Содержание к диссертации
Введение
І. Соерниное состояние теории и практики полноты и качества извлечения запасов из недр 9
1.1. Содержание задачи и пути ее решения 9
1.2. Основные факторы, влияющие на полноту и качество отработки запасов месторождений 14
1.3. Анализ способов оконтуривания промышленных руд в эксплуатационных блоках и их влияние на полноту и качество извлечения запасов при добыче 23
1.4. Анализ способов вычисления средних
параметров и учета "ураганных" проб 33
II. . Способ оконтуривания промыпшеншх руд в эксш1уатащ0нных шоках с учетом зон влияния проб 40
2.1. Основные предпосылки и обоснование зон влияния проб 40
2.2. Способ определения линейных размеров зон влияния проб 44
2.3. Исследование характера размещения поезных компонентов в рудных залежах 46
2.4. Оконтуривание промышленных руд с учетом зон влияния проб 56
2.5. Оперативный подсчет запасов в экс плуатационных блоках с учетом зон влияния проб 64
III. Экспериментальные исследования ксшичественных и качественных характеристик месторовдений цветных металлов 70
3.1. Оценка достоверностж среднего значения показателя по геологоразведочной и эксплуатационной информации 70
3.2. Способ отбора пробы шлама при бурении сплошным забоем 81
3.3. Определение и учет систематических погрешностей опробования 102
3.4. Результаты опытно-промышленной апроба ции способа оконтуривания промышленных РУД с учетом зон влияния проб 119
IV. Влияние достоверности оконтуривши промышленных руд на показатели извлечения из недр 134
4.1. Теоретический аспект определения и учета потерь и разубоживания руды 134
4.2. Определение содержания полезного компонента в потерянных балансовых запасах 142
4.3. Влияние достоверности опробования скважин эксплуатационной разведки на потери и разубоживание руды 152
4.4. Оценка экономической эффективности методики оконтуривания промышленных руд 155
Заключение 166
Список использованных источников 169
Список приложений 181
- Анализ способов оконтуривания промышленных руд в эксплуатационных блоках и их влияние на полноту и качество извлечения запасов при добыче
- Исследование характера размещения поезных компонентов в рудных залежах
- Способ отбора пробы шлама при бурении сплошным забоем
- Влияние достоверности опробования скважин эксплуатационной разведки на потери и разубоживание руды
Введение к работе
Основными направлениями экономического и социального развития страны, намеченными ХХУІ съездом партии на XI пятилетку и восьмидесятые годы, в решениях Пленумов ЦК ШІСС 1981 - 1982 г. г., в постановлениях ЦК КПСС и СМ СССР "Об усилении работы по экономии и рациональному использованию сырьевых, топливно-энергетических и др. материальных ресурсов" большое внимание уделяется добывающим отраслям, как наиболее капиталоемким. Вследствие этого от повышения эффективности добывающей промышленности во многом будут зависеть успехи всего народного хозяйства. "Путь к этому, - как говорилось в отчетном докладе Л.И.Брежнева - ускорение научно-технического прогресса, комплексная", глубокая переработка полезных ископаемых, более широкое применение вторичных русурсов.
Актуальность этих задач связана с тем, что речь идет о невосполнимых богатствах. За их правильное, рачительное использование мы несем ответственность не только перед нынешним, но и перед будущим поколением" /Г, стр. 56/.
От рационального использования минерально-сырьевых ресурсов в значительной степени зависит рост производительности и экономики нашей страны. Поэтому одной из главных народнохозяйственных задач является обеспечение наиболее полной и качественной отработки запасов минерального сырья. Решение этой задачи требует применения способов и методов получения наиболее достоверной информации о форме, размерах и качестве полезного ископаемого, позволяющих более объективно подходить к вопросу планирования и управления полнотой и качеством отработки минеральных запасов месторождений.
Существенный вклад в разработку теоретических основ и ме- тодов, направленных на решение проблемы полноты и качества извлечения полезного ископаемого из недр, внесли Н.В.Мельников, М.И.Агошков, Я.М.Адигамов, А.Н.Омельченко, Б.Н.Байков, П.П.Бастан, Г.В.Секисов, В.А.Букринский, В.А.Гальянов, В.И.Глейзер, С.Э.Мининг, А.А.Сергеев, Б.П.Шатов и др.
Большое внимание в ряде работ уделяется вопросам определения и учета количественных и качественных потерь при разработке местороздений и повышения их достоверности на основе изучения геологических и горно-технических факторов (Е.П.Прокопь-ев, Р.С.Каплунов, Н.А.Стариков, П.А.Городепкий, Г.М.Малахов, Д.А.Казаковский, П.П.Рыжов, ИШ.Ушаков, Г.ГДомоносов, П.И. Кудряшов, В.М.Гудков и др.).
Дальнейшее повышение экономической эффективности отработки запасов месторождений сдерживается несовершенством существующего порядка оценки и учета показателей извлечения из недр, недостоверностью геолого-морфологической информации, в частности, оконтуривания промышленных руд, определения среднего содержания полезного компонента, эксплуатационного опробования и т. д.
От точности оконтуривания промышленных руд в эксплуатационных блоках во многом зависят величины потерь балансовых запасов и разубоживание руды, а в некоторых случаях, возникающие погрешности в оконтуривании способствуют возникновению сверхнормативных величин потерь и разубоживания. Тем самым снижается эффективность использования балансовых запасов, ритмичность работы горного предприятия и наносится значительный ущерб народному хозяйству. "Ураганные" пробы непосредственно влияют на точность подсчитываемых запасов металла на месторождении. Неправильно решенный вопрос об "ураганных" пробах приводит к неправильной - 6 ~ оценке как месторождения в целом, так и отдельных его блоков. Вычисленное среднее значение содержания полезного компонента на месторождении является, с одной стороны,основной сравнительной характеристикой, а с другой-служит экономическим критерием при оценке ценности данного месторождения.
Немаловажное значение при отработке месторождения сложного строения оказывает достоверность данных опробования. Границы между рудной частью блока и "безрудной" устанавливаются по данным опробования взрывных скважин, согласно. которым в дальнейшем отрабатываются балансовые запасы блока. Наличие в результатах опробования систематических погрешностей способствует возникновению потерь балансовых запасов или разубоживания руды, которые находятся в прямой зависимости от величины этой погрешности.
На основе теоретического обобщения имеющихся работ по проблеме полноты и качества извлечения полезного ископаемого из недр в вопросе потерь балансовых запасов и разубоживания руды становится целесообразным решение задачи повышения достоверности оконтуривания промышленных руд в эксплуатационных блоках, определения среднего содержания полезного компонента и опробования скважин эксплуатационной разведки.
Цель диссертационной работы - обеспечение максимальной полноты извлечения балансовых запасов из недр и качества добываемой руды за счет повышения достоверности оконтуривания промышленных руд, определения среднего содержания полезного компонента и опробования скважин эксплуатационной разведки при открытой разработке месторождений штокверкового типа с неравномерным распределением полезных компонентов.
Основная идея работы заключается в создании на основе исследований закономерностей размещения полезного компонента на месторождениях цветных металлов способа оконтуривания промышленных руд, учитывающего зональность оруденения в рудных залежах и обеспечивающего минимальные потери полезного ископаемого и разубоживание руды.
В соответствие с основной идеей работы в проведенных исследованиях широко используются вероятностно-статистические методы изучения геологоразведочной, эксплуатационной и маркшейдерской информации, графо-аналитические методы исследований, вероятностной теории информации, промышленные испытания и т. д.
Объектами исследований явились: Сорское медно-молибдено-вое, Инкурское и Спокойнинское вольфрамовые, Шердовогорское оловорудное месторождения и золоторудные месторождения Нижне-Куранахского рудного поля. Выбранные месторождения относятся к сложным по своим геологическим условиям, являются эксплуатируемыми, в связи с чем имелась возможность проведения экспериментальных работ для проверки результатов теоретических исследований с последующим внедрением. Выбор этих месторождений дает возможность применить основные результаты исследований на других месторождениях.
Автором защищаются следующие положения: обеспечение заданного уровня потерь полезного ископаемого и разубоживания руды обусловливается достоверностью информации о количестве и качестве полезного ископаемого в недрах; положение контура промышленного оруденения должно базироваться на строгом учете структурно-геологических особенностей и природных закономерностей размещения полезного компонента; представительность отбираемой пробы при опробовании скважин эксплуатационной разведки обеспечивается адекватностью материала в отобранной пробе и в скважине; степень неподтверждения запасов полезного ископаемого ~ 8 - при эксплуатации месторождений с неравномерным, весьма и крайне неравномерным оруденением определяется достоверностью опробования и оконтуривания промышленных руд в эксплуатационных блоках.
Результаты научных исследований нашли отражение в разработанных и утвержденных Минцветметом СССР инструкциях по окон-туриванию промышленных руд в эксплуатационных блоках и подсчету запасов в них с учетом зон влияния проб, которые внедрены на Сорском медно-молибденовом комбинате и прошли опытно-промышленную апробацию на джидинском вольфрамо-молибденовом и Шерло-вогорском оловорудном комбинатах, а также в методике опробования скважин эксплуатационной разведки при бурении сплошным забоем, внедренной на Орловском ГОКе и прошедшей апробацию на Джидинском БМК и Шерловогорском ГОКе.
Общий экономический эффект, учтенный в себестоимости продукции предприятий, от внедрения разработанных методик составил 383,4 тыс. руб. в год. Ожидаемый экономический эффект составит по предприятиям Минцветмета СССР в И пятилетке более I млн. рублей. - 9 -I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ПОЛНОТЫ И КАЧЕСТВА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗАПАСОВ ИЗНВДР І.Г. Содержание задачи и пути ее решения
Научные исследования по проблеме рационального использования и охраны недр применительно к месторождениям цветных металлов охватывают широкий круг вопросов: от экономической оценки месторождений до обоснования конкретных технологических решений разработки полезных ископаемых с целью рационального их извлечения из недр, от разработок временных инструкций и методических руководств до отраслевых нормативных документов.
Недостаточная изученность геологического строения месторождений, неполная репрезентативность данных детальной разведки могут привести к неправильному выбору варианта вскрытия и системы разработки, определению мощности предприятия и, в конечном счете, к большим потерям разведанных запасов. Полнота и качество извлечения полезного ископаемого из недр непосредственно зависят от правильности отнесения его геологических запасов к балансовым и забалансовым. Необоснованное установление кондиций на полезное ископаемое, их изменение в связи с продолжительным сроком освоения (12 - 15 лет) месторождения с момента открытия до момента эксплуатации, их несоответствие требованиям рационального использования недр в значительной степени меняют количественную и качественную характеристику запасов полезного ископаемого в недрах. Природная индивидуальность каждого отдельно взятого месторождения или его участка не позволяет применить метод аналогии для установления показателей полноты и качества извлечения балансовых запасов из недр. В связи с этим возникает необходимость установления нормативных значений показателей извлече- ~ 10 -ния полезного ископаемого из недр для каждой выемочной единицы и в зависимости от времени ее отработки.
Наблюдающееся в последнее время снижение качества добываемых полезных ископаемых в ряде отраслей горнодобывающей промышленности происходит потому, что в эксплуатацию начинают вовлекаться месторождения и их участки с низкими качественными характеристиками и более сложными горно-геологическими условиями.
Процесс снижения качества добываемых полезных ископаемых характерен для всех промышленных государств. Так по данным /2, стр. 4/ "... в капиталистическом мире в 1905 году из руд с содержанием меди 0,8 - I % выплавлялось лишь 0,3 % мировой выплавки меди, то в 1915 году это количество составило более 19 %, в 1925 году - свыше 36 %, а в настоящее время из бедных руд выплавляется более 80 % меди. В США за 75 лет содержание меди в добытой руде снизилось в 6,5 раза. Снижается содержание металлов в добытых рудах также в Канаде, Швеции, Чили и в других странах".
Одной из причин снижения содержания полезного компонента в добываемых рудах являются потери балансовых запасов и разубожи-вание руды, которые характеризуют полноту и качество извлечения запасов полезного ископаемого из недр. Ухудшение показателей полноты и качества извлечения балансовых запасов из недр влияет на объемы добываемых руд и снижает эффективность использования минеральных ресурсов, способствует преждевременному вводу в эксплуатацию новых месторождений с более низкими качественными характеристиками.
Таким образом, обеднение эксплуатируемых месторождений, сокращение запасов цветных металлов, доступных для эффективного извлечения, сосредоточенность наиболее крупных (с наибольшими запасами) месторождений в недостаточно освоенных районах страны и с более сложными горно-геологическими условиями их разработки, - II - настоятельно требуют интенсивного развития научных исследований по решению комплекса задач по оценке, обоснованию и обеспечению рационального уровня извлечения балансовых запасов полезного ископаемого из недр при разработке месторождений различных типов.
Дальнейшее повышение экономической эффективности отработки запасов месторождений сдерживается несовершенством существующего порядка оценки и учета показателей полноты и качества извлечения запасов полезного ископаемого из недр, несоответствием действующих классификаций и методических указаний современным запросам горной промышленности.
Полнота и качество извлечения запасов полезного ископаемого зависят не только от геологического строения месторождения, репрезентативности данных детальной разведки, системы разработки и т. д., но и от того насколько достоверно ведется оперативный подсчет запасов в период эксплуатации месторождения, как оконту-риваются участки промышленных руд, с какой точностью определяется среднее содержание полезного компонента. Конкретные погрешности по этим вопросам и рекомендации по оконтуриванию и выводу средних содержаний полезного компонента при оперативном подсчете запасов в Инструкциях и Методических положениях /3, 4, 5, 6/ отсутствуют. Ясно одно, что для различных полезных ископаемых, характеризующихся определенными горно-геологическими условиями и различной ценностью полезного компонента, погрешности оперативного подсчета запасов не могут быть одинаковыми.
В то же самое время точность средних оценок геологических параметров существенно зависит от количества разведочных пересечений, разведанность запасов полезного ископаемого - от плотности разведочной сети и эксплуатационного опробования.
Такая постановка вопроса вызвана тем, что на горных предприятиях цветной металлургии в основном применяются два метода - 12 ~ определения потерь и разубоживания руды: прямой и косвенный (за редким исключением петрографический). Выполненные исследования по применению этих двух способов на месторождениях показывают, что наибольшее распространение получил косвенный метод, основанный на определении потерь по разности между подсчитанными балансовыми запасами полезного ископаемого и количеством извлеченного из них полезного ископаемого после отработки, на который приходится 62 %, тогда как на прямой - 38 %* При этом косвенный метод в равной степени используется как при открытом, так и при подземном способах разработки. Степень использования прямого метода определения потерь и разубоживания руды в зависимости от способа разработки различная (при открытом способе -27 %, при подземном - 73 %) /7/.
Столь высокий процент, приходящийся на использование косвенного метода определения потерь и разубоживания руды, обусловлен отсутствием четких видимых границ (контактов) между рудой и вмещающими породами. Большинство горнодобывающих предприятий, ведущих разработку месторождений цветных металлов, устанавливают границы между рудой и "породой" по данным опробования взрывных скважин по бортовому содержанию полезного компонента. Совместное взрывание на подобранный забой и реже в зажатой среде с последующей селективной отработкой сложноструктурных месторождений не позволяет применить прямой метод определения потерь и разубоживания руды. Кроме того, использование способа оконтури-вания на середину между точками опробования оказывает существенное влияние на величины потерь и разубоживания руды, а во многих случаях может являться основной причиной их возникновения. Результаты исследований /8, стр. 69/ показывают, что определение положения контура балансовых запасов способом оконтуривания на середину между рудной и "безрудной" скважинами приводит к завы- - ІЗ -шению потерь и разубоживания руды от 40 до 80 %% При этом значительно снижается экономическая эффективность разработки месторождений.
Отстроенные условные границы между рудой и "породой" имеют очень сложную конфигурацию. Сложность этих границ зависит от значений бортовых содержаний. При относительно высоких значениях бортовых содержаний рудные залежи распадаются на отдельные, не связанные друг с другом, промышленные зоны. Низкие значения бортовых содержаний приводят к укрупнению рудных залежей с усложнением условных границ и их форм.
Сложность условных границ между рудой и "породой", форма и размеры рудных залежей обусловлены неравномерным пространственным распределением полезного компонента в пределах месторождения.
Такое положение дел свидетельствует о наличии нерешенных вопросов по данной проблеме и позволяет сформулировать цель настоящих исследований.
Цель диссертационной работы - обеспечение максимальной полноты извлечения балансовых запасов из недр и качества добываемой руды за счет повышения достоверности оконтуривания промышленных руд, определения среднего содержания полезного компонента в них и опробования скважин эксплуатационной разведки при открытой разработке месторождений штокверкового типа с неравномерным распределением полезных компонентов.
Поставленная цель достигается на основе тщательного изучения и анализа информации, накопившейся в процессе разведки и эксплуатации месторождений. _ 14 -1,2, Основные факторы, влияющие на полноту и качество отработки запасов месторождений
Повышение эффективности использования минеральных ресурсов невозможно без рассмотрения всех возможных способов воздействия на полноту и качество отработки запасов полезного ископаемого из недр. Способы воздействия на объект исследования соответствуют факторам. Фактором будем называть измеряемую величину, принимающую в некоторый момент времени определенное значение /9, стр.50/.
Произведем классификацию факторов в зависимости от того, является ли фактор переменной величиной, которую можно оценить количественно, или же он некоторая переменная, характеризующаяся качественными свойствами, то есть разделим факторы на количественные и качественные.
К количественным факторам относятся: площадь промышленного участка, запас металла в эксплуатационном блоке, количество потерянных балансовых запасов, мощность рудного тела, положение границы между кондиционной и некондиционной скважинами, угол падения рудного тела, число одновременно работающих экскаваторов, производительность добычного забоя и т. д.
Качественные факторы - это содержание полезного компонента в пределах промышленного участка, коэффициент разубоживания руды, характеризующий качественные потери, изменчивость содержания полезного компонента и мощности рудного тела, кондиция руды по бортовому и минимально-промышленному содержанию полезного компонента и т. д.
Анализ способов оконтуривания промышленных руд в эксплуатационных блоках и их влияние на полноту и качество извлечения запасов при добыче
Одной из самых сложных и ответственных операций подсчета запасов является оконтуривание рудных залежей и промышленных участков месторождений. При построении контуров, в пределах ко - -торых подсчитываются запасы полезного ископаемого, учитываются: вся геологоразведочная информация о форме, размерах и закономерностях пространственного размещения полезного компонента в залежи, данные опробования и документация всех выработок, пройденных на месторождении, а также материалы документации и опробования естественных обнажений рудных залежей и требования горной технологии, обеспечивающей рациональное использование недр и высокую эффективность разработки месторождения.
В зависимости от взаимодействия промышленных участков с вмещающими породами выявляются следующие основные группы месторождений, в которых Д7, стр. 140/:1) рудные тела имеют четкие границы. Распределение полезного компонента может быть равномерным и неравномерным;2) рудные тела не имеют четких границ, причем распределение полезного компонента также может быть равномерным и неравномерным.
К первой группе относятся месторождения с резким различием вещественного состава руд и вмещающих пород. Это дает возможность четко наметить границу между рудным телом и вмещающими породами. Неравномерность пространственного размещения полезного компонента не оказывает влияния на оконтуривание.
Вторая группа характеризуется одинаковым вещественным составом руды и вмещающих пород. Граница между рудной частью залежи и "нерудной" устанавливается по данным опробования. Четких границ на месторождениях второй группы нет - наблюдается или постепенный переход от руды к "породе", или резкий скачкообразный в зависимости от характера распределения полезного компонента Эта группа отличается особой сложностью для оконтурива-ния.
В зависимости от типа месторождений, их структурных и мор - -фологических особенностей, характера распределения полезного компонента в залежах, оконтуривание промышленных участков производится одним из следующих способов /17 - 24/:1) построение контура по среднему углу выклинивания, в основе которого лежит редставление о том, что угол, под которым выклинивается залежь, остается постоянным вдоль всего ее контура;2) построение контура с учетом морфологии залежи полезного ископаемого, в основе которого лежит то, что мощность залежи убывает от центра к периферии. Определяются на каждом разрезе точки пересечения линий висячего и лежачего боков, которые переносят на план и через них проводят контур;3) построение контура интерполированием на середину, основан на том, что контур проводят через точки, расположенные на половине расстояния между рудными и "безрудными" выработками;значение мощности изменяется линейно междудвумя выработками. Линия контура вычисляется аналитически поформуле (I.3.I) или графически (рис. 1,3.1)где Ем.п.- положение контура балансовых запасов на плане, м; 171 в. - значение мощности в выработке, расположенной внутриконтура, м; ГПм.п- значение минимально-промышленной мощности, м; 1Ф - фактическое расстояние между двумя выработками, гдепроводится контур, м;5) построение контура балансовых запасов по бортовому содержанию, в основе которого лежит сглаживание содержания полезного компонента по выработке для выявления основной закономер ности изменения содержания. Полученная кривая характеризует основную закономерность изменения содержания полезного компонента. Проводя прямую, параллельную оси I , получают две точки А и В, отделяющие промышленный участок месторождения от непромышленного (рис. 1.3.2). Аналогичную операцию выполняют по каждой выработке и через полученные точки проводят контур промышленного участка месторождения;6) построение контура балансовых запасов при совместном учете бортового содержания полезного компонента и минимально-промышленной мощности, основан на том, что по результатам опробования и замеров мощности на геолого-маркшейдерских планах отстраиваются изолинии мощности и содержания полезного компонента, на которых выбирают изолинии соответственно с минимально-бортовыми значениями мощности и содержания. Контур балансовых запасов получают совмещением изолиний мощности и содержания, удовлетворяющих заданным кондициям.
Перечисленные способы оконтуривания применяются при подсчете запасов на стадиях детальной и эксплуатационной разведок, т. е. тогда, когда информация о месторождении получена по довольно редкой разведочной сети и достоверность оконтуривания на этой стадии очень низкая.
В период эксплуатации месторождений контуры промышленных руд в эксплуатационных блоках устанавливаются по результатам химического анализа проб шлама, отбираемых при бурении взрывных скважин. Расстояние между взрывными скважинами на карьерах цветной металлургии составляет 6-9 метров.
Рассмотрим способ оконтуривания промышленных участков в эксплуатационных блоках, который применяется в настоящее время на карьерах цветной металлургии и установим как влияет точность оконтуривания на полноту и качество извлечения запасов полезно
Исследование характера размещения поезных компонентов в рудных залежах
Из практики геологоразведочных работ и эксплуатации месторождений с неравномерным, весьма и крайне неравномерным распределением полезного компонента и изучения закономерностей их размещения установлено, что повышенные содержания полезного компонента приурочены к структурным зонам. Удаление от таких зон ведет к резкому; почти скачкообразному; падению содержания полезного компонента.
Способ определения зон влияния проб позволил, с одной стороны, выявить характер распределения полезных компонентов на исследуемых месторождениях, а с другой - разработать метод оконтуривания промышленных руд в эксплуатационных блоках, учи тывающий зональность в размещении полезных компонентов различного содержания /76/.
Положение промышленного контура между кондиционной и некондиционной пробами (взрывными скважинами) по предлагаемой методике устанавливается с учетом зон влияния кондиционной пробы и бортового содержания полезного компонента.
С этой целью, пользуясь кривой зон влияния проб (рис. 2.4.1), находим зоны влияния бортового содержания ts и кондиционного 1к Откладывая от точки I, соответствующей месту взятия пробы, по обе стороны от пробы величину зоны 1к , получаем границу влияния пробы данного содержания (на рисунке точки Г.и I"). Затем, от точки I в сторону некондиционной про-» бы 2 откладываем величину U- Ы и получаем точку А, соответствующую заданному положению контура между точками опробования I и 2.
Таким образом, положение промышленного контура между кондиционной и некондиционной пробами устанавливается путем откладывания на плане от кондиционной пробы в сторону некондиционной пробы величины К, равной
Применение формулы (2.4.1) предусматривает, что фактическое расстояние ЕФЗКТ. между пробами (скважинами) равно рациональному Іри,. .
В случае, если фактическое расстояние между взрывными скважинами больше ( ІФакт Іраи, ) или меньше ( зкт. рац ) рационального, то формула для расчета положения промышленного контура приобретает вид /69, 77/- 60 -где К - положение промышленного контура между кондиционной и некондиционной пробами (скважинами), м; факт. - фактическое расстояние между пробами, м; Іран. - рациональное расстояние между пробами (определяется по формуле (3;1.10)), м; І8 - размер зоны влияния, соответствующий значению бортового содержания полезного компонента, м; Ек - размер зоны влияния кондиционной пробы, м. Оконтуривание участков промышленных руд в эксплуатационных блоках включает:1. Определение рациональной плотности сети эксплуатационного опробования (расстояния между взрывными скважинами).2. Нанесение на план данных эксплуатационного опробования. 3. Определение линейных размеров зон влияния проб длякаждой опробуемой скважины на основе установленной закономерности распределения полезных компонентов в рудных залежах.4. Определение и нанесение на план положения промышленного контура. При Факт=Ерац.по формуле (2.4.Ї), при (ІФакт. Цац. по формуле (2.4.2).5. Вынос и закрепление положения промышленного контура на местности после проведения взрывных работ (предусматривается взрывание в зажатой среде без нарушения структуры массива).
Для удобства и быстроты определения положения промышленного контура К для каждого из рассматриваемых месторождений построены номограммы (рис. 2.4.2). На номограммах по оси ординат откладываются содержание полезного компонента по скважине, на верхней горизонтальной оси - фактическое расстояние между взрывными скважинами и на нижней горизонтальной оси - находится величина К, определяющая положение промышленного контура /69 - 72/.
Разработанный способ оконтуривания промышленных руд в эксплуатационных блоках в отличие от применяемого способа интерполирования на середину учитывает зональность в распределении полезных компонентов различного содержания и позволяет дифференцированно подойти к вопросу установления положения промышленного контура между рудной и "безрудной" скважинами в зависимости от содержания полезного компонента в кондиционной пробе.
Выделяются два вида подсчета запасов: а) полный подсчет или пересчет запасов месторождения, который называется генеральным, и б) ежемесячный, квартальный, годовой или любой другой периодический подсчет запасов для нужд предприятия, который называется оперативным /17, 20/.
Оперативный подсчет запасов производится периодически по мере того, как меняются запасы месторождения в связи с его эксплуатацией. При этом подсчитываются запасы лишь в пределах отработки. В зависимости от того, с какой точностью подсчитаны отработанные запасы, изменяется достоверность определения и учета показателей извлечения полезных ископаемых из недр.
Установленная закономерность в распределении полезного компонента, а именно: наличие на указанных месторождениях зон влияния проб,-позволяет повысить достоверность оперативного подсчета запасов.
Оперативный подсчет запасов с учетом зон влияния проб включает в себя оконтуривание промышленных руд в эксплуатационных блоках и расчет среднего содержания полезного компонента в подсчитываемом объеме с учетом закономерности распределения полезного компонента.
При вычислении среднего содержания полезного компонента в оконтуренном эксплуатационном блоке в подсчет включаются все пробы (скважины), расположенные внутри промышленного контура, в том числе пробы, показавшие "ураганные" значения содержании полезного компонента. Каждой пробе придается вес, равный соответствующему значению зоны влияния, а среднее содержание по блоку находится как средневзвешенное на зоны влияния /78 - 80/где С - среднее содержание полезного компонента в пределах подсчитываемого участка; Сі - содержание полезного компонента в і -ой пробе; її - зона влияния содержания полезного компонентаI -ой пробы, м; ft - количество проб в подсчитываемом объеме. Специального учета "ураганных" проб или их "сглаживания" не производится, т. к. их влияние автоматически учитывается путем введения соответствующего веса в формулу (2.5.1).
Более достоверные результаты по выводу среднего содержания в блоке можно получить, учитывая изменение содержания полезного компонента за пределами области его распространения вплоть до ортового его значения /69, стр. 27/.
Если бы отрабатывался только столб руды, ограниченный зоной влияния 0к (рис. 2.5.1), то в извлеченной руде среднее содержание соответствовало бы среднему содержанию по скважине. Фактически отрабатывается столб руды, ограниченный бортовым содержанием С87 , т. е. столб 0Eft . Вследствие этого в извлекаемый из недр столб вовлекается руда с содержанием ниже содержания, полученного по скважине (на рис. 2.5.1 эта часть заштрихована). В результате, в извлекаемом столбе руды содер
Способ отбора пробы шлама при бурении сплошным забоем
Установление границ промышленных участков, выделение различных типов и сортов руд, изучение химического состава осуществляется по данным опробования скважин эксплуатационной разведки, Б зависимости от того, насколько представительна отбираемая проба, настолько правильно будет осуществляться выделение промышленных участков, типов и сортов руд и тем эффективнее будет работать горнодобывающее предприятие,
В связи с широким внедрением на карьерах от расли высокопроизводительных станков шарошечного бурения потребовалось изменение методики и техники опробования скважин эксплуатационной разведки,
В процессе бурения станками типа СШ раздробленный материал выносится из скважины воздушно-водяной смесью под давлением и сдувается вентилятором от устья скважины в сторону от бурового станка, образуя эллипс отложения шлама. При этом раздробленный материал распределяется неравномерно по площади эллипса отложения; более тяжелые частицы ложат/ся ближе к устью скважины, а более легкие дальше /39, стр. 195/.
Определение содержания полезного компонента по скважине осуществляется опробованием части шлама, В некоторых работах /39, 88 - 92/ рекомендуется представительную пробу получать путем отбора ее порций из 10 - 15 точек, равномерно расположенных в площади эллипса отложения шлама. На предприятиях цветной металлургии в пределах эллипса отложения шлама устанавливается один пробоотборник, с которого получают пробу, характеризующую содержание полезного компонента по всей скважине. Кроме того, для повышения представительности опробования скважин были пред ложены различные конструкции пробоотборников /89,90/. Однако они оказались малоэффективными, особенно в зимних условиях.
В настоящее время на горных предприятиях цветной металлургии для обеспечения достоверности опробования определяется место установки пробоотборника. Эта задача решается сравнением содержаний полезного компонента в разных точках эллипса отложения шлама со средним содержанием полезного компонента в эллипсе отложения шлама. Однако, неравномерность распределения содержа-ния полезного компонента в эллипсе отложения шлама, а также большие случайные погрешности химанализов затрудняют однозначно выбрать наиболее характерное место установки пробоотборника.
Подобная ситуация имела место в проведенных в свое время исследованиях на руднике "Инкур" Джидинского комбината. Значительная изменчивость значений содержаний W Оз по площади эллипса отложения шлама (рис. 3.2.1) не дала возможности сделать строго обоснованный вывод о месте отбора пробы. Вследствие этого рекомендации свелись к введению понижающего коэффициента 0,75 в результаты опробования взрывных скважин.
Для повышения представительности отбираемой пробы и, следовательно, достоверности опробования, сокращения разрыва между опробованием взрывных скважин и головным опробованием на обогатительной фабрике, необходимо получить строгое решение задачи по выбору места отбора представительной пробы в эллипсе отложения шлама.
Для достижения поставленной цели на руднике "Инкур" Джидинского комбината выполнены исследования по установлению места отбора представительной пробы в эллипсе отложения шлама, которые включали: отбор проб с площади эллипса отложения шлама, при этом использовались.плоские безбортовые конструкции пробоотборников (рис. 3.2.2); ситовой анализ каждой отобранной про шлама на пять классов крупности (+ 10 мм, + 7 мм, + 3 мм, + 1,25 мм, - 1,25 мм); определение содержания трехокиси вольфрама в каждой фракции и вычисление выхода фракции в процентах.
В результате обработки полученной информации установлено /70 - 72, 93, 94/:- в процессе отложения шлама происходит распределение шлама разной крупности по площади эллипса отложения. Крупный шлам концентрируется вблизи устья скважины, более мелкий относится воздушным потоком дальше от устья (рис, 3,2.3);- зависимость между крупностью шлама и содержанием полезного компонента подчиняется экспоненциальному закону. Повышенное содержание трехокиси вольфрама наблюдается в мелком шламе классов + 1,25 мм и - 1,25 мм (рис. 3.2,4).
Для выяснения степени изученности объекта исследования (эллипса отложения шлама) и установления наиболее информативных показателей (крупность, выход фракций, содержание и т. д.), влияющих на выбор места установки пробоотборника, необходимо дать количественную оценку, характеризующую наш объект исследования, когда состояние объекта неизвестно заранее, т. е. будем рассматривать наш объект как физическую систему, случайным образом оказавшуюся в том или ином состоянии, В этом случае, сведения, полученные о системе,. будут тем ценнее и содержательнее, чем меньше мы знаем о ней, т. е. чем неопределеннее наши знания о системе (эллипсе отложения шлама) до получения каких- либо сведений.
С этой целью воспользуемся методом математической (вероятностной) теории информации /85, 95 - 98/.
Неопределенность знаний об эллипсе отложения шлама складывается не только из разнообразия значений изучаемых характерне и крупностью бурового шлама по скважинам. тик, но и из неизвестного нам заранее характера распределения каждой характеристики в пределах эллипса, т. е. нам необходимо ответить на вопрос, почему в данной точке эллипса отложения встречено именно это содержание полезного компонента, а не другое.
В качестве характеристики степени неопределенности должна быть выбрана величина, которая обладает следущими свойствами. Во-первых, она должна обращаться в нуль, когда одно из состояний объекта исследования достоверно, а другие - невозможны. Во-вторых, при заданном числе состояний она должна обращаться в максимум, когда эти состояния равновероятны. В-третьих, когда несколько состояний объекта исследования объединяются в одно, их неопределенность должна складываться.
Мерой неопределенности, обладающей всеми перечисленными свойствами, является энтропия, которая представляет собой сумму произведений вероятностей различных состояний объекта исследования на логарифмы этих вероятностей, взятая с обратным знакомВторым важным показателем в теории информации является информация їх ,.характеризующая собой степень осведомленности об объекте исследования. Информация Ь равна разности энтропии объекта исследования, вычисленных до и после получения этой информации
Влияние достоверности опробования скважин эксплуатационной разведки на потери и разубоживание руды
На рассматриваемых в данной работе месторождениях выделение участков промышленных руд в эксплуатационных блоках осуществляется по бортовому содержанию полезного компонента. От достоверности результатов опробования во многом зависит точность определения положения промышленного контура и, следовательно, полнота извлечения запасов полезного ископаемого, качество добываемой руды и эффективность работы горнодобывающего предприятия в целом.
Оценка экономической эффективности от повышения достоверности опробования может иметь определенные ограничивающие условия; Такими ограничивающими условиями являются производственные возможности карьера и обогатительной фабрики. Рассмотрим экономическую эффективность от повышения достоверности опробования взрывных скважин для разных условий.
В результате выполненных исследований на Джидинском комбинате установлена систематическая погрешность, позволяющая отказаться от практики применения понижающего коэффициента 0,75.Как показали расчеты, отказ от понижающего коэффициента, увеличивает сырьевую базу Джидинского комбината и позволяет дополнительно добывать 400 тыс. тонн руды со средним содержа ниєм W Оз , равным 8,4 усл. ед.
Однако, в настоящее время на Джидинском комбинате из-за небольших производственных мощностей обогатительных фабрик невозможно переработать дополнительное количество добываемой ру-да Вследствие этого, Джидинскому комбинату рекомендовано складировать дополнительно добываемую бедную руду в специальный отвал.
За счет организации спецотвала на карьере "Инкур", с по-следующей его переработкой после прекращения добычи холтосонс-кой руды, на освободившихся мощностях фабрики, затраты на амортизацию и текущий рембнт основных средств фабрик могут быть сокращены на 0,5 руб/т. Таким образом, себестоимость переработки I т руды из спецотвала составит 3,41 руб/т.
Себестоимость руды по элементам затрат составляет:- добычи - 1,78 руб/т;- транспортирования на фабрику - 0,33 руб;- обогащения - 3,91 руб/т.Для расчета ожидаемого экономического эффекта принято:- затраты на добычу І т руды из спецотвала - 0,3 руб. (по данным института "ВЕШИгорцветмет);- выпуск концентратов двух сортов: КВГ-І с извлечением 45 % и КЕГФ-3 с извлечением 7,5 % (по проекту).
Суммарные затраты на добычу, транспортирование, переработку и внепроизводственные расходы І т руды составят 0,3 + 0,33 + 3,41 + 0,04 = 4,08 руб. Общие затратыОбщая ценность продукции равна 2296,56 тыс. руб.
Ожидаемый годовой экономический эффект от переработки руды из спецотвала составит 664,56 тыс, руб. Кроме того, дополнительно будет извлекаться 176 тонн концентрата ежегодно.
За время с 1975 г. вследствие применения понижающего коэффициента 0,75 народному хозяйству нанесен ущерб в сумме 6645 тыс. руб. При этом безвозвратно потеряно 1410 тонн концентрата.
Рассмотрим на примере Шерловогорского месторождения эффективность исключения систематической погрешности из результатов опробования.
Статистическая обработка результатов сопоставления двух способов опробования и анализ полученных результатов показал наличие систематических погрешностей, которые составили: при определении содержания олова - 6 %, а при определении отношения содержания свинца к содержанию олова - 22 %.
Исключение систематической погрешности вследствие применения разработанного способа опробования позволяет увеличить количество балансовых запасов полезного ископаемого в контуре годовой отработки за счет перевода 40950 тонн забалансовых руд в балансовые и 12380 тонн полиметаллических руд в балансовые оловянные руды. Тем самым, происходит сокращение объема вскрышных пород, увеличивается срок эксплуатации Шерловогорского месторождения на 8,5 месяцев и будет получено дополнительно 108 тонн олова, а также в результате вовлечения в переработку руд, ранее считавшихся полиметаллическими, дополнительно будет извлекаться в концентрат 7,07 тонн олова ежегодно.
Экономический эффект от повышения достоверности опробования скважин эксплуатационной разведки составит 562,6 тыс. руб. При этом будет получена значительная экономия энергетических и материальных ресурсов:Внедрение методики опробования скважин эксплуатационной разведки на Дяидинском и Шерловогорском комбинатах обеспечивает высокую достоверность результатов опробования и позволяет улучшить показатели извлечения из недр и получить большой народнохозяйственный эффект, который составляет более I млн. руб. в год.
Сложившаяся практика оконтуривания участков промышленных руд в эксплуатационных блоках на месторождениях цветных металлов методом интерполирования на середину между точками опробования является одной из основных причин возникновения неоправданных потерь полезного ископаемого и разубоживания руды. Это не позволяет объективно оценивать качественную характеристику интенсивности оруденения, фактические потери балансовых запасов полезного ископаемого и разубоживание руды, устанавливать действительное количество металла в недрах и уменьшить степень риска при эксплуатации месторождений.
Поэтому не секрет, что на ряде месторождений наблюдается неподтверждение запасов полезного компонента, выражающееся в виде поправочных коэффициентов в результаты опробования и средних содержаний полезного компонента, вследствие чего оперативный подсчет запасов, учет и определение потерь и разубоживания - -руды, превращаются в простую формальность, направленную на выполнение нормативных и плановых показателей извлечения из недр.
Проведенные экспериментальные и опытно-промышленные работы, имевшие цель заверки разработанной методики оконтуривания участков промышленных руд в эксплуатационных блоках с учетом зон влияния проб, показали ее высокую достоверность и создали объективные предпосылки для исключения из практики применение понижающих коэффициентов.
Для установления различия в методиках оконтуривания участков промышленных руд и определения влияния систематической погрешности оконтуривания на показатели извлечения из недр проведено статистическое сопоставление двух методов оконтуривания, а именно: интерполирования на середину и с учетом зон влияния проб на Сорском медно-молибденовом, Шерловогорском оловорудном и Инкурском вольфрамовом месторождениях. Для этого вычислялась абсолютная погрешность в положении контура по формуле
