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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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