Содержание к диссертации
Введение
1 Современное состояние комплексного использования природных ресурсов 9
1.1 Комплексное использование минерального сырья 10
1.2 Критерии эффективности открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых 14
1.3 Проблемы комплексного освоения недр и пути их решения 19
1.4 Задачи открытой разработки комплексных месторождений 21
1.5 Выводы 22
2 Оценка горно-геологических особенностей озерного месторождения 23
2.1 Особенности геологического строения и подсчет запасов 24
2.2 Попутные полезные ископаемые Озерного месторождения 30
2.3 Породы вскрыши 31
2.4 Вещественный состав руд месторождения 31
2.5 Выводы
3.3 Адаптация метода расчета производительности карьера по попутным полезным ископаемым 50
3.4 Выводы 61
Стабилизация производительности по попутным полезным ископаемым 62
4.1 Анализ методов стабилизации производительности. 62
4.2 Исследование динамики и распределения производительности карьера по попутным полезным ископаемым. 69
4.3 Основные параметры складов попутных полезных ископаемых и методика их расчетов 75
4.4 Применение метода стабилизации производительности на примере месторождения Озерное 76
4.5 Выводы 87
3 Методы определения производительности карьера по попутным полезным ископаемым 34
5 Распределение общекарьерных затрат на все полезные ископаемые 88
5.1 Рассмотрение вопросов рационального природопользования при разработке комплексных месторождений 88
5.2 Определение граничного коэффициента добычи при разработке комплексного месторождения 91
5.3 Технико-экономическая эффективность разработки попутных полезных ископаемых на полиметаллическом месторождении Озерное. 99
5.4 Выводы 109
Заключение 110
Список литературы
- Критерии эффективности открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых
- Задачи открытой разработки комплексных месторождений
- Попутные полезные ископаемые Озерного месторождения
- Применение метода стабилизации производительности на примере месторождения Озерное
Введение к работе
Актуальность работы. Основным способом добычи полезных ископаемых остается открытая разработка – как наиболее экономичная из всех видов добычи. Вместе с тем при проектировании карьеров не учитывается то обстоятельство, что кроме основного полезного ископаемого, для добычи которого создаются предприятия, в месторождениях содержатся попутные полезные ископаемые, не менее значимые для экономики. При открытой разработке комплексных месторождений часто вместе с основным добывается и ряд попутных полезных ископаемых, которые в дальнейшем отправляются различным потребителям в естественном или переработанном виде. Широкое использование попутных полезных ископаемых позволит расширить минеральную сырьевую базу, полнее использовать средства производства и улучшить экономическую ситуацию в районах техногенного влияния карьеров.
Полезное ископаемое – природное скопление минералов и горных пород, которые в условиях конкурентного рынка могут быть с достаточным экономическим эффектом использованы в настоящее время или в ближайшем будущем в естественном виде или после соответствующей переработки. Полезное ископаемое может быть основным и попутным.
Основным называется полезное ископаемое, выемка которого из недр является основной целью горного производства.
К попутным относятся те, которые вошли в контур карьера, но не являются основным полезным ископаемым.
Попутные полезные ископаемые чаще всего не имеют самостоятельного промышленного значения. Они могут быть добыты из недр на рациональной экономической основе только при наличии в оцениваемом месторождении основного полезного ископаемого, определяющего экономическую целесообразность освоения месторождения.
Горные породы-отходы карьерного производства – горные породы, вмещающие рудную залежь или включенные в нее, не содержащие полезных компонентов или имеющие содержание их ниже величины, необходимой для отнесения к забалансовым запасам руды.
Забалансовые (потенциально экономические) запасы руды:
а) запасы, отвечающие требованиям, предъявляемым к
балансовым запасам, но использование которых на момент оценки
невозможно по горнотехническим, правовым, экологическим и дру
гим обстоятельствам;
б) запасы, извлечение которых на момент оценки со
гласно технико-экономическим расчетам нецелесообразно вслед
ствие низкого содержания полезного компонента, малой мощности
тел полезного ископаемого или особой сложности условий их раз
работки или переработки, но использование которых в ближайшем
будущем может стать экономически эффективным в результате по
вышения цен на минерально-сырьевые ресурсы или при техниче
ском прогрессе, обеспечивающем снижение издержек производства.
Обоснование и разработка метода с учетом геологических и горнотехнических условий полиметаллических месторождений позволит определить производительность по попутным полезным ископаемым Озерного полиметаллического месторождения, характеризующегося значительным количеством основных и попутных полезных ископаемых, таких как: черные металлы (железо, марганец), цветные металлы (свинец, цинк, медь), благородные металлы (золото, серебро), нерудное минеральное сырье – флюорит, бор, барит, известняки, уголь, строительные материалы.
Цель работы. Обоснование и разработка метода определения производительности карьера по попутным полезным ископаемым и способа её стабилизации, обеспечивающих расширение минерально-сырьевой базы.
Идея работы. Определение производительности карьера по основному и по попутным полезным ископаемым должно базироваться на разработанном методе, при проектировании открытой разработки месторождений с учетом горнотехнических и геологических особенностей полиметаллических месторождений, что обеспечит повышение эффективности и достоверности проектных решений.
Основные задачи исследований:
-Установление зависимости производительности карьера по попутным полезным ископаемым от производительности по основному полезному ископаемому;
-Разработка метода стабилизации производительности карьера по попутным полезным ископаемым для условий полиметаллических месторождений;
-Теоретическое обоснование и разработка метода распределения общекарьерных затрат на новые полезные ископаемые в контуре карьера;
Методы исследований. Общей теоретической и методологической основой работы является комплексный подход, включающий анализ и обобщение исследований в области проектирования карьеров, системный анализ при исследовании показателей работы карьеров, методы математической статистики и теории вероятностей, классические экономические и финансовые теории и методы рыночной модели хозяйствования.
Научная новизна:
установлена зависимость производительности карьера по попутным полезным ископаемым на основе графиков зависимости нарастающих объемов основного и попутных полезных ископаемых от нарастающих объемов горной массы, для горнотехнических и геологических условий полиметаллических месторождений;
разработан алгоритм оперативного управления производительностью карьера по попутным полезным ископаемым, на основе установленных зависимостей емкости временных складов от времени работы фабрики, с учетом динамики транспортных поставок в технологическом комплексе «карьер - склад - потребитель».
Основные защищаемые положения:
1. Использование разработанного метода определения производительности карьера по попутным полезным ископаемым на основе графиков зависимости нарастающих объемов полезных ископаемых, от нарастающих объемов горной массы позволит при проектировании определить режим разработки полиметаллических сложноструктурных месторождений.
-
Оптимальный режим разработки попутных полезных ископаемых, с возможностью корректировки параметров и показателей комплекса карьер - обогатительная фабрика, достигается при стабилизации производительности карьера.
-
Применение метода распределения общекарьерных затрат на попутные полезные ископаемые позволяет принимать обоснованное решение, обеспечивающее снижение удельных эксплуатационных затрат на единицу основного полезного ископаемого и расширение области применения открытой разработки полиметаллических месторождений.
Практическая значимость работы:
доказана целесообразность разработки крутопадающих полиметаллических месторождений при добыче основного и попутных полезных ископаемых;
усовершенствован метод определения производительности по попутным полезным ископаемым для условий разработки полиметаллических крутопадающих месторождений открытым способом;
- разработан метод стабилизации производительности карьера
по попутным полезным ископаемым путем обоснования параметров
накопительных складов для условий полиметаллических крутопа
дающих месторождений.
Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций обеспечивается использованием апробированных аналитических методов при определении производительности карьера по попутным полезным ископаемым; подтверждением основных выводов и рекомендаций фактическими данными, полученными при проведении натурных исследований; использованием современных методов обработки полученных результатов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы в целом и отдельные ее положения докладывались, обсуждались и получили одобрение на конференциях «Освоение минеральных ресурсов севера» (Воркута, 2012г.), на международной научно-практической конференции молодых ученых и студентов «Комбинированные процессы переработки минерального сырья: теория и практика» (Санкт-Петербург, 2013г.), Международной
конференции на базе Краковской горно-металлургической академии (г. Краков, Польша, 2014 г.), на заседаниях кафедры Разработки месторождений полезных ископаемых Национального минерально-сырьевого университета «Горный».
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 6 печатных работах, в том числе 3 – в изданиях перечня, рекомендуемого ВАК Минобрнауки России.
Структура и объем работы. Диссертация общим объемом 117 страниц состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 73 источников, включает 20 рисунков и 10 таблиц.
Критерии эффективности открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых
Согласно предложенным ГКЗ «Требованиям к подсчету запасов попутных полезных ископаемых и компонентов в рудах и других видах минерального сырья», к попутным полезным ископаемым отнесены совместно залегающие горные породы, рудные и нерудные полезные ископаемые, образующие самостоятельные пласты, залежи или рудные тела, которые при условии попутной добычи могут представлять промышленный интерес.
Попутными полезными ископаемыми могут быть как рудные, так и нерудные образования, а также различные виды горно-химического сырья. В месторождениях цветных металлов известны залежи баритовых, барит-полиметаллических, флюоритсодержащих, пиритных и других руд, а также золотосодержащих кварцитов. Вместе с ними бывают развиты высококачественные глины, каолины, известняки, мергели и другие виды нерудного сырья, которые по качеству отвечают требованиям, предъявляемым ГОСТами и Техническими условиями к этим видам сырья в самостоятельных месторождениях. Целесообразность извлечения определяется количеством запасов, заявленной потребности и возможной производительности при условии попутной добычи [29, 17].
Особую группу попутных полезных ископаемых представляют горные породы, которые по физико-механическим свойствам пригодны для производства различных строительных материалов (в основном щебня), бутового камня, закладочных смесей. В медно-колчеданных месторождениях это могут быть порфириты, габбро и габбродиабазы, альбитофиры и другие высокопрочные породы, используемые для производства щебня. Золотосодержащие кварциты применяются как флюсовое сырье, вторичные серицит-андалузитовые кварциты — как возможное сырье для получения глинозема. На ряде месторождений Алмалыкской группы, например, встречаются лессовые породы, пригодные для культивации галечниковых почв [30].
Песчано-глинистые отложения и карбонатные породы свойственны месторождениям бокситов. Высококачественные, чистые по химическому составу известняки могут быть использованы в качестве флюсов в черной и цветной металлургии, глины — для производства кирпича, огнеупоров и других целей.
Запасы попутных полезных ископаемых, несмотря на их второстепенное экономическое значение и попутный характер добычи, должны быть по результатам детальной разведки, как и запасы основного полезного ископаемого, подготовлены для промышленного освоения. Основными условиями подготовленности по классификации ГКЗ являются: 1) достаточно высокая степень разведанности, позволяющая классифицировать запасы по категориям С1, реже С2, что дает возможность учесть их при проектировании освоения месторождения; 2) изученность вещественного состава комплексных руд; 3) возможность переработки комплексного сырья по схеме, предусматривающей эффективное извлечение максимального количества компонентов в промышленных масштабах; 4) обоснованность технологических и экономических показателей извлечения попутных полезных ископаемых и компонентов. Представление о всей горной массе карьера как об основном и попутных полезных ископаемых отвечает требованиям безотходного производства, предполагающего полное использование добываемого минерального сырья.
В некоторых случаях, в определенные периоды деятельности карьера, не все горные породы найдут свое применение в народном хозяйстве. В этом случае они становятся отходами горного производства.
К отходам производства относятся продукты физико-химической переработки сырья, а также добычи и обогащения полезных ископаемых, получение которых не является целью производственного процесса и которые могут быть использованы в народном хозяйстве как готовая продукция после доработки, или в качестве топлива. При определенных условиях отходы, так же как и полезные ископаемые, могут быть использованы в народном хозяйстве.
Стремление к более полному использованию минерального сырья и сокращению отходов определяют малоотходное горное производство.
Подход к горным породам в контуре карьера как к полезным ископаемым является весьма актуальной задачей нового прогрессивного направления в области горной науки и производства — комплексного освоения месторождений твердых полезных ископаемых, под которым прежде всего понимается полное использование в народном хозяйстве всех составляющих его пород.
Важную роль играет обоснование степени комплексного использования разрабатываемого в карьере минерального сырья, которая показывает, какие ценные попутные полезные ископаемые из всей горной массы могут быть рентабельно добыты и переработаны в товарные виды продукции и должны в первую очередь учитываться при разведке и оценке комплексных месторождений.
Различают промышленный и потенциальный коэффициенты комплексности. Промышленный коэффициент представляет собой отношение извлекаемой ценности запасов рентабельных для извлечения попутных компонентов, получаемых при существующем уровне технологии в промышленных масштабах, к суммарной потенциальной ценности запасов основных и попутных компонентов полезных ископаемых, в недрах, исчисленной по тем же оптовым ценам. Потенциальный коэффициент комплексности рассчитывается как отношение потенциальной ценности запасов всех подсчитанных по месторождению попутных компонентов и суммарной потенциальной ценности запасов основных и попутных компонентов. В число попутных компонентов включаются и те из них, извлечение которых нерентабельно или технология получения которых известна, но пока не применяется в промышленных масштабах. При расчете потенциального коэффициента могут учитываться результаты опытных и лабораторных испытаний, а также достижения зарубежной технологии. Промышленный коэффициент комплексности рассчитывается для балансовых запасов основных и попутных компонентов, а при расчете потенциального коэффициента могут приниматься во внимание и забалансовые запасы попутных компонентов.
Задачи открытой разработки комплексных месторождений
действующие мощности горно–обогатительных комбинатов не достаточны. Причиной этого является неполное использование горно-геологических Метод Мизерницкого и Зелинского Л. А. Мизерницкий и В. В. Зелинский, первый на основании сравнения темпов развития металлургической и железорудной промышленности, второй -на основе анализа действующих и запроектированных комбинатов, каждый в отдельности пришли к выводу, что запроектированные и возможностей месторождений. Технико-экономическое обоснование расширения железорудных предприятий подтверждает, что увеличение этих предприятий в 1,3 – 1,4 раза снижает удельные капитальные вложения на тонну концентрата на 14-16% и резко улучшает другие технико-экономические показатели. [44]
Метод Юматова Б. П. Юматов [75] исследует влияние режима вскрышных работ, границ открытых разработок и качества полезного ископаемого на величину производительности карьера. Автор развивает положение П. И. Городецкого и предлагает в качестве критерия при установлении экономически целесообразной производительности общую условную прибыль за весь срок эксплуатации карьера.
Ниже приведен порядок расчета производительности карьера, разработанный Б.П.Юматовым, В. Г. Шитаревым и Г. Н. Трофимовым.[67] 1. в принятых контурах карьера на основании исследования режима в зависимости от выбираемого направления развития горных работ, способа вскрытия карьерного поля, технических средств - рассматривается несколько наиболее целесообразных вариантов соотношения объема руды и пустой породы; 2. для каждого варианта находится возможная по горнотехническим условиям годовая скорость понижения горных работ по вертикали или скорость перемещения фронта работ в горизонтальном направлении; 3. по величине скорости понижения или скорости перемещения фронта работ определяются годовые объемы отрабатываемых запасов на рабочих горизонтах, производительность по полезному ископаемому и горной массе, удельные затраты, себестоимость годовой продукции по этапам и приведенная прибыль; 4. вариант с максимальной приведенной прибылью проверяется по транспортным возможностям, согласуется с перспективным планом развития данной отрасли, условиями переработки на фабрике и рекомендуется как оптимальный.
В принятых контурах карьера на основании исследования режима в зависимости от выбираемого направления развития горных работ, способа вскрытия карьерного поля, технических средств рассматривается несколько наиболее целесообразных вариантов распределения объемов руды и пустой породы.[48]
Для каждого варианта находится возможная по горно-техническим условиям годовая скорость понижения горных работ по вертикали или скорость перемещения фронта работ в горизонтальном направлении. По величине годового понижения или скорости перемещения фронта работ определяются годовые объемы отрабатываемых запасов на рабочих горизонтах, производительность по полезному ископаемому и горной массе, удельные затраты, себестоимость годовой продукции по этапам и приведенная прибыль.
Вариант с максимальной приведенной прибылью проверяется по транспортным возможностям, согласуется с перспективным планом развития данной отрасли, условиями переработки на фабрике и рекомендуется как оптимальный.
В результате анализа динамики основных технико-экономических показателей на карьерах СССР, проведенного В. С. Хохряковым [68,69], было установлено, что эти показатели изменяются закономерно под влиянием научно-технического прогресса. Так, ежегодное повышение производительности труда составляет 10 – 20 %, снижение себестоимости производства вскрыши – 2 – 4 %. Производительность экскаватора возрастает на 10 – 20 %, локомотивосоставов -на 4-5 %, бурового станка - на 7%. На основании приведенных цифр автор приходит к выводу, что в современных условиях, особенно на месторождениях с большими запасами, наибольший экономический эффект достигается при производственной мощности, максимально возможной по горнотехническим факторам и условиям сбыта продукции. В этом случае, по мнению автора, на месторождениях с большими коэффициентами вскрыши экономическое обоснование оптимальной мощности карьера сводится в основном к технико– экономической оценке режима горных работ. Метод Чайко и Дороненко Н. П. Чайко и Ф. Г. Дороненко предлагают следующую последовательность установления производительности карьера: 1) по горно-техническим факторам; 2) по экономическим условиям; 3) по экономическому обоснованию оптимального варианта годовой производительности. [55] и объемным капитальным вложениям и строительства карьера и Производительность по горнотехническим факторам авторы предлагают определять из условия размещения экскаваторов на площади рудного тела в контуре карьера. Количество вариантов возможной производительности зависит от типа экскаваторов, отвечающих рассматриваемым условиям. Оптимальный вариант производительности карьеров определяется путем сравнения возможных вариантов по горно-техническим факторам по следующим показателям: себестоимости продукции, рентабельности разработки месторождения, удельным капитальным вложениям и их эффективности, возможным срокам окупаемости капитальных вложений.
Попутные полезные ископаемые Озерного месторождения
Технолого-минералогическая оценка всего объема минерального вещества, извлекаемого из недр позволяет отойти от концепции разработки месторождения как источника одного полезного ископаемого. При разработке комплексного месторождения необходимо формировать несколько технологических видов (сортов) полезных ископаемых , требующих в дальнейшем различных технологических схем обогащения или переработки.
Проект предприятия должен предусматривать раздельное складирование и сохранение попутно добываемых, временно используемых полезных ископаемых, а также отходов производства, содержащих полезные ископаемые и компоненты, обоснование вместимости складов, порядка и технологии складирования, условий и сроков сохранения и вовлечения в использование полезных ископаемых и отходов производства, мероприятий по предотвращению потерь сырья и его порчи.
При открытой разработке комплексных месторождений вместе с основным добывается и ряд попутных полезных ископаемых. Объем их добычи в карьере зависит от производительности по основному полезному ископаемому, направления развития и режима горных работ. Как правило, на выходе из карьера почти всегда удается получить стабильную производительность по основному полезному ископаемому и горной массе и очень редко по попутным полезным ископаемым. При этом возможности выравнивания производительности карьера по годам по попутному полезному ископаемому с целью равномерной поставки сырья на обогатительный передел или другим потребителям весьма ограничены.
Таким образом, производительность карьера по попутным полезным ископаемым не является величиной постоянной. Количество поступающих из карьера на переработку попутных полезных ископаемых характеризуется значительными колебаниями во времени, что в одних случаях вызывает перегрузку мощностей перерабатывающих комплексов, а в других – их недогрузку, приводя к снижению показателей обогатительной фабрики и карьера. Вместе с тем, для обеспечения ритмичной и равномерной работы обогатительной фабрики необходим постоянный годовой объем подачи перерабатываемого полезного ископаемого. Отрицательные последствия, обусловленные значительными колебаниями количества и качества добываемых попутных полезных ископаемых, предопределяют острую необходимость научного обоснования и разработки эффективных средств и методов, обеспечивающих высокую технологическую однородность качества товарных руд и ритмичность их поступления на переработку.
Производительность по попутным полезным ископаемым целесообразно стабилизировать с помощью складов для каждого полезного ископаемого, которые используются как аккумулирующие емкости, куда поступает избыток добытого в карьере попутного полезного ископаемого и откуда в определенные периоды деятельности предприятия поступает потребителю часть полезного ископаемого, компенсируя снижение в данный момент добычи в карьере [53].
Большое значение при разработке комплексного месторождения имеет процесс разделения горной массы, осуществление которого только методами селективной добычи малоперспективно, так как возникают трудности применения массовых и высокопроизводительных методов ведения горных работ. Как показывают выполненные рядом авторов исследования радикальным и в то же время сравнительно простым и надежным способом объединения (по признаку однородности) добытых руд и весьма значительного снижения на этой основе колебаний их качества и количества является организация рудоподготовки и, в частности, усреднения. Целесообразно развивать в схеме первичной обработки, на стыке между горными работами и обогащением, передел рудоподготовки, целью которого является превращение добытой горной массы в кондиционные руды. Это может быть достигнуто комплексом операций, одной из которых является формирование склада для каждого вида (сорта) полезного ископаемого, где оно подвергается внутрисортовому усреднению по своему составу.
Следует отметить необходимость размещения поблизости один от другого складов тех видов полезных ископаемых, потребность в которых является наибольшей, чтобы сократить до минимума возможные передвижки вдоль складов погрузочных машин. Опыт работы ряда карьеров указывает на целесообразность применения последовательного слоевого складирования руд различных сортов. Для этого каждый отсек отсыпают по всей длине определенным сортом руды. Таким образом, в разрезе формируются слои, качественные показатели которых изменяются в пределах данного отсека.
При отсыпке склада тщательным образом должна вестись документация, которая может быть в форме таблиц, сортовых планов, сечений и пр.
Включение складирования попутных полезных ископаемых как промежуточного производственного процесса в общий горнообогатительный цикл позволяет обеспечить оптимальный режим работы горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, как правило, значительно повышая их эффективность [56].
С точки зрения производственной структуры рассматриваемого комплекса, можно выделить последствия, обусловленные организацией складирования попутных полезных ископаемых, которые сказываются на комплексе горных работ (добыча полезных ископаемых), переработке руд (обогащение или прямой металлургический передел), рациональном использовании недр разрабатываемого месторождения и эффективности горно-обогатительного предприятия в целом.
Комплекс горных работ приобретает гибкую организационно-технологическую взаимосвязь между отдельными звеньями (стадии и процессы горных работ), когда в системе используется складирование попутных полезных ископаемых. При этом обеспечивается высокая стабилизация (по количеству и качеству) грузопотоков попутных полезных ископаемых, направляемых на переработку.
Применение метода стабилизации производительности на примере месторождения Озерное
Комплексное использование сырья — основное направление технической политики при освоении недр. Повышение комплексности использования добываемой горной массы может дать дополнительно до 25 % удовлетворенной потребности в необходимых полезных элементах [47].
Интенсификация горнодобывающей промышленности характеризуется, прежде всего, следующими показателями: увеличением коэффициента использования горной массы, коэффициента извлечения полезных компонентов из полезных ископаемых при обогащении и коэффициента использования накопленных и текущих отходов, уменьшением коэффициента потерь полезных ископаемых в недрах, увеличением удельных производственных мощностей предприятий, повышением эффективности использования земель, снижением уровня затрат на единицу конечной продукции минерально-сырьевого комплекса и т.д. Полученный в результате эффект комплексного использования обеспечивает снижение общих затрат, что позволит более гибко использовать финансовые ресурсы компаний.
Модернизация горнодобывающей отрасли с учетом всех современных требований является основой дальнейшего роста технического и экономического потенциала страны. Научно-технический прогресс в этой области должен быть нацелен на радикальное улучшение использования природных ресурсов, сырья, материалов, топлива и энергии на всех стадиях — до выпуска и использования конечной продукции.
В области рационального использования минеральных ресурсов горная промышленность и наука должны быть ориентированы на наиболее полное комплексное освоение месторождений и значительное повышение производительности труда на основе широкого внедрения прогрессивных технологий добычи и переработки полезных ископаемых, расширения минерально-сырьевой базы горнодобывающих отраслей, широкого использования отходов горно-промышленного производства.
В нашей стране в больших масштабах проводится работа по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов. За последние годы осуществлено большое количество эффективных природоохранных мероприятий: повышение уровня использования полезных ископаемых, уменьшение потерь при их добыче, увеличение извлечения попутных полезных компонентов при обогащении руд. Широко применяется прогрессивный открытый способ разработки месторождений, значительно сократился отвод земель для несельскохозяйственных нужд, увеличились площади рекультивированных земель, нарушенных горными работами.
Работа по рациональному и комплексному использованию месторождений и минерального сырья проводится в настоящее время и в направлении вовлечения в производство запасов полезных ископаемых, ранее не используемых, а также в применении отходов производства горнопромышленных предприятий.
Для выполнения своей природоохранной и рекультивационной функций горное предприятие должно придерживаться технологий комплексного извлечения минеральных ресурсов и максимально глубокой переработки добытых ресурсов, что позволит ему производить дополнительные к проектному продукты. Возможность для этого есть практически во всех технологических звеньях минерально-сырьевого комплекса. Из-за некомплексной переработки сырья на некоторых предприятиях в отвалы попадает большое количество ценных полезных ископаемых и компонентов. [52].
Рост глубины карьеров обусловлен рядом факторов, к которым необходимо отнести отработку продуктивных верхних горизонтов, развитие уровня транспортной техники и добычного оборудования, необходимость максимально полного извлечения основного и попутных полезных ископаемых. ископаемых (i = 1, 2, ….., n) и из каждого добываемого полезного ископаемого несколько (j = 1, 2, ….., m) концентратов. можно извлекать несколько (j = 1, 2, ….., m) В комплексном месторождении может залегать несколько полезных Увеличение глубины карьера приводит к росту объема горной массы, причем объем добываемого полезного ископаемого увеличивается медленнее, чем растет объем вскрышных пород. В предельном значении глубины карьер имеет тот максимальный объем полезных ископаемых в общей горной массе, при котором еще целесообразно разрабатывать месторождение открытым способом. Поэтому критерием эффективности открытых работ в процессе проектирования глубины карьера, разрабатывающего комплексное месторождение, является граничный коэффициент добычи полезных ископаемых, приведенных к основному из них (Кг). При разработке комплексного месторождения из карьера или из горно-обогатительного комбината выходит разная отраслевая продукция.
Сравнивать экономическую эффективность капитальных вложений в открытые работы, различающиеся масштабом производства, сроками строительства, видами выпускаемой продукции, а также фондо- и капиталоемкостью производства, можно только при приведении текущих и капитальных затрат по всем элементам в сопоставимый вид. Соответственно необходимо всю получаемую продукцию сопоставлять через сравнение конечной стоимости полученной продукции. Аналогом может послужить пересчет всех видов топлива на условное топливо.
При выполнении операции приведения ценности попутных полезных ископаемых на основное необходимо учитывать объем добычи и ценность полученной продукции. Результатом будет так называемое «приведенное полезное ископаемое», включающее основное и приведенные попутные полезные ископаемые.
Рассмотрим методику определения граничного коэффициента добычи при разработке комплексного месторождения. Допустимые затраты рассчитываются с использованием оптовых цен на конечную продукцию (концентрат) горнообогатительного комбината. Считаем, что при переработке полезных ископаемых комплексного месторождения формируется приведенный концентрат, представляющий собой сумму всех концентратов, приведенных по ценности к основному, полученному из основного полезного ископаемого.[55, 58,60]