Промышленно-экономическая характеристика руд

 

Руды, содержащие один полезный компонент, называют простыми, несколько компонентов - полиметаллическими.

Простые руды: железные, марганцевые, медные, золотые и др. Полиметаллические: медно-цинковые, свинцово-цинковые, вольфрамо-молибденовые и др.

По ценности руды делят на богатые (высокосортные), средней ценности (рядовые) и бедные (низкосортные).

Минимальное содержание полезных компонентов, которое, принимают за основу при установлении промышленного контура залежей, называется бортовым содержанием.

Анализ минерально-сырьевой базы РФ и зарубежных стран показывает, что в подавляющем большинстве разведанные запасы (до 80%) почти по всем металлам представлены в настоящее время рудами средней ценности и бедными. При разделении руд по ценности руководствуются существующими промышленными кондициями и сложностью технологии их обогащения.

Соответственно, ценность руд определяется содержанием в них полезных компонентов, наличием вредных примесей, степенью обогатимости и др.:

Полезные ископаемые	Ценность руд, %
богатые	средней ценности	бедные
Медь, никель	>3	1 - 3	0,5 - 1,0
Свинец	>5	2 - 5	1 - 2
Олово в мощных месторождениях	>0,5	0,2 - 0,5	0,1 - 0,2
Молибден в мощных месторождениях	>0,3	0,1 - 0,3	0,05 - 01
Вольфрам в мощных месторождениях	>0,5	0,2 - 0,5	0,1 - 0,2
Кобальт, тантал, уран	Проценты	Десятые доли	Сотые доли
Железные руды	>55, содержащие вредные примеси в пределах кондиций	>40 - 55, не нуждающиеся в обогащении и легко обогатимые с содержанием вредных примесей в пределах кондиций	<40 - 45 труднообогатимые

Различают валовую и извлекаемую (промышленную) ценность руд.

Валовая ценность определяется стоимостью полезных компонентов, содержащихся в 1 т руды.

Извлекаемая ценность определяется стоимостью полезных компонентов, извлеченных из 1 т руды в результате добычи и переработки.

В упрощенном виде подсчет валовой Ц_в и извлекаемой Ц_и ценности производится по формулам:

Ц_в = Ц₁с₁ /100,

где Ц₁ - оптовая цена 1 т металла, руб.; c₁ - содержание металла в руде, %.

Извлекаемая ценность, руб./т,

Ц_и=εЦ₁с₁ /100,

где ε — коэффициент извлечения металла в процессе переработки, доли единиц.

Если в руде содержится несколько металлов, то подсчет осуществляется по их сумме:

Ц_в=(с₁Ц₁ + с₂Ц₂ + с₃Ц₃ )/100;

Ц_и=(ε₁с₁Ц₁ + ε₂с₂Ц₂+ ε₃с₃Ц₃)/100.

Ценность руды - понятие относительное, оно меняется со временем. Например, изменение технологического процесса обогащения, приводящее к увеличению извлечения, может значительно повысить ценность руды. Ценность руды также находится в зависимости от изменения отпускных цен на металлы.

Чистый доход от 1 т добытой руды определяется разностью между извлекаемой ценностью и расходами по добыче и переработке 1 т руды до получения из нее металла.

При освоении месторождений полезных ископаемых обычно придерживаются правила начала выемочных работ на лучших рудных участках, характеризующихся благоприятными горно-геологическими условиями, наименьшими сроками вскрытия и подготовки, наибольшим содержанием полезных компонентов. Во-первых, это улучшает настоящее экономическое положение предприятий. Во-вторых, получать эффект сегодня всегда выгоднее, чем через несколько десятков лет. Такая практика горнодобывающих предприятий оправдана с позиций одного из важнейших понятий экономики – фактора времени. Любые эффекты всегда выгодно приближать во времени, а затраты и ущербы – отдалять. Такое смещение во времени само по себе создает дополнительный денежный эффект за счет того, что любую полученную экономию немедленно вкладывают в хозяйственный денежный оборот. Ветвящееся и разрастающееся во времени «дерево» кругооборотных эффектов оказывается тем большим, чем раньше оно начало расти. Отразить в численном виде эти явления позволяет принцип дисконтирования (приведение эффектов к базисному моменту времени) затрат и эффектов.

Величина чистого дисконтированного дохода служит основным показателем при определении рентабельности горнодобывающего предприятия и применяется в качестве основного критерия при выборе технологических решений.

Все запасы ПИ в пределах выявленной части месторождения называются геологическими. Геологические разделяются на балансовые и забалансовые (рис. 1.4).

Балансовые запасы (см. рис. 1.4) – это запасы, которые удовлетворяют промышленным кондициям, т. е. экономически выгодны для разработки.

Забалансовые запасы (см. рис. 1.4) вследствие низкого содержания полезного компонента, малой мощности рудных тел, сложности условий их разработки или вследствие необходимости применения очень сложных процессов переработки не могут быть использованы в настоящее время, не могут рассматриваться как объект промышленного освоения в будущем.

По степени изученности месторождения геологические запасы подразделяют на пять категорий: А_1, А_2, В_1, С_1, С_{2 .} Наиболее изученными по составу и технологическим свойствам, полностью оконтуренными горными выработками являются запасы категорий А₁ и А₂.

Запасы категории В₁ оконтурены горными выработками и скважинами и изучены менее детально.

Запасы категории С₁ примыкают к запасам категорий А и В, которые установлены на основе редкой сети скважин или отдельных горных выработок и в технологическом отношении изучены только предварительно.

Запасы категории С₂ подсчитываются на основании отдельных скважин, общего геологического прогноза и геофизических данных.

Разработка проектов горных предприятий и финансирование их строительства могут производиться только на основе подсчета балансовых запасов категорий А + В + С, в ряде случаев для сложных месторождений - на основе категорий В + С.

Промышленные (см. рис. 1.4) – часть балансовых запасов, подлежащая выемке.

Количественные потери, которые зависят от применяемой системы разработки именуются эксплуатационными потерями (см. рис. 1.4) и включают в себя:

- потери от неполноты выемки по контурам рудных тел;

- потери в оставленных навсегда или не полностью извлеченных междуэтажных, междублоковых и др. целиках;

- потери от неполноты извлечения рудной массы из очистного пространства.

 

 

Рис. 1.4. Структура запасов месторождения и добытой горной массы

 

Величина количественных потерь:

П = Б – (Д – В).

Кроме количественных потерь, при добыче часто имеют место качественные потери – снижение качества добытого полезного ископаемого – вследствие примешивания к нему вмещающих пород. Примешивание породы к полезному ископаемому и происходящее в результате этого снижение качества, по сравнению с природным, добытого полезного ископаемого принято называть разубоживанием.

Основным показателем, характеризующим степень снижения качества полезных ископаемых, является коэффициент разубоживания Р, который выражает отношение количества примешанной породы В к общему количеству добытой рудной массы Д:

Р = В / Д,

Д = Б – Б_п + В,

где Б – количество балансовых запасов; Б_п – количество потерянных балансовых запасов; В – количество примешанных вмещающих пород.

Определить количество примешанной породы можно не всегда, поэтому величину разубоживания обычно выражают через снижение содержания ПК в добытой руде а по сравнению с содержанием в балансовых запасах с: Р = (с – а) / с.

 

 

Сдвижение горных пород

 

Пустоты, образовавшиеся после выемки полезного ископаемого, заполняются со временем или сразу обрушающимися породами, в результате чего массив пород над месторождением деформируется и оседает. Этот процесс называется сдвижением пород. Сдвижение обычно вызывает плавное оседание земной поверхности, без разрыва ее сплошности, или резкое, со значительными смещениями и провалами (рис. 1.5).

 

Рис. 1.5. Сдвижение горных пород при подземной разработке:

1 – граница области сдвижения; 2 – граница зоны трещин;

3 – граница зоны обрушения

 

В области сдвижения горных пород различают: зону обрушения (см. рис. 1.5), в пределах которой сдвижение произошло с разломом и разрушением слоев и отделением от массива отдельных кусков и глыб; зону трещин – область с нарушенной сплошностью пород и трещинами; зону плавных сдвижений, в которой наблюдается пластическая деформация пород без разрыва сплошности. Часть земной поверхности, подвергшаяся процессу сдвижения, называют мульдой сдвижения.

Величина углов сдвижения зависит от физико-механических свойств пород, слоистости, водоносности, глубины разработки и изменяется в широких пределах. При неслоистом строении пород эти углы принимают в пределах 45 – 70⁰, при слоистом – 30 – 65⁰.

Предохранить поверхностные сооружения и выработки вскрытия, в частности копры и шахтные стволы, от сдвижения пород можно путем расположения их за пределами зоны сдвижения (рис. 1.6).

 

 

Рис. 1.6. Построение зоны сдвижения горных пород: a - угол падения рудного тела; j - угол сдвижения в наносах; b, b₁, d - углы сдвижения в коренных породах соответственно по висячему, лежачему бокам и простиранию месторождения; - ширина бермы безопасности

 

Так как фактические углы сдвижения могут оказаться меньше запроектированных, то в целях безопасности поверхностные сооружения и выработки вскрытия принято располагать на расстоянии = 20÷50 м от границы зоны сдвижения на поверхности (см. рис. 1.6).

 

Контрольные вопросы

 

1. Дайте определения понятий «георесурсы», «горная порода», «горная масса», «руда», «рудная масса».

2. Назовите виды горных пород по их происхождению и месту залегания.

3. Перечислите разновидности рудных тел по форме их залегания. Назовите основные элементы залегания.

4. Кратко охарактеризуйте горно-технологические свойства горных массивов.

5. Чем определяется ценность руд? Как разделяют руды по ценности?

6. На какие категории разделяют запасы месторождения? Назовите основные качественные показатели разработки.

7. Дайте краткое описание процесса сдвижения горных пород при подземной разработке.