Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор теории и практики применения открыто-подземного способа разработки. Анализ современного состояния и тенденции технического прогресса на подземных рудниках 12
1.1. Краткий анализ теорий открыто-подземной разработки 12
1.2. Основные тенденции развития сырьевой базы 21
1.3. Современное состояние открыто-подземного способа разработки рудных месторождений 25
1.4. Современное состояние и тенденции развития технологии подземной разработки рудных месторождений 46
1.5. Проблемы создания малоотходной и безотходной технологии 54
2. Критерии экономической оценки технологии горных работ. Учет фактора времени 58
2.1. Общие сведения о критериях 58
2.2. Эффективность капитальных вложений 60
2.3. Приведенные затраты 62
2.4. Прибыль, рентабельность, дифференциальная горная рента 64
2.5. Учет фактора времени 66
2.6. Предлагаемые комплексные критерии 68
2.7. Оценка ущерба окружающей среде 74
3. Выбор рационального порядка отработки месторождений при открыто-подземном способе добычи 88
3.1. Экономикс» - математическая модель совместной открыто- подземной разработки двухсортной руды на действующем предприятии 88
3.2. Оптимизация порядка отработки месторождения и варианты независимой работы карьера и рудника 92
3.3. Обоснование экономической целесообразности отказа от эксплуатации карьером при открыто - подземном способе разработки 104
4. Разработка методических основ переоценки запасов с учетом качества руд, стадии освоения месторождения и достоверности информации 107
4.1. Учет качества руд, стадии освоения месторождения и достоверности информации о запасах 107
4.2. Обоснование необходимости учета степени разведанности запасов. 115
4.3. Оптимизация системы: разведка-разработка месторождений - охрана окружающей среды 122
4.4. Определение извлекаемой ценности разносортных многокомпонентных руд. 126
5. Выбор и оценка способов вскрытия и подготовки рудных месторождений 133
5.1. Общие принципы оптимизации вскрытия и подготовки рудных месторождений при открыто-подземном способе 133
5.2. Методические основы сравнения схем и способов вскрытия и подготовки 134
5.3. Обоснование оптимальной высоты этажа 139
5.4. Сравнительная оценка схем подготовки этажей. 144
5.5. Определение числа шахтных стволов при раздельной добыче руд по сортам 151
6. Научные основы оценки систем подземной разработки при открыто - подземном способе 156
6.1. Анализ известных методик оценки систем разработки 156
6.2. Методики экономической оценки систем разработки месторождений руд цветных и черных металлов, горно-химического сырья 163
6.3. Предлагаемая методика оценки технологии подземной добычи при открыто-подземном способе 165
6.4. Особенности определения извлекаемой ценности руд Тырныаузского месторождения 168
6.5. Зависимости извлечения трехокиси вольфрама при обогащении от содержания кальцита в рудной массе 172
7. Совершенствование систем подземной разработки при открыто-подземном способе 177
7.1. Совершенствование систем разработки с закладкой. Способ разработки групп этажей или подэтажей. 177
7.2. Разработка технологии закладочных работ без цемента 188
7.3. Совершенствование систем разработки с обрушением вмещающих пород 194
7.4. Система подэтажного обрушения с полевой подготовкой 209
7.5. Система разработки с опережающей разведочной выработкой 214
8. Определение производственной мощности подземного рудника при открыто - подземном способе разработки 219
8.1. Факторы, влияющие на выбор производственной мощности рудника 219
8.2. Анализ методик определения производственной мощности рудника по горным возможностям 222
8.3. Предлагаемая методика определения производственной мощности рудника по горным возможностям 231
8.4. Обоснование оптимальной производственной мощности рудника в современных экономических условиях 233
8.5. Учет риска при определении производственной мощности рудника 239
Заключение 246
Список литературы 249
- Современное состояние открыто-подземного способа разработки рудных месторождений
- Оптимизация порядка отработки месторождения и варианты независимой работы карьера и рудника
- Анализ известных методик оценки систем разработки
- Обоснование оптимальной производственной мощности рудника в современных экономических условиях
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Анализ современного состоя-ия отраслей горнодобывающей промышленности и технологии гор-ых работ показывает, что практически во всех отраслях в течение по-іедних десятилетий постоянно снижалось содержание полезных ком-онентов (металлов) в добываемых полезных ископаемых, увеличились эксплуатационные и капитальные затраты на их добычу и пере-аботку, катастрофически росло отрицательное воздействие горных абот на окружающую среду. Вместе с тем недра используются непол-о и некомплексно. Потери полезных ископаемых составляют от 10 до Э %, а отходы от добытого полезного ископаемого достигают 93-97 % В результате в разведке и эксплуатации находилось неоправданно ольшое число месторождений и нарушалось огромное число природ-ых объектов.
Вместе с тем при системном научном подходе имеются большие озможности для резкого изменения этого положения, приведения в ействие огромных резервов горных предприятий и улучшения состоя-ия окружающей среды. Одним из важнейших направлений совергасн-гвования ресурсосберегающей и природоохранной технологии яв-яется расширение области применения комбинированного открыто-одземного способа разработки. Однако этому препятствует недоста-очиая изученность таких вопросов, как обоснование границ и после-овательности применения открытого и подземного способов, порядка тработки запасов при подземном способе разработки, взаимоувязка аботы карьера и рудника, обоснование их совместной оптимальной роизводственной мощности, создание таких систем разработки, кото-ые при использовании достоинств открытого и подземного способов : ликвидации их взаимного отрицательного влияния, обеспечивают овышение безопасности работ на карьере и руднике, повышение пол-юты и комплексности использования запасов, частичное складирова-;ие отходов карьера в выработанном пространстве рудника и др. Не лучайно в рекомеїщациях РАН исследование взаимодействия работ на арьере и руднике при комбинированном открыто-подземном способе іазработки признано одним из основных и наиболее актуальных на-[равлений исследований.
Решение даже части этих задач позволит существенно повысить ффективность работы горных предприятий при улучшении использо-іания недр и охраны окружающей среды.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ - разработка научных основ оценки более пол-юго и комплексного использования рудных месторождений полезных
ископаемых для выбора наиболее эффективных направлений совершенствования технологии горных работ и создания новых способов и систем разработки.
ГЛАВНАЯ ИДЕЯ работы заключается в том, что выбор и создание более эффективных экономических и технологических решений, обеспечивающих повышение полноты и качества использования недр и улучшение охраны окружающей среды, осуществляется на основе более совершенных, отвечающих современным экономическим условиям методик.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. В работе использован комплекс методов исследований, включающий анализ теории и практики разработки месторождений, анализ технико-экономических показателей работы горных предприятий и показателей использования недр, методы статистического анализа, вероятностную оценку стохастических показателей, разработку методик экономической оценки параметров и технологии разработки, технико-экономические расчеты по выбору экономических и технологических решений, конструирование новых способов разработки, опытно-промышленная проверка и внедрение рекомендаций в производство.
1. Проблемы более полного и комплексного использования недр,
обоснования параметров рудника и совершенствования технологии
подземной добычи руд при открыто-подземном способе разработки
должны решаться на основе системного подхода при взаимосвязанном
рассмотрении процессов подземной и открытой добычи полезных ис
копаемых и их переработки с учетом воздействия на окружающую сре-
ДУ-
-
Основой для эффективной подземной разработки месторождений, повышения полноты и комплексности использования недр и улучшения состояния окружающей среды при открыто-подземном способе являегся более детальное и достоверное изучение запасов полезных ископаемых путем увеличения затрат на разведку и применения соответствующей технологии горных работ.
-
Обоснование оптимальных схем и параметров вскрытия и подготовки запасов для подземной разработки месторождения при открыто-подземном способе должно осуществляться с учетом возможного взаимовлияния карьера и рудника с целью более полного использования преимуществ, которые представляются при совместной или поочередной работе карьера и рудника.
-
Производственная мощность рудника должна устанавливаться та основе оптимизации производственной мощности рудника и карьера вместе взятых.
-
Критерии экономической оценки технологических решений, а гакже полноты и качества использования запасов должны изменяться в соответствии с изменением экономической ситуации в стране. В условиях рынка решение задач повышения эффективности разработки рудных месторождений, в том числе задач по обоснованию оптимальной производственной мощности рудника и технологии горных работ, цолжно осуществляться на основе предлагаемого унифицированного критерия эффективности и единой экономико-математической модели.
-
Разработанная методическая основа для решения задач оптимизации основных параметров рудника и технологии горных работ с учетом полноты и комплексности использования недр и охраны окружающей среды.
-
Предложенные новые способы открыто-подземной и подземной разработки месторождений полезных ископаемых, обеспечивающие повышение полноты и комплексности использования недр и других природных ресурсов.
ОБОСНОВАННОСТЬ И ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ, выводов и рекомендаций подтверждается:
анализом представительного объема технико-экономических данных о запасах и показателях работы предприятий;
применением методов теории вероятностей и математической статистики;
широкой апробацией рекомендаций на горных предприятиях;
положительными результатами внедрения новых систем разработки и других рекомендаций на ряде рудников.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ состоит в том, что методические положения по обоснованию параметров рудника, технологии подземной разработки и более полного и комплексного использования недр разработаны на основе системного подхода при рассмотрении во взаимосвязи процессов разведки запасов, добычи и переработки полезных ископаемых и охраны окружающей среды на руднике и в карьере: доказана необходимость детального и дифференцированного технико-экономического обоснования оптимальных уровней разведанности запасов, полноты и комплексности использования недр и других природных ресурсов; предложены методики оптимизации основных параметров рудников и технологии горных работ с учетом полноты и комплексности использования недр и охраны окружающей среды; на осно-
ве методик экономической оценки предложены новые эффективные технико-экономические мероприятия, способы и системы разработки.
ФАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ заключается в том, что на основе предложенных методик могут быть решены все основные задачи проектирования и эксплуатации рудников с учетом их взаимодействия с карьером и современных требований рынка. Научная основа может быть использована при оценке запасов полезных ископаемых, определении производственной мощности горных предприятий, выборе эффективных систем разработки, методов управления качеством продукции горных предприятий и т.д.
РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Исследования проводились в соответствии с плановой тематикой по комплексной целевой межвузовской научно-технической программе "Разработка научных основ и способов разведки и эксплуатации рудных месторождений Северного Кавказа, обеспечивающих более полное и рациональное использование недр и охрану геологической среды" сокращенно "Недра", которая была утверждена совместным приказом Минцветмета СССР и Минвуза РСФСР от 16 июля 1986 г. Начиная с 1992 г. работы продолжались по программе "Экологически чистое горное производство". Применительно к условиям Тырныаузского вольфрамо-молибденового комбината, Джидинского ВМК, Урупского ГОКа разработан ряд новых способов открыто-подземной разработки, систем подземной разработки, способов подготовки блоков и способов управления выпуском. Рекомендации но экономической оценке, выбору известных и созданию новых способов и систем разработки и способов подготовки блоков, способов выпуска руды были испытаны и внедрены на многих рудниках.
Результаты исследований широко используются в учебном процессе в горных вузах страны.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения и результаты работы докладывались на международных, всесоюзных и всероссийских научных конференциях, семинарах и конгрессах (Москва 1984 - 1986, 1990, 1993, 1995, 1996, 1997, Алма-Ата 1986, Бишкек 1989, Новочеркасск 1990 - 1997, Санкт-Петербург 1994); на межреспубликанских и республиканских конференциях и семинарах (Фрунзе 1984, 1985, 1986, 1987, Ташкент 1991, 1992, Новосибирск 1989, Красноярск 1987, Кривой Рог 1990).
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано более 80 работ, в том числе 2 монографии, главы в 2 учебниках и 4 монографиях, более 40 статей, 25 изобретений.
Современное состояние открыто-подземного способа разработки рудных месторождений
За рубежом известны многочисленные случаи перехода с подземных работ на открытые. Причинами перехода являются: большие потери полезного ископаемого при подземной разработке, особенно при системах с массовым обрушением руды и камерно-столбовой системе; большая экономичность открытых работ, их безопасность; гибкость предприятия в отношении производительности.
Показателен переход от подземной к открытой разработке крупнейшего в мире месторождения солей борной кислоты в Бороне (Калифорния, США).
Несмотря на оснащенность шахты высокопроизводительными механизмами, решили перейти на открытые работы. При этом стало возможным извлечь руду, ранее оставленную в целиках. При улучшенных способах обогащения руды можно добывать более бедные сорта ее. Открытая разработка экономически выгоднее, она позволит быстро расширить объем работ в случае роста спроса на данную продукцию. Высота уступов 15 м. Скважины бурят электросверлами. Руду грузят экскаваторами "Бюсайрус-Эри 54-В" с ковшом емкостью 2,3 м . Руду отвозят самосвалами "Кенворт" до дробилки на фабрике. Позднее дробилку перенесут на дно карьера, а руду на фабрику будут доставлять конвейерами.
На медно-колчедапном руднике "Маунтен Коппер" (Калифорния, США) перешли с подземных работ на открытые. На руднике разрабатывают плотную и абразивную сульфидную руду с содержанием серы 48-50 % и меди 1 %. Переход от подземных работ к открытым на части месторождения обусловлен сильной нарушевностыо рудного тела, наблюдавшейся при подземной разработке. На карьере применяют станки вращательного бурения, дизельные экскаваторы и автотранспорт. На дробильную фабрику руду транспортируют по канатно-подвесной дороге с автоматическим управлением. Коэффициент вскрыши на карьере равен 8.
На золоторудном руднике "Маут Моргая" (США) с 1882 г, приме-няли открытые работы, в 1912 - подземные работы, в 1925 г. вновь перешли на открытые работы. С подземных работ на открытые перешли на медных рудниках "Багдад", "Рей", "Инспирейшн", "Торнтон" (США), на которых применяли систему разработки этажного самообрушения.
На руднике "Торнтон" руду перепускают через блок площадью 19,5 X 30 м и высотой 72 м. Он обеспечивает высокую производительность погрузки (в среднем 5200 т/смену). Блок расположен в измененных породах гранит-порфировых породах, которые после подсетей легко обрушаются. в днище блока установлены грохоты на расстоянии 10 м друг от друга. На откаточный штрек выходят шесть рудоспусков расположенных по обоим сторонам штрека. Люки рудоспусков оборудованны шиберными затворами.
Первая воронка Обрушения появилась в дне карьера, когда из блока было выпущено 18 % запасов руды. Эта воронка находилась в пределах границ блока и занимала менее полоВИНЫ его площади. Зависаний обрушенной руды в блоке не наблюдали. Стенки блока поддерживают в вертикальном состоянии все время, так как он полностью заполнен переспускаемой рудой.
Руду из карьера до переспускаемого блока транспортируют колесными скреперами (если расстояние доставки не более 300-450 м) или автосамосвалами, На горизонте грохочения требуется незначительное вторичное дробление, так как руда дополнительно дробится при движении вниз на глубину до 70 м и более.
Выпущенную из блока руду грузят в составе из 24 вагонеток емкостью по 4,5 т и транспортируют до ствола шахты на расстояние 750 м. Бригада из трех грохотчиков и восьми-десяти рабочих на откатке (три состава) обеспечивает производительность до 6150 т руды в смену.
Данная схема работ позволила достичь весьма высокой производительности труда трудящегося руднику, составляющую 124 т/чел-смену.
В 1954 г. подземная добыча была полностью прекращена (на много раньше, чем это намечалось по плану). Причиной явился сильный ливень в 1953 г., заливший подземные выработки, восстанавливать которые считали нецелесообразным. С целью извлечения меди из обрушенных пород подземного рудника, содержащих значительное количество меди, их стали выщелачивать раствором серной кислоты. Насыщенные медью растворы собирали на гор. 255 м, по бетонным канавам подавали к насосной станции. Затем эти растворы откачивали на поверхность, где в шлюзах с железным скарпом из растворов осаждали цементную медь, а растворы вновь направляли в обрушенное пространство.
Медное месторождение "Пимм" (США) с 1952 г. разрабатывали подземным способом, затем перешли на открытые работы. Руду к скиповому подъемнику доставляют автосамосвалами. Угол наклона подъемника 38. Вскрышные работы производят тракторными скреперами емкостью 26 м , экскаваторами "Марион" и автосамосвалами "Эвклид". Средний коэффициент вскрыши 2 м3/т. Сменная добыча руды 4000 т. Скважины бурят шарошечным станком. Руду грузят экскаваторами с ковшом емкостью 1,91 м . Скиповой подъемник оборудован 22-тонными скипами производительностью 4600 м горной массы в смену.
Медное месторождение "Юнайтед-Верде" разрабатывали подземным способом. В связи с пожаром (1893 г.), продолжавшимся 25 лет, с 1918 г. верхнюю часть рудного тела отработали системой "глори-холл" (до гор. 48 м). Затем перешли на выемку уступами высотой 15,4-33,5 м.
Этот рудник показателен тем, что на открытые работы перешли при сравнительно невысоком техническом вооружении открытых горных работ того времени. Средний коэффициент вскрыши в период реконструкции составил 9 м3/м3\ Разработали специальную технологию бурения и взрывания скважин в высокотемпературном массиве горных пород. Температура в скважинах достигла 415". Скважины охлаждали циркулирующей холодной водой, нижнюю часть скважины простреливали и заполняли для теплоизоляции мокрым песком. В ряде случаев взрывали динамитом, помещенным в "торпеды" (патрон из плотной бумаги с толстыми стенками длиной 1,83-2,44 м, диаметром 127 мм). Средний текущий коэффициент вскрыши за все время эксплуатации карьера составил 5,5 м3/м3.
Вольфрамовое месторождение "Гетчел" расположено в гористой местности (штат Невада, США) и представлено отдельными крутыми залежами» которые разрабатывали подземным способом системой с мага-зинированием руды. Карьерами отрабатывали входы рудных тел на склоны. Руду добывали небольшими дизельными экскаваторами и в автосамосвалах грузоподъемностью 15 т транспортировали на фабрику. Всего было отработано семь карьеров, под четырьмя из которых одновременно вели подземные работы.
На крупнейшем асбестовом руднике Канады "Джефри-Майн" также перешли на открытую разработку. В Обербрисе (Пльзенский район, Чехословакия) разрабатывали каолин подземным способом с большими потерями в целиках. Переход на открытые работы позволил полностью извлечь полезное ископаемое и значительно увеличить производительность предприятия.
Рудник "Крестмор" (Канада) разрабатывает два рудных тела. У поверхности рудные тела имеют угол падения 45", а с увеличением глубины выполаживаются до 25 . Ближе к поверхности рудные тела разделены толщей кварцевого диорита мощностью до 150 м, которая с глубиной уменьшается до 30 м. Отработку месторождения начали в 1909 г. открытым способом. В начале 1920 г., исходя из существовавших в то время технических возможностей, считали, что отработка месторождения открытым способом закончена и в 1927 г. перешли на подземные работы системой этажного самообрушения.
Создание для горной промышленности автомашин и экскаваторов позволило в 1914 г. снова вернуться к открытому способу разработки, не прекращая подземных работ.
Оптимизация порядка отработки месторождения и варианты независимой работы карьера и рудника
Основываясь на результатах расчетов, проведенных по приведенной выше экономико-математической модели для условий Тырныаузско-го месторождения нами было сделано следующее предложение.
При эксплуатации Тырныаузского вольфрамо- молибденового месторождения комбинированным открыто - подземным способом принят такой порядок, когда рудником и карьером вели разработку сверху вниз последовательно. Сначала отработаны и отрабатывались основные запасы богатых руд подземным способом. Следом за этим осуществлялась доработка оставшихся запасов в основном бедных руд открытым способом.
Из-за наличия на карьере зон обрушения от подземных работ (системами с обрушением) сдерживало развитие и интенсивность горных работ на верхних горизонтах подземного рудника. А в целом и карьер и рудник теряли возможности для значительного роста их производительности. Все это усугублялось наличием разносортных руд. Из-за ограниченной пропускной способности основной вскрывающей и транспортной штольни такой порядок работ приводил к огромным потерям трудно-обогатимых карбонатных руд.
Для перепуска добытой руды открытой и подземной добычи проходили большое число глубоких рудоспусков большого сечения, эксплуатация которых значительно затруднена. В связи с зависаниями в них руды имели место довольно частые простои транспорта, а в связи с износом их стенок увеличивалось разубоживание руды (на 2-3 %). Вся порода от проходки выработок также шла в руду.
Еще больше усугублялось положение при вовлечении в эксплуатацию Слепой залежи, на верхних горизонтах которой имеются большие запасы карбонатных руд. Одним из вариантов разработки Слепой залежи предполагалось извлекать подземным способом на верхних горизонтах только камерные запасы блоков, заполнять эти камеры сухой закладкой, а днище, междукамерные целики и потолочины извлекать по мере опускания карьера открытым способом. Этот вариант порядка отработки Слепой залежи открыто - подземным способом и способа закладки камер является далеко не самым выгодным, т.к. рудник, затратив огромные средства на практически полную подготовку запасов верхних горизонтов к эксплуатации и очистной выемке, извлекал подземным способом лишь часть этих запасов, что увеличивало себестоимость добычи не менее, чем на 20-25 %.
С другой стороны карьер, затратив огромные средства на вскрышу, извлекал также только оставшуюся часть запасов Слепой залежи. Из-за этого очень сильно увеличивался коэффициент вскрыши и соответственно возрастали затраты на добычу руды. При этом руда сильно разубо-живалась не только вмешаюшими породами, но и породами закладки камер. В результате были произведены практически полные затраты и открытым и подземным способами на одни и те же запасы Слепой залежи при значительном снижении качества добываемой рудной массы.
При отработке карьером целиковых запасов при заложенных сухой породой камерах разубоживзние руды будет повышаться из-за попадания в руду породной закладки. Если обычно разубожлвание руды на карьере было равно РКэ то в этом случае оно будет равно Рк+АРк, где АРк -дополнительное разубоживание на карьере (в долях единицы), от примешивания пород закладки камер. Оно будет достигать не менее, чем 0,10-1,2, т.к. число контактов руды с породой увеличится вдвое. Ущерб от потери извлекаемой ценности, вследствие этого увеличения разубоживания, можно определить (в руб/т) как ц=о,оі;сі(і-рІС)єб,ці-о,оіісі(і-рі:і-лркі)в,Ц., где С1 - содержание 1-го полезного компонента в руде, /о\ єбі и s! - извлечение 1-го металла в концентрат при обычном ведении работ (без выемки и закладки породой камер) и при отработке целиков между заложенными породой камерами, доли ед,; Ц! - отпускная цена 1-го полезного компонента в концентрате; п - число полезных компонентов в руде.
Кроме этого увеличиваются расходы на добычу, транспортирование, перепуск и обогащение увеличенного количества породы в руде. Это увеличение затрат можно определить (руб/т) по формуле.
Кроме ущерба от увеличения разубоживания руды при частичной отработке запасов подземным способом с сухой закладкой увеличиваются затраты на вскрышные работы.
Коэффициент вскрыши, от величины которого зависят затраты на вскрышные работы, увеличится соответственно уменьшению извлекаемых открытым способом запасов.
Если принять, что отработка всех запасов Слепой залежи осуществляется карьером, то коэффициент вскрыши (в частности и граничный) будет равен
В(1-Рк) К = Б(1-г) где В - объем вскрышных пород, необходимый для отработки балансовых запасов, величина которых равна Б(т); К - количество пород вскрыши, приходящейся на 1 т добываемой рудной массы; Пк и Рк к потери и разубоживание руды при разработке всех запасов Слепой залежл только открытым способом, доли ед.
Если подземным способом будет извлечена доля д и заменена породой, то запасы открытого способа уменьшатся в (І-q) раз, из-за чего коэффициент вскрыши увеличится за счет уменьшения извлекаемых запасов руды и увеличения объема вскрыши от породной закладки камер и будет равен
Если учесть, что при наличии сухой закладки в камерах увеличится число контактов руды и породы, то потери и разубоживание руды повысятся до величины Рк+АРк и Пк+ЛПх и тогда коэффициент вскрыши (м3/т) т.е. увеличится более чем вдвое (в 2,08 раза). И если принять, что затраты на 1 т вскрыши равны 0,4 руб., то увеличение себестоимости добычи на карьере составит только за счет увеличения коэффициента вскрыши на (9,29-4,47) 0,4=1,93 руб/т. А в расчете на I т рудной массы с базовым содержанием (когда разубоживания АРк нет) увеличение затрат составит 1,93/0,90=2,15 руб/т.
Анализ известных методик оценки систем разработки
С учётом современных достижений экономической науки, а также достижений в комплексном использовании руды и других природных ресурсов основные принципы экономической оценки систем разработки заключается в следующем. После отбора технически пригодных систем разработки и исключения из дальнейшего сравнения явно экономически невыгодных вариантов обычно для дальнейшего детального анализа остается несколько систем разработки. Как правило, таких систем оказывается немного, в пределах 2-4, Обычно бывает так, что если одни из них позволяют добывать трудную массу дешево и с высокой производительностью то эта рудная масса оказывается пониженного качества (разубоженная) и в большом количестве допускаются потери руды. Другие же системы, наооборот, позволяют более полно извлекать запасы недр и повысить качество добываемой рудной массы, но требуют повышенных затрат TDvjra и средств
Поэтому окончательное сравнение технически пригодных систем необходимо осуществить на основе детальных технике - экономических расчетов. При выполнении расчетов большое значение имеет выбор правильной, наиболее полно отвечающей условиям методики оценки. Прежде всего критерия оценки.
В большинстве работ, посвященных сравнительной оценке систем разработки, а также в действующих инструкциях и типовых методических указаниях, в частности в "Типовых методических указаниях по учету, экономической оценке и нормированию потерь твердых полезных ископаемых" рекомендуется применять в качестве критерия оценки прибыль в расчете на 1 т балансовых запасов полезного ископаемого. В том случае, когда сравниваемые варианты разработки обеспечивают примерно одинаковое производство конечной продукции и одинаковое годовое погашение запасов, сравнение можно осуществлять на основе удельной прибыли (т.е. прибыли в расчете на 1 т руды балансовых запасов) или на основе удельной дифференциальной горной ренты. Но и в этом частном случае доджлы быть учтены такие факторы, как полнота использования запасов, капиталовложения, фактор времени.
Обоснованию необходимости оценки систем разработки в расчете на 1 T руды балансовых запасов было уделено внимание также и в целом ряде наших работ. В большинстве работ но оценке способов разработки и установлению границ открытых горных работ также расчет обычно ведется либо на 1 т добываемой рудной массы, либо на 1 т руды балансоВых запасов,
В принципе расчет на 1 т руды балансовых запасов, как объективно существующей категории, одинаковой при всех сравниваемых системах и способах разработки, является вполне достаточным и обоснованно при-годным для большого числа случаев из практики горных работ.
Если сравниваемые варианты разработки обеспечивают примерно одинаковос количество еогашаемыр в единицу обемени валансовых за= пасов - т,е, поименно одинаковую степень влияния совокупности таких Факторов, как интенсодинсть отработки» производительность рудника, потери и ,азубожиеание руды, то сравнение систем и способов разработпо в рисчете на о т руды балансовых авпасов вполне правомерно. Однако, как случай одинакрудго качесова добываемой руднпй массыно.гда прокомерен критерий прибыли в расчете на е т йудной йассы, так и случай одинакового количества ежегодно погашаемых балансовы, запасов при сравниваемык вариантах разработкиг когда правомерен критерий при= были в расчете на 1 т руды балансовых запасов, являются не всеобъендютими, a лишb частными. Наоборот, если принять во внимание полное х действующих факторов, то можно прийти к выводу, что рагодно погашаемых балансовых запасов при разном \ровйе потерь и разубожнвания руды, разной интенсивности горных работ, различных сроках отработки, перееденной величине извлекаемых запасов месторождения и изменении других факторов практически трудно обеспечить. Главным недостатком методик оценки систем разработки в расчете на 1 т извлекаемых запасов как по ярибыли, так и по дифференциальной ренте, является несоответствие этих критериев критерию оценки эффективности хозяйственной деятельности горнорудных предприятий. Принципы оценки деятельности горнодобывающих предприятий обычно построены в расчете на 1 т добываемой рудной массы, 1 т товарной руды, концентрата или металла, или в расчете на величину рудной массы, добываемой за определенный период времени (год, месяц). В расчете на 1 т массы или конечной продукции составляется калькуляция себестоимости добычи. Предлагавшийся ранее многими авторами критерий оценки в расчете на 1 т рудной массы Пр = Ц;, - Сд руб/т, больше отвечает этой задаче сопоставления полученных расчетом показателей систем разработки й фактических показателей рудника, ео не учитызаег влияния потерь и непригоден для сравнения систем из-за несравнимости результатов расчета при разном содержании полезных компонентов в добываемой рудной массе и разном количестве добываемой р дной массы. Если сравниваемые варианты отличаются по величине потерь и разубоживанйя, по производственной мощности рудника и сроку отработки месторождения, то эта формула также непригодна. Необходимо дополнительно учитывать разницу в потерях и фактор времени,
В том случае, когда выбор систем разработки осуществляется не с позиции отдельного рудника, а с позиции целой совокупности рудников в пределах комбината, района, объединения или отрасли в целом, то в качестве критерия оценки ряд авторов предлагали применять не показатель прибыли, а показатель дифференциальной ренты. При этом вместо отпускной цены или плановой себестоимости добычи рудника, для которого осуществляется оценка систем, предлагалось использовать замыкающие затраты соответственно по комбинату, району, объединению или отрасли в целом
Непременным условием сравнительной оценки систем разработки, применительно к условиям всех рудников, является обеспечение условий сравнимости их технико - экономических показателей, т.е. при каждой системе разработки должны быть предварительно найдены оптимальные для рассматриваемых горно-геологических условий показатели. Например, показатели потерь и разубоживания руды должны соответствовать их оптимальному уровню при каждом из сравниваемых вариантов. В
соотношение между потерями и разубожлванием может быть установлено на основе изучения зависимостей их изменения по мере выпуска рудной массы из блока. Затем показатели, соответствующие выпуску руды на различных стадиях (например, в объеме 90 %, 100 %, 110 %, 115 % по отношению к запасам Олока ), поставляются в основном критерии экономической оценки систем разработки. Оптимальным уровнем потерь и разубоживания руды будет такой, при котором обеспечивается максимальная эффективность отработки балансовых запасов.
Обоснование оптимальной производственной мощности рудника в современных экономических условиях
Известные методы определения оптимальной производственной мощности рудника основаны на установлении минимума либо эксплуатационных затрат (себестоимости добычи), либо приведенных затрат. В период стабильного экономического развития, а особенно при постоянном уровне рентабельности и наличии плановых государственных инвестиций, эти критерии были вполне достаточными для решения многих задач разработки месторождений полезных ископаемых, в том числе задачи определения оптимальной производственной мощности горного предприятия.
Однако, изменение экономической ситуации в стране требует соответствующего изменения методической основы решения задач как эксплуатации, так и реконструкции горных предприятий и прежде всего изменения критериев эффективности. Применявшиеся ранее при проектировании и строительстве рудников такие критерии, как себестоимость и приведенные затраты и построенные на их основе методики не учитывают такие важнейшие для современной экономики факторы, как разновременность капитальных и эксплуатационных затрат, разница во времени строительства и получения прибыли, возможная ограниченность рынка сбыта и др.
Ранее предложенный нами метод оптимизации производственной мощности рудника по максимуму прибыли также неполностью отвечает современным условиям, так как не учитывает разницу во времени производства затрат на строительство рудника (время капиталовложений на строительство и реконструкцию рудника) и время поступления прибыли.
В зависимости от производственной мощности горного предприятия или применяемых схем вскрытия и подготовки запасов месторождения, порядка отработки и систем разработки сроки от начала строительства предприятия до получения товарной продукции, ее реализации и получения прибыли, могут очень сильно отличаться, так же как и величина капиталовложений, удельные капиталовложения, себестоимость и, следовательно, величина удельной и общей прибыли. Поскольку при нормальной работе рудника должен обеспечиваться необходимый уровень прибыльности, то прибыль и должна приниматься в качестве основного критерия эффективности того или иного решения. И не только величина прибыли но и время ее получения а также срок окупаемости инвестиций. Поэтому, критерий эффективности для решения задач разработки месторождений, в частности, для определения оптимальной производственной мощности рудника должен учитывать все эти важнейшие (Ьакторы. В качестве такого критерия нами предлагается принимать величину прибыли от разработки месторождения или его части (за какой-то расчетный период) с учетом величины инвестиций, сроков строительства и процентной банковской ставки на кредит по следующим формулам.
Из этих формул видно, насколько велико значение сроков строительства, особенно при большой процентной ставке на кредит. Совершенно очевидно, что в условиях дефицита инвестиций и при больших процентных ставках на кредит новые горные предприятия экономически целесообразно строить малой производственной мощности в кратчайшие сроки, вовлекая в эксплуатацию наиболее богатые запасы месторождений высокой степени разведанности. Это обеспечит минимальный риск перерасхода капиталовложений из-за неподтверждения величины запасов и содержания в них полезных компонентов. Минимальным будет риск недостаточности рынка сбыта продукции горного предприятия. Затем по мере более глубокого и детального изучения месторождения (в том числе горными работами) производственная мощность может быть пересмотрена и рудник реконструирован для производства большего количества продукции, если для этого увеличения нет ограничения рынка сбыта. Обе эти задачи должны решаться применительно к конкретным горно - экономическим условиям на основе вышеприведенного критерия эффективности, в котором должны быть учтены не только капитальные и эксплуатационные затраты на добычу и переработку, но и на доразведку (до более высоких категорий) запасов, а также на транспортирование конечной (товарной) продукции горного предприятия. Эта составляющая затрат должна быть учтена и на многих горных предприятиях цветной мегалл ргии, которые транспортируют свою товарную продукцию на большие расстояния. Например, с Северного Кавказа на Урал. Хотя на предприятиях цветной металлургии выход конечной продукции очень невелик в силу малого содержания металлов в добываемой рудной массе. При сравнении вариантов производственной мощности одновременно должна решаться задача обоснования оптимального выемочного контура запасов месторождения. Поэтому, прежде всего должна быть установлена оптимальная производственная мощность в пределах каждого контура месторождения, а затем осуществлено сравнение вариантов оптимальных производственных мощностей рудника разных контуров месторождения. Наиболее эффективному из контуров будет соответствовать величина принимаемых к разработке запасов, а производственная мощность этого контура будет оптимальной на данный период для всего месторождения. Поскольку разные контуры месторождения могут иметь разные категории разведанности и, следовательно, разную вероятность подтверждения величины и качества запасов это обстоятельство должно быть учтено в расчетах по критериям 1 и 2. При определении извлекаемой ценности должна быть учтена вероятность подтверждения содержания металлов в руде а при определении производственной мощности и издержек производства - вероятность подтверждения величины запасов. Коэффициент подтверждения запасов зависит от того, какой категории разведанности эти запасы. Если на сложных рудных месторождениях запасы утверждаются с допустимой ошибкой ±45 %, то, естественно, коэффициент подтверждения величины запасов не может быть более 0 65-0,7. Увеличивая затраты на разведку и переводя запасы в более высокие категории, можно увеличить коэффициент подтверждения величины запасов и содержания полезных компонентов и этим самым избежать огромного перерасхода средств на стадиях строительства рудника, добычи и переработки полезных ископаемых. Поэтому, принимая за основу вариант запасов, утвержденных ГКЗ, необходимо принять для сравнения варианты с более высокой степенью разведанности запасов (и соответственно с увеличенными затратами на разведку). Вариант производственной мощности горного предприятия, обеспечивающий максимум прибыли, согласно данной методике будет оптимальным с учетом трех стадий: разведки запасов, строительства рудника и разработки месторождения, а также вероятности подтверждения величины запасов и их качества. При этом одновременно будут решены три главные задачи оптимизации: степень разведанности запасов, их величина и качество и производственная мощность горного предприятия. Благодаря такой оптимизации будет меньше эксплуатироваться месторождений, особенно низкокачественных, а это значит, что существенно уменьшится ущерб окружающей среде от горных работ.
