месторождение. Для промышленности же необходимы пере­ численные выше данные не по отдельным точкам, а по всему место­ рождению в целом. Кроме того, необходимо знать не только средние значения показателей, но и характер их изменчивости по месторо­ ждению в целом и в пределах отдельных его блоков.

Одна из основных задач разведки — выяснить, как правильно распространить (интерполировать и экстраполировать) геологические показатели, полученные по отдельным точкам наблюдения, на все месторождение или на определенную его часть. Это является задачей прогноза (предвидения) изменения геологических показателей. Для того чтобы построения и предположения разведчика более точно

15

соответствовали реальной изменчивости геологических показате­ лей, такой прогноз должен быть построен на прочной научной осно­ ве. Поэтому первая задача разведки как научной дисциплины заклю­ чается во всестороннем комплексном изучении месторождений по­ лезных ископаемых в целях выявления закономерностей изменчи­ вости их строения, состава и свойств полезного ископаемого.

Научное обоснование разведочных прогнозов и их достоверность зависят от количества точек наблюдений и их пространственного размещения. В условиях недостаточного количества естественных точек наблюдения (обнажений) и необходимости проходки буровых и горных выработок важное значение приобретает выбор места их заложения и последовательность проходки. Очевидно, что достовер­ ность получаемых данных и эффективность разведочных работ будут тем выше, чем в большей степени число и пространственное размеще­ ние выработок будет соответствовать природе изменчивости место­ рождения. Другими словами, возникает проблема соответствия си­ стемы разведки характеру месторождения.

Таким образом, определяется вторая научная задача разведки — разработка разведочных систем, наиболее соответствующих природ­ ным особенностям месторождений полезных ископаемых, отвеча­ ющих условиям наиболее эффективного (быстрого и дешевого) произ­ водства разведочных работ и получения наиболее достоверных данных.

Следует учитывать еще одну особенность разведки: вначале зна­ ния о месторождении скудны, прогнозы неопределенны; в ходе ее прогнозы уточняются, иногда перестраиваются и соответственно уточняется и перестраивается система дальнейшей разведки. Таким образом, проблема определения достоверности разведочных материа­ лов является коренной для рационального планирования, проекти­ рования и управления разведками.

Выявление и изучение месторождений полезных ископаемых представляет собой определенный процесс. Для него характерны следующие основные положения.

1. Как уже сказано, геологические данные о месторождениях полезных ископаемых вначале незначительны и накапливаются в процессе работ, которые последовательно детализируются по мере накопления данных.

2. Чем более детальны геологоразведочные работы, тем больше требуется затрат средств и труда, тем они дороже.

3. Статистика показывает, что примерно только одно из устано­ вленных 200 рудопроявлений имеет промышленное значение, т. е. в процессе изучения происходит большой «отсев» («выбраковка») месторождений.

Таким образом, при поисках и разведке неизбежны затраты на объекты, которые окажутся непромышленными. Чтобы по возмож­ ности уменьшить такие затраты и повысить эффективность геолого­ разведочных работ, необходимо производить «отсев» непромышлен­ ных месторождений по возможности на наиболее ранних стадиях их изучения, когда затраты относительно .малы.

16