Определение производительности карьера по попутным полезным ископаемым при проектировании разработки полиметаллических месторождений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.21, кандидат наук Дзендзик Андрей Анатольевич

• Дзендзик Андрей Анатольевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Дзендзик Андрей Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

1. 1 Комплексное использование минерального сырья

1.2 Критерии эффективности открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых

1.3 Проблемы комплексного освоения недр и пути их решения

1.4 Задачи открытой разработки комплексных месторождений

1.5 Выводы

2 ОЦЕНКА ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ОЗЕРНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

2.1 Особенности геологического строения и подсчет запасов

2.2 Попутные полезные ископаемые Озерного месторождения

2.3 Породы вскрыши

2.4 Вещественный состав руд месторождения

2.5 Выводы

3 МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КАРЬЕРА ПО ПОПУТНЫМ ПОЛЕЗНЫМ ИСКОПАЕМЫМ

3. 1 Анализ существующих методов определения производительности карьера

3.2 Обобщение достоинств и недостатков рассмотренных методов

3.3 Адаптация метода расчета производительности карьера по попутным полезным ископаемым

3.4 Выводы

4 СТАБИЛИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПО ПОПУТНЫМ ПОЛЕЗНЫМ ИСКОПАЕМЫМ

4.1 Анализ методов стабилизации производительности

4.2 Исследование динамики и распределения производительности карьера по попутным полезным ископаемым

4.3 Основные параметры складов попутных полезных ископаемых и методика

их расчетов

4.4 Применение метода стабилизации производительности на примере месторождения Озерное

4.5 Выводы

5 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕКАРЬЕРНЫХ ЗАТРАТ НА ВСЕ ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ

5.1 Рассмотрение вопросов рационального природопользования при разработке комплексных месторождений

5.2 Определение граничного коэффициента добычи при разработке комплексного месторождения

5.3 Технико-экономическая эффективность разработки попутных полезных ископаемых на полиметаллическом месторождении Озерное

5.4 Выводы

Заключение

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Определение производительности карьера по попутным полезным ископаемым при проектировании разработки полиметаллических месторождений»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Основным способом добычи полезных ископаемых остается открытая разработка - как наиболее экономичная из всех видов добычи. Вместе с тем при проектировании карьеров не учитывается то обстоятельство, что кроме основного полезного ископаемого, для добычи которого создаются предприятия, в месторождениях содержатся попутные полезные ископаемые, не менее значимые для экономики. При открытой разработке комплексных месторождений часто вместе с основным добывается и ряд попутных полезных ископаемых, которые в дальнейшем отправляются различным потребителям в естественном или переработанном виде. Широкое использование попутных полезных ископаемых позволит расширить минеральную сырьевую базу, полнее использовать средства производства и улучшить экономическую ситуацию в районах техногенного влияния карьеров.

Полезное ископаемое - природное скопление минералов и горных пород, которые в условиях конкурентного рынка могут быть с достаточным экономическим эффектом использованы в настоящее время или в ближайшем будущем в естественном виде или после соответствующей переработки. Полезное ископаемое может быть основным и попутным.

Основным называется полезное ископаемое, выемка которого из недр является основной целью горного производства.

К попутным относятся те, которые вошли в контур карьера, но не являются основным полезным ископаемым.

Попутные полезные ископаемые чаще всего не имеют самостоятельного промышленного значения. Они могут быть добыты из недр на рациональной экономической основе только при наличии в оцениваемом месторождении основного полезного ископаемого, определяющего экономическую целесообразность освоения месторождения.

Горные породы-отходы карьерного производства - горные породы, вмещающие рудную залежь или включенные в нее, не содержащие полезных компонентов или имеющие содержание их ниже величины, необходимой для отнесения к забалансовым запасам руды.

Забалансовые (потенциально экономические) запасы руды:

а) запасы, отвечающие требованиям, предъявляемым к балансовым запасам, но использование которых на момент оценки невозможно по горнотехническим, правовым, экологическим и другим обстоятельствам;

б) запасы, извлечение которых на момент оценки согласно технико-экономическим расчетам нецелесообразно вследствие низкого содержания полезного компонента, малой мощности тел полезного ископаемого или особой сложности условий их разработки или переработки, но использование которых в ближайшем будущем может стать экономически эффективным в результате повышения цен на минерально-сырьевые ресурсы или при техническом прогрессе, обеспечивающем снижение издержек производства.

Обоснование и разработка метода с учетом геологических и горнотехнических условий полиметаллических месторождений позволит определить производительность по попутным полезным ископаемым Озерного полиметаллического месторождения, характеризующегося значительным количеством основных и попутных полезных ископаемых, таких как: черные металлы (железо, марганец), цветные металлы (свинец, цинк, медь), благородные металлы (золото, серебро), нерудное минеральное сырье - флюорит, бор, барит, известняки, уголь, строительные материалы.

Цель работы. Обоснование и разработка метода определения производительности карьера по попутным полезным ископаемым и способа её стабилизации, обеспечивающих расширение минерально-сырьевой базы.

Идея работы. Определение производительности карьера по основному и по попутным полезным ископаемым должно базироваться на разработанном методе, при проектировании открытой разработки месторождений с учетом горнотехнических и геологических особенностей полиметаллических

месторождений, что обеспечит повышение эффективности и достоверности проектных решений.

Основные задачи исследований:

- Установление зависимости производительности карьера по попутным полезным ископаемым от производительности по основному полезному ископаемому;

- Разработка метода стабилизации производительности карьера по попутным полезным ископаемым для условий полиметаллических месторождений;

- Теоретическое обоснование и разработка метода распределения общекарьерных затрат на новые полезные ископаемые в контуре карьера;

Методы исследований Общей теоретической и методологической основой

работы является комплексный подход, включающий анализ и обобщение исследований в области проектирования карьеров, системный анализ при исследовании показателей работы карьеров, методы математической статистики и теории вероятностей, классические экономические и финансовые теории и методы рыночной модели хозяйствования.

Научная новизна:

- установлена зависимость производительности карьера по попутным полезным ископаемым на основе графиков зависимости нарастающих объемов основного и попутных полезных ископаемых от нарастающих объемов горной массы, для горнотехнических и геологических условий полиметаллических месторождений;

- разработан алгоритм оперативного управления производительностью карьера по попутным полезным ископаемым, на основе установленных зависимостей емкости временных складов от времени работы фабрики, с учетом динамики транспортных поставок в технологическом комплексе «карьер - склад -потребитель».

Основные защищаемые положения:

1. Использование разработанного метода определения производительности карьера по попутным полезным ископаемым на основе графиков зависимости

нарастающих объемов полезных ископаемых, от нарастающих объемов горной массы позволит при проектировании определить режим разработки полиметаллических сложноструктурных месторождений.

2. Оптимальный режим разработки попутных полезных ископаемых, с возможностью корректировки параметров и показателей комплекса карьер -обогатительная фабрика, достигается при стабилизации производительности карьера.

3. Применение метода распределения общекарьерных затрат на попутные полезные ископаемые позволяет принимать обоснованное решение, обеспечивающее снижение удельных эксплуатационных затрат на единицу основного полезного ископаемого и расширение области применения открытой разработки полиметаллических месторождений.

Практическая значимость работы:

- доказана целесообразность разработки крутопадающих полиметаллических месторождений при добыче основного и попутных полезных ископаемых;

- усовершенствован метод определения производительности по попутным полезным ископаемым для условий разработки полиметаллических крутопадающих месторождений открытым способом;

- разработан метод стабилизации производительности карьера по попутным полезным ископаемым путем обоснования параметров накопительных складов для условий полиметаллических крутопадающих месторождений.

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций обеспечивается использованием апробированных аналитических методов при определении производительности карьера по попутным полезным ископаемым; подтверждением основных выводов и рекомендаций фактическими данными, полученными при проведении натурных исследований; использованием современных методов обработки полученных результатов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы в целом и отдельные ее положения докладывались, обсуждались и получили

одобрение на конференциях «Освоение минеральных ресурсов севера: проблемы и решения» (Воркута, 2012 г.), на международной научно-практической конференции молодых ученых и студентов «Комбинированные процессы переработки минерального сырья: теория и практика» (Санкт-Петербург, 2013 г.), Международной конференции на базе Краковской горно-металлургической академии (г. Краков, Польша, 2014 г.), на заседаниях кафедры Разработки месторождений полезных ископаемых Национального минерально-сырьевого университета «Горный».

Личный вклад автора заключается в формулировке основных целей и задач исследования, в проведении исследований, в анализе результатов исследований и выводе научных результатов, в разработке и внедрении рекомендаций по определению и стабилизации производительности карьера по попутным полезным ископаемым.

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 6 печатных работах, в том числе 3 - в изданиях Перечня, рекомендуемого ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертация общим объемом 117 страниц состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 73 источников, включает 20 рисунков и 10 таблиц.

Автор выражает благодарность научному руководителю д.т.н., проф. Г.А. Холоднякову за помощь в определении общей идеи работы и интерпретации полученных данных, сотрудникам кафедры разработки месторождений полезных ископаемых за ценные замечания при выполнении работы.

1.1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

Подавляющее большинство месторождений содержат несколько видов полезных ископаемых и ряд горных пород, которые могут быть использованы в перспективе. Поэтому для реализации такого подхода, целесообразно стабилизировать производительность карьера по горной массе, что определит требуемый масштаб производства. Для всех извлекаемых из карьера полезных ископаемых уже на стадии проектирования следует предусматривать рудные склады, с помощью которых можно стабилизировать потоки полезных ископаемых [6, 8].

Полезное ископаемое - природное скопление минералов и горных пород, которые в условиях конкурентного рынка могут быть с достаточным экономическим эффектом использованы в настоящее время или в ближайшем будущем в естественном виде или после соответствующей переработки. Полезное ископаемое может быть основным и попутным.

Основным называется полезное ископаемое, выемка которого из недр является основной целью горного производства.

К попутным относятся те, которые вошли в контур карьера, но не являются основным полезным ископаемым.

Попутные полезные ископаемые чаще всего не имеют самостоятельного промышленного значения. Они могут быть добыты из недр на рациональной экономической основе только при наличии в оцениваемом месторождении основного полезного ископаемого, определяющего экономическую целесообразность освоения месторождения.

Горные породы - отходы карьерного производства - горные породы, вмещающие рудную залежь или включенные в нее, не содержащие полезных компонентов или имеющие содержание их ниже величины, необходимой для отнесения к забалансовым запасам руды.

Забалансовые (потенциально экономические) запасы руды [4]:

а) запасы, отвечающие требованиям, предъявляемым к балансовым запасам, но использование которых на момент оценки невозможно по горнотехническим, правовым, экологическим и другим обстоятельствам;

б) запасы, извлечение которых на момент оценки согласно технико-экономическим расчетам нецелесообразно вследствие низкого содержания полезного компонента, малой мощности тел полезного ископаемого или особой сложности условий их разработки или переработки, но использование которых в ближайшем будущем может стать экономически эффективным в результате повышения цен на минерально-сырьевые ресурсы или при техническом прогрессе, обеспечивающем снижение издержек производства. [76]

1.1 Комплексное использование минерального сырья

Комплексное освоение недр наиболее полное и экономичное освоение всех видов ресурсов земных недр, на основе сочетаний (комплексов) эффективных горных технологий. Объектом освоения являются месторождения, состоящие из нескольких совместно залегающих рудных тел различного химико-минералогического состава, разработка которых ведется единой сетью горных выработок с раздельной выемкой и переработкой по различным технологическим схемам.

Многие направления современных исследований, в том числе в области изучения минерально-сырьевых ресурсов, основаны на идеях, заложенных А.Е. Ферсманом.

К основным положениям, разработанным А.Е. Ферсманом в области комплексного использования минерального сырья, можно отнести:

- научное обоснование необходимости комплексного подхода к минеральному сырью;

- разработку на конкретных примерах основных типов горнопромышленного комбинирования;

- формулировку основных научных исследований в области комплексного использования минерального сырья;

- определение значения территориально-производственных комплексов на основе полного использования минерального сырья;

- выявление основных причин, сдерживающих комплексное освоение месторождений полезных ископаемых;

- вовлечение в использование низкосортного сырья на основе комплексной переработки руды в целом;

- обоснование идеи комплексного использования минерального сырья как идеи будущего, позволяющей сохранить природные ресурсы, сберечь их от хищнического расточения;

- выявление связи комплексного использования сырья с охраной окружающей среды. [37]

В результате анализа мирового опыта освоения комплексных месторождений были выделены главные направления, определяющие приоритет дальнейших научных исследований по комплексному освоению недр:

- проблемы соответствия кондициям минерального сырья и геолого-экономической оценки месторождений;

- проблемы поиска новых критериев и механизма управления комплексностью освоения недр;

- проблемы создания технологических схем с учетом комплексного освоения недр.

Одной из проблем рационального природопользования продолжает оставаться кондиционность минерального сырья и, следовательно, геолого-экономическая оценка месторождений.

За последние годы важным моментом в развитии теории и практики кондиционности минерального сырья являлось установление «эксплуатационных кондиций». Под ними подразумевается система показателей, позволяющих оценивать и оконтуривать запасы, а также решать вопрос о целесообразности и полноте их выемки в режиме реального времени, т.е. с учетом конкретного

качества руд, их местоположения, особенности технологии выемки и переработки руд, организационно-технических условий производства, уровня цен и конъюнктуры рынка на текущий момент времени.

Повышение полноты и качества извлечения запасов из недр при применении эксплуатационных кондиций достигается приведением в соответствие параметров освоения месторождения с параметрами кондиций. Этот процесс происходит непрерывно в динамике освоения запасов месторождения. Однако на сегодняшний день нерешенными задачами остаются:

- необходимость срочной разработки методики оперативной геолого-технолого-экономической оценки значимости рудных месторождений в режиме реального времени;

- проведение маркетинговых исследований в рамках горнометаллургического комплекса с разработкой прогноза спроса-предложения основных видов сырья на внутреннем и мировых рынках;

- создание пакета необходимых нормативно-методических документов, определяющих рациональное природопользование с учетом складывающихся рыночных отношений.

В последние годы начало складываться новое научное направление управление комплексностью освоения недр, которое ставит своей целью решение двух задач:

- оценка технических и технологических возможностей максимального извлечения сырьевых ресурсов месторождения;

- оценка экономической эффективности технических решений, направленных на повышение полноты и комплексности освоения потенциальных ресурсов месторождений, с учетом всей гаммы полезных компонентов.

Институтом горного дела Национальной академии наук Республики Казахстан был разработан двухкритериальный метод оценки степени комплексности освоения месторождений [37], позволяющий установить одну из двух возможных областей функционирования той или иной технологической схемы разработки месторождения: область оптимальных технологий, когда

повышение полноты извлечения запасов из недр сопровождается ростом экономического эффекта и область, в которой повышение степени извлечения запасов из недр с экономической точки зрения неэффективно, но, в то же время, сопровождается снижением будущих безвозвратных потерь запасов и расширением номенклатуры выпускаемой конечной продукции полезных компонентов.

К научным проблемам, требующим дальнейшей разработки, относят следующие:

- создание взаимоувязанного комплекса математических, геолого-математических и экономико-математических моделей, описывающих систему: «Недра - технология добычи - технология переработки - степень комплексности освоения недр - степень эффективности освоения месторождения»;

- разработка автоматизированной системы поиска оптимальных решений в указанной выше схеме;

- разработка номограмм, представляющих собой механизм управления комплексностью для конкретных условий действующих и перспективных к освоению месторождений;

К числу новых научных направлений относится разработка научных технологий с адаптацией по фактору комплексности месторождений. Проблема адаптации технологических схем горно-добывающих предприятий рассматривается, главным образом, в аспекте приспособляемости технологических схем к горно-геологическим и горно-техническим условиям месторождения. Так рудные месторождения в этом аспекте рассматриваются с точки зрения объема разведанных и осваиваемых запасов, номенклатуры полезных компонентов и вредных примесей, ценности попутно залегающих сырьевых ресурсов.

Практика работы горно-добывающих предприятий показывает, что для условий рудных месторождений выбор технологических схем осуществляется без учета достижения максимальной комплексности их освоения. В этой связи

возникает необходимость проведения научных исследований по следующим направлениям:

- создание научных основ формирования элементов комплексного освоения недр при проектировании технологических схем горно-добывающих предприятий;

- разработка научных основ для практического создания эффективных технологических схем разработки месторождений с элементами комплексного освоения недр;

- разработка теории и методологии по определению объемов выемки всех извлекаемых полезных ископаемых;

- разработка научных основ малоотходных технологий в современных экономических условиях;

- разработка методологии создания эффективных технологических схем для освоения техногенных образований, как источника вторичных минеральных ресурсов.

Технологические схемы с учетом комплексности освоения недр подразумевают прогнозируемую производительность карьера не только по основному, но и по попутным полезным ископаемым. Это позволит предприятию более эффективно осуществлять политику максимально полного использования сырья, сократить количество складов и отвалов, тем самым, способствуя улучшению экологических показателей.

1.2 Критерии эффективности открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых

Насущная задача современного горного производства — комплексная разработка основного вида ресурсов земных недр — месторождений полезных ископаемых, подразделяемых на месторождения однородного состава и комплексные. Первые представлены одной залежью или группой близко расположенных залежей с одинаковым или аналогичным химико-

минералогическим однокомпонентным (мономинеральным) или многокомпонентным составом полезных ископаемых, для первичной переработки которых возможно применение одной технологии. Большинство месторождений, разрабатываемых в настоящее время, отнесено именно к группе месторождений однородного состава. Это приводит к тому, что при освоении месторождения извлекают преимущественно лишь тот полезный компонент, который нужен данной отрасли.

Роль и количество комплексных месторождений в горной промышленности все более возрастает, также увеличивается многообразие их по сочетанию различных видов полезных ископаемых.

Известны комплексные месторождения твердых полезных ископаемых, представленные близко расположенными залежами руд цветных металлов (свинцово-цинковых), бокситов и черных металлов (железа и марганца), месторождения рудных ископаемых с находящимися в непосредственной близости от них залежами нерудных ископаемых, в частности строительных материалов в виде пластов кварцитов, даек крепких изверженных пород, массивов пород гранито-гнейсового типа, которые представляют собой во многих районах страны остродефицитный ценный материал для получения строительного щебня. Существует большое число рудных месторождений, вмещающие породы которых содержат пласты мела, известняка, песка, глины.

В условиях возрастающего стремления к безотходной или малоотходной разработке насущной задачей проектных организаций является подход практически ко всем месторождениям как к комплексным месторождениям полезных ископаемых.

При постановке вопроса о комплексном освоении месторождений целесообразно считать, что все горные породы в контуре карьера потенциально являются потребительными полезными ископаемыми. Среди них можно выделить основные и попутные.

Горные породы, которые вошли в контур карьера и не являются основным полезным ископаемым, относятся к попутным полезным ископаемым. Попутные

полезные ископаемые чаще всего не имеют самостоятельного промышленного значения, они могут быть добыты только при наличии в оцениваемом месторождении основного или основных полезных ископаемых, определяющих экономическую целесообразность освоения месторождения. Попутные полезные ископаемые разрабатываются в карьере вместе с основной продукцией, на них устанавливаются технические условия.

Согласно предложенным ГКЗ «Требованиям к подсчету запасов попутных полезных ископаемых и компонентов в рудах и других видах минерального сырья», к попутным полезным ископаемым отнесены совместно залегающие горные породы, рудные и нерудные полезные ископаемые, образующие самостоятельные пласты, залежи или рудные тела, которые при условии попутной добычи могут представлять промышленный интерес.

Попутными полезными ископаемыми могут быть как рудные, так и нерудные образования, а также различные виды горно-химического сырья. В месторождениях цветных металлов известны залежи баритовых, барит-полиметаллических, флюоритсодержащих, пиритных и других руд, а также золотосодержащих кварцитов. Вместе с ними бывают развиты высококачественные глины, каолины, известняки, мергели и другие виды нерудного сырья, которые по качеству отвечают требованиям, предъявляемым ГОСТами и Техническими условиями к этим видам сырья в самостоятельных месторождениях. Целесообразность извлечения определяется количеством запасов, заявленной потребности и возможной производительности при условии попутной добычи [29, 17].

Особую группу попутных полезных ископаемых представляют горные породы, которые по физико-механическим свойствам пригодны для производства различных строительных материалов (в основном щебня), бутового камня, закладочных смесей. В медно-колчеданных месторождениях это могут быть порфириты, габбро и габбродиабазы, альбитофиры и другие высокопрочные породы, используемые для производства щебня. Золотосодержащие кварциты применяются как флюсовое сырье, вторичные серицит-андалузитовые кварциты

— как возможное сырье для получения глинозема. На ряде месторождений Алмалыкской группы, например, встречаются лессовые породы, пригодные для культивации галечниковых почв [30].

Песчано-глинистые отложения и карбонатные породы свойственны месторождениям бокситов. Высококачественные, чистые по химическому составу известняки могут быть использованы в качестве флюсов в черной и цветной металлургии, глины — для производства кирпича, огнеупоров и других целей.

Запасы попутных полезных ископаемых, несмотря на их второстепенное экономическое значение и попутный характер добычи, должны быть по результатам детальной разведки, как и запасы основного полезного ископаемого, подготовлены для промышленного освоения. Основными условиями подготовленности по классификации ГКЗ являются:

1) достаточно высокая степень разведанности, позволяющая классифицировать запасы по категориям С1, реже С2, что дает возможность учесть их при проектировании освоения месторождения;

2) изученность вещественного состава комплексных руд;

3) возможность переработки комплексного сырья по схеме, предусматривающей эффективное извлечение максимального количества компонентов в промышленных масштабах;

4) обоснованность технологических и экономических показателей извлечения попутных полезных ископаемых и компонентов.

Представление о всей горной массе карьера как об основном и попутных полезных ископаемых отвечает требованиям безотходного производства, предполагающего полное использование добываемого минерального сырья.

В некоторых случаях, в определенные периоды деятельности карьера, не все горные породы найдут свое применение в народном хозяйстве. В этом случае они становятся отходами горного производства.

К отходам производства относятся продукты физико-химической переработки сырья, а также добычи и обогащения полезных ископаемых, получение которых не является целью производственного процесса и которые

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дзендзик Андрей Анатольевич, 2016 год

/ \

Гор ная г / 1асса -16 млн г

/ 1опу1 ис ное г (опае юлез мое ное Оснс )ВН06 поле ¡зное \ \

/ / иско паем эе - 3 \ млн м3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Т, лет Рисунок 3.3 - График развития производительности карьера

Обеспечить потребителя полезным ископаемым в таком объеме можно следующим образом: если полезное ископаемое поступает из карьера в объеме, превышающем нужды потребителя, то избыток добычи складируется; если объемы добычи в карьере падают и не соответствуют требованиям потребителя, то производится дополнительная отгрузка полезных ископаемых со склада.

Данный метод дает возможность определения производительности по попутным полезным ископаемым при любом их количестве. Точность метода во многом зависит от принятого при построении графиков интервала для

угла рабочего борта карьера

Рассмотрение задачи определение производительности по попутным полезным ископаемым с учетом современных тенденций развития информационных технологий целесообразно рассматривать на примере блочной

или каркасной модели. Основным недостатком метода представленного в трудах Г.А. Холоднякова и Р.В. Балуева заключается в применении метода для погоризонтных планов, или геологических разрезов.[20,21] Адаптация метода позволит на стадии проектирования заложить возможность отработке попутных полезных ископаемых и в условиях развития информационных технологий обеспечит удобство применение метода на практике.

Технолого-минералогическая оценка всего объема минерального вещества, подлежащего извлечению из недр, позволяет отойти от концепции разработки месторождения как источника одного полезного ископаемого. При разработке комплексного месторождения необходимо формировать несколько технологических видов (сортов) полезного ископаемого, требующих в дальнейшем различных схем обогащения или переработки.

При открытой разработке комплексных месторождений вместе с основным ископаемым добывается ряд попутных полезных ископаемых. Объем их добычи зависит от производительности карьера по основному полезному ископаемому, направления развития (углубки) и режима горных работ.

Метод определения производительности карьера по попутным полезным ископаемым сводится к следующему.

В соответствии с выбранным направлением развития горных работ на основании обработки геологического разреза строим график зависимости Р =/0 нарастающих объемов полезного ископаемого от нарастающих объемов горной массы (рисунок 3.5) для колчеданных (а) и попутных сидеритовых (б) и баритовых (в) полезных ископаемых при изменяющемся значении угла рабочего борта карьера от ф^-0 до фтах (ф1=0, ф2=5, фэ=10, ф4=15, ф5=фтах=20), что отражено на рисунке 3.4.

Для стабилизации эксплуатационного коэффициента добычи основного полезного ископаемого к кривой фтах проводят касательную, тангенс угла наклона которой к горизонтальной линии и есть усредненный эксплуатационный коэффициент добычи для рассматриваемого случая. Касательная LК пересекает

кривые Р=А^) в точках а,Ь,сДе и т.д.. Из этих точек опускают вспомогательные прямые, перпендикулярные оси абсцисс, до пересечения с соответствующими кривыми на графиках для попутных ископаемых. Полученные точки образуют линию а',Ь',с'4',е' и а",Ь",с"4",е", которые соответствуют графику нарастающих объемов попутных ископаемых при стабильном коэффициенте добычи основного полезного ископаемого. На графике P=f (Q) для основного полезного ископаемого параллельно оси абсцисс через отрезки равные в масштабе графика годовой производительности карьера проводим линии до пересечения с касательной и получаем точки 1,2,3.... Из этих точек опускаем перпендикуляры до пересечения с ломаными а',Ь',с'4',е' и а",Ь",с"4",е" и получаем точки 1',2',3'.... Линии, параллельные оси ординат, соответствуют значениям нарастающих объемов попутных полезных ископаемых.

Таблица 3.2 - Объемы основного колчеданных (Р1) и попутных сидеритовых (Р2) и баритовых (Р3) полезных ископаемых, а также горной массы по годам эксплуатации карьера (млн.т.).

Год Р1 ЕР1 Q ^ Р2 ХР2 Р3 ХР3

1 - - 15,76 15,76 - - - -

2 6 6 13,01 28,77 - - - -

3 6 12 13,01 41,78 - - - -

4 6 18 13,01 54,79 - - - -

5 6 24 13,01 67,8 - - - -

6 6 30 13,01 80,81 - - 0,67 0,67

7 6 36 13,01 93,82 - - 1,77 2,44

8 6 42 13,01 106,83 1,96 1,96 1,77 4,22

9 6 48 13,01 119,84 3,40 5,36 2,17 6,39

10 6 54 13,01 132,85 3,40 8,76 2,48 8,87

11 6 60 13,01 145,86 3,40 12,16 2,48 11,35

12 6 66 13,01 158,87 4,58 16,73 2,48 13,83

13 6 72 13,01 171,88 4,21 20,94 1,96 15,79

14 6 78 13,01 184,89 0,34 21,28 1,06 16,85

15 6 84 13,01 197,9 - - 0,04 16,89

16 6 90 13,01 210,91 - - - -

17 6 96 13,01 223,92 - - - -

18 6 102 13,01 236,93 - - - -

19 6 108 13,01 249,94 - - - -

20 6 114 11,68 261,62 - - - -

21 6 120 9,30 270,92 - - - -

22 6 126 5,05 275,97 - - - -

23 6 132 5,05 281,02 - - - -

Р,НШ 1

а)

н? 126 13П

*св

1и 96 9С М

та V Ь6

ЕО ^

13

а к ■п

2К 1Е С

Ь

Ж

&

Ж-Т-

-л-л

"1

Ж

-к

-л I

Г~1

Рмлнш

-и

I

5)

Ш да

16.7

12.1 07

1

I

Рмиш

1

й)

ъ.а

«и

1,3 33 от

в .'¡и

I

--

1)1 Й 5ЧВ

I

I

Ь"1д I I

I

I

- 4 — ■ I

I

_1_ I

I

Ч--I

I I

ч--_1_

+

I

I

I |

I I

Т"

I

-4- ■ I I

"Г

I !

ЙВ I I

I I

-н-I I

I I

ив

I

б|а а]« Цв

I

""Г ~ I

--1-

I

_ т_ -4 -

I

I

-4-

I

-4- -|

-1--I

-т-

-А ;_

I

-1-

-I-|

I

"П"

■Ж'1

I

4-

в

Й

"I

л

В

зЬа аьл

Й п Л

I

"Т"

-Л

I

Ш

I

-т

I

I

I I 1

ч

В

а

нка. и^а

I

ъЬ.э I

\

-Л' : I ! I I

I I I I

I I

Р&В I

IП1Е

4

' : I

0к.9 1Э|?.9 тЬч

Н— +

Г,- f I

I

I

______

ху

I

I I

I_

.1

-Л

г-'Т

1*.

А

Щшн.ш

йшш

8,№т

ft.fi 5В|й цв 51.в ь?.а айа Ш яьа ига ?45 а 15а.а тв т.? нтз ту

Рисунок 3.4 - Кумулятивный график зависимости объемов основного (а) и попутных (б, в) полезных ископаемых от объема горной массы.

Все значения объемов всех полезных ископаемых, а также горной массы, заносим в таблицу (таблица 1) на основании этих данных рассчитываем ежегодные значения добываемых объемов попутных полезных ископаемых и горной массы. На основании этих данных строим график, показанный на рисунке 3.5.

ИЩИ!

V-_^_^_I_J_I__I_X.

О 1 2 3 к 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 21

Рисунок 3.5 - График развития производительности карьера

Представленный метод позволяет определить объемы добычи попутных полезных ископаемых при любом их количестве для любого периода деятельности карьера. Точность метода во многом зависит от принятого интервала для угла рабочего борта карьера при построении графиков Р=А^).

3.4 Выводы

1. 1. Производительность карьера зависит от многих факторов, как технологических, так и экономических. В настоящее время наиболее важным является потребность промышленности в определенных видах полезных ископаемых, под которые проектируются планы развития горных работ.

2. Применяемые сейчас методы определения производительности карьера основаны на принципах максимального использования запасов руды в пределах контура карьера, но при этом они ориентированы на добычу только главного полезного ископаемого, не учитывая наличия попутных полезных ископаемых.

3. Для учета возможности изменения объемов добычи попутных полезных ископаемых, необходимо проанализировать изменения себестоимости как основного полезного ископаемого, так и попутных полезных ископаемых и пород-отходов.

4. Рассмотренный метод позволит рассчитывать и планировать добычу попутных полезных ископаемых в любой период работы карьера для любого количества видов попутной продукции.

5. Применение усовершенствованного и адаптированного метода позволит использовать принципы малоотходной отработки комплексных месторождений полиметаллических месторождений.

4 СТАБИЛИЗАЦИЯ производатЕльности ПО ПОПУТНЫМ

ПОЛЕЗНЫМ ИСКОПАЕМЫМ

4.1 Анализ методов стабилизации производительности.

Современное горнодобывающее предприятие ориентировано на стабильную производительность по основному полезному ископаемому и горной массе. Количество поступающих из карьера на переработку попутных полезных ископаемых характеризуется значительными колебаниями во времени, что вызывает в свою очередь, как перегрузку, так и недогрузку мощностей перерабатывающих комплексов, для обеспечения ритмичной работы которых необходим постоянный годовой объем подачи ископаемого на переработку. При ведении горных работ предприятию сложно обеспечить постоянную производительность по попутным полезным ископаемым. Некоторой стабилизации данного показателя можно достичь, изменяя параметры рабочей зоны согласно требованиям текущей ситуации.

Основной способ стабилизации выдачи потребителю объемов попутного полезного ископаемого заключается в формировании складов для каждого вида минерального сырья. Склады в данном случае используются как аккумулирующие емкости, куда поступает избыток добытого в карьере попутного полезного ископаемого и откуда в определенные периоды деятельности предприятия оно поступает потребителю, компенсируя снижение добычи в карьере.

Рассмотрим метод стабилизации производительности, представленный Арсентьевым [11]:

Рассмотрим эту проблему во взаимосвязи с объемами вскрышных пород и горной массы. Наметим крайние варианты развития рабочей зоны:

• при максимальном значении угла откоса рабочего борта и максимальном количестве рабочих уступов (рисунок 4.1, а);

• при минимальном значении угла откоса рабочего борта и одном рабочем уступе (рисунок 4.1,б).

а! гж вя $

Эти варианты ограничивают возможную область принимаемых решений. Дополнительно следует учесть показатели поуступной отработки карьера. Для примера на основе рисунке 4.2 определим объемы горной массы, руды и породы (таблица 4.1) и построим график XV = ДХР) нарастающих объемов вскрышных пород в зависимости от нарастающих объемов руды (рисунок 4.2).

а Ь с

Рисунок 4.2 - Схема к подсчету запасов руда по направлениям

Таблица 4.1 - Извлекаемые объемы горной массы, руды и породы при ф —> 0

Горизонт Q XQ Р ХР V XV

млн.м3 млн.м3 млн.м3 млн.м3 млн.м3 млн.м3

2 17,0 17,0 1,0 1,0 16,0 16,0

4 14,8 31,8 1,7 2,7 13,1 29,1

6 12,9 44,7 1,8 4,5 11,1 40,2

8 10,9 55,6 2,0 6,5 8,9 49,1

10 8,9 64,5 2,4 8,9 6,5 55,6

12 6,8 71,3 2,6 11,5 4,2 59,8

14 4,6 75,9 1,9 13,4 2,7 62,5

16 2,6 78,5 1,7 15,1 0,9 63,4

17 0,3 78,8 0,3 15,4 - 63,4

I У.млн м3

О 2 4 6 8 10 12 % 16

Рисунок 4.3 - Кривые XV = А(ХР) I - ф = 10°; II - ф = 15°; III - ф = 20°; IV - ф = 0°.

На графике обозначилась область между кривыми IV и III, в которой карьер может нормально функционировать.

Коэффициент вскрыши выражается тангенсом угла наклона касательной к кривым. Это обстоятельство позволяет стабилизировать эксплуатационный коэффициент вскрыши - провести в области между кривыми IV и III прямую АВ, которая и определит показатели горных работ:

• объем горно-капитальных работ Vо = 40 млн м3;

• усредненный эксплуатационный коэффициент вскрыши п1 = ВС/АС = 53/10,4 = 5,1 м3/м3; первоначальный коэффициент вскрыши по = Vо/Р = 4,0/15,4 = 0,3 м3/м3; среднеэксплуатационный коэффициент вскрыши псэ = пср- по = 4-0,3 = 3,7 м3/м3;

• коэффициент неравномерности вскрышных работ X = = п1/псэ = 5,1/3,7 =

1,38;

• доля горно-капитальных работ ц = Vо/V = 4,0/63,4 = 0,06.

По окончании производства горно-капитальных работ карьер будет в положении А (рисунок 4.2), т.е. в начале добычных работ при ф = 15°. Затем прямая АВ в точке Ь пересекает кривую I , а дальше в точке с кривую II и постепенно выходит в точке d на кривую III. Затем угол откоса рабочего борта уменьшается до 15° в точке е и до 10° в точке f (рисунки 4.3 и 4.4, а).

а

203

15

10 5

Л Г

Ч/ Е \

ь д

0 4 8 12 Горизонт

16

Горизонт

6

СО

80 60 40 20

81

81

52 5 Г ^52

37

0

4

8

12 16

Горизонт

Рисунок 4.4 - Динамика параметров карьера

Чтобы определить производительность по руде, нужно учитывать скорость углубки карьера. Если данный параметр принять величиной 15 м/год, то в среднем можно планировать извлечение полезного ископаемого 0,9 млн. м3/год. Поскольку при отработке некоторых уступов объем извлеченного полезного ископаемого составит величину менее 0,9 млн. м3, скорость углубки может быть увеличена до 20 м/год.

Исходя из производительности по руде Ар = 0,7 млн. м3/год определим необходимую скорость углубки, сроки работы карьера, производительность вскрышных работ Ап и производительность по горной массе А. Полученные величины сводятся в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 - Показатели работы карьера при производительности 0,7 млн м3/год

Горизонт Р Ар Тп ХТп кг п Ап А

Ед. изм. млн.м3 3 млн.м3 млн.м3 лет лет м/год лн 3 лн 3

/год /год /год /год

2 0,5 0,5 0,3 2,5 2,5 12,0 7,2 1,8 2,10

4 1,6 2,1 0,7 2,3 4,8 13,0 5,1 3,57 4,27

6 1,8 3,9 0,7 2,6 7,4 11,5 5,1 3,57 4,27

8 2,0 5,9 0,7 2,9 10,3 10,3 5,1 3,57 4,27

10 2,0 7,9 0,7 2,9 13,2 10,3 5,1 3,57 4,27

12 2,1 10,0 0,7 3,0 16,2 10,0 5,1 3,57 4,27

14 2,2 12,2 0,7 3,1 19,3 9,8 0,6 0,45 2,15

16 2,2 14,4 0,7 3,1 22,4 9,8 0,6 0,45 2,15

17 1,0 15,4 0,4 2,6 25,0 11,9 0 0 0,5

Примечание. Тп - время работы на горизонте; ХТп - время эксплуатации карьера.

Согласно расчетам, производительность по горной массе через 2,5 года после начала отработки достигнет 4,27 млн. м3/год, будет стабильной в течение 14 лет, а затем начнет снижаться (рисунок.4.5).

На основе таблицы 4.2 построим график изменения скорости углубки карьера. Срок существования карьера 25 лет. Средняя скорость углубки Ь- = 255/24,9 = 10,2 м/год, где 24,9 - срок отработки карьера.

К

п

а о,

5 4 3 2

1

А = 4,27

—1— Ап = 3,57

—1-1-1— Ар = 0,7 \

//

Т, годы

0

4

8

12 16 20

24

Рисунок 4.5 - Производительность карьера

К|

Т, годы

10 15

20 25

Рисунок 4.6 - Изменение ширины рабочих площадок во времени

Имеющиеся данные позволяют определить изменение по мере углубки карьера ширины рабочих площадок. Известно что ctg^ = (B + h ctg а)/ h. Тогда B = h(ctgp-ctg а). На основе этой формулы и рисунка 4.4, а (а = 75°, h = 15 м) построен график изменения средней ширины рабочих площадок по глубине (рисунок 4.4 в) и во времени (рисунок 4.6).

Следует учитывать, что принятые по расчету производительность карьера и необходимое число экскаваторов автоматически определят динамику hb ф, В. Нужно только следить, чтобы разброс ширины рабочих площадок был

0

5

минимальным и их размеры соответствовали данным рисунка 4.4, в; и рисунка 4.6.

4.2 Исследование динамики и распределения производительности карьера по

попутным полезным ископаемым.

Технолого-минералогическая оценка всего объема минерального вещества, извлекаемого из недр позволяет отойти от концепции разработки месторождения как источника одного полезного ископаемого. При разработке комплексного месторождения необходимо формировать несколько технологических видов (сортов) полезных ископаемых , требующих в дальнейшем различных технологических схем обогащения или переработки.

Проект предприятия должен предусматривать раздельное складирование и сохранение попутно добываемых, временно используемых полезных ископаемых, а также отходов производства, содержащих полезные ископаемые и компоненты, обоснование вместимости складов, порядка и технологии складирования, условий и сроков сохранения и вовлечения в использование полезных ископаемых и отходов производства, мероприятий по предотвращению потерь сырья и его порчи.

При открытой разработке комплексных месторождений вместе с основным добывается и ряд попутных полезных ископаемых. Объем их добычи в карьере зависит от производительности по основному полезному ископаемому, направления развития и режима горных работ. Как правило, на выходе из карьера почти всегда удается получить стабильную производительность по основному полезному ископаемому и горной массе и очень редко по попутным полезным ископаемым. При этом возможности выравнивания производительности карьера по годам по попутному полезному ископаемому с целью равномерной поставки сырья на обогатительный передел или другим потребителям весьма ограничены.

Таким образом, производительность карьера по попутным полезным

ископаемым не является величиной постоянной. Количество поступающих из карьера на переработку попутных полезных ископаемых характеризуется значительными колебаниями во времени, что в одних случаях вызывает перегрузку мощностей перерабатывающих комплексов, а в других - их недогрузку, приводя к снижению показателей обогатительной фабрики и карьера. Вместе с тем, для обеспечения ритмичной и равномерной работы обогатительной фабрики необходим постоянный годовой объем подачи перерабатываемого полезного ископаемого. Отрицательные последствия, обусловленные значительными колебаниями количества и качества добываемых попутных полезных ископаемых, предопределяют острую необходимость научного обоснования и разработки эффективных средств и методов, обеспечивающих высокую технологическую однородность качества товарных руд и ритмичность их поступления на переработку.

Производительность по попутным полезным ископаемым целесообразно стабилизировать с помощью складов для каждого полезного ископаемого, которые используются как аккумулирующие емкости, куда поступает избыток добытого в карьере попутного полезного ископаемого и откуда в определенные периоды деятельности предприятия поступает потребителю часть полезного ископаемого, компенсируя снижение в данный момент добычи в карьере [53].

Большое значение при разработке комплексного месторождения имеет процесс разделения горной массы, осуществление которого только методами селективной добычи малоперспективно, так как возникают трудности применения массовых и высокопроизводительных методов ведения горных работ. Как показывают выполненные рядом авторов исследования радикальным и в то же время сравнительно простым и надежным способом объединения (по признаку однородности) добытых руд и весьма значительного снижения на этой основе колебаний их качества и количества является организация рудоподготовки и, в частности, усреднения. Целесообразно развивать в схеме первичной обработки, на стыке между горными работами и обогащением, передел рудоподготовки, целью которого является превращение добытой горной массы в кондиционные руды.

Это может быть достигнуто комплексом операций, одной из которых является формирование склада для каждого вида (сорта) полезного ископаемого, где оно подвергается внутрисортовому усреднению по своему составу.

Следует отметить необходимость размещения поблизости один от другого складов тех видов полезных ископаемых, потребность в которых является наибольшей, чтобы сократить до минимума возможные передвижки вдоль складов погрузочных машин. Опыт работы ряда карьеров указывает на целесообразность применения последовательного слоевого складирования руд различных сортов. Для этого каждый отсек отсыпают по всей длине определенным сортом руды. Таким образом, в разрезе формируются слои, качественные показатели которых изменяются в пределах данного отсека.

При отсыпке склада тщательным образом должна вестись документация, которая может быть в форме таблиц, сортовых планов, сечений и пр.

Включение складирования попутных полезных ископаемых как промежуточного производственного процесса в общий горнообогатительный цикл позволяет обеспечить оптимальный режим работы горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, как правило, значительно повышая их эффективность [56].

С точки зрения производственной структуры рассматриваемого комплекса, можно выделить последствия, обусловленные организацией складирования попутных полезных ископаемых, которые сказываются на комплексе горных работ (добыча полезных ископаемых), переработке руд (обогащение или прямой металлургический передел), рациональном использовании недр разрабатываемого месторождения и эффективности горно-обогатительного предприятия в целом.

Комплекс горных работ приобретает гибкую организационно-технологическую взаимосвязь между отдельными звеньями (стадии и процессы горных работ), когда в системе используется складирование попутных полезных ископаемых. При этом обеспечивается высокая стабилизация (по количеству и качеству) грузопотоков попутных полезных ископаемых, направляемых на переработку.

Организация временного технологического складирования попутных полезных ископаемых (с использованием промежуточных складов), позволяет существенно повысить полноту использования недр, так как при этом:

- создаются благоприятные возможности для более четкого разделения добываемых полезных ископаемых на промышленные сорта (как в процессе выемки и формирования грузопотоков, так и при последующем их раздельном складировании), а также для более рационального их использования;

- становится целесообразной реализация определенной части бедных (забаланосовых) руд, содержание полезных компонентов в которых является близким к бортовому, благодаря прежде всего возможности смешивания их в открытых складах с богатой добытой рудой и достижения практически того же уровня извлечения полезных компонентов в концентрат, который имел бы место при переработке только богатой руды в отдельности;

- может быть увеличено количество балансовых запасов полезных ископаемых в недрах за счет возможности и экономической целесообразности некоторого снижения бортового содержания полезных компонентов в руде;

- в отдельных случаях возможна переработка части некондиционных руд, поскольку при соответствующей степени смешивания их с кондиционной рудой образуется технологически кондиционная рудная масса,

- снижается уровень потерь и засорения полезных ископаемых;

- повышается уровень извлечения полезных компонентов из руд и концентратов при их переработке [59].

Организация временного технологического складирования попутных полезных ископаемых - важного промежуточного производственного элемента, связывающего эксплуатацию месторождения с переработкой руд, обусловливает существенные изменения во всем горно-обогатительном производстве. Значительно изменяется организационно-технологическая взаимосвязь между карьером и перерабатывающим комплексом, работа обогатительной фабрики становится менее зависимой от горнодобывающих звеньев. Также появляются новые организационно-технологические связи между карьером, фабрикой и

складом.

Возникают новые сложные задачи управления комплексом карьер - склад -потребитель, успешное решение которых возможно лишь при широком применении экономико-математического моделирования.

Для обеспечения заданной, стабильной производительности комплекса карьер - обогатительная фабрика может появиться необходимость в том, чтобы еще до начала работы обогатительной фабрики в течение определенного времени отправлять с карьера на склад добываемые полезные ископаемые, которые в будущем будут использоваться для компенсации возможных потерь производительности карьера.

С момента начала работы обогатительной фабрики добываемое полезное ископаемое отправляется на фабрику в объеме, равном установленной, стабильной производительности комплекса. В этом случае на склад поступает лишь избыточное количество полезного ископаемого, если производительность карьера превосходит стабильную. В периоды, когда имеется недостаток в полезном ископаемом, он покрывается за счет зарезервированных на складе объемов. Таким образом, стабильная производительность комплекса обеспечивается за счет нивелирования объемов полезного ископаемого на складе, когда излишки его на складе компенсируют недостаток добычи в карьере в отдельные периоды.

К моменту окончания добычи полезного ископаемого в карьере определенное количество попутных полезных ископаемых может находиться на складе, и какое-то время фабрика будет работать за счет этого запаса, то есть полезные ископаемые в установленном объеме будут поступать на обогатитительную фабрику не из карьера, а со склада.[61]

При ведении открытых горных работ применяются следующие типы складов: [13,19,23,24,25]

1. Перегрузочные - для перегрузки добываемых полезных ископаемых из одного вида транспорта в другой. При этом достигается усреднение руды и ликвидируется жесткая связь между процессами добычи и переработки. В

настоящее время на карьерах перегружается до 50% горной массы.

2. Усреднительные - создаются для усреднения качества руды. направляемой на обогащение.

3. Аккумулирующие - обеспечивают бесперебойность технологических процессов, устраняя жёсткую связь между карьером и обогатительной фабрикой.

Как правило, склады многофункциональны, поэтому оправдываются затраты на их строительство и эксплуатацию. При складировании 60%-70% затрат покрывается за счет снижения простоев технологических звеньев, 30%- 40% - от усреднения качества продукции.

Таким образом, при открытой разработке месторождений создание складов преследует цели:

- повышение комплексности использования горной массы карьерного поля;

- обеспечение устойчивой работы комплекса карьер - потребитель;

- стабилизация производительности карьера по полезным ископаемым;

- сортировка и усреднение качественного состава добываемого сырья;

- эффективное использование схем транспортирования;

- хранение временно не используемых пород - отходов производства.

К складу предъявляются следующие требования:

- технологичность;

- минимум затрат на содержание и эксплуатацию;

- минимум потерь полезных ископаемых.

Технология складирования заключается в подготовительных работах по устройству площадки, по созданию насыпи склада, в приеме материала на склад, размещению и планировке его. Склад целесообразно размещать на пути следования транспорта.

К подлежащим определению параметрам складов относятся: емкость склада и его отдельных ярусов, высота яруса, общая высота склада, величина берм опережения нижних ярусов, форма склада (соотношение длинной и короткой сторон). Во всех случаях установленные параметры складов должны обеспечивать безопасность ведения работ, необходимые производительность и экономичность

процесса складирования. [13,40,60]

4.3 Основные параметры складов попутных полезных ископаемых и

методика их расчетов

Для получения прибыли от реализации товарной продукции из попутных полезных ископаемых необходима их переработка и обогащение. Для того чтоб это стало рентабельным и возможным необходимо обеспечить горнообогатительного комбината стабильной производительностью по попутным полезным ископаемым.

Рассмотрим методику определения емкости склада. Необходимо задать минимальную и максимальную производительность обогатительной фабрики, а также шаг ее изменения.

Необходимо определить:

- емкость склада, при каждом значении производительности заданного диапазона;

- объемы полезного ископаемого, хранящиеся на складе в течение всего времени работы карьера и фабрики при каждом варианте производительности;

- вариант производительности, которому соответствует минимальная емкость склада.

Порядок расчетов сводится к следующему:

1. Вычисляют количество рассматриваемых вариантов производительности фабрики.

2. Определяют элементы вектора производительности фабрики.

3. Для каждого варианта производительности ищем год, при котором достигается минимум разности.

4. Определяют время возможного начала работы фабрики для каждого варианта.

5. Значение года, при котором достигается максимум разности.

6. Рассчитывают емкость склада.

7. Рассчитывают время работы фабрики из условия обеспечения ее ПИ.

8. Определяют время окончания работы фабрики.

9. Определяют объемы полезного ископаемого, хранящегося на складе.

10. Рассчитывают производительность фабрики, при минимальной емкости склада.

Представленный метод стабилизации производительности комплекса карьер - обогатительная фабрика по попутным полезным ископаемым и определения емкости аккумулирующих складов на весь период существования комплекса позволяет оптимизировать работу горного предприятия не только по основному полезному ископаемому, но и по попутным.

4.4 Применение метода стабилизации производительности на примере

месторождения Озерное

Для установления величины земельного отвода для склада попутных полезных ископаемых, а также обеспечения возможности оперативного управления складом нужно знать его емкость на любой год эксплуатации комплекса карьер - обогатительная фабрика.

Р, мян.т

2,5 2,5 2, 1 1 1 1 1 —♦—Барит

2,2

/ 2

1 о /

/

1

/ 1,8

/ 1,1

/

0,7 /

f г 1 г п 1 г г "1 г г f Г\

> * > > J f| ГЧ ♦ * * ♦ ♦ » »

0123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Рисунок 4.7 - График распределения по годам добычи барита.

Добыча барита (Р) распределяется по годам отработки месторождения, в соответствии с графиком Р=f (Т), представленном на рисунке 4.7. Пусть заданы минимальная (Pr min =0,5 млн.т/год) и максимальная (Pr max = 1,5 млн.т/год) производительности обогатительной фабрики, а также шаг ее изменения (Prh = 0,5 млн.т/год).

Конечной целью реализации метода является: