Содержание к диссертации
Введение
1. Оценка минерально-сырьевого комплексамонголии 12
1.1. Оценка современного уровня освоения минерально-сырьевой базы 12
1.2. Оценка современного состояния горнорудной отрасли Монголии 19
1.3. Основные направления развития горнорудной промышленности Монголии 54
1.4. Обоснование необходимости создания системы оценок недропользования на горных предприятиях Монголии 62
2. Комплексная информационная оценка горных предприятий при освоении месторождений полезных ископаемых 68
2.1. Основные положения информационной оценки 68
2.2. Обоснование значимых факторов 71
2.3. Технический базис для создания геоинформационных систем горных предприятий 76
2.4. Информационное и программное обеспечение информационной оценки 80
2.5. Экономическая оценка эффективности полноты и качества извлечения запасов при освоении месторождений 88
2.5.1. Ееологические особенности флюоритового месторождения Бор-Ундур 88
2.5.2. Оценка изученности и разведанности месторождения 91
2.5.3. Горнотехнические особенности разработки месторождения 99
2.5.4. Технологические свойства плавиковошпатовой руды 108
2.5.5. Управление качеством флюоритовых руд с использованием рудосортировки 119
2.5.6. Экономические факторы 125
2.5.7. Полнота и качество извлечения золота при разработке россыпных месторождений 129
3. Оценка полноты и качества извлечения запасов флюоритовых жил при подземной их разработке и золота при разработке россыпных месторождений 132
3.1. Анализ опыта определения, нормирования потерь и разубоживания флюорита при подземной разработке жильных месторождений в России 132
3.2. Анализ состояния определения фактических потерь и разубоживания флюорита при подземной разработке Бор-Ундурского месторождения 152
3.3. Состояние вопроса оценки полноты и качества извлечения золота при разработке россыпей прииском Толгойт 172
3.4. Состояние вопроса оценки полноты и качества извлечения золота на прииске Заамар 182
4. Разработка и оценка моделей управления полнотой и качеством извлечения запасов полезных ископаемых из недр 213
4.1. Общие методические положения разработки двухуровневых моделей 213
4.2. Разработка макромодели управления полнотой и качеством извлечения руд и песков при добыче 218
4.3. Разработка микромодели управления полнотой и качеством извлечения руд и золота при разработке «выемочной единицы» 231
5. Методические основы определения оптимальных нормативов потерь и разубоживания флюоритовых руд и золотоносных песков при добыче 244
5.1. Общие понятия 244
5.2. Методические положения по определению, учету и нормированию потерь и разубоживания флюоритовых руд при добыче 248
5.3. Классификация нормируемых видов потерь и разубоживания руды при добыче 251
5.4. Методы определения нормативов потерь и разубоживания руды при добыче 253
5.4.1. Определение разубоживания, возникающего из-за прирезки вмещающих пород с целью создания минимально допустимого очистного пространства 254
5.4.2. Определение оптимального соотношения потерь и разубоживания руды в приконтактной зоне 255
5.4.3. Определение оптимальных величин потерь и разубоживания при отработке жил, апофиз и участков выклинивания 262
5.4.4. Определение разубоживания, возникающего при отбойке руды и прослоев вмещающих пород или некондиционных руд, не учтенных при подсчете запасов 264
5.4.5. Определение потерь и разубоживания руды в висячем и лежачем боку рудного тела, возникающих из-за сложности морфологии контура рудного тела 268
5.4.6. Определение нормативов потерь и разубоживания руды при ее выпуске под обрушенными налегающими породами 273
5.4.7. Пример расчета нормативных потерь и разубоживания при выпуске руды под обрушенными налегающими породами 275
5.5. Методика определения оптимальных нормативов потерь и
разубоживания золотоносных песков при добыче 281
5.5.1. Классификация нормируемых видов потерь и разубоживания золотоносных песков при добыче 282
5.5.2. Обоснование оптимального соотношения потерь и разубоживания песков при дражном способе выемки 285
6. Экологическая классификация месторождений и оценка воздействия горных предприятий на окружающую среду при недропользовании 289
6.1. Типизация месторождений по значимым факторам 290
6.2. Экологический анализ основных месторождений полезных ископаемых Монголии 300
6.2.1. Угольные месторождения Монголии 301
6.2.2. Месторождения руд цветных металлов 307
6.2.3. Месторождения руд редких металлов 310
6.2.4. Месторождения золота 312
6.2.5. Интегральная экспертная экологическая оценка сложности природных и горнотехнических условий месторождений полезных ископаемых Монголии 324
6.3. Оценка воздействия горных предприятий на отчуждаемые земли 327
6.3.1. Оценка влияния горных работ при подземном способе разработки на сдвижение горных пород и земную поверхность 327
6.3.2. Оценка влияния открытых горных разработок на земельные угодья 344
6.4. Обоснование методов и технических средств
маркшейдерского обеспечения недропользования 368
6.4.1. Объем и качество маркшейдерских измерений 368
6.4.2. Мобильные средства маркшейдерских измерений для оценок характеристик при недропользовании 372
6.4.3. Методологические основы производства маркшейдерско-спутниковых измерений 378
6.4.4. Исключение грубых погрешностей измерений спутниковыми приборами 387
6.4.5. Компьютерные технологии создания маркшейдерской графической документации при недропользовании 388
6.5. Реализация мероприятий по охране недр и окружающей среды на основе оценок недропользования на горных предприятиях Монголии 403
Заключение 407
Приложение 1 410
Приложение 2 418
Приложение 3 426
Приложение 4 448
Список литературы
- Оценка современного состояния горнорудной отрасли Монголии
- Технический базис для создания геоинформационных систем горных предприятий
- Состояние вопроса оценки полноты и качества извлечения золота при разработке россыпей прииском Толгойт
- Классификация нормируемых видов потерь и разубоживания руды при добыче
Введение к работе
Актуальность работы. Минерально-сырьевые ресурсы Монголии являются важнейшей частью национального богатства страны, на территории которой разведано множество месторождений более 80 видов полезных ископаемых. На основе освоения около 300 месторождений плавиковошпатовых руд, коренного и россыпного золота, каменного угля, цветных металлов, железных руд, строительных материалов и других полезных ископаемых все большее развитие получает горнодобывающая промышленность, на долю которой приходится более 55% всей промышленной продукции. Существенна ее роль и во внешнеторговом обороте страны.
Возрастающие потребности общества в минеральном сырье вызывают неуклонное увеличение объемов добычи и переработки полезных ископаемых, в том числе запасов техногенного происхождения.
При этом стоимостная оценка запасов полезных ископаемых должна осуществляться с учетом международных рыночных цен на конечную продукцию ставок налогообложения, и конъюнктуры рынка.
Поэтому наибольшую актуальность приобретает проблема обоснования комплексных оценок недропользования, позволяющих выработать оптимальные технические решения по управлению полнотой и качеством извлечения полезных ископаемых из недр при безопасной отработке месторождений и минимальном воздействии горного производства на окружающую среду.
Целью диссертационной работы является обоснование оценок недропользования горными предприятиями Монголии при оптимизации решений по эффективному, технически и экологически безопасному комплексному использованию недр при разработке месторождений полезных ископаемых.
ёос. национальная!
I БИБЛИОТЕКА }
Идея работы заключается в обеспечении надежности оценок недропользования за счет использования выявленных пространственно-временных закономерностей при геометризации месторождений и техногенных запасов, сдвижении горных пород, за счет учета «плавающих» кондиций, конъюнктуры рьшка для повышения полноты и качества извлечения запасов из недр, безопасности отработки месторождений и сохранении окружающей среды.
Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:
эффективность использования минерально-сырьевых ресурсов может быть существенно повышена на основе создания специальной информационно-аналитической системы непрерывных оценок состояния геологической среды на основе наблюдений, измерений, расчетов, прогноза и контроля за происходящими изменениями при техногенном воздействии на нее путем повторных наблюдений и измерений, оценок, управления качеством, регулирования состоянием среды и прогноза. Интегральная оценочная характеристика недропользования должна состоять из геометрической, квалимет-рической, геомеханической, экологической и экономической видов оценок;
«maxmin» стратегия управления полнотой и качеством извлечения запасов полезных ископаемых из недр при освоении месторождений должна базироваться на оптимизационных моделях, учитывающих комплексно информационные технологии разведки, технологии добычи и переработки полезных ископаемых, квалимет-рические и стоимостные оценки запасов, плавающие кондиции и конъюнктуру рынка на уровне «выемочная единица-месторождение»;
стоимостная оценка оптимального соотношения уровня нормируемых потерь и разубоживания полезных ископаемых должна осуществляться с учетом видов полезных ископаемых, горно-
геологических особенностей месторождений, способов и систем разработки, плавающих кондиций, системы налогообложений, конъюнктуры рынка для каждой обоснованной выемочной единицы;
прогнозная оценка экологического воздействия горных предпри
ятий на окружающую среду при освоении месторождений должна
осуществляться на основе их типизации по генетическому призна
ку, вещественному составу полезных ископаемых и вмещающих
пород, природно-ландшафтным, инженерно-геологическим и гид
рогеологическим характеристикам с использованием специальной
системы экспертных оценок сложности и опасности природных и
горнотехнических условий;
при оценке динамики состояния ресурсов литосферы в процессе
* недропользования необходима система инструментального кон
троля, учитывающая степень воздействия горного предприятия на
окружающую среду в зависимости от способов и систем разработ
ки месторождения. Необходимая и достаточная точность измере
ний определяется типом контролируемого объекта в зависимости
от методов, способов и оперативности производства съемочных
работ для достижения заданной цели.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждаются:
представительным объемом статистической информации по месторождениям Монголии, использованных в качестве основы для выявления закономерностей и разработки классификаций;
удовлетворительной сходимостью теоретических расчетов с данными горно-экологического мониторинга при его маркшейдерском обеспечении;
положительной апробацией результатов исследований на горнодобывающих предприятиях Монголии.
Научное значение работы состоит в развитии теории маркшейдерии, геометрии и квалиметрии недр, заключающейся в обосновании стратегии и методов комплексных оценок недропользования при освоении месторождений.
Практическое значение работы заключается в разработке методик определения оптимальных нормативов потерь и разубожи-вания полезных ископаемых при добыче; измерений в горноэкологическом мониторинге и применении эффективных методов управления полнотой и качеством извлечения запасов из недр.
Реализация выводов и рекомендаций работы на предприятиях Монголии позволяет повысить оперативность информационной системы о состоянии всего комплекса ресурсов недр и окружающей среды, обосновать эффективные системы разработки и технологии, способствующие повышению извлечения запасов полезных ископаемых из недр и обеспечению экологической безопасности в районе горных предприятий.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и получили одобрение на научных симпозиумах «Неделя горняка» Московского государственного горного университета (Москва, 1997-2003 гг.); научно-технических советах СО «Монголросцветмет» (Улан-Батор, Москва, 1993-2003 гг.), научных симпозиумах Монголии (Улан-Батор, 1993-2003 гг.), Международных конгрессах (Чехия, Прага, 1994 гг.), (Швейцария, Женева, 1995 г.), (Франция, Канны, 1997, 1999 гг.), (Италия, Рим. 2003 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 29 научных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, 4 приложений, заключения, содержит 57 таблиц, 68 рисунков и список литературы из 227 наименований.
Оценка современного состояния горнорудной отрасли Монголии
Недра Монголии богаты минеральными ресурсами [1-3]. Важную роль среди полезных ископаемых страны играют уголь, золото, серебро, медно-молибденовые и олово-вольфрамовые руды, фосфориты, флюорит и некоторые другие полезные ископаемые.
Минерально-сырьевая база горной промышленности страны развивалась на основе промышленного освоения более 300 месторождений разнообразных полезных ископаемых.
Монголия обладает большим запасом углей (около 27 млрд. тонн), а разведанные запасы по трем категориям составляют 6,3 млрд. т.
Более 96% разведанных запасов угля расположено в экономическом районе Дорнот и Центральной части страны, что с одной стороны объясняется особенностью геологической структуры угольных месторождений Восточной части Монголии, а с другой - более высоким уровнем геологической изученности этой части страны [3].
Перспективой развития угольной промышленности на период до 2020 г. предусмотрена разработка 27 из 47 разведанных угольных месторождений.
Железорудная база основывается на 41 месторождении железных руд, которые характеризуются небольшими размерами и невысоким качеством руд. Балансовые запасы железных руд по состоянию на 1.01.1998 г. приведены в табл. 1.1, из которой видно, что основные запасы руды (80%) приходятся на месторождения Тумуртэй, Баянгол и Тумур толгой, расположенные в районе Дархан-Сэлэнгэ с относительно развитой производственной инфраструктурой.
Среди вольфрамовых руд выделены олово-вольфрамовые и молибде-ново-вольфрамовые формации. Месторождения олово-вольфрамовой формации (Цагаан даваа и Онгон Хайрхан) распространены преимущественно в центральной части страны. Представлены они обычно штокверковыми зонами. Месторождения молибден-вольфрамовой формации встречаются в Восточной (Ундур цагаан, Югодзырь, Бурэнцогт) и Западной Монголии (Кызылтау, Ховд гол и др.). Месторождения представлены жилами и штокверковыми зонами.
Запасы олова также представлены 50-ю разведанными россыпными месторождениями, краткая характеристика которых приведена в табл. 1.4.
Значительные запасы медных руд в количестве более 10 млн. т сосредоточены в двух комплексных медно-молибденовых месторождениях Эр-дэнэтийн-Овоо, Цагаан суварга и Оюу толгойт, относящихся к штокверко-вому медно-порфировому типу. Месторождения расположены в пределах Селенгипского и Южно-Гобийского вулкано-плутонических поясов.
В Монголии разведано 8 месторождений молибденовых руд и 10 месторождений и рудопроявлений алюминиевого сырья. Сырьевой базой для производства глинозема и алюминия служат месторождения бокситов, нефелиновых сиенитов и алунитов.
На территории страны разведано 47 месторождений полиметаллических руд с содержанием цинка и свинца, большинство из которых расположено на территории Дорнод и Сухбаатар аймаков. Запасы руд в этом регионе составляют 60 млн. т, в том числе в пересчете на металлы - 2030,0 тыс. т цинка, 610,0 тыс. т свинца, приблизительно 4000 т серебра. В табл. 1.5 приведены запасы полиметаллических месторождений Монголии.
Минерально-сырьевая база золотодобывающей промышленности Монголии сосредоточена на 113 месторождениях золота и представлена высоким удельным весом россыпных месторождений. Оценка запасов в различных районах приведена в табл. 1.6 [3].
Сырьевая база горно-химического сырья включает апатиты, фосфориты, калийные соли, плавиковый шпат и другие полезных ископаемые. Основные запасы фосфорных минеральных удобрений сосредоточены на Хубсугульском фосфоритном месторождении и Алдарханском в Завхан-ском аймаке.
В Монголии разведано более 100 месторождений плавикового шпата, основные запасы которых сосредоточены в северной и южной зонах вдоль реки Хэрлэн. Запасы месторождений южной зоны составляют около 30 млн. т, а северной части - 5 млн. т.
Большая часть (85%) достоверных запасов руд Северо-Хэрлэнских плавикошпатовых месторождений сосредоточена на месторождении Дэл-гэрхаан.
В состав Южно-Хэрлэнских месторождений плавикового шпата входят наиболее крупные месторождения Бор-Ундур, Айраг, Урген, Цагаан тахилч, Чулуут цагаан дэл. Утвержденные запасы руд по 24 месторождениям этой зоны по категориям А+В+С составляют 22,6 млн. т, из которых 93% относятся к месторождениям Бор-Ундур, Дзуун цагаан дэл, Урген, Адаг, Цагаан элгэн. Прогнозные запасы по категории С2 оценены в количестве 13,9 млн. т.
Минерально-сырьевая база промышленности строительных материалов основывается на 312 месторождениях и проявлениях 29 видов сырья, к числу которых относятся глины, строительные и силикатные пески, песча-но-гравийные смеси, вулканические шлаки, известняки, минеральные пигменты, строительные камни, облицовочные камни, гипсовое сырье, перлит, каолин, мел, алевролит, бентонит, тальк и другие.
Из 80 летнего периода со дня основания горнорудной отрасли Монголии, последние 30 лет можно рассматривать как период самого интенсивного ее развития. Именно за эти годы были созданы совместные предпри 20 ятия «Эрдэнэт», «Монголросцветмет», «Монголчехословакметалл», Мон-голболгарметалл» и угольные разрезы Шарын гол, Багануур.
В результате вложенных значительных средств и усилий были выявлены запасы золота, меди, плавикового шпата, угля и других видов полезных ископаемых, осваивались новые мощности.
На разведку запасов и освоение месторождений были вложены значительные средства СССР и стран СЭВ и оказана всесторонняя помощь. Это и в то время являлось результатом политики привлечения иностранных инвестиций в конкретную сферу экономики Монголии.
Вышеназванные предприятия являлись и сегодня являются не только источником увеличения экспортного потенциала, но и субъектами неоценимого вклада в формирование доходной части бюджета страны, внедрения новой техники и технологии, подготовки национальных кадров, создания новых рабочих мест, а также развития инфраструктуры.
Горнорудная отрасль относительно быстро преодолела трудности переходного периода и перешла в рыночную экономику в тяжелых условиях девяностых годов она практически одна вынесла на своих плечах всю экономику страны (табл. 1.7).
При правильном определении и реализации поставленных перед собой задач, она и впредь будет играть ведущую роль в развитии страны.
По данным горнорудной службы при Управлении делами полезных ископаемых, горнорудная отрасль, начиная с 1985 г., развивается стабильно. Основные показатели выглядят следующим образом:
Технический базис для создания геоинформационных систем горных предприятий
Для золотоносных россыпей, отрабатываемых открытым способом с использованием драг и экскаваторов, установлено, что основными факторами, влияющими на их уровень, являются: геологические особенности, разведанность и изученность месторождения россыпного золота, горнотехнические условия разработки (открытый, сплошной и раздельный способы добычи, система разработки и ее параметры, технические средства добычи и промывки песков, виды горно-подготовительных работ и оборудование); количественная, качественная и технологическая оценка золота; экономические показатели (рыночная цена золота, кондиции, затраты, налоговые платежи).
Информационной базой для определения, учета и нормирования потерь и разубоживания песков при добыче являются данные эксплуатационной разведки.
Большинством исследований установлен факт систематического занижения содержаний золота, мощности и площади продуктивных золотоносных песков, доли золота крупных фракций и общих запасов, полученных по данным разведки по сравнению с данными эксплуатации. Многими исследователями для учета этого факта введен коэффициент намыва, равный отношению количества добытых песков и металла, соответственно, к запасам песков и металла, определенных по данным разведки, который во всех районах россыпной золотодобычи в России в среднем больше единицы.
Такие же данные получены при оценке полноты и качества извлечения золота при разработке россыпей приисками Толгойт и Заамар в Монголии [100, 101,106, 107,213].
Большинство исследователей основной причиной занижения содержания считают малый объем проб, при котором оказывается научтенной доля золота крупных фракций, а также несовершенство методики эксплуатационной разведки или ее отсутствие, что имеет место при разработке Туульского полигона прииском Заамар, который является объектом исследований в данной диссертационной работе.
Анализ работ В.В.Чемезова [133, 134], К.С.Ворковастова [74], «Отраслевой инструкции по определению, учету и нормированию потерь и ра-зубоживания руды и песков при добыче ...» [53], действующей в России как нормативный документ с 1977 г. и по настоящее время, позволил с учетом современных экономических условий использовать их положительный опыт по определению оптимальных нормативов потерь и разубо-живания золотоносных песков при дражном и экскаваторном способах выемки.
Анализ опыта открытой разработки россыпных месторождений золота дражным и раздельным способами, как в России, так и в Монголии показывает довольно высокий уровень технологических потерь, который определяет содержание золота в галечных и эфельных отвалах. Потери металла с галей связаны со степенью промывистости пусков, с качеством их дезинтеграции при промывке. Потери металла в эфелах определяются схемой обогащения, Анализ опыта определения, нормирования потерь и разубоживания флюорита при подземной разработке жильных месторождений в России При разработке флюоритовых жил подземным способом применяющиеся системы разработки определяют стадии формирования потерь и разубоживания руды.
При подготовке горизонтов, которая на рассматриваемых рудниках (Калангуй, Абагайтуй, Усугли и Солонечный) является рудной, происходит при малой мощности жил значительное разубоживание.
Нарезка блоков повсеместно рудная. Малое сечение нарезных выработок определяет значительно более низкое разубоживание.
На всех рудниках применяется система разработки с магазинировани-ем руды и мелкошпуровой отбойкой. При БВР в переработку попадает не только рудное тело, но и часть вмещающих пород (первичное разубоживание).
На величину прихвата пород влияют много факторов, которые разделены на три группы [46]: параметры БВР, сложность морфологии рудного тела и физико-механические свойства руд и вмещающих пород.
Однако на месторождениях, где имеет место вторичное разубоживание, вместе с отслаивающимися вмещающими породами уходят в руду и не отбитые «примазки» жильной массы. Иногда, когда жильная масса значительно устойчивее вмещающих пород, оставляемая не отбитой руда сдерживает обрушение и, следовательно, снижает вторичное разубожива-ние.
При обратном падении контуров рудного тела, т.е. при его выклинивании, отбойка по контуру часто бывает практически не возможна из-за меньшего угла наклона контура, чем угол естественного откоса руды. Потери не обитой руды в этом случае рассчитываются конструктивно. На руднике Усугли, где значительный удельный вес подобных участков на нижних горизонтах, проводится их подэтажная подготовка. Потери определяются как оставшиеся за пределами подготовленного полублока запасы. Разубоживание здесь также повышенное за счет включения в полублок участка некондиционных руд или пустых пород.
При отбойке производится частичный выпуск руды и по завершении отбойки - полный. Руда выпускается посредством устройств или выработок, расположенных на определенном расстоянии один от другого. Интервал между повсеместно применяемыми деревянными люками составляет 2-4 м. Люки монтируются с одной стороны штрека. При отбойке первых лент руда ложится на крепь перед и между люками и является своеобразной опорной подушкой для выпускаемой руды из блока. Угол между неподвижной и выпускаемой рудой близок к углу естественного откоса. На руднике Усугли из-за наличия глинистых минералов иногда угол приближается в вертикальному, образуя «трубы» и нарушая процесс выпуска.
При выпуске ослабляется давление на висячий и лежачий бока блока, что усиливает вывалообразование и отслоение вмещающих пород, и совместно с истиранием стенок кусками отбитой руды образуют вторичное разубоживание. Объем примешанных в руду пород зависит от физико-механических свойств вмещающего массива (приконтактных зон) и технологических параметров. По визуальным наблюдениям, наиболее разубо-женной является последняя треть объема выпуска.
На руднике Усугли при отсутствии потолочины и надштрековых целиков оставшаяся в вышележащем блоке руда попадает в нижележащий и выпускается. Эта руда, как правило, сильно разубоженная, количество и качество ее определить невозможно, т.к. она перемешивается с верхней частью руды выпускаемого блока и отслаивающимися породами. Извлечение остатков руды вышележащего блока на рудниках обычно принимают 50%.
При угле падения жил не менее 60, на лежачем боку остается часть руды, причем чем меньше угол, тем больше остается руды. При 40-45 и менее (угол естественного откоса) выпуск руды под действием собственного веса невозможен.
При подготовке и отбойке блока оформляются целики. В них, как правило, заключается основная часть потерь руды. Надштрековые междублоковые непосредственно контактируют с замагазинированной рудой, и на них остается часть руды, верхний контур которой находится под углами естественного откоса.
По различным причинам, например: наличие глин, замораживание руды, сближение боков очистного пространства при медленном выпуске и т.д. образуются зависания руды в очистном пространстве. Потери такого рода являются следствием нарушений технологии отработки блоков.
Как правило, руда из блока выпускается полностью, за исключением образовавшихся описанных выше потерь. Как редкое исключение, выпуск останавливают при предельно низком содержании полезного компонента. Это имеет место лишь при неустойчивых вмещающих породах, аналогичных породам Усуглинского месторождения. Однако и здесь часто в блок поступает неизвлеченная руда с верхних горизонтов, и выпускается дополнительно, хотя и с большим разубоживанием.
Состояние вопроса оценки полноты и качества извлечения золота при разработке россыпей прииском Толгойт
Анализ макромодели является базовым этапом изучения месторождения с целью управления полнотой и качеством извлечения золота при разработке россыпи, т.к. результат изучения макромодели - принятие решения о необходимости более детального рассмотрения факторов, влияющих на потери и разубоживание золотоносных песков, и возможности управления ими.
При наличии положительного решения следующий этап представляет собой построение микромодели (рис. 4.6). Цель изучения микромодели -оценить настоящее состояние нормативной базы горнодобывающего предприятия и определить пути ее совершенствования с учетом конкретных горно-геологических условий, применяемой технологической схемы добычи и технико-экономических показателей (затрат, прибыли, налогов) работы данного прииска.
Макро- и микромодели построены по одному и тому же принципу, но содержание входящих в них элементов различно: для макромодели оно ориентировано на изучение внешних факторов, определяющих состояние реальной системы; для микромодели - на анализ внутренних параметров системы, влияющих на ее поведение.
Наиболее значимым элементом микромодели, как и для макромодели, остается разработка месторождения.
Двухэтапное моделирование позволяет оценить возможность и эффективность управляющих воздействий на систему при ее взаимодействии с внешней средой на этапе изучения макромодели с тем, чтобы на следующем этапе - анализ микромодели - детально рассмотреть взаимосвязь управляемых параметров (в данном случае величин потерь и разубожива-ния песков при добыче) с внутренними параметрами системы.
Полезное ископаемое(Данные разведки,геометризация, морфология, сложность морфологии; горно-геологическиеусловия; вид, состав, свойства, ценность полезного ископаемого;характеристика вскрышных и вмещающих пород и т.д.) ь, разработка месторождениятехнология вскрытия, транспортировки, отвалообра-зования; техника и технология добычи; положение и форма технологического контура технико-экономические на рис. 4.3, 4.6 представляют собой графическое изображение описательных моделей системы «месторождение». Для получения общих представлений о реальной системе описательной модели достаточно. Но для выявления закономерностей поведения системы, взаимосвязей между ее элементами используются, как отмечено выше, математические модели.
Математическая модель — это описание протекания процессов в системе, описание состояния и изменения системы в виде строгих алгоритмов действий с использованием математических формул и логических операций.
Алгоритмические действия подразумевают математическую запись элементов, их запоминание, процедуры вызова и подстановки описанных элементов в нужное место (как при работе с любыми математическими выражениями). Под логическими операциями имеются ввиду действия, принятые при работе с упорядоченными данными, т.е., операции «следует за», сравнение, идентификация и др.
Основное преимущество математических моделей в том, что запись в модели в общем виде соответствует множеству конкретных вариантов поведения системы - символьное описание подразумевает бесконечное число комбинаций конкретных значений параметров. Таким образом, математическая модель удобна в работе за счет компактной записи и дает возможность изучения реальной системы в форме, не зависимой от конкретного содержания.
Тем не менее, отнесение создаваемой модели месторождения к классу математических, как уже отмечалось выше, условно. В первую очередь это связано со сложность изучаемого реального объекта: знаковое описание составных элементов модели нуждается в пояснениях. Математическая модель будет сопровождаться соответствующей описательной моделью. Переход описательной модели к математической осуществляется при помощи формальной записи модели в виде кортежа:
tCons tvar, tproc - параметры, характеризующие соответствующие свойства системы, постоянные во времени, изменяющиеся во времени (параметры состояния), параметры процесса в системе и все их допустимые совокупности - tconst є Tconst, tvar є Tvar, tproc є Tproc; F, F2, F3 - правила (функции) определения параметров состояния системы.
Для микромодели (рис. 4.6) входное воздействие положение технологического контура отработки; выход - набор данных о достигаемых показателях полноты извлечения и качества добываемых песков; неизменяемые параметры - информация о полезном ископаемом (например, вид полезного ископаемого - золото); параметры процесса - величины потерь и разубоживания песков; параметры состояния - технико-экономические показатели добычи и промывки (затраты, прибыль, налоги); правило F - зависимость потерь и разубоживания песков от положения технологического контура выемки; плавило F2 - зависимость технико-экономических показателей (ТЭП) от величин потерь и разубоживания песков; правило F.-? - зависимость ТЭП от параметров добычи и промывки песков.
Таким образом микромодель, представленная в виде выражений (4.1) и (4.2) является традиционной в общей теории систем, применима для анализа изучаемой модели и в дальнейшем позволяет перейти к управляемой модели.
В процессе управления управляющие воздействия будут формироваться на базе составляющих выражения (4.1): x,tcons, tvar, tproc. Управляемые процессы и результаты управления будут описываться операторами Ри у.
На рис. 4.7 представлена структурная схема микромодели управления полнотой и качеством извлечения золота при разработке «выемочной единицы» [213]. Аналогичная схема микромодели управления полнотой и качеством извлечения запасов флюорита в пределах «выемочной единицы».
Определение оптимального варианта выемки песков в приконтурной зоне выемочной единицы осуществляется на основе данных эксплуатационной разведки с учетом установленных или плавающих кондиций. В ка-честве критерия принята прибыль с 1 м погашаемых балансовых запасов песков.
К управляемым переменным относятся потери и разубоживание песков при добыче, содержание золота в теряемых песках и разубоживающей массе; к неуправляемым - балансовые запасы песков, содержание золота в балансовых запасах песков, рыночная цена золота, затраты, налоги.
Как показали исследования [101, 212], определение оптимального варианта выемки осуществляется на основе двух критериев (максимальной прибыли с 1 м погашенных балансовых запасов песков и минимальных потерь) по ниже приведенному алгоритму:
Классификация нормируемых видов потерь и разубоживания руды при добыче
Месторождения руд редких металлов В Монголии открыты месторождения или рудопроявления вольфрама, молибдена, олива, тантала, ниобия, висмута и ртути. Наибольшее значение в экономике страны имеют месторождения вольфрама и олова, представленные преимущественно кварцево-жильными и россыпными типами. Вольфрам
Вольфрамовое месторождение Цагаан даваа в центральной части Хэн-тэйского сводового поднятия. Оно находится в 80 км к северо-западу от гор. Улан-Батор на юго-восточном склоне Ширээтского хребта.
Основные рудные тела месторождения представлены кварц-вольфрамитовыми жилами и прослеживаются на поверхности в виде единой рудной зоны протяженностью до 2 км при ширине 200-500 м. Жилы залегают почти горизонтально или полого (до 15, редко до 30).
Наиболее крупной жилой является жила Первая. Ее средняя мощность составляет 1,23 м, содержание трехокиси вольфрама- 1,65%.
Особенностями минерального состава жил месторождения Цагаан даваа являются присутствие наряду с вольфрамитом, касситерита, берилла, молибденита и биотита.
Месторождения золотых руд Монголии представлены коренными и россыпными месторождениями. Коренные месторождения чаще всего имеют жильный тип палеозойского и мезозойского возраста. Наиболее известные месторождения размещаются в Бороо-Дзнумодском и Баянхон-горском районах.
Россыпные месторождения по условиям формирования делятся на аллювиальные и аллювиально-пролювиальные. Возраст россыпей четвертичный. Большинство россыпей залегают вблизи от земной поверхности.
Россыпи концентрируются в Ерогольском, Заамарком и Баянхонгор-ском районах. Месторождения россыпного золота Тохой булаг расположено в ПО км на северо-восток от гор. Бэрх и эксплуатируется с 1997 г. Содержание золота составляет 0,728 г/м"\
На этом месторождении режим подземных вод находится в прямой зависимости от работы эксплуатационных скважин, предназначенных для технического водоснабжения. Статический уровень подземных вод составлял порядка 3,5 м, динамический уровень колебался в пределах 9-10 м, объем откачиваемой воды из трех эксплуатационных скважин составляет 80 м3/ч. После завершения промывочного сезона и остановки скважин уровень подземных вод восстановился до статического. При отработке месторождения предусмотрено оборотное водоснабжение. Фактический объем воды в гидроотстойнике составляет 5 тыс. м . В текущем году снят почвенный слой и уложен в гурты в объеме 13 тыс. м на площади 65 тыс. м . Отвалы торфов сложены галечно-гравийным материалом, содержащим свыше 25% мелкозема, и способны к самозарастанию.
В процессе обогащения песков и при доводке чернового концентрата применение химикатов не предусматривается. Система экспертных оценок данного месторождения имеет следующий вид: t 1 -ч вещественный состав -3; ландшафтные условия -1; инженерно-геологические и гидрогеологические условия - 3. Месторождение россыпного золота Заамар полностью разведано и его запасы по категории В + Сі составляют: пески - 31,6 млн. м3, золото - 20 т. Объемы горных работ и добычи золота на 1996-2010 гг. по прииску Заамар представлены в табл. 6.7. До 2005 г. драга будет отрабатывать запасы Туульского полигона между разведочными линиями 878 и 916, а в дальнейшем - вверх по течению реки Туула по генеральному плану.
Гидрогеологические и горнотехнические условия отработки изучены с достаточной полнотой на стадии детальной разведки. Отработка и добыча золота раздельным способом и драгой ведется в наиболее богатой части россыпи в блоках В-4 и В-5.
Обеспеченность разведанными запасами золотоносных песков при го-довой производительности драги 1,2 млн. м - около 30 лет.
Необходимо отметить, что в последующие годы отработка участков долинной россыпи Туульского полигона раздельным способом выглядит проблематично. Это вызвано невозможностью добиться максимальной полноты отработки недр и погашения запасов в условиях обводненности. Поэтому потребуется повторная отработка участков драгой, что увеличит затраты и повысит себестоимость добычи долота. В связи с этим значительно уменьшаются объемы горных работ, связанные с развитием участка раздельной добычи и, как следствие, высвобождается шагающий экскаватор ЭШ-11/70, что позволяет рационально, наиболее полно и в короткие сроки осваивать террасовые россыпи.
