Обоснование параметров горнотехнических систем при подземной разработке маломасштабных медноколчеданных месторождений Урала тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.21, кандидат технических наук Гоготин, Алексей Анатольевич

• Гоготин, Алексей Анатольевич
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Гоготин, Алексей Анатольевич

Введение.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА,

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Анализ геологических, горно-технических и экономико-географических условий освоения маломасштабных месторождений полезных ископаемых.

1.2. Характеристики маломасштабных медноколчеданных месторождений.

1.3. Принципы проектирования горнотехнических систем и критерии эффективности освоения месторождений.

1.4. Состояние цен на извлекаемые металлы, прогноз рынка металлов.

1.5. Цель, задачи и методы исследований.

Глава 2. РАЗРАБОТКА СТРАТЕГИИ ОСВОЕНИЯ

МАЛОМАСШТАБНЫХ МЕДНОКОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.

2.1. Принципы формирования и развития горнотехнических систем на базе группы маломасштабных медноколчеданных месторождений.

2.2. Обоснование производственной мощности горнотехнических систем.

Выводы

Глава 3. ИЗЫСКАНИЕ ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ОСВОЕНИЮ МАЛОМАСШТАБНЫХ

МЕДНОКОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.

3.1. Определение состава и местоположения промышленной площадки горнодобывающего предприятия.

3.2. Обоснование комплексов механизации процессов горных работ.

3.3. Изыскание способов и схем вскрытия маломасштабных медноколчеданных месторождений.

Выводы.

Глава 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГРНОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ.

4.1. Обоснование исходных данных и структуры расчета экономических показателей.

4.2. Определение зависимостей капитальных и эксплуатационных затрат при освоении маломасштабных медноколчеданных месторождений.

4.3. Разработка алгоритма для формирования структуры горнотехнической системы.

4.4. Разработка программы для расчета экономических показателей горнотехнических систем при освоении группы маломасштабных медноколчеданных месторождений.

4.5. Результаты определения параметров горнотехнических систем.

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование параметров горнотехнических систем при подземной разработке маломасштабных медноколчеданных месторождений Урала»

По оценкам экспертов отечественные производители меди испытывают сырьевой дефицит, величина которого неуклонно возрастает.

По состоянию минерально-сырьевой базы России на 2005 г. значительная часть балансовых запасов меди (42%) сосредоточена в меденосных районах Урала, причем ведущим геолого-промышленным типом считается медноколчеданный.

Рост дефицита медьсодержащих руд обусловлен доработкой в ближайшее время ряда крупных медноколчеданных месторождений Урала (Сибайское, Учалинское). При этом значительное количество небольших месторождений, суммарные запасы которых по меди достигают 1 млн т металла, по цинку 1,5 млн т, по золоту 200 т, по серебру 1,6 тыс. т, на протяжении нескольких десятилетий остаются невостребованными. Подавляющее большинство этих месторождений по условиям залегания подлежит подземной разработке.

Решение научной задачи по формированию методических подходов к проектированию освоения подземным способом маломасштабных медноколчеданных месторождений Урала позволит обосновать параметры горнотехнических систем, реализация которых обеспечит сокращение дефицита медьсодержащих руд.

Объект исследований: методы проектирования горнотехнических систем при применении физико-технической подземной геотехнологии.

Предмет исследований: параметры горнотехнических систем при освоении маломасштабных медноколчеданных месторождений.

Цель работы: разработка методических положений по обоснованию параметров горнотехнических систем при проектировании освоения маломасштабных медноколчеданных месторождений подземным способом.

Идея работы состоит в использовании зависимостей технико-экономических показателей горнотехнической системы от состава и последовательности разработки запасов группы маломасштабных медноколчеданных месторождений, обеспечивающих эффективность их освоения.

Основные задачи исследований:

- анализ геологических, горнотехнических, экономико-географических факторов, определяющих параметры освоения маломасштабных месторождений;

- анализ методов проектирования и критериев эффективности освоения месторождений подземным способом;

- обоснование производственной мощности горнотехнических систем при освоении маломасштабных медноколчеданных месторождений;

- исследование способов и схем вскрытия, обоснование комплекса механизации горных процессов и конструирование систем разработки для условий освоения маломасштабных медноколчеданных месторождений;

- разработка алгоритма для выбора структуры горнотехнической системы и создание на его основе программного продукта для расчета экономических показателей при проектировании освоения группы маломасштабных месторождений;

- определение параметров горнотехнической системы для условий освоения группы маломасштабных медноколчеданных месторождений.

Методы исследований: анализ методов проектирования и опыта освоения маломасштабных рудных месторождений; методы: вариантов -при выборе способа вскрытия; аналогии - при обосновании состава комплекса механизации; логических рассуждений - при формировании стратегии освоения маломасштабных месторождений; статистическая обработка результатов расчета затрат при освоении маломасштабных месторождений; аналитические расчеты; технико-экономический анализ.

Положения, представленные к защите:

Вовлечение в промышленную эксплуатацию маломасштабных медноколчеданных месторождений обеспечивается за счет обоснования их выборочного группирования и последовательности освоения единой горнотехнической системой.

Состав группы предопределяется выбором базового месторождения, обеспечивающего ускоренный ввод в эксплуатацию и возможность капитализации. Последовательность освоения остальных месторождений группы определяется условием поддержания производственной мощности горнотехнической системы.

При обосновании производственной мощности горнотехнической системы следует учитывать горные возможности маломасштабных месторождений группы, последовательность ввода в эксплуатацию которых должна обеспечить стабильность объемов и качества сырья.

Научная новизна работы состоит в установлении:

- методики расчета производственной мощности горнотехнической системы, учитывающей условия освоения группы маломасштабных рудных месторождений;

- методического подхода к проектированию горнотехнических систем на базе группы маломасштабных месторождений ценных руд, в основу которого положена идея определения состава группы, исходя из технико-экономических параметров горнодобывающего предприятия, удовлетворяющих требованиям инвесторов;

- зависимостей для определения рациональных областей способов вскрытия маломасштабных медноколчеданных месторождений в условиях подземной разработки и доработки прикарьерных запасов;

- алгоритма определения состава группы и последовательности освоения маломасштабных медноколчеданных месторождений, обеспечивающего повышение экономических показателей горнотехнической системы.

Достоверность научных положений, выводов и результатов обеспечивается представительностью и надежностью исходных данных; применением широко апробированных эмпирических зависимостей; аксиоматическим подходом к получению теоретических результатов.

Теоретическое значение работы состоит в развитии теории проектирования горнотехнических систем, формировании теоретических основ освоения маломасштабных медноколчеданных месторождений.

Практическое значение работы заключается в создании программного продукта, позволяющего определять технико-экономические параметры горнотехнических систем при освоении маломасштабных медноколчеданных месторождений.

Реализация рекомендаций: результаты исследований использованы при разработке проекта "Доработка северного участка месторождения Таш-Тау подземным способом"; внедрены в учебный курс высшего профессионального образования «Проектирование подземных рудников» по специальности «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых».

Личный вклад автора состоит: в установлении зависимостей для определения производственной мощности предприятия, капитальных и эксплуатационных затрат, рациональных областей применения способов вскрытия при освоении маломасштабных медноколчеданных месторождений; в составлении алгоритма для формирования структуры горнотехнической системы и создании программного продукта «Расчет экономических показателей горнотехнической системы при освоении группы маломасштабных медноколчеданных месторождений».

Апробация работы: Результаты, основные положения и выводы доложены на международных научно-технических конференциях «Комбинированная геотехнология: развитие способов добычи и безопасность горных работ» (Магнитогорск, Сибай, Аркаим, 2003 г), «Неделя горняка» (Москва, 2006) г, «Уральская горнопромышленная декада» (Екатеринбург, 2005), ежегодных научно-технических конференциях МГТУ.

Публикации: Основные положения диссертации опубликованы в 7 работах.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка из 74 наименований и содержит 139 стр. машинописного текста, 59 рисунка, 18 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Теоретические основы проектирования горно-технических систем», Гоготин, Алексей Анатольевич

Выводы

1. По результатам множественного регрессионного анализа экономических показателей и влияющих на них факторов получены математические зависимости для расчета величин капитальных и эксплуатационных затрат при освоении маломасштабных медноколчеданных месторождений. На основе полученных зависимостей разработан алгоритм для формирования рациональной структуры горнотехнической системы.

2. Разработанный программный продукт «Расчет экономических показателей горнотехнической системы при освоении группы маломасштабных медноколчеданных месторождений» позволяет определять состав группы месторождений и последовательность их освоения, исходя из начальных условий финансирования, руководствуясь искомыми технико-экономическими показателями.

3. Сформированные методические положения апробированы при обосновании параметров горнотехнической системы на базе месторождений Сибайской группы. Освоение группы месторождений в отличие от их обособленной разработки обеспечивает повышение в 1,5-К2,5 раза индекса доходности и чистого дисконтированного дохода, что способствует росту инвестиционного спроса на маломасштабные медноколчеданные месторождения.

130

Заключение

В диссертации, являющейся законченной квалификационной работой, дано решение актуальной научно-практической задачи формирования методических положений по обоснованию параметров горнотехнических систем при проектировании освоения подземным способом маломасштабных медноколчеданных месторождений Урала.

Результаты:

1. Анализ источников информации показал, что при постоянном дефиците цветных и благородных металлов, и устойчивой тенденции роста цен на них, являются невостребованными миллионы запасов ценных руд маломасштабных медноколчеданных месторождений. Повышение инвестиционного спроса на маломасштабные месторождения может быть обеспечено за счет снижения уровня издержек и сокращения срока окупаемости при их освоении.

2. В результате анализа условий залегания более 30 небольших медноколчеданных месторождений Урала установлено, что рассматриваемые георесурсы в подавляющем большинстве идентичны по основным группам признаков и залегают группами по 2-^-6 месторождений, при расстоянии между ними в пределах 3-Н5 км. Различие месторождений заключается в количестве рудных тел, объемах запасов, занимаемой площади и элементах залегания.

3. Снижение уровня издержек и сокращение срока окупаемости горнотехнической системы достигается при последовательном освоении группы маломасштабных месторождений, начиная с месторождения (базового), определяемого наименьшим сроком строительства рудника для его эксплуатации и наибольшей извлекаемой ценностью запасов. Базовое месторождение определяет местоположение единой для горнотехнической системы промышленной площадки и модульной обогатительной фабрики.

4. Сокращение затрат при подземной разработке достигается минимизацией количества выемочных участков в одновременной работе. Высокая производительность очистных забоев обеспечивается применением обоснованных конструкций систем подземной разработки и мобильных комплексов механизации производственных процессов.

5. Определена математическая зависимость для расчета производственной мощности подземного рудника, осуществляющего разработку рудных тел маломасштабного месторождения. При учете производительности и долевого участия рекомендованных систем разработки, минимального количества очистных забоев в одновременной работе, степени разведанности запасов, доли добычи руд при проведении подготовительно-нарезных выработок производственная мощность горнотехнической системы на базе маломасштабных медноколчеданных месторождений составляет 200 тыс. т/год.

6. Обоснованы способы и схемы вскрытия маломасштабных медноколчеданных месторождений, обеспечивающие минимизацию капиталовложений. Предложены зависимости для определения рациональных областей применения способов вскрытия.

7. По результатам множественного регрессионного анализа экономических показателей и влияющих на них факторов получены математические зависимости для расчета величин капитальных и эксплуатационных затрат при освоении маломасштабных медноколчеданных месторождений. На основе полученных зависимостей разработан алгоритм для формирования рациональной структуры горнотехнической системы.

8. Разработанный программный продукт «Расчет экономических показателей горнотехнической системы при освоении группы маломасштабных медноколчеданных месторождений» позволяет определять состав группы месторождений и последовательность их освоения, исходя из начальных условий финансирования, руководствуясь искомыми технико-экономическими показателями.

9. Сформированные методические положения апробированы при обосновании параметров горнотехнической системы на базе месторождений Сибайской группы. Освоение группы месторождений в отличие от их обособленной разработки обеспечивает повышение в 1,5+2,5 раза индекса доходности и чистого дисконтированного дохода, что способствует росту инвестиционного спроса на маломасштабные медноколчеданные месторождения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Гоготин, Алексей Анатольевич, 2006 год

1. Агошков М.И., Малахов Г.М. Подземная разработка рудных месторождений // М.: «Недра», 1966 653 с.

2. Анохин П.К. Очерки по теории функциональных систем // М, 1975

3. Баранов А.О. Расчет параметров технологических процессов подземной добычи руд // М.: Недра 1985 -234 с.

4. Баранов А.О. Проектирование технологических схем и процессов подземной добычи руд: справочное пособие // М.: Недра, 1993 283 с.

5. Волков Ю.В., Соколов И.В. Подземная разработка медноколчеданных месторождений Урала // Екатеринбург: УрО РАН, 2006 -232с.

6. Волков Ю.В. Соколов И.В. Камаев В.Д. Проектные решения по доработке Молодежного месторождения // Горный журнал 2004. №6. - С. 37-40.

7. Вохмин С.А. Сборник примеров и задач по подземным горным работам // Учебное пособие. Красноярск. КГАЦМиЗ. 2002. 177с.

8. Гальянов А.В. Минерально-сырьевая база черной металлургии. // Моделирование стратегии и процессов освоения георесурсов. Материалы межднародной конференции и научной сессии горного института УрО РАН -Пермь 2003.

9. Глотов В.В. Экономический потенциал мелких месторождений на рынке минерального сырья // Записки горного института. Санкт-Петербург: СПГИ. - том 161.-2005. С. 105-109.

10. Гоготин, А.А., Мещеряков Э.Ю., Слащилин И.Т. Обоснование параметров горнотехнической системы при освоении малыхмедноколчеданных месторождений //Горный информационно аналитический бюллетень. М.: МГГУ, 2006. - №9. - С. 280-283.

11. Гоготин, А.А., Мещеряков Э.Ю., Габбасов Б.М. Современные проблемы подземной геотехнологии и пути их решения // Молодежь и наука будущего: Сборник научных трудов. Магнитогорск, 2004 С. 111-113

12. Гоготин, А.А., Мещеряков Э.Ю. Сравнительная оценка вариантов вскрытия малых месторождений Южного Урала. // Материалы уральской горнопромышленной декады. Екатеринбург, 2005 - С. 21.

13. Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли // РАН, АГН, РАЕН, МИА; Под ред. К.Н. Трубецкого. М.: Изд-во АГН, 1997.-478 с.

14. Горная наука и рациональное использование минерально-сырьевых ресурсов // М: Наука, 1978. 278 с.

15. Горное производство цветной металлургии Урала // Под ред. B.C. Хохрякова: Изд-во Уральской гос. горно-геолог. академии. Екатеринбург. 2004. - 666 с.

16. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом. НПО ОБТ, 1996. Кн.1, 260 с.

17. Игонина J1.A. Инвестиции // Под ред. д-ра экон. наук В.А. Слепова. М.: Экономисть, 2003. - 478 с.

18. Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений // Учебной пособие для вузов, 3-е издание, переработанное и дополнение. М.: Недра, 1984.-504 с.

19. Каплунов Д.Р. Развитие производственной мощности подземных рудников при техническом перевооружении // М: Наука, 1989. 264 с.

20. Каплунов Д.Р., Калмыков В.Н., Рыльникова М.В. Комбинированная геотехнология // М.: Изд-кий дом «Руда и металлы», 2003. - 560 с.

21. Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В., Блюм Е А, Красавин А. В. Научные аспекты выбора геотехнологической стратегии освоения рудных месторождений комбинированным способом // ГИАБ, Москва: МГГУ. -2003. С. 5-9.

22. Каплунов Р.П., И.А. Керемушенцев Подземная разработка рудных и россыпных месторождений // М.: Высшая школа 1966. - 211 с.

23. Комплексное освоение рудных месторождений: проектирование и технология подземной разработки // Д.Р. Каплунов, И.И. Помельников, В.И. Левин и др. М.: ИПКОН РАН, 1998. - 383 с.

24. Корнеев С.А Обоснование параметров рудопотоков при освоении медноколчеданных месторождений комбинированной геотехнологией / Дисс. к.т.н. Магнитогорск 2005

25. Красавин А.В. Разработка методики математического моделирования технологических схем перехода к комбинированной геотехнологии при освоении рудных месторождений / Дисс. к.т.н. Магнитогорск 2005

26. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (утв. Минэкономики РФ, Минфином РФ, Госстроем РФ 21.06.1999 № ВК 477).

27. Мещеряков Э.Ю., Габбасов Б.М. Формирование требований к горному оборудованию для подземной разработки малых рудных месторождений //Горные машины и автоматика. М.: - 2005. - С. 42.

28. Минеральные ресурсы Учалинского горно-обогатительного комбината // И.Б. Серавикин, П. И. Пирожок, В. Н. Скуратов и др. -Уфа: Башк. кн. изд., 1994. -328 с.

29. Мухтаров Т.М. Комбинированный способ разработки месторождений полезных ископаемых // М.: Наука, 1998. - 321 с.

30. Наркелюн Л. Ф., Канищев А. Д. Об освоении мелких месторождений полезных ископаемых Читинской области // Материалы III научно-технической конференции. — Ч. 1. — ЧитГТУ, 2000.

31. Нормы технологического проектирования горно-добывающих предприятий черной металлургии с подземным способом разработки // JL: Гипроруда, 1970. 262 с.

32. Нормы технологического проектирования рудников цветной металлургии с подземным способом разработки- ВНГП 37.86 М.: - 1986. -212 с.

33. Нормы технологического проектирования горнодобывающих предприятий металлургии с подземным способом разработки. ВНТП 13 - 2 - 98. Санкт-Петербург - 1993. - 234 с.

34. Обоснование стратегии комплексного освоения медно-рудных месторождений Башкортостана /Илимбетов А.Ф., Абдрахманов И.А., Каплунов Д.Р. и др. Горный журнал. 2004. №6. -С. 12-15.

35. Обручев В.А. Рудные месторождения //. Ленинград: ОНТИ. 1935.595 с.

36. Пешкова М.Х. Экономическая оценка горных проектов // М.: издательство Московского горного университета, 2003. - 422с.

37. Программа социально-экономического развития Читинской области на 2001-2010 годы // О. И. Рыбакова, А. Д. Канищев, М. Ю. Швецов и др. — Чита: Поиск, 2000.

38. Птицын A.M., Дюдин Ю.К., Полонский Г.В. Состояние минерально-сырьевой базы российских металлов и меры по ее укреплению // Горный журнал. 2004. №3. -С. 45-53.

39. Разработка мелких месторождений перспективный путь развития горного дела в Сибири горные журнал // Добрынин А.А // НФС рудвзрыв №5 2001. С. 3-6.

40. Расчет процессов подготовительно-нарезных и очистных работ на подземных рудниках: методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 09.02. // Магнитогорск: МГМИ, 1993. -57 с.

41. Риск-анализ инвестиционного проекта // Учебник для вузов / Под ред. М.В. Грачевой. -М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.- 351с.

42. Рыльникова М.В. Методология конструирования горнотехнических систем при комбинированной геотехнологии // Материалы международной научно-технической конференции. Сибай Магнитогорск: МГТУ, 2004. С. 815.

43. Сабянин Г.В. Обоснование геотехнологических методов повышения экологической безопасности освоения маломасштабных месторождений // Автореферат диссертации к.т.н. М.: ИПКОН РАН, 2006. С.11.

44. Савченков В.Е. Научное обоснование стратегии развития регионального горнодобывающего комплекса с объектами малой и средней мощности // Дисс. д.т.н Тула, 2000. 347с.

45. Скорняков Ю.Г. Подземная добыча руд комплексами самоходных машин // М.: Недра, 1986. 232 с.

46. Скорняков Ю.Г Системы разработки и комплексы самоходных машин при подземной добычи руд // М.: Недра 1978. 232 с.

47. Слащилин И.Т. Управление качеством продукции горного предприятия // Конспект лекций. Магнитогорск МГТУ, 2002. 43 с.

48. Смоляк С.А. Оценка эффективности инвестиционных проектов в условиях риска и неопределенности. М.: Наука, 2002. - 182 с.

49. Совершенствование методов проектирования рудников: Обзор // Б.В. Болотов. М., 1988. - 60с.: ил.2. - (Сер. «Горн, дело»: Обзорная информ. // М-во цв. металлургии СССР. ЦНИИцветмет экономики и информ.; вып. 7). -Библиогр.: С. 55-57.

50. Трубецкой К.Н., Пешков А.А., Мацко Н.А. Методы оценки инвестиций горных предприятий // Известия ВУЗов. Горный журнал. 1993. -№2.-С. 15-20.

51. Хохряков B.C. Оценка эффективности инвестиционных проектов открытых горных работ // Учебное пособие. Екатеринбург: УГГГА 1996. -180 с.

52. Черемушецев И.А., Каплунов Р.П. Подземная разработка рудных и россыпных месторождений М., «Высшая школа» 1966.

53. Черная металлургия капиталистических стран. Железорудная промышленность и обогащение руд // Кушенский Н.С., Вериго К.Н., Россмит А.Ф. и др. Москва: Гос. научно-техн. из-во лит-ры по горн, делу, 1960. 994 с.

54. Шестаков В.А. Проектирование горных предприятий //. М.: МГГУ .1995.-508с.

55. Шестаков В.А. Обоснование параметров рудников и технологии разработки рудных месторождений. Учебное пособие, Новочеркасск, Изд. НПИ, 1979.-84 с.

56. Шестаков В.А. Проектирование горных предприятий: Учебник для студ. Вузов.-2-е изд. Перераб.- М.: Изд. МГГУ, 2003. 800 с.

57. Щелканов В.А. Основные положения рудника при комбинированной отработке // Перспективы развития технологии подземной разработки рудных месторождений. М.: МГИ, 1985. С .5