Задачи, решаемые при определении границ

Карьеров

 

При проектировании карьеров основное внимание уделяется контролю подсчета запасов полезного ископаемого и отнесению их к определенной категории по разведанности. Согласно инструкциям Государственной комиссии по запасам (ГКЗ) балансовые запасы месторождений (использование которых экономически целесообразно на современном уровне техники и технологии добычи и переработки) могут быть включены в разработку только при определенном соотношении категорий по разведанности А, В, С₁ с учетом сложности строения залежей (табл.1).

 

Таблица 1

Необходимые для проектирования соотношения запасов

На месторождениях

Группы месторождений по строению	Количество запасов (%) от суммарных запасов категорий А + В + С1
А+В, не менее	В том числе А	С1
Простое строение
Сложное строение		–
Очень сложное строение	–	–

 

К категории А относятся запасы, для которых установлены условия залегания, прослои других пород, карстовые пустоты, выделены однородные слои. Качество полезного ископаемого оценено по каждому блоку согласно стандартам или заданным кондициям, выделены сорта, оконтуренные по площади и в глубину. Технологические свойства полезного ископаемого и его выход из горной массы детально изучены. Установлено содержание примесей. Детально выявлены гидрогеологические условия залегания полезного ископаемого и рассчитан ожидаемый приток воды в карьер. Определены условия залегания, мощность, физико-механические и другие свойства вскрышных пород. Запасы категории А подсчитываются только внутри контура, проведенного по крайним разведочным выработкам (скважины, шурфы). Расстояние между скважинами, шурфами и другими разведочными выработками находится в пределах 25-200 м в зависимости от вида ископаемого и строения его залежи.

К категории В относятся запасы, для которых определены основные особенности залегания, наличие включений вскрышных породи. По образцам, отобранным из выработок, достаточно полно изучено качество полезного ископаемого и вмещающих пород. Выход кондиционного материала установлен приближенно. Выяснены водоносные горизонты, их положение и дебит. Определены объем и характеристика вскрышных пород. Расстояние между разведочными выработками 50-300 м. Запасы могут быть подсчитаны как внутри контура, проведенного по крайним выработкам, так и в зоне экстраполяции до половины расстояния разведочной сетки от категории А.

К категории С относятся запасы, для которых условия залегания и качество выяснены приближенно или по аналогии с детально разведанными прилегающими участками месторождения. Запасы подсчитываются, главным образом, по экстраполяции. Расстояние между разведочными выработками 100-400 м.

Месторождения полезных ископаемых могут отрабатываться либо только подземным способом, либо комбинированным, когда часть запасов отрабатывается открытым способом, другая часть – подземным, либо только открытым способом.

Определение границ открытых работ при комбинированном или только открытом способе разработки (основном для месторождений строительных материалов) заключается в решении ряда следующих задач:

· определение граничного коэффициента вскрыши (в настоящее время многие исследователи предлагают новые критерии оценки соотношения пород и полезного ископаемого в карьере: В.Г. Близнюков считает, что таким критерием должен быть коэффициент горной массы – отношение единицы объема удаляемой горной массы к единице извлекаемого из недр полезного компонента; В.С. Хохряков предлагает в качестве критерия показатель количества отходов – объем вскрыши плюс отходы обогащения, приходящиеся на единицу полезного компонента в товарной продукции; Г.А. Холодняков, следуя комплексному освоению недр, предлагает коэффициент добычи – отношение объемов полезного ископаемого к разрабатываемому объему горной массы. Все предложенные критерии имеют взаимосвязь с коэффициентом вскрыши);

· определение углов откосов бортов карьера в конечном положении;

· выбор принципа оконтуривания и определение границ карьера на поперечных разрезах (профилях);

· нивелирование дна карьера;

· построение плана карьера на конец отработки без схемы вскрытия;

· трассирование схемы капитального вскрытия, учет негативного влияния на конечные контуры;

· построение плана карьера со схемой вскрытия.

 

 

Проектирование границ карьеров

На вытянутых месторождениях наклонных

И крутопадающих

1.2.1 Определение граничного коэффициента вскрыши

 

Из приведенных выше (раздел 1.1) критериев оценки контуров открытых работ, основанных на соотношениях вскрышных пород, полезного ископаемого и горной массы, наибольшее применение в современной проектной практике при определении границ карьеров находит граничный коэффициент вскрыши, определяемый из экономических предпосылок. Это максимально допустимый коэффициент вскрыши, при котором в данных условиях открытая разработка месторождений экономически целесообразна.

В тех случаях, когда решается вопрос отработки месторождения открытым или подземным способом, или когда необходимо определить границу перехода с открытого способа на подземный, граничный коэффициент, как правило, определяется на основе сравнения открытого и подземного способов разработки месторождений. При этом принимаются условия, при которых полная себестоимость полезного ископаемого, добытого открытым способом С_р, не превышала себестоимости этого же полезного ископаемого, добытого в случае разработки данного месторождения подземным способом С_п, , т.е. .

Если = С _а + n С _b, то – .

Максимальное значение коэффициента вскрыши (м³/м³) будет являться граничным:

= , (1)

где С _a – себестоимость добычи открытым способом 1 м³ полезного ископаемого без погашения вскрыши;С _b – себестоимость выемки 1 м³ вскрышных пород при открытом способе разработки.

Выражение (1) широко используется при проектировании для предварительных расчетов. Однако оно необоснованно сокращает границы открытого способа разработки месторождений, так как учитывает только производственные затраты в карьере и не принимает во внимание эффективность капитальных вложений в извлекаемую ценность продукта.

Поэтому в институте «Гипроруда» применяется формула, учитывающая эффективность капитальных вложений при подземном и открытом способах разработки,

, (2)

где с_п – себестоимость 1 м³ полезного ископаемого, добытого подземным способом; С _а – себестоимость 1 м³ полезного ископаемого, добытого открытым способом, без учета стоимости удаления вскрышных пород, но включая погашение горно-капитальных работ; С _b – себестоимость удаления 1 м³ вскрышных пород в период нормальной эксплуатации; с_е, с_о – себестоимость обогатительного передела 1 м³ полезного ископаемого, добытого подземным и открытым способом соответственно; g_о, g_п – выход концентрата при переработке полезного ископаемого, добытого открытым и подземным способами соответственно; к_с и к_а – удельные капитальные вложения на 1 м³ полезного ископаемого, добытого подземным и открытым способом; к_е, к_о – удельные капитальные вложения по обогатительному переделу 1 м³ полезного ископаемого добытого подземным и открытым способом; к_в – удельные капитальные вложения на 1 м³ удаляемых из карьера вскрышных пород; f – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.

В практике проектирования встречаются случаи, когда разработка месторождения возможна только открытым способом. Тогда при определении граничного коэффициента вскрыши в выражении (1) заменяют себестоимость из подземных работ с_пна допустимую себестоимость с_д, под которой понимают максимально возможное значение себестоимости руды, обеспечивающее работу карьера с нормальной экономической эффективностью:

. (3)

Допустимая себестоимость определяется на основе оптовых цен на полезное ископаемое или продукты его переработки с учетом нормативной прибыли.

Если производственный цикл состоит из добычи полезного ископаемого и обогащения (что характерно для горно-обогатительных комбинатов, дробильно-сортировочных заводов и т.п.), то

, (4)

где – допустимая себестоимость концентрата, щебня и т.д.; выход концентрата, щебня и т.д. из 1 т добытого полезного ископаемого; – себестоимость переработки 1 т полезного ископаемого на обогатительной фабрике, дробильно-сортировочном заводе.

Для установления величины граничного коэффициента вскрыши при наличии попутного полезного ископаемого целесообразно пользоваться формулой, предложенной В.В. Ржевским,

+ , (5)

где q – доля добычи попутного полезного ископаемого по отношению к объему добычи основного полезного ископаемого; – допускаемое количество пород на 1 м³ попутного полезного ископаемого (устанавливают, исходя из рентабельности добычи попутного полезного ископаемого в каждом конкретном случае).

При отработке комплексных месторождений, представленных несколькими полезными ископаемыми, следуя современной тенденции комплексного освоения недр, целесообразно пользоваться для определения границ открытых работ предложенным Г.А. Холодняковым граничным коэффициентом добычи.

Все стоимостные показатели в указанных выражениях принимаются в соответствии с достигнутыми на действующих передовых предприятиях, имеющих аналогичные проектируемому горно-геологические условия залегания, технико-технологические условия разработки и масштаб горных работ, либо принимаются по проектам аналогичных новых предприятий.

При различии между проектируемым предприятием и аналогом в производительности для сопоставимости стоимостных показателей производится их пересчет, учитывающий снижение себестоимости в зависимости от увеличения масштаба производства, и наоборот.