Содержание к диссертации
Введение
1 Малые месторождения и предприятия горной промышленности Восточной Сибири и Дальнего Востока 9
1.1 Общие сведения 9
1.2 Обзор мелких и средних месторождений Иркутской области и Забайкалья 11
1.3 Общие сведения о малых предприятиях 15
1.4 Особенности горнотехнических условий малых месторождений 20
1.5 Цель и задачи исследования 22
Выводы 25
2 Адаптация методик горно-геометрического анализа к условиям малого месторождения 26
2.1 Горно-геометрический анализ карьерных полей малых месторождений с крутопадающими залежами 26
2.1.1 Общие положения существующей методики 26
2.1.2 Расширение области регулирования параметров рабочей зоны 36
2.1.3 Горно-геометрический анализ для условий малого месторождения 39
2.2 Горно-геометрический анализ карьерных полей для пологих и горизонтальных залежей при транспортной или комбинированной системах разработки 46
2.2.1 Обзор существующих методик проведения горно-геометрического анализа при отработке пологих и горизонтальных залежей 46
2.2.2 Разработка методики проведения ГГА для пологих и горизонтальных месторождений при транспортной или комбинированной системах разработки 51
2.2.3 Проверка предложенного метода горно-геометрического анализа для пологих и горизонтальных месторождений 55
Выводы 63
3 Обоснование объемов горно-капитальных работ 64
3.1 Цель исследования объемов ГКР 64
3.2 Обзор методик обоснования объемов горно-капитальных работ 65
3.2.1 Определение объемов горно-капитальных работ с учетом нормативных документов 65
3.2.2 Анализ расчетных методов определения капитальных затрат 66
3.2.3 Определение объемов горно-капитальных работ по существующей методике 72
3.3 Экономико-математическая модель расчета объемов ГКР 74
3.3.1 Метод расчета объемов ГКР 74
3.3.2 Обоснование объемов горно-капитальных работ при разработке пологого, горизонтального пластового месторождения 78
3.3.3 Обоснование объемов горно-капитальных работ при разработке крутопадающего рудного месторождения 91
Выводы 95
4 Обоснование распределения объемов вскрышных и добычных работ 97
4.1 Анализ существующих методик выбора рационального распределения объемов горных работ 97
4.2 Обоснование критерия выбора оптимального распределения объемов вскрышных пород 102
4.3 Практическое применение предложенной методики обоснования распределения объемов горных работ 105
Выводы 112
Заключение 113
Список использованных источников
- Обзор мелких и средних месторождений Иркутской области и Забайкалья
- Расширение области регулирования параметров рабочей зоны
- Анализ расчетных методов определения капитальных затрат
- Обоснование критерия выбора оптимального распределения объемов вскрышных пород
Обзор мелких и средних месторождений Иркутской области и Забайкалья
Лидирующее место среди малых горнодобывающих предприятий Иркутской области занимают золотодобывающие (в основном это россыпное золото), затем добывающие песчано-гравийную смесь, уголь и прочие. Так, в период с 1998 по 2011 гг. проектно-конструкторским бюро «Горняк», созданным на кафедре открытых горных работ горного факультета Иркутского государственного технического университета, был выполнен 131 проект по разработке мелких и средних месторождений производительностью до 1 000 тыс. т/год. Не все проекты были выполнены для малых предприятий, т.к. некоторые предприятия, входят в число крупнейших горнодобывающих организаций региона, например ООО «Лензолото», и владеют несколькими лицензиями на добычу полезных ископаемых на мелких и средних месторождениях. Из общего числа выполненных проектов 69 месторождений по отработке россыпного золота; 45 проектов по общераспространенным месторождениям и 13 – по разработке угля (Приложение А).
По данным Министерства природных ресурсов [37], в Иркутской области имеется ряд других мелких и средних месторождений, не приведенных в Приложении А:
– уголь: Ербогачен (Умотка), Новочеремховское (Каратаевский карьер), Жеронское (Усть-Илимскуголь), Ишидейское, Анучанское, Голуметское, Кадуй-ское (Иркутскгеология), Тарасовское (Иркутскуголь), Шерагульское (Востсибуг-леразведка) и др.;
– нефтегазовые месторождения: Ярактинское, Марковское, Даниловское, Дулисьминское, Атовское месторождения и др.;
– золото: Догалдынское, Центральное, Юбилейное, Невское, Кавказ, Ерго-жу, Гурбей и около 40 перспективных рудопроявлений: Чертово Корыто, Муко-дек, Уряхское, Светловское, Ходоканское, Копыловское и др.;
– железные руды: Нерюндинского, Капаевского, Краснояровское, Октябрьское месторождения и др. Минерально-сырьевая база Читинской области [70, 35] оценивается запасами не только крупных, но и мелких, средних месторождений. Так развитие сырьевой базы черной металлургии связывают (наряду с богатыми месторождениями) с мелкими рудопроявлениями: Озоранское, Донинское, Калгинское, Почеркувское. Средние и малые полиметаллические месторождения представлены: Благодат-ское, Екатерино-Благодатское, Кадаинское, Савинское № 5, Акатуевское, Ново-шировское, Центральное, Покровское, Алгачинское, Нойон-Талагой и др. Сырьевая база мелких и средних месторождений рудного золота (коренные месторождения) состоит из Савкинского, Быстринско-Ширинского, Лугиинского, Богомо-ловского, Козловского и других месторождений. В угольной промышленности к малым разрезам Читинской области относятся Апсатский, Зашуланский, Урей-ский, Нерчуганский, Буртуйский, Алтанский.
На территории республики Бурятия [59] добывают уголь и находятся в стадии строительства ряд мелких и средних угольных разрезов: Дабан-Горхонский, Окино-Ключевской, Хаара-Хужирский, Орхон-1. Также существуют малые и средние месторождения, которые на данный момент не отрабатываются: Эленгей-ское, Баянгольское, Сангинское, Талинское, Мунханское.
Проанализировав выше сказанное, можно сделать вывод, что Иркутская и Читинская области, республика Бурятия имеют значительную базу мелких и средних месторождений, которые играют важную роль в развитии промышленности, строительства и экономики регионов.
Разработкой малых месторождений занимаются как крупные предприятия, так и «малые». Для крупных горных производств становится нецелесообразной доразработка старых месторождений после достижения определенных технологических и экономических границ, а также освоение малых, незначительных по размерам запасов полезных ископаемых с низкими содержаниями ценного компонента. Рост небольших (малых) горных предприятий занимающихся разработкой малых месторождений позволит повысить объемы добычи и создать конкуренцию в горной отрасли.
Общие сведения о малых предприятиях Анализ современного развития мировой экономики свидетельствует о том, что в мировой практике малые предприятия являются «краеугольным камнем развития» или «локомотивом» всех экономических процессов и основой для устойчивого развития народного хозяйства, социальной, экономической и политической жизни [28]. Именно этот сектор играет доминирующую роль в экономике развитых стран и социально-экономической жизни общества: занятость трудоспособного населения (65 %), производство ВВП ( 50 %), доходах граждан и бюджетах государства, взаимодействии с крупными и средними предприятиями [28].
Малые предприятия являются неотъемлемой частью социально-экономической системы, они обеспечивают:
– во-первых, стабильность рыночных отношений, поскольку значительная часть населения втягивается в эту систему отношений (по мнению зарубежных ученых, стабильность системы обеспечивается при условии, когда 20-30 % граждан страны имеют свое собственное дело) [10];
– во-вторых, необходимую мобильность в условиях рынка, а также глубокую специализацию и разветвленную кооперацию производства, без которых немыслима его высокая эффективность. В конечном итоге, это ведет к динамичности хозяйственного развития и экономическому росту национальной экономики [10].
Расширение области регулирования параметров рабочей зоны
Далее предполагается, что можно будет работать с коэффициентом вскрыши равным среднему. Тогда изменение объемов пород отобразится прямой ОМ. Линия ОМ лежит ниже кривой для mах, а это значит, что вскрышные работы не будут обеспечивать своевременного ухода забоев по мере углубления карьера. Рабочие площадки станут чрезмерно узкими, и угол откоса рабочего борта будет превышать допустимую величину.
Очевидно, что возможные случаи работы с постоянным эксплуатационным коэффициентом вскрыши могут быть выражены прямыми, лежащими в области между кривыми V = f(Р) при max и 0. Количество вариантов ведения горных работ множество. Соответственно можно работать многими ломаными прямыми, лежащими в пределах области между кривыми для 0, и max, и разбивать работу карьера на большее количество этапов. При этом нужно руководствоваться технико-экономическими соображениями. Полученная кривая для max действительна только для одного варианта развития горных работ. Если изменить направление углубления горных работ (способ вскрытия) и направление перемещения фронта, то нужно строить другую кривую. Кривая же для 0 будет одинаковой для всех возможных вариантов развития горных работ, если при этом не изменяются конечные контуры карьера.
Практика проектирования показывает, что из-за разнообразия условий залегания месторождений, способов вскрытия и систем разработки кривые для двух рассмотренных случаев не всегда дают возможность точно установить возможную область регулирования параметров рабочей зоны. Особенно это относится к случаям, когда эти две кривые пересекаются или же располагаются очень близко друг к другу [3, 5].
При формировании рациональных параметров рабочего пространства на малых месторождениях чаще всего зона регулирования имеет ограниченную область.
Это также подтверждается на примере проведения горно-геометрического анализа (ГГА) по методике А.И.Арсентьева для золоторудного месторождения «Бол. Чанчик».
Горно-геометрический анализ был выполнен для рудного тела №2. Рудное тело №2 приурочено к северной зоне Центрального участка месторождения.
Кварцево-рудная зона, в которой локализуется рудное тело №2, приурочена к верхней пачке среднедогалдынской свиты (R3dg22). Золотое оруденение в пределах этой зоны, также как и в южной зоне, носит штокверковый рассеянный облик. Ширина этого штокверкого образования колеблется от 200 м в восточной части зоны до 50 м - в западной.
Элементы залегания рудного тела: азимут простирания 95, азимут падения 185, угол падения 65. По падению рудное тело №2 прослежено до глубины 90-200 м, с резким выклиниванием на глубоких горизонтах. Прослеженная протяженность рудного тела по простиранию около 750 м. Мощность рудного тела №2 меняется от 7 до 14 м. По результатам проведенного технико-экономического анализа было установлено, что отрабатывать месторождение экономически выгодно при бортовом содержании 0,8 г/т и минимальной мощности залежи 3,0 м.
Для данных кондиций на разрезах были очерчены контуры карьера и произведен ГГА (рис.2.4) с учетом элементов системы разработки, а именно: Угол откоса уступа 70. Угол откоса погашения 50. Ширина рабочих площадок уступа при ведении взрывных работ принята в соответствии с параметрами буровзрывных работ (БВР), расстановкой горнотранспортного оборудования и тупиковой схемой подъезда автосамосвалов под погрузку. Ш = В +C + T + n + S + Z = 26 + 3 + 6 + 6 + 2 + 3 = 46 м, где Вр - ширина развала, м; С - расстояние от нижней бровки уступа до транспортной полосы, м; Т - транспортная полоса, м; П - полоса для размещения вспомогательного оборудования, м; S - безопасное расстояние до призмы возможного обрушения, м; Z - призма возможного обрушения, м. Z = H(ctga - ctga)= 8(ctg55 - ctg70)= 3, где Н - высота уступа, м; (ху, a - углы устойчивого и рабочего откоса уступа.
Ширина разрезной траншеи определена из условия проходки ее экскаватором, а также кольцевой схемы подачи автосамосвала под погрузку и составляет: Шр.т = 2Ra + 0,5ba + 1а + 2тб = 2 8,7 + 0,5 3,48 + 7,133 + 2 3 = 32 м, где Ra - радиус разворота автосамосвала, м; Ьа - ширина автосамосвала, м; 1а - длина автосамосвала, м; тб - безопасное расстояние, м.
Анализ расчетных методов определения капитальных затрат
Горно-подготовительные работы, согласно Инструкции по планированию, учету и калькулированию себестоимости добычи и обогащения угля (сланца), утвержденной Минтопэнерго России от 25 декабря 1996 г., делятся на:
– капитальные – работы по вскрытию рабочих горизонтов или их части и устройство горнотехнических сооружений, обеспечивающих ввод в эксплуатацию первого пускового комплекса, а также проходка траншей, капитальных съездов, устройство транспортных путей, тоннелей, подъемных сооружений, дренажных выработок, первичные объемы вскрышных работ по подготовке запасов (горнокапитальная вскрыша);
– эксплуатационные – выработки, имеющие целью подготовить к очистной выемке отдельные блоки горизонта (подэтажные штреки, орты, гезенки, восстающие и т.п.), а также вскрышные работы по разноске и погашению бортов карьера, проходка разрезных траншей, съездов временного характера, водоотливных канав и другие работы по выполнению текущей вскрыши и подготовке к добычным работам.
В данной диссертационной работе рассмотрена только часть горноподготовительных работ, а именно горно-капитальные. Как известно, к горнокапитальным работам относятся горные работы, выполнение которых осуществляется в период строительства карьера (от начала строительства до момента сдачи карьера в эксплуатацию), работы по проведению капитальных и разрезных траншей, а также работы по разносу уступов до границ, определяемых контуром карьера на момент сдачи его в эксплуатацию.
За счет капитальных вложений должны проводиться все горные работы до момента ввода карьера в эксплуатацию с учетом создания резерва готовых к выемке запасов, а также часть объемов горно-подготовительных работ и работ по вскрытию, т.е. затраты которые не могут быть отнесены непосредственно на себестоимость полезного ископаемого. Ранее финансирование горно-капитальных работ проводилось за счет государственных средств, и расходы гасились за счет себестоимости добытого полезного ископаемого. В настоящее время освоение новых месторождений происходит за счет инвестиционных вложений. Сроки и суммы возврата средств оговариваются непосредственно с инвестором и чаще всего составляют какой-либо процент от прибыли. При расчете прибыли одной составляющей – себестоимости – не достаточно, немаловажными факторами являются спрос продукции, ее качество, объем добываемой горной массы. В этом случае предприятие сталкивается с проблемой: как обеспечить режим горных работ, позволяющий постоянно иметь прибыль.
Одним из факторов получения стабильной эксплуатации месторождения является объем горно-капитальных работ.
Обзор методик обоснования объемов горно-капитальных работ 3.2.1 Определение объемов горно-капитальных работ с учетом нормативных документов
В настоящее время основным методом определения объемов горно-капитальных работ является обеспечение нормативных объемов подготовленных запасов.
Положение горных работ на момент сдачи карьера в эксплуатацию должно обеспечить дальнейшую устойчивую работу карьера и необходимые резервы запасов полезного ископаемого, готовых к выемке.
Расчет объемов готовых к выемке запасов производится по нормам технологического проектирования.
Так для угольных и сланцевых разрезов [32] запасы, готовые к выемке, составляют: – при круглогодовом режиме работы на вскрыше при транспортной системе разработке – двухмесячной производительности разреза в год эксплуатации; – при круглогодовом режиме работы на вскрыше при бестранспортной и транспортно-отвальной системах разработки – 15-суточной производительности разреза в первый год эксплуатации; - при сезонном режиме работы на вскрыше готовые к выемке запасы долж ны обеспечивать работу разреза в период остановки вскрышных работ.
Для горнорудных предприятий цветной металлургии, разрабатывающих месторождения открытым способом [30] - 1,5-0,5 мес.
Обоснование критерия выбора оптимального распределения объемов вскрышных пород
В процессе эксплуатации часто происходит изменение или уточнение исходных данных, что влечет за собой необходимость пересмотра проектных решений. Одной из главных задач проектирования и последующей эксплуатации месторождения является выбор оптимального распределения объемов вскрышных и добычных работ по годам отработки. Ведь, как известно, экономическая оценка графиков распределения объемов горных работ позволяет выбрать оптимальный вариант глубины и контуров карьера, производительности и срока службы, способа вскрытия и вида транспорта, системы разработки и способа механизации технологических процессов.
Неравномерное распределение объемов горных работ карьера ухудшает экономические показатели разработки. В период пиковых значений объемов вскрышных работ создается необходимость привлечения большого количества горного и транспортного оборудования на короткий период времени, а также увеличения штата рабочих и служащих [44].
Равномерное распределение объемов работы способствует устойчивой экономической деятельности предприятий. Выбор рационального распределения вскрышных и добычных объемов по годам отработки имеет большое значение для получения стабильного дохода предприятия, уменьшает преждевременные и малоэффективные затраты в те периоды работы карьера, когда коэффициент вскрыши и себестоимость добытого полезного ископаемого изменяются из-за природных условий [44].
Изучением проблемы выбора рационального режима горных работ занимались многие ученые и специалисты.
К настоящему времени сформировались различные подходы установления рационального режима горных работ. Практически все предлагаемые методы обосновывают варианты распределения объемов горных работ по технологическим показателям, стабилизируя экономические показатели.
Так, например, стабилизировать объемы вскрышных работ в течение всего срока эксплуатации месторождения (равномерное распределение объемов горных работ) предлагают В.В. Ржевский [43-45], М.Г. Новожилов [27], К.Н. Трубецкой [57] и др.
В.В. Ржевский, К.Н. Трубецкой предлагают обеспечить постоянный объем вскрышных работ за счет снижения добычных работ в период резкого возрастания вскрышных работ и стабилизации проектной производительности в последующие годы.
М.Г. Новожиловым предложено достигать равномерного распределения объемов горных работ за счет разделения карьерного поля по глубине на зоны и отрабатывать их с различными углами рабочих бортов и высотами уступов соответственно.
В работах А.И. Арсентьева [4] и В.С. Хохрякова [67-69] прослеживаются экономические критерии выбора рационального распределения объемов вскрышных и добычных работ по годам отработки.
По словам профессора А.И. Арсентьева, основным критерием эффективности должна выступать приведенная во времени прибыль от разработки месторождения, а именно минимизация затрат на отработку месторождения.
Исследования В.С. Хохрякова позволили ему сделать вывод, что признаком рационального режима горных работ является последовательное возрастание минимальных для каждого периода текущих коэффициентов вскрыши. Производительность карьера должна быть постоянно увеличивающейся или стабильной на протяжении всей эксплуатации месторождения. Автором сделаны выводы, что метод определения оптимального варианта по прибыли объективно учитывает суммарные приведенные капитальные и эксплуатационные затраты и доходы в динамике развивающегося производства.
Б.И. Юматов и Ж.Б. Бунин [71, 73] предложили метод, основанный на разделении карьерного поля на этапы с целью обеспечения минимальных затрат. Это достигается за счет отработки месторождения на первом этапе с меньшими объе 99
мами вскрышных работ, вследствие чего на втором этапе незначительно повышаются расходы, тем самым создается ступенчато-возрастающий график режима горных работ. В.Г. Близнюков[7], А.К. Полищук [39] и др. уделили большое внимание изучению влияния качества рудного материала при выборе рационального режима горных работ.
При разработке комплексных месторождений Г.А. Холодняков [64, 65] рекомендует вместе с обеспечением равномерного режима на протяжении определенных этапов по вскрышным породам иметь и равномерный режим добычных работ по всем видам полезного ископаемого. Он предлагает достичь это путем регулирования направления и порядка развития горных работ или же уменьшения производительности по полезному ископаемому. Постоянное значение объемов добычных работ обеспечивается за счет переменных значений углов откосов рабочего борта в различные периоды работы карьера.
В современных рыночных условиях основным нормативным документом оценки инвестиционных проектов являются «Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов: (Вторая редакция)», 2000 г., в которой в качестве критерия экономической оценки предлагается использовать сумму дисконтированной прибыли.
