Файл: Байков, Б. Н. Технико-экономическое нормирование потерь и разубоживания полезных ископаемых при добыче.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.10.2024
Просмотров: 122
Скачиваний: 0
ГЛАВА |
НОРМИРОВАНИЕ ПОТЕРЬ |
III |
И РАЗУБОЖИВАНИЯ |
|
ПРИ ОТКРЫТЫХ |
|
ГОРНЫХ РАБОТАХ |
§ 1. Образование потерь и методические положения по их нормированию на карьерах
Уровень потерь и разубоживания полезного ископаемого на от крытых горных работах в 3—4 раза меньше, чем на подземных.
•Поэтому проблема снижения потерь и разубоживания в горнодо- -бывающей промышленности решалась в основном за счет увеличе ния добычи полезных ископаемых открытым способом. Открытый способ разработки месторождений позволяет не только значи тельно повышать производительность горного и гориотранспортного оборудования, снижать себестоимость добычи, по и более полно и качественно извлекать полезные ископаемые из недр. В связи с этим сложилось мнение, что положение дел с потерями и разубоживанием на карьерах удовлетворительное.
Однако на отдельных карьерах потери, несмотря на применяе мые меры по их снижению, достигают значительных размеров. Например, на железорудном карьере ЦГОК потери составляют 6,3%, на Центральном карьере Высокогорского рудоуправления —
6,7%; |
на карьерах |
апатитовых — 4%; |
на Егорьевском |
месторож |
|
дении |
фосфоритов — 8,3%, на |
Вятско-Камском — 6,7%, |
на Кинги- |
||
•сепском — 5,9%. На |
карьерах |
цветной |
металлургии |
потери и |
разубоживание составляют: на Ганском — соответственно 8 и 9%,
на |
Кургашииканском — 8 |
и |
31%, |
на Алтым-Топканском — 8 и |
.20%, на Зыряновеком— 5 и |
10%, |
на Адрасманском — 10 и 20%, |
||
на |
Аллареченском — 5,2 и |
22,7%, |
на Хайдарканском— 10 и 50%. |
Как уже отмечалось, часто экономические последствия от 1% потерь на открытых горных работах выше, чем на подземных. Это происходит ввиду того, что в стоимости теряемого полезного ископаемого на карьере содержатся затраты по всем технологи ческим процессам ведения горных работ: бурению, взрыванию, экскавации, транспортированию и размещению в отвалах. Поэтому задача максимального сокращения экономически неоправданных потерь и разубоживания является важной и для открытого спо соба разработки.
Если до настоящего времени вопросы нормирования потерь и разубоживания разрабатывались и освещались в литературе глав
94
ным образом применительно к подземному способу добычи, то для: условий разработки месторождений открытым способом аналогич ные исследования проводились в ограниченном объеме и слабо, отражались в литературе. С выходом данной книги этот пробел в какой-то мере устраняется.
На открытых горных работах к эксплуатационным относятся потери, образующиеся непосредственно в процессе добычи полез
ного ископаемого. |
Эксплуатационные потери разделяются на по |
тер и: |
п о л е з н о г о и с к о п а е м о г о в почве или |
н е о т б н т о г о |
лежачем боку залежи, в целиках внутри выемочного участка, в. пожарных целиках, в затопленных и находящихся под обрушен ными породами целиках;
о т б и т о г о п о л е з н о г о и с к о п а е м о г о при проведении подготовительных выработок по контакту с залежами, в сложных забоях при селективной их разработке, а также в местах погрузки,, разгрузки, складирования и сортировки.
В соответствии с Типовыми методическими указаниями понормированию потерь полезных ископаемых на открытых горных работах нормированию подлежит только часть эксплуатационных потерь, которая зависит от технологии и организации ведения горных работ на добычных уступах [69]:
потери неотбитого полезного ископаемого в почве или лежачем боку залежи, в целиках внутри выемочного участка;
потери отбитого полезного ископаемого, удаляемого в отвал вместе с породами при проведении подготовительных выработок,, а также с породами или некондиционным полезным ископаемым при селективной разработке блока (участка), потери полезногоископаемого, оставляемого в почве или лежачем боку залежи, а также в местах погрузки, разгрузки, складирования и сорти ровки.
По назначению и организационно-экономическим признакам на открытых горных работах выделяются несколько этапов освоения месторождения [57]:
подготовка поверхности карьерного поля, осушение месторож дения и ограждение его от вод поверхностного стока;
вскрытие месторождения или его части; проведение вскрышных работ; проведение добычных работ.
В соответствии с выполняемыми задачами на первых двух, этапах эксплуатационные потери полезного ископаемого отсут ствуют. На третьем этапе потери образуются при производствевскрышных работ на уступах или участках, граничащих с полез ным ископаемым. Эта часть теряемого полезного ископаемого уда ляется вместе с вскрышными породами или с забалансовыми
рудами в отвал.
При добычных работах вмещающие породы, оставленные поконтакту с залежыо после проведения вскрышных работ, отгру-
I i
4 Зак. 587
в
РИС. 20. Возможиые^внды^нормативны.^ 1^ ^ ^ >|01‘()Р ^ ^ ^ ^ |^ акия при разработке
2 “ торяем<іс ^лез™Гпс10оп1емО:вГ-разуСожнв'ающ^ Тродь.0 ”гкопас‘',ос;
жаются вместе с полезным ископаемым на обогатительную фаб рику. При этом снижается качество полезного ископаемого, т. е. происходит разубоживание. Поэтому наравне с потерями норми рованию подлежит и разубоживание от примешивания пустых по род или некондиционного полезного ископаемого при добыче, допускаемого с целью сниже
ния |
потерь погашаемых |
ба |
п, р,% |
|
|
|
|
|
|||||||
лансовых запасов. |
|
этого |
мож |
|
|
|
|
|
|
||||||
На |
основании |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
но сделать вывод, что эксплуа |
50 |
|
|
|
|
|
|||||||||
тационные |
потери |
и разубо |
|
|
|
|
|
|
|||||||
живание |
полезного |
ископае |
|
|
|
|
|
|
|||||||
мого |
на |
карьерах |
образуются |
40 |
|
|
|
|
|
||||||
главным |
образом |
при ведении |
|
|
|
|
|
|
|||||||
горных работ в зонах контак |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
та залежей с вмещающими по |
30 |
|
|
|
|
|
|||||||||
родами |
|
(рис. 20). |
|
Снижение |
|
|
|
|
|
|
|||||
потерь |
сопровождается увели |
|
|
|
|
|
|
||||||||
чением разубоживания, и нао |
20 |
|
|
|
|
|
|||||||||
борот, т. е. потери и разубо |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
живание |
|
взаимозависимы. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Следовательно, |
на |
открытых |
10 |
|
|
|
|
|
|||||||
горных работах устанавливает |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ся одновременно как вели |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
чина потерь и разубоживания, |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
гак и их |
|
рациональное |
соот |
° |
5 |
10 |
15 |
го |
25 Цъ,ру5. |
||||||
ношение (рис. 21). |
|
|
|
|
|
-------Потери |
------- Разубоживание |
||||||||
График на рисунке постро |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ен для |
следующих |
условий: |
Рис. 21. График зависимости норматив |
||||||||||||
угол |
падения |
рудной залежи |
ных потерь и разубоживания от вало |
||||||||||||
70°, |
угол |
|
откоса |
уступа |
|
65°, |
вой ценности |
руды при различной мощ |
|||||||
|
|
|
ности |
рудного |
тела |
|
|||||||||
высота |
уступа |
10 |
м, суммар |
|
|
|
и переработки 1 т |
||||||||
ная себестоимость добычи, транспортирования |
|||||||||||||||
руды |
6,75 |
руб; |
плотность |
руды |
2,8 т/м3, |
плотность |
породы |
||||||||
2,5 т/м3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Техническая и экономическая целесообразность снижения по терь за счет увеличения разубоживания или снижения разубожи вания за счет увеличения потерь в каждом конкретном случае различна и определяется путем технико-экономического сравнения возможных вариантов ведения горных работ в приконтактных зо нах блока (участка). Последовательность расчетов экономических последствий потерь и разубоживания по сравниваемым вариантам разработки приведена в табл. 1.
Исследованиями [8 и 9] установлено, что на экономически допустимые величины потерь и разубоживания и их соотношения влияют как горно-технологические, так и экономические факторы.
В связи с тем что выбор технологии и механизации горных работ, в первую очередь, зависит от природных условий залега-
4* 99
ния месторождений: от мощности залежи, угла ее падения, физи ко-механических свойств полезного ископаемого и вмещающих пород, технологические параметры разработки блоков (участков) отнесены к одной горно-технологической группе факторов. Харак тер их влияния на показатели рациональных вариантов извлече ния молибденовой руды из недр приведен на рис. 22. Графики на рисунке построены исходя из следующих условий: среднее со держание молибдена в балансовых запасах — 0,1%. угол откоса уступа — 65°, суммарная себестоимость добычи, транспортирования и переработки 1 т руды — 3 руб.
Для создания системы, обеспечивающей решение задачи опти мизации технологических параметров с учетом достижения рацио нального уровня извлечения полезного ископаемого из недр, сцавниваемые варианты должны отличаться как величинами по терь и разубожнвания, так и их соотношением, т. е. в одних вариантах потерн выше, чем разубоживание, а в других — на оборот. Это достигается изменением границ извлекаемых балан совых запасов и вынимаемых совместно с полезными ископаемыми вмещающих пород, а также изменением технологии и параметров основных производственных процессов.
Анализ условий формирования потерь и разубоживаиия пока зал, что факторами, влияющими на величину нормативных потерь и разубоживаиия, кроме ранее указанных, являются способ под готовки уступа (контурный или фронтальный), ценность полезного ископаемого и себестоимость добычи, транспортирования и пере работки Ст 1 т полезного ископаемого, содержание сп полезных компонентов в теряемом полезном ископаемом и в разубоживающих породах Ь. Поэтому установление нормативных потерь и разубоживаиия так же, как и установление рациональной техно логии добычи, заключается в исследовании и определении сово купности оптимальных параметров технологических процессов [59]. Покажем это на графиках (рис. 23). Графики построены исходя из следующих условий: мощность рудной залежи 5 м, угол падения ее 80°, угол откоса уступа 65°, высота уступа 10 м.
На пологих месторождениях потери представляют собой слой теряемого полезного ископаемого, а разубоживание — слой при мешиваемых вмещающих пород по всей площади блока (участка) при зачистке кровли и почвы залежи.
При использовании на вскрышных и добычных работах ротор ных экскаваторов потери и разубоживание полезного ископаемого зависят от диаметра роторного колеса и от его положения отно сительно контакта полезного ископаемого с вмещающими поро дами, а также от величины подачи ротора на забой, т. е. от толщины срезаемой полосы.
При разработке наклонных залежей и проведении горных работ механическими лопатами потери и разубоживание образуются за счет создания горизонтальных площадок, необходимых для нор мальной работы экскаваторов. Если же применяются экскаваторы
юо
а |
5 |
г
Рис. 22. Графики зависимости показателей рациональных вариантов' разработки |
; |
|
от угла падения залежей при различной высоте уступа:, |
ѵ |
|
а — 5 м; 6 — 7,5 м; ѳ — 10 м; г — 12,5 м: I — мощность залежи п1=5 м; |
2 — т—ѣ м; |
|
3 — ш = 10 м |
.,,, |
|
"типа драглайна, то потерн и разубоживание образуются так же, как и на пологих месторождениях — в виде слоя.
В случае разработки крутых залежей потери и разубоживание образуются главным образом из-за несовпадения траектории дви-
о |
5 |
Рис. 23. Графики зависимости показателей рациональных вариантов разработки от себестоимости добычи, транспортирования и переработки 1 т руды при раз личном содержании полезного компонента в балансовых запасах:
а —свинцовая руда; и — молибденовая
жения ковша экскаватора и формы контакта залежи. Разработка их наиболее часто осуществляется механическими лопатами.
Профиль забоя при работе механической лопаты в рыхлых породах соответствует траектории движения ковша, а угол от
102
коса уступа изменяется от /0 до 80°. В скальных породах профиль забоя за счет обрушения верхней части уступа как бы выравни вается и становится практически прямолинейным.
Угол откоса зависит от коэффициента разрыхления и грануло метрического состава экскавируемых пород и изменяется от 55
до 75°
Если контакты залежи прямолинейные, то потери и разубоживаппе на геолого-маркшейдерских разрезах имеют форму тре угольников теряемого полезного ископаемого и примешиваемых пород или некондиционного полезного ископаемого.
Потери и разубоживание в зависимости от характера их обра зования определяются различными способами. Потери в виде слоя на всей площади залежи определяются опытным путем. Потерн в виде сложных фигур определяются по замерам на геолого маркшейдерских планах и разрезах, в виде треугольников — рас четами по соответствующим формулам.
В практике эксплуатации месторождений полезных ископаемых разрабатываются залежи самой разнообразной формы и геоло гического строения. Однако в пределах уступа они могут быть подразделены на простые и сложные блоки (участки).
Простые блоки (участки) характеризуются однородным строением и не содержат существенных включений пустых по род и некондиционного полезного ископаемого. Их всегда разрабатывают валовым способом выемки по всей мощности залежи.
Сложные блоки (участки) характеризуются неоднородным строением и содержат наряду с кондиционным полезным ископае мым некондиционные сорта, а также прослойки или включения пустых пород. В этом случае зачастую целесообразна селективная выемка кондиционного и некондиционного полезного ископаемого1 и пустых пород.
При разработке месторождений, сложенных скальными поро дами, валовая выемка наиболее проста и обеспечивает высокую производительность труда. Тем не менее из-за значительного' разубоживания полезного ископаемого нормативные показатели необходимо определять по результатам технико-экономического' сцавнения возможных вариантов разработки валового и селектив ного способов выемки (рис. 24).
При валовой выемке потери полезного ископаемого опреде ляются по контактам залежи с вмещающими породами. Приме шивание пород определяется:
для простых блоков (участков) — по контактам залежи с вме щающими породами;
для сложных — по контакту залежи с вмещающими породами с учетом совместно вынимаемых с полезным ископаемым пород ных прослойков и включений внутри блока (участка).
Под примешиванием пород следует понимать |
примешивание |
к полезному ископаемому в процессе его ’добычи |
пустых пород |
ЮЗ