Содержание к диссертации
Введение
1. Горно-геологические особенности залегания жильных месторождений 12
1.1. Общая характеристика жильных месторождений 12
1.2 Горно-геологические особенности жильных месторождений, влияющих на выбор технологических параметров 14
1.2.1. Присутствие глинистых минералов
1.2.2. Изменчивость мощности и угла падения жил 14
1.2.3. Неравномерность оруденения 18
1.2.4. Естественные полости 21
1.2.5. Зоны окисления сульфидных руд 22
1.3. Организационно-технологические факторы 22
1.3.1. Территориальная удаленность от промышленных объектов... 26
1.3.2. Пространственная рассредоточенность жил по площади рудного поля 26
1.3.3. Достоверность информации о подсчитанных запасах и среднем содержании полезного компонента в жилах 29
1.3.4. Группировка жильных месторождений 31
1.4. Цель и задачи исследований 32
2. Перспективы освоения жильных месторождений восточного забайкалья 35
2.1. Жильные месторождения рудного золота 35
2.2. Жильные месторождения вольфрама 51
2.3. Жильные месторождения олова 56
2.4. Жильные месторождения молибдена 61
2.5. Жильные месторождения флюорита 64
Выводы 76
Обоснование основных горнотехнологических параметров освоения жильных месторождений 77
Организационно-технологические схемы освоения жильных месторождений 77
Определения рациональных размеров шахтных полей 87
Определение оптимальных объемов добычи руды из отдельных рудных тел 95
Определение границы перехода с открытых горных работ на подземные 101
Выводы 109
Методические положения выбора способа вскрытия жильных месторождений 111
Особенности вскрытия жильных месторождений 111
Типовые схемы вскрытия месторождений 113
Выбор шага вскрытия, нормативы вскрытых запасов 122
Методические принципы вскрытия жильных месторождений... 130
Критерий экономической оценки вариантов вскрытия 132
Выводы 134
Обоснование параметров системы разработки глинистых жильных месторождений 135
Современное состояние технологии разработки месторождений глинистых руд 135
Моделирование процесса выпуска руды из магазина 143
Проведение лабораторных исследований 145
Аналитические обоснования параметров технологии разработки глинистых руд 161
1. Исследования физических характеристик глины 161
2. Определение потребного количества воды для перевода глины в состояние текучести 174
3. Исследование фильтрации воды через замагазинированную руду 179
4. Обоснование параметров оросительной системы 195
Опытно-промышленные испытания технологии разработки глинистых жил 217
Выводы 227
Обоснование параметров систем разработки жил в сложных горногеологических условиях 229
Обоснование параметров системы разработки тонких крутопадающих жил с изменчивой мощностью 229
Обоснование параметров технологии разработки жил с естественными полостями 240
Обоснование параметров разработки жил окисленных руд... 246
Выводы 253
Обоснование оптимального числа стадий пеработкити руды на поу и выбор рационального места расположения ЦОФ 255
Основные признаки, характеризующие передвижные обогатительные установки 255
Классификация ПОУ 257
Методика определения оптимального числа стадий переработки руды на ПОУ 263
Экономико-математическая модель выбора рационального места расположения ЦОФ при групповой схеме разработки жильных месторождений 275
7.5. Выводы 286
Заключение 289
Список литературы 290
Приложение 1 306
- Достоверность информации о подсчитанных запасах и среднем содержании полезного компонента в жилах
- Определение оптимальных объемов добычи руды из отдельных рудных тел
- Определение потребного количества воды для перевода глины в состояние текучести
- Обоснование параметров технологии разработки жил с естественными полостями
Введение к работе
Актуальность работы. Минерально-сырьевые ресурсы, представленные пространственно рассредоточенными жилами самых различных видов полезных ископаемых, весьма значительны. На периферии крупных жильных месторождений, по разным оценкам, находится большое количество обособленных или сосредоточенных в группах с небольшими запасами, но богатыми по содержанию полезного компонента жил.
Жильные месторождения обычно удалены на значительное расстояние от перерабатывающих промышленных объектов, рассредоточены по площади рудного узла, слабо разведаны и поэтому имеют низкую достоверность результатов подсчета запасов руды и содержания полезных компонентов. Они отличаются высокой изменчивостью мощности и угла падения жил, присутствием в коре выветривания вторичной (окисленной) сульфидной руды, глинистых материалов, естественных пустот. Технология разработки этих месторождений обусловлена более жесткими требованиями к повышению полноты извлечения и качеству добываемой руды.
Главными сдерживающими факторами интенсивного освоения пространственно рассредоточенных жил является отсутствие современной, адаптированной к условиям рыночной экономики научно методической базы расчетов, критериев принятия решений как на предпроектной стадии, так и при выборе оптимальных технологических параметров, учитывающих горно-геологические особенности этих месторождений. Не разработаны организационно-технологические схемы освоения пространственно рассредоточенных жил, не определены области применения модульных обогатительных установок.
Поэтому исследования, направленные на научно-методическое обоснование совокупности проектных и технологических решений, позволяющих с высокой эффективностью осваивать жильные месторождения полезных ископаемых подземным способом, позиционируются как весьма актуальные. Практическое разрешение диктуется реальными потребностями проектных работ и необходимостью принятия рациональных технологических решений на действующих горных предприятиях с подземной добычей руды.
Цель работы - обоснование параметров горнотехнических систем, при комплексном освоении территориально рассредоточенных жильных месторождений подземным способом.
Основная идея диссертации – повышение эффективности подземной разработки жильных месторождений достигается при вовлечении их в эксплуатацию посредством интеграции в территориальные группы.
Методы исследований. Для решения поставленных задач использован комплекс методов исследований, включающий анализ научного уровня обоснований технологических решений и практического опыта, системный технико-экономический анализ, аналитические исследования, методы исследования операций, математической статистики и теории вероятностей, экономико-математическое моделирование, физическое моделирование и опытно-промышленные эксперименты.
Основные научные положения, представляемые к защите:
1. Интеграция жильных месторождений в территориальные группы должна проводиться на основе дифференцированного анализа каждого из рассматриваемых жильных месторождений с выявлением специфических особенностей и факторов, которые при совокупной оценке обеспечивают эффективность их вовлечения в эксплуатацию.
2. Территориальные группы формируются независимо от доминирующего вида полезного ископаемого, по обособленному месторождению индивидуальная рентабельность может быть отрицательной, но не ниже 10…15 %, а радиус удаления от базового центра перерабатывающих производств составлять не более 4550 км.
3. Параметры горнотехнических систем при освоении интегрированных групп жильных месторождений следует устанавливать на основе аналитических расчетов, учитывающих вероятностные характеристики запасов руды и содержание полезного компонента, местоположение объектов относительно перерабатывающих производств и связывающих их транспортных схем.
4. В случае комплексного освоения, при комбинированной разработке одной или нескольких жил, входящих в интегрированную для освоения территориальную группу, установление рациональной глубины перехода от открытого к подземному способу добычи, на каждой из них, следует определять по критерию максимизации совокупного чистого дисконтированного дохода от разработки всех жил, при этом его величина должна иметь положительное значение.
5. Оперативное управление, выбор системы разработки и обоснование её рациональных параметров, обеспечивающих полноту извлечения и качество добываемой руды, должны проводиться с учетом моделирования производственных процессов очистной выемки, отражающих изменение мощности жил от 0,03 до 2,0 м, наличие естественных подземных полостей с параметрами до 100 м по простиранию, 50 м по падению и 2 м по ширине, а также факторов, влияющих на выпуск рудной массы из блока.
6. При проектировании геотехнологических систем, повышение эффективности эксплуатации жильных месторождений на 20…25 % достигается путем оптимизации числа стадий переработки руды на передвижных обогатительных установках (ПОУ) с учетом выбора места расположения центральной обогатительной фабрики (ЦОФ) за счет минимизации затрат на 17…20 % по транспорту руды до ЦОФ и концентрата до железнодорожной станции.
Обоснованность и достоверность научных положений выводов и рекомендаций подтверждаются корректным использованием современных методов исследований, представительным объёмом статистического материала, логической непротиворечивостью и сходимостью результатов теоретических исследований и проектных разработок с фактическими данными, коэффициентом корреляции R=0,6…0,9, положительными результатами апробации и внедрения рекомендаций в проектах при разработки жильных месторождений с высоким экономическим эффектом.
Научная новизна работы:
- обоснованы организационно-технологические схемы освоения пространственно рассредоточенных групп жильных месторождений –обособленная, групповая, централизованная и комбинированная, отражающие их расположение и присутствие на ограниченной территории горнодобывающего предприятия;
- установлены критерии и разработана методика определения границы перехода с открытого способа на подземный, при комбинированной разработке групп пространственно рассредоточенных жильных месторождений;
- разработана экономико-математическая модель, определяющая взаимосвязь между параметрами шага вскрытия жил и нормативом вскрытых запасов;
- обоснована методика определения рациональных размеров шахтных полей с учетом вероятностных характеристик исходных данных о запасах руды в жилах и среднем содержании полезного компонента в руде;
- обоснована методика определения рациональной последовательности разработки жил в пределах обособленной группы, позволяющая повысить эффективность их освоения;
- установлены закономерности изменения прибыли на 1 т балансовых запасов от изменчивости мощности жилы при различных содержаниях полезного компонента в руде и вмещающих породах, количества пережимов и относительной высоты одного пережима, вероятной цены за 1 г золота или 1 т концентрата;
- создана экономико-математическая модель выбора места расположения центральной обогатительной фабрики и методика определения оптимального числа стадий переработки руды на передвижных обогатительных установках.
Научное значение диссертации заключается в создании методологии проектирования эксплуатации жильных месторождений, обосновании рациональных горно-технологических параметров, прогрессивной технологии разработки жил содержащих глину, жил с изменчивой мощностью, приконтурных запасов естественных полостей.
Практическое значение результатов исследований:
- разработаны рекомендации по выбору рациональных способов вскрытия групп жильных месторождений;
- разработана методика выбора рационального шага вскрытия крутопадающих жил расположенных в равнинной местности;
- предложена методика расчета параметров системы орошения отбитого глинистого рудного массива при выпуске руды из узких магазинов;
- предложена методика выбора рациональных параметров системы разработки жил с невыдержанной мощностью, позволяющая избирательно разрабатывать жилу с гибким переходом от системы с магазинированием к системе с раздельной выемкой, повышающая полноту и качество извлечения руды из недр.
Реализация работы. Предлагаемые методики и технологии освоения жильных месторождений Восточного Забайкалья использованы при составлении технических проектов и технико-экономических обоснований на эксплуатацию более 20 жильных месторождений. Суммарный годовой экономический эффект составил 51831 тыс. руб. Результаты исследований использованы при разработке программы развития и использования минерально-сырьевых ресурсов Забайкальского края до 2010 г и на перспективу (Государственный регистрационный № 43-02-11/1) под руководством и при непосредственном участии автора.
Апробация работы. Результаты исследований обсуждались и получили одобрение на научно-технических советах ЗабайкалцветметНИИпроект, ЗабНИИ, ЗабНТгео, Забайкалзолотопроект, Промышленной компании «Кварц», ЗАО «Восток», ООО «Светоч», на научных конференциях в институтах УРАН ИПКОН, МГГУ, РУДН (г. Москва), Санкт-Петербургском ГУ, ИГД ДВО РАН (г. Хабаровск), ГУЦМиЗ (г. Красноярск), ЧитГУ (г. Чита), научных симпозиумах в рамках «Недели горняка» (г. Москва, МГГУ 2003-2009 гг.).
Публикации. По результатам научных исследований опубликовано 22 научных работы, получены 2 патента на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация содержит 108 рисунков, 45 таблиц и состоит из введения, семи глав, библиографического списка из 162 наименований.
Автор выражает глубокую благодарность докт. техн. наук, проф. А.В. Рашкину за научные консультации и замечания по работе, а также сотрудникам кафедры ТПР МГГУ, ЭГПиГр ЧитГУ, специалистам Промышленной компании «Кварц», за большую помощь при организации и проведении натурных и теоретических исследований.
Достоверность информации о подсчитанных запасах и среднем содержании полезного компонента в жилах
Россия занимает одно из лидирующих положений среди огромного количества стран, добывающих золото. Стабильный рост цен на валютный металл подстегнул интерес к месторождениям собственно золотоносным, а также к месторождениям комплексных руд. Не в меньшей степени тому способствовало внедрение технологии кучного выщелачивания, что позволяет вводить в эксплуатацию руды с низким содержанием золота (до 2г/т), а в некоторых случаях руды, ранее считавшиеся забалансовыми.
В балансовых запасах и объемах добычи золота в России высокую долю занимают жильные месторождения, из 142 разведанных коренных месторождений золота- 109 относится к мелким, а из 55 эксплуатируемых 38 относится к жильным(69%), на них приходится 69,4% добываемой руды и 61% золота (табл. 2.2).
На территории Восточного Забайкалья золото - самый распространенный металл рудных поясов. Всего насчитывается более 1000, преимущественно мелких по масштабам золоторудных объектов [141].
Большинство сосредоточено в пределах собственно золото-молибденового пояса, который широкой полосой пересекает территорию от бассейна р. Чикой до низовий р. Шилки. В других районах, включая крайний север, золото является одним из ведущих полезных ископаемых комплексных рудных узлов.
Преобладающая часть жильных золоторудных месторождений и проявлений относится к кварцево-жильному типу (простые жилы и жильные зоны) реже встречаются штокверки, скарноворудные залежи, зоны прожилко-во-вкрапленной минерализации. Мощность жил не превышает 0,5-1 м, длина по простиранию до сотни метров, по падению 300-400м минеральный состав рудных тел весьма разнообразен. Различаются присутствием в рудах сульфидов и сульфосолей железа, свинца, цинка, меди, мышьяка, сурьмы, висмута, варьирующей ролью других компонентов. На основании этих признаков выделяются следующие рудные формации и минеральные типы месторождений. Золото-кварцевая (моносульфидная) формация. К ней относится большинство рудных объектов: Любавинское, Хавергинское, Воскресенское, Фа-тимовское, Шундуинское и др. Для них характерным является неравномерное распределение золота в жилах от нескольких до десятков грамм на тонну. Золото связано как с кварцем, так и с небольшим количеством сульфатов. Золото-сульфидно-кварцевая формация важнейшая по ее промышленному значению. Наиболее типичные золотоносные ассоциации: золото-медь-теллур-висмутовая, золото-полиметаллическая и золото-мышьяковая. Золото-сульфидная формация является переходной к собственно полиметаллическим (свинцово-цинковым) месторождениям, поскольку сульфидные минералы достигают 50-30% и более от всей рудной массы. Золото-силикатная формация включает месторождения и проявления, связанные с разнообразными по форме и размерам телами существенно маг-нетитовых и бороносных скарнов - контактово-метасамотических залежей, гнезд и линз, приуроченных к карбонатам или силикатно-карбонатным породам (месторождение Железный Кряж). Среди золото - сульфидных формаций большое промышленное значение имеют жильные месторождения зоны окисления богатых сульфидных руд. Из всего огромного количества жильных месторождений Восточного Забайкалья первоочередного внимания заслуживают объекты, наиболее привлекательные для инвесторов. Балейский рудный район — один их крупнейших в России на площади 7800км2, насчитывает свыше 250 золоторудных объектов, в том числе 10 месторождений, значительное количество рудопроявлений, которые группируются в рудных узлах Балейском, Казаковском, Мунгинском и Апрелков-ско-Пешковском. Два уникальных в своем роде Балейское и Тасеевское месторождения ранее разрабатывались, детально разведывались Галготайское, Сосновское, Ключевское, на остальных проводились поисково-разведочные работы или они законсервированы. Геологическая характеристика жильных месторождений Балейского рудного поля приведены в табл.2.3. Балейский рудный узел включает Средне-Галготайское, Сосновское, Майское, Косачихинское месторождения и Шарыпихинское рудопроявление, расположен в центральной части золотоносного района и охватывает площадь Балейского грабена и его южных окрестностей. Казаковский рудный узел объединяет собственно Казаковско-Ключевское месторождение и ряд мелких проявлений золота кварц-сульфидного типа, приуроченных к субширотной полосе протяженностью 12 км, сложенной нижнепротерозойскими метаморфическими породами. Рудный узел расположен в Северо-Востчонйо части рудного района в 40км от г. Балея, на месторождении развиты два морфологических типа рудных тел -жильный и штокверковый. Следует отметить, что в пределах описываемого рудного узла известны жилы кварц-сульфидного состава на руд проявлениях, Магонихе - 2 жилы, Заморихе - 2 жилы. Вышково- 2 жилы и другие. Мощность жил от 0,9 до 2,0м (средняя 1,0м), содержание золота изменяется от 5 до 13г/т. (среднее Юг/т).
Мунгинский рудный узел расположен в центральной части района в зоне сочленения Ундинской депрессии и Петровского поднятия. В пределах рассматриваемого узла известны следующие месторождения и перспективные рудо проявления: Рябоконь, Мунгинское, Кольчихинское, Ново-Мунгинское, Глазкино, Верхне-Алеинское.
В целом по рассматриваемым рудным узлам можно выделить два типа руд: золото-кварцевые 68% и золото-сульфидно-кварцевые - 32%. В золото-кварцевых рудах содержится сульфидов 1-2%, в золото-сульфидно-кварцевых 20-30% и более. Зоны окисления сульфидных руд подвержены значительному разрушению.
Определение оптимальных объемов добычи руды из отдельных рудных тел
Первое российское олово было добыто на Ононе (Восточное Забайкалье) на Первоначальном месторождении, которое с перерывами отрабатывалось с 1811 по 1855 гг [155]. Развитие оловодобывающей промышленности произошло в результате открытия в 1927г крупнейшего, по тому времени, в Советском Союзе Хапчерангинского оловорудного месторождения. Введенный в действие Хапчерангинский оловокомбинат в 1934г. практически был единственным поставщиком олова в СССР, и накануне Великой Отечественной войны комбинат занимал первое место в стране по добыче олова. В 1930г было открыто крупное по тому времени Шерловогорское месторождение олова. Только в 1962г введена в эксплуатацию первая очередь обогатительной фабрики и карьера. Несмотря на значительные запасы руды и благоприятную инфраструктуру, деятельность комбината была сопряжена со значительными техническими и технологическими трудностями, связанными с упорным характером руд и низким извлечением полезных компонентов в концентрат.
С исчерпанием рудной базы в 1962 г закрылся Хапчерангинский комбинат, год от года становилось нерентабельным производство концентратов на Шерловогорском комбинате и в 1994 г работы были прекращены. В настоящее время добыча олова на территории Восточного Забайкалья не ведется. Вместе с тем выявлены 372 объекта, среди которых 28 маломасштабных месторождений, 165 рудопроявлений и 179 точек минерализации. Возрождение оловодобывающей отрасли возможно на базе перспективной группы этих месторождений.
Месторождение Баджираевское находится в 6,5 км от устья р. Чикой и в 320 км от ст. Хилок. С 1940 по 1948 гг разрабатывалось старателями, было добыто 45 т олова. В настоящее время законсервировано.
Месторождение представлено серией сближенных параллельных кас-ситерит-полевошпат-кварцевых жил. Известно более 20 жил протяженностью до 100 м. Мощность жил от 0,05 до 0,55 м, угол падения 35-60. По данным буровых работ наиболее интересными и выдержанными по мощности и элементам залегания являются жилы 2а, 6, 13 и 30. Балансовые запасы руды 20 тыс. т и 70 т олова.
Месторождение Букукунское находится в Кыринском районе. В период разведочно-эксплуатационных работ (1958-66 гг и 1971г) попутно было добыто около 97 т металла. Месторождение представлено весьма сложными по морфологии линзообразными рудными телами несущими неравномерно оловянную минерализацию. Минералогический состав руд простой. Главным рудным минералом является касситерит. Запасы по категориям B+Cj составляют: руда 14 тыс. т, олова - 124,6 т, при среднем содержании 1,04 %, по категории С2 руды 2396 т, олова 80,07 т при среднем содержании 3,34 %.
Месторождение Кушеигинское находится в 75км от п. Бальджикан. В центральной части зона тектонических брекчий интенсивно грейзенизирова-на и минерализована в виде полосы 70-100 м, протягивающейся почти в што-кверковом направлении на 900 м, на глубине 70-85км они выклиниваются. Мощность жил не выдержанная. Интерес представляет жила № 1 протяженностью 500м, глубиной по падению до 400 м, углом падения 25-50, содержание вольфрамита от 0,03 до 11,98 % (среднее 1,329 %), средняя мощность жилы 0,38 м. Месторождение Алетуйское находится в 45 км от с.Букукун и 400 км от ст. Дарасун, занимает площадь около 3,0 км . Интерес представляет три жилы.
Жила № 10 имеет длину по простиранию 300 м, мощностью от 0,2 до 2,0 м (средняя 0,55 м), угол падения 38-42. Жила № 12 отстает от жилы № 10 на расстоянии 7 м, мощность от 0,4-0,8 м, угол падения 40-45. Жила № 13 протяженность около 200 м, угол падения 30-45, мощность от 0,3 до 0,8. Среднее содержание олова 0,3%. Запасы по категории Q: руды 14 тыс.т, олова 42 т. Имеют место аллювиальные отложения.
Месторождение Зун-Ундурское расположено в 12 км от р. Онон и в 130 км от ст. Могойтуй. Открыто в 1933 году. Рудные тела представлены высокотемпературными оловянно-вольфрамовыми кварцевыми жилами. Обнаружено около 32 кварцевых жил. Ранее разрабатывалось старателями. Интерес представляют жила № 4 и ее апофиза, а также жила №15. Протяженность жил до 600 м, мощность от сантиметров до 2 м. По простиранию жилы имеют частые пережимы и раздувы. Содержание олова от 0,23 до 0,37%, WO3 от 0,09 до 0,21%. Запасы олова составляют по категориям B+Ci 26,3 тыс.т руды, 86,2 т олова, категории Сг 9 тыс.т руды, 20,2 т олова. Запасы вольфрамита по категориям B+Ci - 45,7 т, по категории С2 - 8,8 т. Месторождение Костречихинское находится в 40 км от с. Красный Чикой. Открыто в 1935 году. Представлено серией кварцево-полевошпатовых жил с углом падения 65-75, мощностью до 0,2 м, протяженностью 25-30 м.
Вскрыто 6 параллельных жил. Наиболее изучена жила № 4, протяженностью 600 м, на глубину 35 м по ней пройдена штольня. Содержание олова по жиле № 4 от 0,11 до 0,88% (среднее 0,25%). Запасы по категории В - руды 1,344 тыс.т, олова - 4,38 т, категории С] - 4,9 тыс.т руды, 15,7 т олова и Сг -14,5 тыс.т руды и 39,1 т олова. Требуется дальнейшее изучение месторождения. Месторождение Мысковское находится на левом склоне долины р. Мензы. Представлено серией параллельных пегматитовых жил с углом падения 50-60. Вскрыто 6 жил мощностью от 0,1 до 2,4 м. Содержание олова от 0,187 до 0,362 % (среднее 0,21%). Запасы по категории Сі - 13,837 тыс. т руды; 29,89 т олова, по категории С2 - 15777 тыс. т руды и 33,78 т олова.
Месторождение Нижне-Еловское расположено в 40 км от с. Красный Чикой и 236 км от ст. Петровский Завод. Эксплуатировалось с 1937 по 1947 г. Добыто 80 т сорокапроцентного оловянного концентрата. Месторождение представлено серией пегматитовых жил, залегающих в кварцево-биотитовых сланцах и секущих их под острым углом. Известно более 10 жил на площади 2,5-3,0 км", протяженностью от 250 до 910 м, мощностью от 0,2 до 1,2 м, углом падения 58-70, содержания олова от 0,131 до 0,595 %. Запасы по категории С2 — 0,39 тыс. т руды, 10,92 т олова.
Месторождение Верхне-Еловское расположено в 50км от с. Красный Чикой. Месторождение представлено системой пологопадающих пегматитовых жил, залегающих в гранитах и диоритах. На расстоянии 100м вскрыто 11 жил мощностью от 0,3 до 2,0 м с углом падения 14-32. Характерным является наличие большого количества маломощных (5-7см) самостоятельных прожилков. Среднее содержание олова 0,2%. Запасы по категории Сі составляют 1,162 тыс. т руды и 2,33 т олова.
Месторождение Тарбалъджейское находится в 15 км от с. Мангут. Наибольший интерес представляет штокверковое оруденение размерами 380-400 800-900м. Основное оруденение штокверковой зоны представлено многочисленными параллельно идущими прожилками мощностью до 1,5-К2 см. ЗабНИИ была проведена работа по изучению распространения редких и других ценных рассеянных элементов в рудах Тарбальджейского месторождения (табл. 2.10).
Определение потребного количества воды для перевода глины в состояние текучести
Большинство жильных месторождений расположены вдали от промышленных объектов их пространственное расположение, отражается на затратах связанных с перевозкой руды и концентрата; строительством новых промышленных объектов или использование возможностей промышленных площадок действующих горнодобывающих предприятий, находящихся в удалении от месторождений. Созданием собственной инфраструктуры или применение вахтового метода организации труда с привлечение трудовых ресурсов из близко расположенных регионов. Эти факторы являются наиболее важными в определении инвестиционной привлекательности месторождений. Задача определения эффективности разработки жильных месторождений сводится к выбору рациональной организационно-технологические схемы по критерию максимизации чистого дисконтированного дохода (ЧДД).
Под организационно-технологической схемой освоения жильного месторождения следует понимать пространственное расположение основных и вспомогательных производственных объектов, объектов жилищно-бытового назначения, их взаимосвязь и параметры, а также влияние, расположенных на незначительном удалении, действующих горнодобывающих предприятий.
Для отработки обособленных месторождений удаленных на большие расстояния от крупных горнодобывающих предприятий потребуется строительство самостоятельного горно-обогатительного комплекса с вахтовым поселком и минимум бытовых услуг (рис. 3.1.а). Разработка обособленных месторождений сопряжена с высокими удельными капитальными затратами на единицу производственной мощности, за счет сооружения цехов основного и вспомогательного производства, транспортных коммуникаций, вахтового поселка и т.д. При разработке групповых месторождений большая часть выше названных затрат разделяется по объектам. Сущность схемы заключается в создании горно-обогатительного комплекса - базового центра, предназначенного для эксплуатации группы месторождений с единой технологической схемой. На базовом центре предприятия размещаются центральная обогатительная фабрика (ЦОФ), объекты вспомогательного назначения - ремонтно-механические мастерские, тепло-энергетическое хозяйство, склады и пр. Участки горных работ представляют шахты и карьеры на отдельных жильных месторождениях, с которых руда транспортируется на ЦОФ (рис.3.1.6). Групповая организационно-технологическая схема в сравнении с обособленной позволяет увеличивать объем добычи руды, повысить фондоотдачу основных производственных фондов, снизить себестоимость продукции. Централизованная организационно-технологическая схема может быть использована при разработке периферийных жильных месторождений действующими горнопромышленными комплексами, которые за счет этих месторождении могут существенно увеличить собственную минерально сырьевую базу. В этом случае предполагается использовать рудоперерабатывающий комплекс и вспомогательные службы действующих горно-обогатительных комбинатов, разрабатывающих крупные месторождения в качестве основного объекта (рис. 3.1.в). Комбинированная организационно-технологическая схема (рис. 3.1.г) приемлема, как для разработки периферийных, так и обособленных жильных месторождений. При этой схеме в переработке руды могут быть задействованы ПОУ и ЦОФ. На ПОУ применяя, например, гравитационный метод обогащения, обогащение в тяжелых средах, или ручную рудоразбоку , получают кусковыи или гравиа-концентрат, удаляют часть пустой породы, а на следующих стадиях, как правило, технологически более сложных, задействуют ЦОФ. По этой схеме могут перерабатываться флюоритовые руды с получением на ПОУ кускового (ФК) и гравитационного (ФГ) концентратов, флотоконцентрат (ФФ) получают на ЦОФ, или извлечение свободного золота (золотой головки) при переработке руд благородных металлов. Применение схемы, особенно для отработки месторождений находящихся на значительном расстоянии (свыше 100км), позволит на 15 20% снизить транспортные расходы на перевозку руды. Применение той или иной производственно-технологической схемы, безусловно, повлияет на оценку промышленной значимости маломасштабного месторождения. Экономическую оценку жильных месторождений следует производить в соответствии с принятой производственно - технологической схемой их освоения. Каждая схема имеет свои отличия в структуре и объеме капитальных затрат, сроках их вложения (табл. 3.1). Следует отметить, тот факт, что крупная горная компания с целью диверсификации продукции может пойти на переоборудование отдельных линий ЦОФ, для выпуска нового вида продукции получаемой из руды добытой на маломасштабном месторождении.
Использование методики позволяет решить очень важную народнохозяйственную задачу — разработать сводный экономический кадастр маломасштабных месторождений, как для отдельных регионов, так и в целом по Российской Федерации, а также служить критерием для ранжирования месторождений по очередности их освоения, показателем при совершении сделок на право разработки месторождения юридическими и физическими лицами.
Обоснование параметров технологии разработки жил с естественными полостями
Жильные месторождения находятся в самых различных природно-климатических условиях. При решении задач, связанных с выбором места заложения вскрывающих выработок, необходимо учитывать климат района, характеризуемый перепадами температур атмосферного воздуха, частотой и количеством выпадаемых осадков в различные времена года, возможностью схода снежных лавин, селевых потоков и оползней. Заложение вскрывающих выработок в зоне возможных сходов лавин или селевых потоков может привести к трагическим последствиям. Резкий подъем уровня воды в реках в результате обильных осадков или таяния снегов создаст опасность затопления шахт. В условиях сезонных низких температур перепускные выработки и приемные бункера целесообразно располагать под землей, с целью не допустить смерзание в них руды.
Рельеф местности оказывает доминирующее значение на выбор способа вскрытия. В гористой местности месторождения, как правило, вскрываются штольнями. При этом способе вскрытия не требуется сооружение дорогостоящих комплексов для подъема руды (шахтные стволы, подъемные машины и здания подъемных машин, копры и надшахтные здания), отсутствует искусственный водоотлив и пр. В равнинной местности месторождения вскрываются вертикальными и наклонными шахтными стволами, оборудованными скиповыми, клетевыми и конвейерным способами подъема. В качестве вспомогательных стволов для передвижения самоходного безрельсового оборудования проводятся спиральные или тупиковые наклонные съезды под углом 8-10.
Огромное влияние на выбор способа и схемы вскрытия оказывают горно-геологические условия и горно-технические факторы: - морфология рудных тел; - параметры рудных тел (мощность, длина по простиранию, длина по падению и глубина залегания); - условия залегания и характеристика вмещающих пород (углы падения рудных тел, углы сдвижения вмещающих пород, наличие криолитозоны, плывунов, тектонических разломов и т.д.) С позиции выбора способа вскрытия для месторождений твердых полезных ископаемых наиболее характерны три типа морфологических залежей: изометричные, плоские и вытянутые по одному направлению. Изометричные тела представляют собой скопление минерального вещества примерно равновеликие во всех измерениях (штоки, штокверки и гнезда). Плоские тела характеризуются двумя протяженными и одним коротким размером (пласты и пологопадающие жилы). Вытянутые по одному направлению (линзы, крутопадающие жилы). Параметры рудных тел, их условия залегания влияют на протяженность вскрывающих выработок, объемы горно-капитальных работ, типы рудоподъемных и вспомогательных шахтных стволов. Выбор места заложения штолен и шахтных стволов зависит от наличия площадки, удобной для размещения поверхностных, технических и хозяйственных сооружений и отвалов пустых пород. Наличие в породах слоистости, кливажа, трещиноватости, слабых прослоев пустых пород снижает углы сдвижения пород. Присутствие вечной мерзлоты или высокой обводненности пород, плывунов значительной мощности может потребовать применение специальных методов проходки стволов, что приведет к дополнительным затратам на проведение и сооружение всех горизонтальных выработок. Наряду с вышеизложенными условиями и факторами общего порядка, необходимо выделить особенности, оказывающие влияние на выбор способа и схемы вскрытия жильных месторождений: 1. Ограниченная глубина вскрытия месторождения (до 200-250м) позволяет использовать наиболее современные средства выдачи руды (автоса- мосвалы, троллейвозы), а для спуска и подъема людей (лифтоподъемники). Использование мобильного горнопроходческого и добычного оборудования исключает потребность в подземных вспомогательных цехах и службах (ре-монтно-механические, складские, инструментальные), что приводит к дополнительному сокращению штата подземных рабочих, повышению производительности труда. 2. Низкая достоверность информации о запасах и содержании полезного компонента на жильных месторождениях связана с риском не подтверждения названных параметров, что отразится выборе рациональных схем вскрытия. 3. Небольшая производственная мощность шахт, предоставляющая возможность сократить до необходимого минимума число вскрывающих выработок, обеспечить их полную загрузку и многофункциональность. 4. Возможность использования вскрывающих выработок в качестве подготовительных, следовательно, их расположение и параметры должны быть увязаны с применяемым способом и схемой подготовки, соответствовать системе разработки, типу горного оборудования. 5. Удаленность месторождений от промышленных объектов основного горнодобывающего предприятия требует решения задачи по сочетанию способа подъема и вида транспорта руды на ЦОФ или ПОУ. Большое разнообразие природных и климатических условий, различия горно-технических факторов и технологий разработки месторождений, известные виды транспорта, а также богатый отечественный и зарубежный опыт вскрытия рудных месторождений [44,45,63,147] позволили разработать типовые схемы вскрытия жильных месторождений расположенных в гористой и равнинной местности. Типовые схемы вскрытия должны удовлетворять следующим условиям: 1. Минимальные капитальные затраты на вскрытие месторождения и низкие эксплуатационные расходы в период разработки месторождения. 2. Высокая мобильность, безопасность и надежность работы шахтного подъема и подземного транспорта. 3. Необходимый минимум подземных камер вспомогательного назначения. 4. Эффективное проветривание подземных горных работ.
Вскрытия этажными штольнями с перепуском руды по рудоспуску и транспортированием по капитальной штольне (рис. 4.1а). В данной схеме руда по капитальному рудоспуску перепускается на нижний горизонт -капитальную штольню, по этой штольне и транспортной галерее доставляется на обогатительную фабрику. Пустая порода складируется в отвалы в устьях штолен. Люди, материалы, оборудование перевозят по автодорогам до каждой этажной штольни.
Вскрытие этажными штольнями с транспортированием руды по поверхности канатной дорогой (рис. 4.16). Этажные штольни проходят в крест простирания рудного тела, руда и порода электровозами в вагонетках или погрузо-доставочными машинами транспортируется к устью штольни. Порода складируется там же, в отвал, руда по канатной дороге перевозится на обогатительную фабрику. Недостаток аналогичен предыдущему - возможность смерзания руды в транспортных сосудах. Вскрытие капитальной штольней и наклонным спиральным съездом (рис. 4.2а). Отличается от предыдущей схемы тем, что сообщение между этажами и подэтажами осуществляется по наклонному спиральному съезду. Схема наиболее приемлема в тех случаях, когда на очистных и горно-подготовительных работах широко применяется самоходное оборудование.
