Целесообразность оставления в недрах балансовых руд

Экономическая модель сравнения валового и раздельного методов выемки и переработки руд. Целесообразность оставления в недрах балансовых руд. Оценка дифференцированной по сортности добычи и переработке руд. Обоснование выемочной мощности при разработке жил.

Экономическая модель сравнения валового и раздельного методов выемки и переработки руд

Многие рудные месторождения, в том числе полиметаллические, а также месторождения олова, ртути, сурьмы, урана и других металлов имеют весьма неравномерное распределение полезных компонентов как в пределах залежей (гнезд), так и во вмещающих породах. На некоторых из таких месторождений разработка ведется селективным способом. На ряде ртутных месторождений горные работы заключаются в проходке огромного количества разведоч-но-эксплуатационных и подготовительно-нарезных выработок с целью поиска рудных тел (гнезд). Последующая выемка этих рудных гнезд ведется бессистемно и очень малопроизводительно. Затраты на эксплуатационную разведку и добычу руды достигают 80—90 % себестоимости металлов. Вместе с тем, полнота использования недр совершенно недостаточна. Вследствие низкой интенсивности работ производственная мощность рудника, как правило, ограничена. Важнейшими факторами, определяющими целесообразность применения валовой или селективной разработки рудных месторождений, является качество товарной руды, а также полнота выемки полезного ископаемого.

При выборочной отработке месторождений обеспечивается более высокое качество руды, а иногда становится меньше и себестоимость металла.

Однако такая отработка ограничивает масштабы производства, ведет к быстрому истощению запасов недр, увеличению потерь металла и сокращению срока существования рудника. Теряемые при этом запасы руды в виде мелких гнезд и маломощных рудных прослоек составляют 30—40 % всех запасов рудного поля.

Валовая выемка руды по сравнению с селективной имеет следующие преимущества: 1) высокая производительность труда на добыче руды благодаря массовой скважинкой отбойке; 2) возможность резкого увеличения добычи руды и металла вследствие повышения интенсивности горных работ;
3) значительное (в несколько раз) уменьшение удельных затрат и времени на разведку запасов и подготовку блоков; 4) уменьшение потерь руды и увеличение извлекаемых запасов металла; 5) снижение опасности работ.

К недостаткам валовой выемки относятся увеличение объема внутриконтурных включений и примешивание прослоек пустых разубоживающих пород с отбитой рудой, в результате чего снижается извлекаемая ценность добываемой рудной массы.

Для применения высокопроизводительных систем разработки необходимо, чтобы имелась возможность увеличения производственной мощности рудника по рудной массе и чтобы коэффициент рудоносности включаемых в отработку рудных залежей был не ниже экономически допустимого. При достаточно большом объеме рудных залежей или группе близко расположенных мелких и средних рудных тел селективная выемка не дает должного экономического эффекта и явно уступает валовой.

При валовой выемке руды не только уменьшаются удельные затраты на разведку и подготовку, но и сокращается часть амортизационных отчислений и постоянных затрат в виде общекомбинатских и внепроизводственных расходов.

Обеспечение постоянного роста добычи полезных ископаемых при сокращении запасов богатых руд в настоящее время невозможно без вовлечения в эксплуатацию бедных руд. Поэтому процесс перехода на все более бедные участки месторождений и забалансовые руды вполне закономерен. Своевременное использование имеющихся забалансовых руд или их части служит важным резервом повышения эффективности капиталовложений и использования недр. Даже в том случае, когда для вовлечения в эксплуатацию бедных и забалансовых руд требуются дополнительные капиталовложения, экономия может оказаться довольно значительной за счет снижения себестоимости добычи, лучшего использования уже имеющихся производственных фондов, а также запасов недр.

Важнейшее условие эффективного применения систем разработки с валовой выемкой и вовлечения в эксплуатацию бедных и забалансовых руд — соответствующее увеличение производственной мощности предприятия не только по рудной массе, но и по конечному продукту (концентрату, металлу или металлу в концентрате). Поэтому в качестве критерия оценки валовой и селективной выемки должны быть приняты либо годовая прибыль, либо прибыль за несколько лет с учетом качества рудной массы, величины капиталовложений и возможного изменения производственной мощности рудника по конечной продукции.

В ряде случаев, когда рудные залежи представляют собой слоеный «пирог» из рудных и нерудных прослоев, возникает задача сравнения раздельной и валовой выемки балансовой руды вместе с прослойками породы или бедной (забалансовой) руды, доля которых, равная д, не включалась в балансовые запасы.

Базовый вариант (селективная выемка) в этом случае может оцениваться по формуле (руб.)

При выемке породных прослойков, не входящих в балансовые запасы, (руб.)

В этих формулах: t_р — расчетный срок сравнительной оценки вариантов валовой и селективной выемки, лет; t_сб и t_с — срок строительства рудника при базовом варианте (селективная выемка) и другом (валовая выемка), лет; А_б и А — производственная мощность рудника по рудной массе при вариантах селективной и валовой выемки, т/год; ц_дб и ц_д — извлекаемая ценность добываемой рудной массы при вариантах селективной и валовой выемки, руб/т; с_дб и с_д — эксплуатационные затраты на добычу и переработку при вариантах селективной и валовой выемки, руб/т; К_бt и К_t — капитальные затраты на строительство рудника при вариантах селективной и валовой выемки в t-й год, руб/год; Е — коэффициент дисконтирования затрат и прибыли во времени, доли ед.; Е_к — коэффициент, учитывающий величину процентной ставки за кредит для выполнения капитальных работ, доли ед.

Извлекаемая ценность рудной массы, например, для условий железорудных шахт, определяется по формуле

при базовом варианте

где ц_к — цена концентрата, g — выход концентрата, т/т;

При варианте валовой выемки (т/т)

и

Если в породных прослойках есть металл, то

где с — содержание металла в породных прослойках, доли ед.; а' - содержание в добытой рудной массе, доли ед.

Текущие затраты на 1 т добытой рудной массы (руб.):

а) при базовом варианте (селективная выемка)

б) при валовой выемке и увеличенной добыче

где А₁ — затраты на разведку запасов и амортизацию, руб/т балансовых запасов; А₂ — затраты на подготовительно-нарезные работы, руб/т балансовых запасов; А₃ — затраты на отбойку руды, приходящиеся на 1 т руды балансовых запасов; А₄ — затраты на выпуск руды, откатку, подъем, транспортировку, обогащение, руб/т рудной массы; А и А_б — производственная мощность рудника при валовой и селективной выемке; j — коэффициент, учитывающий долю условно-постоянных затрат.

Эффективность валовой выемки при возможности увеличения производственной мощности рудника может быть оценена по разнице суммы дисконтированной прибыли при двух сравниваемых вариантах. Покажем это на примере сравнения селективной и валовой выемки применительно к условиям одной из железорудных шахт.

Чтобы обеспеычить равенство эффективности раздельной и валовой выемки, необходимо при валовой выемке увеличить производственную мощность рудника до уровня, который можно определить из уравнения

откуда

.

На многих месторождениях гнездового и жильного типа (ртутных, золоторудных, оловянных) применение вместо селективной выемки мелкошпуровым способом валового способа и высокопроизводительных систем разработки не сопровождается увеличением эксплуатационных потерь руды, а наоборот, имеется возможность некоторого увеличения запасов металла за счет вовлечения в эксплуатацию забалансовых руд и не обнаруженных разведкой мелких рудных гнезд, находящихся между сближенными рудными телами.

Большое значение при выборе технологии выемки в условиях ртутных, оловянных и других месторождений имеет степень концентрации отдельных рудных гнезд в выемочном блоке, которая определяется отношением суммарных объемов рудных гнезд к объему блока и называется коэффициентом рудоносности

где Q_р — объем отдельного рудного тела, м³; Q_б — объем блока, м³;
п — число рудных тел.

Среднее содержание металла в запасах руды, подлежащих валовой выемке, определится по формуле

с_в = с_рК_р+b_п (1- К_р),

где с_в — среднее содержание металла в запасах рудного блока, отрабатываемого с применением валовой выемки, %; с_р — то же, в запасах отдельных рудных жил и гнезд, %; b_п — то же, во вмещающих породах, %.

Извлекаемая ценность добываемой рудной массы при валовой выемке блока устанавливается по выражению

где e_м — коэффициент извлечения металла при переработке, доли ед.; ц — оптовая цена 1 т металла в концентрате или металла, руб/т; Р_в — разубоживание руды при валовой выемке, доли ед.

Основными факторами, определяющими целесообразность применения валовой выемки, являются размеры рудных тел и их пространственное расположение в пределах контура блока, степень концентрации рудных гнезд (коэффициент рудоносности блока), среднее содержание металла в рудных телах и в породах внутриконтурных включений и увеличение извлекаемых запасов металла.

Извлекаемая ценность добываемой рудной массы может быть достаточно высокой даже при низком коэффициенте рудо-носности, если породы внутриконтурного включения содержат достаточно высокие концентрации металла. И наоборот, при высоком коэффициенте рудоносности блока можно допустить примешивание при валовой выемке пород со сравнительно высоким содержанием металла, если их объем невелик.

Затраты на разведку, добычу и переработку рудной массы (руб/т) определяются по формуле

'где А₁ — затраты на разведку запасов, амортизацию основных средств, отнесенные на 1 т руды балансовых запасов, руб.; А₂ — затраты на эксплуатационную разведку и подготовительно-нарезные работы, руб/т; А₃ — затраты на выпуск и погрузку рудной массы и последующие процессы, включая обогащение, руб/т рудной массы; П_в и Р_в — потери и разубоживание руды при валовой выемке, доли ед.

Поскольку при валовой выемке можно вовлечь в эксплуатацию часть забалансовых запасов и этим увеличить извлекаемые запасы, что повлечет снижение удельных затрат на разведку, строительство рудника, горно-подготовительные работы и другие, то этот рост извлекаемых запасов металлов должен быть учтен в критерии экономической оценки.

Однако в ряде случаев может оказаться более целесообразным прямо противоположное решение — перейти от валовой к селективной выемке.

Бывают случаи, когда нужно обосновывать целесообразность оставления в недрах некондиционной части балансовых запасов (прослойков породы или некондиционной руды, в частности, окисленной), попавших в подсчет запасов.

На многих рудных месторождениях залежи перемежаются либо с природными прослойками, либо с окисленными рудами, отрицательно влияющими на показатели обогащения. Так и на сурьмяных рудниках попадение углистых сланцев в руду резко снижает качество получаемых на обогатительных фабриках концентратов. Из-за повышенного попадания в руду окисленных форм на Салаирской, Белоусовской, Иртышской и других обогатеительных фабриках резко падает извлечение в концентраты компонентов.

Иногда окисленные формы влияют на показатели извлечения гораздо сильнее, чем разубоживание пустыми породами. Так на Салаирском руднике 10% включений окисленных форм снижают извлечение при обогащении на 6-8%, т.е. значительно сильнее, чем разубоживание в той же степени пустыми породами. На Кадамджайском руднике каждые 10% окисленной руды снижают извлечение сурьмы при обогащении также на 6-8%, а 10% разубоживания породами снижает извлечение только на 1,5-2%. По этому исключение из добычи окисленных руд в ряде случаев экономически целесообразно.

Рассмотрим это на примере свинцово-цинкового месторождения, которое характеризуется неравномерностью содержания полезных компонентов, наличием сульфидных, окисленных и смешанных руд. Месторождение разрабатывается системами принудительного этажного и подэтажного обрушения с выпуском руды через воронки. На отдельных участках возможна селективная выемка системой разработки с послойным торцевым выпуском руды, предусматривающая как выделение прослойков пустых пород и некондиционных руд и погашение без выемки из блока, так и разделение сульфидных и окисленных руд.

Исклюбчение из добычи пород приводит к некоторому снижению производственности труда рабочего по блоку и увеличению затрат на 1 т добытой рудной массы. Однако при этом значительно повышается ценность товарной руды, в связи с чем в пересчете на металл показатели производительности труда и себестоимости добычи также улучшаются.

Целесообразность исключения из отработки прослоев окисленных руд, входящих в выемочный контур, и определение эффективности селективной выемки может производиться в следующем порядке. Базовый вариант (валовая выемка оценивается по формуле

П_ргб = А_б (ц_дб - с_дб),

а вариант селективной выемки

П_рг = А (ц_д - с_д)

При этом текущие (эксплуатационные) затраты при базовом варианте (валовая выемка) будут равны (руб/т)

В случае оставления окисленных руд в недрах текущие затраты составят

Извлекаемая ценность добываемой рудной массы в случае валовой выемки окисленных руд определится по формуле

Если включения окисленных руд полностью оставляются в недрах, то извлекаемая ценность определится по формуле

В этих формулах: П и Р – соответственно потери и разубоживание руды, доли ед.; с и с_о – соответственно содержание металлов в руде балансовой и балансовой без окисленной руды, %; q – доля уменьшения удельного веса окисленной руды в запасах (оставленной в недрах при селективной выемке), доли ед.; с_д – затраты на разведку месторождения, добычу и переработку рудной массы, руб/т; х – коэффициент, учитывающий снижение извлечения металлов при обогащении от увеличения включений окисленных руд на 1%; А₁ – затраты на разведку месторождения (плата за недра), амортизацию основных средств, подготовительные и нарезные работы, отбойку руды, руб/т; e₀ – извлечение металлов при обогащении, доли ед.; ц – отпускная цена металла в концентрате, руб/т; n – количество извлекаемых из руды полезных компонентов; с_сд и с_д – затраты на разведку, добычу и переработку рудной массы соответственно при селективной выемке и при валовой, руб/т.

Эффективность селективной выемки в расчете на 1 т добываемой рудной массы (руб.) при базовой системе разработки и неизменной производительности рудника определится по формуле

Э = А (ц_д - с_д)- А_б (ц_дб - с_дб)

Дата добавления: 2014-11-25