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

Примером могут служить вскрышные породы на железорудных месторождениях КМА, где они представлены высококачественными песками, глинами, мелом, фосфоритами и т. д. Другими словами, если доказана целесообразность использования вскрышных пород или хвостов обогащения, минимальное промышленное содержание

коэффициент промышленного использования вскрышных пород (подтвержденная потребность в товарном продукте из вскрышных

Пример. При разработке Оленегорского железорудного месторождения вскрышные породы (кварциты) используются в качестве строительного щебня. Коэффициент вскрыши на месторождении К ьскр = 4; коэффициент промышлен­ ного использования К „ „ = 0,1 (остальные 90% вскрышных пород не исполь­ зуются и выбрасываются в отвал). Цена 1 т щебня 3 руб., извлечение щебня из вскрышных пород (которое можно рассматривать как содержание) К и в = 85%. Цена 1 т магнетитового концентрата 14 руб при содержании в нем железа 65%, коэффициент извлечения железа в концентрат К и = 0,9.

К пр — 3-4-0,1 - 65 = 0,06.

14-0,9-100

Так как содержание щебня во вскрышных породах равно 85%, то вскрышные породы по ценности эквивалентны 0,06-85 — 5% железа.

Коэффициент приведения хвостов обогащения к основному ком­ поненту определяется по формуле

Пример. На том же месторождении кроме вскрышных пород используются хвосты обогатительной фабрики (кварцевые пески) для производства силикальцитного кирпича Коэффициент промышленного использования хвостов К Пши = 0,1, содержание их в руде 65%, отпускная цена за 1 т 6 руб , извлечение 100%.

К пр — 6 -1-0,1-65 = 0,03.

14 • 0,9 ■100

Так как содержание хвостов в руде равно 65%, то в целом они эквивалентны 1,95% железа.

Таким образом, за счет использования вскрышных пород и хвостов обогаще­ ния минимальное промышленное содержание железа на Оленегорском место­ рождении может быть снижено на 5 + 1,95 = 7%.

191

На практике часто используется рекомендуемая ГКЗ (1965 г.) следующая формула учета вскрышных пород и хвостов при расчете минимального промышленного содержания основного компонента:

где q — дополнительные накопления от реализации попутной про­ дукции, полученной от переработки вскрышных пород и хвостов в расчете на 1 т минерального сырья, определяемые как разность между ценностью извлекаемой части и затратами на доведение их до товарного продукта.

Проверка показывает, что эта формула приводит к некоторому занижению минимального содержания полезных компонентов. Это можно проиллюстрировать следующим примером.

На Кингисеппском месторождении фосфоритов действует комбинат по про­ изводству фосфоритной муки. Хвосты обогатительной фабрики, ежегодный объем которых около 4 млн. т, представлены кварцевыми песками, пригодными как строительный материал, а после обогащения и как стекольное сырье. Выявлена потребность в них в размере 1 млн. т, поэтому коэффициент промышленного использования равен 0,25. Кроме того, ежегодно добывается около 8 млн. т извест­ няков из вскрыши, 2 млн. т из которых могут быть использованы в качестве строительного щебня, т. е. коэффициент промышленного использования известня­ ков равен 0,25.

Месторождение характеризуется следующими данными: коэффициент вскры­ ши (только по известнякам) К пскр = 2; себестоимость добычи с учетом расходов на вскрышу 1 т руды 0,3 руб.; себестоимость обогащения 1 т руды 1,8 руб.;, себестоимость разведки 1 т руды 0,1 руб.; содержание Р2Оа в концентрате 34%, в руде 7%; извлечение Р20 5 в концентрат 90%, разубоживание условно прини­ маем равным нулю, плановую прибыль 20%. Содержание песков в руде 90%. Содержание щебня в известняках 80%. Попутное извлечение песков при обога­ щении фосфоритов 100%. Считаем, что при использовании их как строительного материала они не требуют никаких затрат на обогащение. Отпускная цена 1 т песков принимается равной 2 руб., щебня из известняков 1 руб., фосфоритной муки 16 руб.

Поскольку вскрышные породы и хвосты могут рассматриваться как иопут ный продукт минимальное промышленное содержание можно рассчитывать не

Так как содержание щебня в известняках (извлечение товарного щебня) составляет 80%, то использование вскрышных пород эквивалентно по ценности 0,009-80 = 0,7% Р20 5.

192

Так как содержание хвостов в руде равно 90, то использование их по ценности эквивалентно 0,011 -90= 1% Р20 6

Таким образом, за счет использования вскрышных пород и хвостов обогаще­ ния к балансовым будут отнесены оболовые пески с содержанием Р20 6, равным или выше 6,25—0,7 — 1 = 4,55%.

Если же расчет вести по рекомендуемой ГКЗ формуле, то вначале необхо­ димо определить дополнительные накопления с 1 т руды, которые будут равны:

а) от использования вскрышных пород

Звскр = 2 • 0,25 • 0,8 -1 = 0,4 руб-;

б) от использования хвостов

?х= 0,9 -0,25 -2 = 0,45 руб.

Итого

5общ= 0,4 + 0,45= 0,85 руб.

Тогда

(0,3+1,8 + 0,1 —0.85) -1,2 • 34

3,82%.

Как видно из этого примера, рекомендуемая ГКЗ формула при­ водит к некоторому занижению минимального промышленного содержания и не согласуется с общей схемой учета попутных ком­ понентов в комплексных рудах, согласно которой обязателен учет всех затрат на получение всех продуктов и расчет минимального промышленного содержания условного компонента.

Мы уже высказывали соображение о том, что в ряде случаев расчет минимального промышленного содержания следует произво­ дить по «предельно-бортовым» или «прогнозным» ценам [43]. Имеется в виду, что такие цены не обязательно должны быть выше существу­ ющих оптовых. Они должны базироваться на основе прогноза ба­ ланса запасов и конъюнктуры минерального сырья на сроки 15—20, а то и 30—40 лет с учетом изменения технологии и технико-экономи­ ческих показателей разработки месторождений. По некоторым ме­ сторождениям, видимо, было бы целесообразно на основе таких пре­ дельно допустимых цен вести подсчет забалансовых запасов, которые, возможно, по истечении этого срока перейдут в категорию балансо­ вых. Эту мысль можно пояснить следующим примером.

В настоящее время на Хибинских месторождениях апатита к ба­ лансовым относятся руды с бортовым содержанием 6% Р 20 6. Темпы разработки этих месторождений и не совсем благоприятные перспек­ тивы прироста запасов вместе с высокой экономичностью этих руд, позволяют предполагать, что в недалекой перспективе промышлен­ ность заинтересуется рудами с бортовым содержанием 4 или даже 2% Р 20 5. На основе огромного объема геологоразведочных работ уже сейчас можно производить подсчет и оценку таких руд на ряде месторождений, более осмысленно определять перспективы развития этой отрасли промышленности.

Именно в оценке перспектив развития отраслей промышленности, определения «прогнозных» цен, «прогнозных» кондиций мы видим одно из основных значений фактора времени для оценки месторо­ ждений полезных ископаемых.

Как видно из приведенных формул, для определения минималь­ ного промышленного содержания необходимо установить себестои­ мость работ, капиталовложения, технологические показатели работ (разубоживание, извлечение полезного компонента, качество кон­ центрата). Кроме того, месторождения часто характеризуются спе­ цифическими свойствами получаемого на нем продукта (руды или концентрата), требующего своей технологии и экономики перера­ ботки. Получаемые концентраты не стандартны из-за специфики ве­ щественного и минерального состава, наличия полезных и вредных примесей. В связи с этим во время разработки кондиций нередко требуется обосновать оптовую цену на продукцию горнорудного предприятия, построенного или проектируемого на базе данного месторождения. Все эти вопросы требуют глубокого геологического и технологического изучения руд месторождения.

Себестоимость добычи, обогащения и переработки минерального сырья, а также капиталовложения определяются, как было показано выше, технико-экономическими расчетами. Для этого, по существу, требуется более или менее детально разработать проект будущего горнорудного предприятия, определить способ и системы разработки, годовую производственную мощность предприятия, капиталовложе­ ния на строительство карьера или шахты, обогатительную фабрику, а иногда и на перерабатывающее предприятие. Для правильного обоснования оптовых цен необходимо иметь весь комплекс техноло­ гических исследований и технико-экономические расчеты по всей цепочке переработки сырья, включая металлургический передел. Только в этом случае может быть получено правильное соотношение между оптовыми ценами на металл и концентраты.

При расчете себестоимости добычи, транспортировки и перера­ ботки минерального сырья исходят из достигнутых к настоящему времени показателей наиболее прогрессивной техники и технологии работ.

Технологические процессы и методы работ, находящиеся в стадии разработки и не проверенные в промышленных или полупромышлен­ ных условиях, для расчета минимального промышленного содер­ жания не принимаются. Технологические показатели работ опреде­ ляются на основе опытных, промышленных или полупромышлен­ ных испытаний. В процессе геологоразведочных работ важно пра­ вильно наметить достаточный объем технологических испытаний, обеспечить представительность проб.

Минимальное промышленное содержание органически связано с целым рядом других параметров разработки месторождения, таких как бортовое содержание, максимальный коэффициент вскрыши, минимальный коэффициент рудоносности, максимальная мощность пустых пород и некондиционных руд, включаемых в подсчет запасов, и т. д. Действительно, изменение бортового содержания приводит часто к изменению запасов и условий разработки месторождения, что в свою очередь влияет на годовую производительность пред­ приятия и себестоимость работ.

194

Увеличение коэффициента вскрыши повышает себестоимость добычи, следовательно, оно должно быть скомпенсировано возра­ станием минимального промышленного содержания. Точно так же влияет и уменьшение коэффициента рудоносности. Увеличение мощ­ ности пустых пород и некондиционных руд, включаемых в подсчет запасов, снижает качество руд и извлечение полезных компонентов при обогащении, но удешевляет добычу. В такой сложной взаимо­ зависимости различных оценочных параметров заключается основ­ ная трудность при определении минимального промышленного содержания. Его определение, по существу, является итогом все­ стороннего анализа влияния различных оценочных параметров на запасы, качество руд, способ и системы разработки, годовую производительность и экономику горнорудного предприятия. В про­ цессе такого анализа производится выбор оптимальных значений параметров, которые уже затем принимаются при расчете минималь­ ного промышленного содержания.

Бортовое содержание

В общем случае оконтуривание месторождения должно произво­ диться по минимальному промышленному содержанию, что соответ­ ствует единым принципам учета запасов минерального сырья и эко­ номии общественно-необходимого труда для их добычи и обработки. Однако ввиду большого разнообразия природных объектов (место­ рождений) по содержанию полезного компонента, его изменчивости, морфологии бортовое содержание может быть принято более низким, чем минимальное промышленное.

Бортовое содержание, по величине меньшее .минимального про­ мышленного, оправданно лишь в тех случаях, когда оконтуривание по минимальному промышленному содержанию приводит к резкому сокращению запасов либо к разобщению рудного тела на ряд мел­ ких участков, гнезд, линз, что обуславливает ухудшение горно­ технических условий ведения работ, уменьшение производительно­ сти и в итоге удорожание продукции горнорудного предприятия. Часто бывает в таких случаях, что оконтуривание по более низкому содержанию, чем минимальное промышленное, хотя и приводит к снижению среднего содержания полезного компонента на место­ рождении, но оказывается более выгодным, так как существенно улучшает горнотехнические условия эксплутации за счет получения более простых и единых контуров рудного тела, повышает произво­ дительность горнорудного предприятия. Другими словами, некоторое увеличение затрат, например, на обогащение за счет снижения сред­ него содержания полезного компонента в руде с избытком компен­ сируется снижением затрат на добычу за счет повышения произво­ дительности предприятия, улучшения горнотехнических условий эксплуатации.

Под бортовым понимается такое содержание полезного компо­ нента в краевых пробах, включение которых в контур промышленных

запасов позволяет правильно оценить специфические особенности месторождения и наметить оптимальный вариант его эксплуа­ тации с учетом наименьших затрат и потерь сырья в недрах и наи­ большего экономического эффекта.

Средним называется реальное сложившееся содержание в под­ счетном блоке при данном бортовом содержании и данном контуре блока. Среднее содержание зависит от бортового: чем выше послед­ нее, тем выше и среднее. Оно определяется природой рудных тел, закономерностями изменчивости их и является важным критерием для разделения месторождения на подсчетные блоки.

Среднее содержание для подсчетных блоков может различаться в десятки раз даже на одном месторождении, но всегда должно быть выше либо в крайнем случае равным минимальному промышленному содержанию. Между минимальным промышленным, бортовым и средним содержанием существует тесная связь. Связь эта прежде всего обусловлена тем, что ни один из этих показателей не может быть обоснованно определен в отрыве от других двух. Действительно, бортовое содержание не может быть принято сколь угодно низким по той причине, что при каком-то его уровне среднее содержание может оказаться ниже минимального промышленного. Другими словами, при выборе бортового содержания всегда должны учиты­ ваться изменение среднего содержания и его соотношение с мини­ мальным промышленным. С другой стороны, изменение бортового содержания нередко приводит к существенному изменению качества сырья, производительности горнорудного предприятия, условий добычи и в конечном итоге экономики эксплуатации, что в свою очередь требует пересмотра минимального промышленного содер­ жания.

Следовательно, возможно только одновременное определение этих трех показателей. Можно наметить следующий порядок их определения. Вначале по разведочным данным производят оконтуривание месторождения по нескольким вариантам бортового содер­ жания. Выбор этих вариантов и их количество зависят от характера месторождения. В сложных случаях их может быть 3—4, причем один из них по величине должен быть равным минимальному про­ мышленному содержанию на аналогичном месторождении.

По каждому из вариантов оконтуривания подсчитывают запасы руды и полезного компонента, оценивают качество руды, среднее содержание в ней полезного компонента, изучают изменения морфо­ логии рудных тел и горнотехнических условий их разработки. В боль­ шинстве случаев уже полученные данные позволяют правильно выбрать оптимальное значение бортового содержания и на его ос­ нове рассчитать минимальное промышленное содержание.

I В сомнительных случаях такая методика позволяет по крайней мере забраковать яйію непригодные варианты бортового содержания, а оставшиеся оценить методом непосредственных экономических расчетов, сущность которых подробно рассмотрена в работах М. И. Агошкова и Д. М. Бронникова [1], П. И. Городецкого [12],

196

Д. М. Рура [54, 55], В. В. Померанцева [49], Е. О. Погребицкого [42] и др.

Определение бортового содержания по указанной методике может быть проиллюстрировано на примере Ковдорского флогопитового месторождения. На этом месторождении детально .разведана так называемая Главная залежь, представляющая собой крупное сле­ пое линзовидное тело мощностью 100—150 м, вытянутое по прости­ ранию на 500 и по падению более чем на 800 м. Залежь характери­ зуется необычно высоким содержанием флогопита, во много раз

Рис. 61. Влияние бортового содержания на морфологию залежей по го­ ризонту 174 м Ковдорского месторождения.

Содержание флогопита, кг/м3: 1 — более 100, 2 — 50—100, 3 — 20—50, 4 — 1,0— 20, 5 — менее 1,0; в — дайки сиенитов.

превышающим содержание на других эксплуатирующихся место­ рождениях СССР.

Оконтуривание даже по нулевому содержанию обеспечивает среднее содержание флогопита в несколько раз выше минимального промышленного. Поэтому оптимальное значение бортового содер­ жания на этом месторождении должно обеспечить наиболее выгод­ ную морфологию месторождения, наиболее полное использование недр и наиболее высокую эффективность разработки. Оконтуривание произведено на двух детально разведанных горизонтах и разрезах (рис. 61 и 62). Результаты подсчета по вариантам бортового со­ держания приведены в табл. 52.

197

200-

100-

0-

-6 0 -

Рис. 62. Влияние бортового содержания на морфологию залежи по геологиче­ скому разрезу Ковдорского месторождения.

1 — четвертичные отложения; г — монтичеллит-мелилитовые породы; з — флогопит-диоп- сид-оливиновые породы мелкозернистые; 4 — оливиниты средне- и крупнозернистые; S — дайки сиенитов; продуктивные флогопит-диопсид-оливиновые породы с содержанием промыш­

198

Из приведенных данных видно, что наиболее благоприятным является бортовое содержание 20 или 50 кг/м3. При этих бортовых содержаниях обеспечивается благоприятная морфология залежи, незначительные потери минерального сырья (до 2—2,5%) и высокое среднее содержание.

Содержание молибдена, %: 1 — 0,4—0,06, 2 — 0,06—0,08, 3 — 0,08—0,1, 4 — более 0,1; 5 — содержание молибдена, 10-з% (вверху) и промышленная мощность, м (внизу), по сква­

жине.

При бортовом содержании 100 кг/м3 существенно изменяется морфология залежи, внутри нее появляются крупные некондиционные участки, коэффициент рудоносности снижается на 20%, потери флогопита достигают 9%. Для открытых работ наиболее оптималь­ ным является бортовое содержание 20 кг/м3, которое и было принято

199

200