Файл: Погребицкий Е.О. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых.pdf

тельных фабрик обычно ограниченна и что уменьшение содержания полезных компонентов в добываемой руде приводит к общему сни­ жению производительности горнорудного предприятия по конеч­ ному продукту.

Чтобы оценить суммарное влияние этих факторов, иногда тре­ буется оконтурить и подсчитать запасы по нескольким вариантам минимальной мощности рудных тел и нерудных прослоев, включае­ мых в подсчет запасов. Такой подсчет нередко позволяет геологам исключить явно непригодные варианты или даже обосновать един­ ственно приемлемый. В сложных случаях оценка подготовленных геологами конкурирующих вариантов производится проектиру­ ющими организациями с помощью технико-экономических рас­ четов.

Предельным значением мощности крутопадающих рудных тел, обеспечивающим возможность разработки без подрывки вмещающих пород, считается обычно 0,5—0,7 м. Ниже этой мощности из-за невозможности соблюдения правил безопасности по допустимой ширине очистного пространства селективная выемка полезного ископаемого, как правило, не допускается. Добыча может произ­ водиться только с подрывкой вмещающих пород, т. е. с разубоживанием руды. Для угольных месторождений с крутым падением пла­ стов минимальная мощность обычно принимается 0,50—0,60 м, а при пологом падении 1,0—1,5 м. Минимальная мощность варьи­ рует в зависимости от качества угля и степени угленосности (бо­ гатства) месторождения.

Для пологозалегающих рудных тел минимальная мощность обычно принимается равной 1,4—1,5 м. В практике известны слу­ чаи селективной разработки и при меньшей мощности тел полезного ископаемого. Обычно это возможно на небольших рудниках с мало­ мощными рудными телами, имеющими четкие контакты с вмеща­ ющими породами. Редко такие случаи встречаются на крупных пред­ приятиях, например на Мансфельдских медных рудниках (ГДР), где разрабатываются пологопадающие пласты медистых сланцев мощностью 0,1—0,3 м.

В подавляющем большинстве случаев кондициями предусмат­ ривается для маломощных рудных тел, разрабатываемых подзем­ ным способом, минимальная мощность 1—1,5 м, а для крупных рудных тел, разрабатываемых открытым способом, 2—4, реже 6 м. В кондициях обычно указывается истинная мощность. Так, напри­ мер, на Ковдорском железорудном месторождении, разработка которого ведется карьером, минимальная мощность рудных тел и максимальная мощность пустых пород и некондиционных руд, включаемых в подсчет запасов, в кондициях установлена равной 6 м, что соответствует вскрываемой мощности по разведочному пересечению (скважине с зенитным углом наклона 70°) 18 м.

Эта величина обоснована тем, что безрудные тела мощностью менее 6 м невозможно оконтурить при. разведке и селективно от­ работать при существующих параметрах отработки карьера.

205

Пример. 1. Покрово-Кпреевское месторождение флюорита представлено рядом залежей, сложенных карбонатно-флюоритовыми и карбонатно-полево- шпатово-флюорптовыми рудами, приуроченными к известнякам карбона. Мощ­ ность основной залежи изменяется от 4,4 до 70 м Содержание флюорита варьи­ рует в широких пределах, достигая 90%. При бортовом содержании 15% внутри залежи выделяются некондиционные прослои мощностью до 5 м и более. Мини­ мальное промышленное содержание принято в кондициях 40%.

Гнпроннкелем подсчитаны запасы п качество руд в зависимости от макси­ мальной мощности некондиционных руд, включаемых в подсчет запасов (табл 55).

Таблица 55

Запасы и качество руд Покрово-Киреевского месторождения флюорита в зависимости от максимальной мощности некондиционных руд, включаемых в подсчет запасов

Из приведенных в табл. 55 данных видно, что мощность пустых прослоев практически не влияет на запасы и качество руд. Потому в кондициях она при­ нята равной 3 м как наиболее соответствующая оптимальной системе разработки (слоевого обрушения).

Пример 2. Одно из месторождений тантало-шіобиевых руд разрабаты­ вается открытым способом с высотой уступа 10. Запасы и содержание основ­ ного компонента Та20 8 в зависимости от мощности пустых и некондиционных пород, включаемых в подсчет, приведены в табл. 56.

Таблица 56

Запасы и качество танталовых руд в зависимости от максимальной мощности пустых н некондиционных пород,

включаемых в подсчет

Как показали технико-экономические расчеты Гиредмета, разработка место­ рождения экономически оправдана лишь при содержании Та20 5, равном 0,012% Отсюда видно, что два последних варианта неприемлемы В кондициях принята мощность 4 м, так как селективная выемка меньшей мощности при принятой системе отработки месторождения и используемой при этом технике, невозможна.

Минимальный метро-процент

Для рудных тел, имеющих мощность менее минимальной выемоч­ ной (практически менее 0,5—0,7 м), но характеризующихся повы­ шенным содержанием полезного компонента, одним из показате­ лей кондиций служит минимальный метро-процент (метро-грамм. метро-килограмм и т. д.), представляющий собой произведение ми­ нимальной мощности на минимальное промышленное содержание полезного компонента. Маломощные рудные тела при разработке в связи с техническими пределами сужения горно-эксплуатационных выработок невольно будут разубоживаться вмещающими породами. При этом, чем меньше мощность, тем больше разубоживание. Смысл же минимального метро-процента как показателя кондиций за­ ключается в том, что это разубоживание должно пропорционально компенсироваться повышенным содержанием полезного компонента, т. е. должны соблюдаться два условия:

тЛ - т ^ ^ П р т І П -

тсрТт вч

Вкондициях всегда одновременно с минимальным метро-про­ центом устанавливаются минимальная мощность и минимальное промышленное содержание. Нельзя пользоваться только одним метро-процентом, так как в этом случае могут быть отнесены к ба­ лансовым рудные тела с весьма низким содержанием из-за их боль­

шой мощности.

Пример. Кварцевая жила с золотым оруденением, мощность, содержание золота и метро-грамм по которой изменяется в широких пределах (рис. 67). Тех­ нико-экономическими расчетами установлено, что минимальная мощность равна 1м, минимальное промышленное содержание 10 г/т. Минимальный метро-грамм, следовательно, составляет 10 г • м/т.

Из приведенных данных видно, что балансовые запасы следует выделить лишь в центральной части жилы. В северной части запасы по жиле относятся к забалансовым по причине низкого (менее минимального промышленного) содержания. В крайней южной части жилы запасы также забалансовые из-за некондиционного метро-грамма.

Глубина разработки и максимальный коэффициент вскрыши

При подземной разработке месторождения глубина определяется на основе прямых технико-экономических расчетов, составляемых по вариантам глубин добычи. При этом учитываются горно-геоло­ гические особенности месторождения, потребность в минеральном

207

Рис. 67. Использование метро-грамма при оконтуривании балансовых запасов.

1 — некондиционные по содержанию пробы; 2 — кондицион­ ные по содержанию пробы; 3 — балансовые запасы; 4 — забалансовые запасы; 5 — мощность (в числителе), содер­ жание (в знаменателе) и метро-процент.

208

сырье, степень его дефицитности в данном экономическом районе. Обычные в СССР глубины подземной разработки редко превышают 1000 м, но уже в настоящее время в Криворожском железорудном бассейне проектируются шахты глубиной 1200—1500 м. В мировой практике известны примеры более глубокой подземной добычи. Так, в ЮАР глубина шахт по разработке золотоносных конгломе­ ратов Витватерсранда нередко превышает 2000—3000 м, а на неко­ торых из них достигает 3900 м.

На мелких подземных рудниках при постоянной производитель­ ности с увеличением глубины разработки существенно увеличи­ вается себестоимость добычи минерального сырья. Так, например, согласно расчетам ГипроНИнеметаллоруды на мусковитовых рудни­

преимущества по сравнению с подземным. Производительность труда рабочих на карьерах в 5—10 раз выше, а себестоимость добычи значительно ниже, чем на шахтах. Строительство карьеров произво­ дится в 2—3 раза быстрее, а капитальные затраты в 1,5—2 раза меньше, чем на шахтах. В 3—4 раза снижаются потери минераль­ ного сырья. Улучшается безопасность труда, повышаются механи­ зация и гигиеничность работ, исключается потребность в крепеж­ ных материалах. Поэтому открытый способ разработки получает все большее развитие. Растет глубина карьеров. Так, глубина Коркинского угольного карьера проектируется 500 м, Канарского титано-магнетитового — 720, Баженовских асбестовых — 680, Сибаевского медно-колчеданного — 420. Открытыми работами добы­ вается свыше 50% всех полезных ископаемых, в том числе более 25% угля, свыше 70% железных руд, около 70% цветных металлов и почти 100% строительных материалов, флюсовых известняков, цементного сырья, огнеупорных глин и т. д.

Шире стали применять открытый или комбинированный (откры­ тый на верхних горизонтах и подземный на нижних) способы раз­ работки на сравнительно небольших рудных месторождениях олова, золота, вольфрама и т. д. Все больше строится карьеров-гигантов. Так, например, годовая производительность Соколовско-Сарбайского

железорудного карьера составляет 26 млн. т, и проектируется довести ее до 35 млн. т. Производительность Экибастузского уголь­ ного карьера № 516 проектируется довести до 45 млн. т, а Итатского № 1 до 60 млн. т угля в год.

Способы разработки выбираются в зависимости от масштабов, морфологии, глубины и условий залегания полезного ископаемого. Одним из серьезных факторов, ограничивающих использование открытой разработки, является объем вскрышных пород, который следует удалять в отвал при строительстве карьера. Он чаще всего выражается через коэффициент вскрыши, под которым понимают массу вскрышных пород, подлежащих удалению в отвал при добыче единицы руды.

Он может измеряться в кубометрах на кубометр, в кубометрах на тонну и в тоннах на тонну. Так, например, если коэффициент вскрыши равен 5 м3/т, то это значит, что на 1 т руды приходится добывать и удалять в отвал 5 м3 пустой породы.

Открытая добыча экономически оправдана лишь в том случае, если себестоимость добычи 1 т руды и приходящейся на нее пустой породы при этом не выше себестоимости добычи 1 т руды при под­ земной разработке, т. е. при соблюдении равенства

Из этого соотношения можно найти предельное значение коэф­ фициента вскрыши, при котором экономически оправдана открытая

Пример. Ковдорское месторождение флогопита можно разрабатывать и от­ крытым и подземным способом.

В соответствии с технико-экономическими расчетами ГипроНИнеметаллоруды себестоимость добычи 1 м3 жильной массы составляет при подземной добыче 26,3, при открытой 17,30 руб. Себестоимость 1 м3 вскрыши 2,7 руб.

26,3-17,3 „ 00 ,, ,

о^вскр. пр —----- 2 Y---------3,33 м3/м3 .

По месторождениям, разработка которых подземным способом полностью исключается из-за горно-геологических условий или эко­ номической нецелесообразности, предельный коэффициент вскрыши может быть определен по формуле

Сф — фактическое содержание ценного компонента, %.

210