Введение к работе
Акт,ально2ть_п2дблемы. .Развитие интенсивного производства в
условиях горнодобывающей промышленности, наряду с ее техническим перевооружением и реконструкцией,..предполагает, наиболее рациональное использование минерально-сырьевых ресурсов, изыскание резервов расширения сырьевой базы действующих горных предприятий. Одним из таких резервов при определенных условиях мо:г.зт стать вовлечение в разработку забалансовых запасов рудников.
.Техническое, перевооружение ведется на значительном числе горнорудных предприятий. В то же время аттв состояния сырьевой базы многих из действующих рудников свидетельствует о нагЕЧпії значительных запасов забалансовых руд, которые своевременно не переоцениваются. Вследствие различного их размещения относительно балансовых запасов, особенностей применяемых систем разработки, отсутствия ответственности предприятий за состояние- этой категории руд значительная их часть безвозвратно теряется.. Наибольшие потери имеют место при подземйом способе разработки. В то яе.время затраты на получение металлов из. забалансовых.руд действующих предприятий при их реконструкции, техническом перевооружении ила реализации освобождающихся производственны:': мощностей могут окапаться гораздо ни;:;е по сравнению с освоением новых объектов, обычно перемечаемых в отдаленные и труднодоступные местности.
С вовлеченном б разработку забалансовых запасов возможно увеличение эксплуатируемой площади месторождения, прирост суммарной выемочной мощности рудных тел. В связи с этим, прій техническом перевооружении производства открываются дополнительные возможности для перехода на более эффективные варианты систем разработки, ПОЗП0ЛЯЮ5ІГЄ повысить производительность труда, снизить затраты на добкчу.
Основным препятствием .для вовлечения в разработку забалансовых руд на практике является неизбежное снижение содержания металлов в товарной руде со всеми вытекающими отсюда отрицатель-инк: последствиями. Поэтому возникает проблема выбора такого варианта освоения забалансовых запасов асііатаущєго рудника при его очередной реконструкции плиреалг.ои,':;; оезобоздащихся по -ларе отработки балансовое руд прояззодег- чннх мощностей, который обеспечивал бы сохранение достигнутого или' необходимого. уровня основных технико-экономических показателе]! добычи и. переработки
руды. Решение такой проблемы тесйб связано о подготовкой исход
ных данных о фактическом состоянии забалансовых запасов и их
изменении в связи с текущей производственной дёя?^ьноотью, о
обоснованием технологических и твхиичвоких возможностей вовлече
ния их в разработку, оценйой екондйчвокоЙ; йвлесообразибати
такого решения; Поэтому повышение;эффективности подземной разра
ботки рудных месторождений за ечзт^оовоейиязабалаяоовых запа
сов при реконструадш я ївхаическол;авревЬ^ ";'
составляет актуальную нарЬднЬхрзяйо'Тв^аную пррбяейу»
Целью работы является наутаочдетодачеокое обооаовавиё пу
тей иовшения эффективности подземной разработки мощных ыесто-
роадений руд цветных металлов за счет освоєная' забалансовых за*- .
пасов рудников при реконструкций и техническом перевооружении
производства, а также,реализации свободных производственных мощ
ностей предприятий. .';.'..'
I^eg_E6o2g заключается в том, 'что периодически при ре-' конструкции я техническом перевооружении, а также реализации свободных производственных мощностей; їфедаиятий по мере отработки балансовых запасов рудников, снижения содержания металлов в добытой руде можно в экономически оправданных, технически и технологически возможных пределах вовлекать в разработку забалансовые запасы, способствуя тем самым повышению полноты выемки разведанных запасов из недр, стабилизации достигнутого уровня ос-. новных показателей производства, экономии средств, отводимых на компенсацию недостащего количества товарной продуквди путём разведки и освоения новых месторождений.
Мтойи_иссдеаования, Для решения проблемы был принят комплексный метод исследований, включающий системный анализ, сбор.и статистическую обработку .фактических показателей производства, аналитические методы, методы математического.моделирования, технико-экономическую оценку результатов исследований. ' " .
Основные^адщаемые^положения:
- концепция обоснования технологических схем вовлечения в добычу забалансовых запасов,^ залегащих в кровле-и почве балансовых, при эксплуатации пологоладающих рудных заленей в условиях технического перевооружения производства, предусматривающая выбор эффективных вариантов систем разработки и определение области их рационального использования на основе максимизации прибыли, относимой кіт погашаемых балансовых запасов, в . за—
висимостй от мощности отрабатываемых рудных тел, их качества,
глубины ведения.горных работ; оптишзаіщ> порядка и систем
разработки забалансовых запасовг биспользованием теории модели
рования дедуктивных систем, позволяющей в требуемый момент вре
мени по оовокупноо^й їсрятерява каиачеотйвниооценить взаимо
связь технологии добычи балансовых и забалансовых руд, включая
их раздельную и совместную вышку-,, а .также деропективы. повторной
доработки оставленных запасов;
- методика анализа технических возможностей разработки за
балансовых-эайШв>^ перевооруже-
нии дейст'вувдего рудшіаг-вкдшавдая выбор комплексов самоходного оборудований' для-очйотной выемки, определение максимальной по горным возможностям производственной мощности предприятия, расчет пропускной опрсобноота основных его транопортно-техноло-гическйх звеньев с целью выявления ц; ликвидации "узких мест" горного производства вйі добыча,"транспортировке и подъему руды в зависимости от жЬц&№ШЯ,&кЬъо& цропзъоттвлъноста рудника;
-выбор оптимальных грйнид вовлечения в добычу забалансовых запасов, залегающих--в-кровле-и- почве балансовых' или'в периферийных частях выемочных единиц, при эксплуатации пологспадающих рудных залежей с неравномерный промышленным орудеиением по максимуму суммарной извлекаемой ценности, получаемой из погашаемых балансовых и части забалансовых руд, исходя из условий неумень-щения прибили, относимой кіт погашаемых балансовых запасов, и неухудшения других показателей отработки балансовых руд в зависимости от мощности отрабатываемых рудных тел, содержания в них основного металла,..глубины, ведения горных работ; -
определений .целесообразности, вовлечения в добычу-забалансовых запасов действующего рудника при наличии свободных производственных мощностей, предусматривающее.поиск предельно-до- "' пустимого отнооитвльного качества забалансовых руд, разрабатываемых дополнительно к плану добычи балансовых руд, исходя из условий неудорожания себестоимости выпуска единицы конечной продукции и неуменьшения годовой прибыли как функции доли забалансовых руд, вовлекаемых в отработку, с учетом плановых-и фактических показателей работы рудника по добыче балансовых руд;
обоснование технико-экономической возможности вовлечении-в добычу'забалансовых запасов рудника при его реконструкции или техническом перевооружении, предусматривающее поиск' предельно-
-допустимого качества забалансовых руд, исходя из условия сохра
нения или улучшения основных показателей предприятия в зависи
мости от его годовой производственной мощности после реконструк
ция с учетом количественной оценки уровня технического перево
оружения производства. -
аиссеЕТавди .обеспечивается использованием, апробованных методов исследований, анализом представительного объема информации (статистики, экспериментальных данных) адекватно отражающим в виде функциональных зависимостей основные показатели производства как на уровне отдельных выемочных единиц (для различных систем разработки с открытым очистным пространством, с закладкой, с обрушением и комбинированных, так и в пределах всего шахтного поля при вовлечении в добычу забалансовых руд, а также широкой практической апробацией и внедрением основных положений работы на рудниках НПО "Дкезказганиветмет".
' Научная новизна работы заключается во введении в методологию определения целесообразности вовлечения в. добычу забалансовых запасов'действующего-рудника факторов технического перевооружения и реконструкции производства, а также реализации свободных производственных мощностей предприятия, позволяющих периоди-. чески в связи чр ухудшением горно-геологических и горнотехнических условий эксплуатируемых месторождений, сокращением балансовых запасов, снижением содержания металлов в добытой руде ставить и решать задачу о своевременном вовлечении в разработку забалансовых 'руд в экономически оправданных, технически и технологически возмоаых"пределах. При этом впервые:
научно обоснован и реализован на практике концептуальный подход к определению целесообразности вовлечения в отработку забалансовых запасов действующего рудника при его реконструкции или техническом перевооружении, а также использовании освобождающихся производственных мощностей;
разработан метод выбора эффективной технологии добычи забалансовых запасов из числа конкурентноспособных систем разработки с применением комплексов самоходного оборудования, с определением области рационального использования вариантов в зависимости от мощности балансовых- и забалансовых руд, их качества, глубины ведения горных работ, включая оценку с учетом фактора времени раздельной и совместной отработки, а также перспектив
повторной доработки оставленных запасов;
- дано теоретическое обоснование решения задачи определения
— технических возможностей'-вовлечения в разработку зйбалансолнх"за-
пасов действующего рудника при его реконструкции или техническом
перевооружении, включающее выбор.комплексов самоходного.оборудо
вания для очистной выемки, определение максимальной по горным
возможностям производственной мощности предприятия, расчет про
пускной способности 'основных его транспортно-'технологических
звеньев в зависимости от изменения годовой производительности
рудника после реконструкции}" ' .
; - разработаны и реализованы .на' практике математические мо
дели выбора оптимальных границ прирезаемых забалансовых запасов
залегающих в кровле, ,почве балансовых, и в периферийных частях
выемочных единиц в соответствии с данными посекционного опробова
ния' скважин, а также установлены зависимости дробно-линейного ви
да для определения допустимого качества забалансовых руд, разра
батываемых дополнительно,к плану добычи балансовых руд, как
функции их доли, вовлекаемой в отработку на. уровне всего шахтно
го поля; '".-- ."....-..'-
- установлены зависимости для определения предельно допус
тимого качества разрабатываемых забалансовых запасов действующе
го рудника при его реконструкции, отражающие фактор технического
перевооружения производства, учитываемый степенью изменения це
ремонной части себестоимости добігай в сеязи с годовой производи
тельностью предприятия после его реконструкции.
Ш2ктическ2я_ценность_2дботи заключается в том, что разработанные методы определения целесообразности вовлечения в добычу забалансовых запасов действующего рудника при его реконструкции или техническом перевооружении, а также реализации свободных производственных мощностей позволяют: подготовить исходную горно-геологическую'информацию о фактическом состояния забалансовых запасов как первоочередного резерва расширения сырьевой базы предприятия; обосновать эффективную технологию добычи забалансовых руд, включая раздельную и совместную выемку с балансовыми запасами, а. также перспективы повторной доработки оставленных р,,'Д; выбрать оптимальные комплексы самоходного оборудования длл очистной выо.мкн, установить максимальную по горнил возможностям годовую производственную мощность рудника при его техническом перевооружении и вовлечении в отработку забалансо-
tiiix руд; рассчитать пропускную способность основных транспорт-ію-технологических звеньев предприятия с целью выявления и ликвидации "узких мест" по добыче, транспортировке и подъему руды с увеличением годовой производительности рудника после его реконструкции; определить оптимальные границы вовлечения в разработку забалансовых запасов .на уровне отдельных выемочных единиц, шахтного поля в целом как при наличии, так и отсутствии свободных производственных мощностей предприятия, удовлетворяющих условиям неухудшения достигнутого уровня основных показателей производства.
Реализаиия_работы. Результаты исследований реализованы при выполнении тематики по заданию ГКНТ СССР соответствующих.разделов комплексных научно-технических программ научно-исследовательских работ: "Создание научных основ и методов повышения .эффективности комплексного освоения месторовдений твердых полезных ископаемых и охраны недр" (постановление ГКНТ СССР JS 173 от 10,06.1981г.) (І98І-І985 гг.), "Создание научных основ и методов повышения эффективности рационального комплексного освоения месторождений полезных ископаемых и охраны недр" (постановление ГКНТ СССР № 56 от 10.03.1986 г.) (1986-1990 гг.), при выполнении хоздоговорной тематики с НПО "Джезказганпветмет": "Оценка целесообразности вовлечения в добычу забалансовых запасов в условиях 55 шахты Западно-Джезказганского рудника" (1984-1985 гг.), "Технико-экономическое обоснование целесообразных границ попутной отработки забалансовых запасов на действующих рудниках Джезказгана" (1986-1989 гг.); вошли в "Методику определения целесообразности вовлечения в добычу забалансовых запасов твердых полезных ископаемых на действующих горных предприятиях" U-: ИПКОН АН СССР, 1988 г. - 48 с, "Временную методику определения целесообразности вовлечения в добычу забалансовых запасов в полях действующих шахт НПО "Дкезказганцветмет" г. Алма-. -Ата, 1989 г.- -53с, в "Сборник руководящих материалов по охране недр при разработке месторовдений полезных ископаемых" М.: Недра, 1987 г., а-также использованы при разработке и внедрении рекомендаций по вовлечения в добычу забалансовых запасов на рудниках НПО "Дкезказганцветыет" со значительным экрноми-'їг.-;-.ям эффектом.
іШ22^2ійШ_Віботн. Основные положения работы и результаты , : ^і—'^зішп получили одобрение на всесоюзных,'республиканских
с.
конференциях и совещаниях, научных семинарах, ученых сонетам,
научно-технических советах ведомств, в_ том. числе: _. на-Ученом
с льете Института горного дела АН КазССР (г.Алма-Ата, 1085.
ІУ39 ГГ.), ІІСОСОІО'ЛЇОЙ КОНферОНЦИИ МОЛОДШС уЧеНЦХ ПО "Oiljilitvj
гехшічоскп;.і проблемам разработки и обогащения твердых полезц.^ ^копаемых (г.Москва, 1986 г.,), Всесоюзной конференции ,моло...:;.. учених но "Физико-техничвоквм проблемам разработки к обогглцг-'гл тгн-Фдих полезных ископаемых (г.Москва, Г986 г.), Воеооизн'.ін ионфл^енцяи їлолодш. ученых. "Математические методи а вичисли-тельная техника в горной деле" (г.Новосибирск, Т9В7 v )± ч:г"
ДС!Ц"Л" НауЧНО-Т^ХНИЧО-СЛИХ ОиЬьТОВ ЬнНЯД.ЧоГо (ІУ!І4 V , 'l>''«- г ',.
Ьаоточного (1936 г.), Екного (1936 г.) и Северного (1989 г.) рудников НПО "Д:,сезказганцветмет", соеглєстннх заседаниях научно технических советов ДШК и института ДкезказгзнНШИцаетмет г.,Цл;езгазган - пос Рудник 1985, 1986, 1987, 1988, 1989 гг.), заседании горно-геологической и шахтного строительства сегашп научно-технического совета Министерства цветной металлургии Казахской ССР (г.Алма-Ата, 1985 г.), совещании у зам. министра цветной металлургии Казахской "C-V (г. Алма-Ата, 1936 г.), і.,; :.:. .ч'ном заседании научно-технических советов Гоегорте.^ачзор-1 к.._ахекоМ 'ССР и /Аипюторотва ппотной металлургии хузахои-лї CCr >'х'. Ал:.:а-Ата, 1987 г.), заседании горно-геологической с^кппи ионического Сонета института "Іппрсцветіле?" (т.Москва, ПЧ'Л і с-.чзілестн;)'.! заседании сешшй "Рационального использования недр и охраны окпу^аидей среды" и "Технологии и механизации горни-, работ" научно-технического сонета института "ВіШ;1Горцветі.іег" (г. Москва, 198? г.), научных-семинарах Института проблем комплексного освоения недр ЛІТ СССР (г.Москва, Т985, Т987, гл'.о, 1992 гг.).
(к^МЦУЖ Основное содержание диссертации опубликовано в 24 печатних трудах.
0^&гі_ІІ_сїІ2і1іїі-2_Е&Й2'М- Диссертация изложена на 380 стр.лншах м плпноплоного текста, включая 70 иллюстраций, 14 ї;і>і ли:;, cHiii;-jn литературы из ;л\75 наименований отечественных и зарубежных работ. Диссертация состоит из введении, идти глч : л заключения, іі прхло;-"&шш к диссертации прнньноны разрлботан.'Ы.. ..істодикй и документ, гшдтверкдаю'лще использование результатов работы и их эффективность.
Работа выполнена в Институте горного дела All Ря, Институте
проблем комплексного освоения недр РАН..В диссертации использованы результаты исследований, полученных автором в ИГД АН УК в качестве руководителя и ответственного исполнителя соответствующих разделов тем комплексных научно-технических программ и в докторантуре ЩШН РАН,
Автор, вцрааает глубокую благодарность научному консультанту работы академику АЕН Каплунову Д.Р., проф., докт. техн. наук Терпогосову З.А. за постоянное внимание'к работе, научно-методическую помощь при оценке направлений и результатов проводимых исследований. : . .' . .
