Оптимизация величины вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов

Правильное обоснование нормативов и резервных запасов полезных ископаемых на разных стадиях готовности к выемке – одна из важнейших задач для эффективной работы рудника и более полного рационального использования недр.

Недостаток подготовленных запасов на той или иной стадии в ряде случаев приводит не только к невыполнению плана по добыче из-за ограниченности фронта работ, но и к снижению содержания металлов в добываемых рудах, а иногда и к повышенным потерям в недрах. Вместе с тем, избыток запасов также не всегда продолжительно влияет на экономику предприятия, а иногда приводит не только к увеличению затрат, но и к повышенным потерям полезного ископаемого.

По степени подготовленности к выемке запасы делят на три категории:
1) вскрытые; 2) подготовленные; 3) готовые к выемке.

Вскрытые — запасы, к которым пройдены все основные вскрывающие выработки (стволы, околоствольные дворы, квершлаги и т.п.), позволяющие начать проведение подготовительно-нарезных выработок (штреков, восстающих, ортов, буровых и транспортных выработок, выработок днищ блока и т.п.).

Подготовленные — запасы, к которым пройдены все подготовительные выработки (штреки, восстающие, орты), позволяющие начать нарезные работы в блоках (камерах) — буровые и транспортные выработки, выработки днищ блоков и т.п.

Готовые к выемке запасы — запасы блоков (камер), в которых пройдены все подготовительно-нарезные выработки и выполнены другие работы (разбуривание блоков, установка виброкомплексов, выполнение массовых взрывов, ликвидация их последствий и др.), позволяющие начать в любой момент очистную выемку руды (непосредственно выдачу руды из очистных забоев).

Основная часть добычи руды идет из очистных забоев, число и производительность которых, как правило, определяет производственную мощность рудника. Значительно меньшая часть добычи идет из блоков, находящихся на стадиях подготовки и нарезки. По мере отработки очистных блоков очистные работы переходят постепенно в другие блоки, которые к этому моменту должны быть полностью готовыми к выемке. Для бесперебойной работы рудника необходимо обеспечить соответствующие подготовленные и готовые к выемке запасы. В каждый период времени число подготавливаемых к выемке блоков должно быть равно числу блоков, вводимых в очистную выемку. Но, в связи со сложностью горно-геологических условий рудных месторождений, неравномерностью оруденения, неподтверждаемостью запасов, а также, учитывая неравномерность работ и возможность различного рода срывов, число подготавливаемых к выемке блоков должно быть больше готовых к выемке на число резервных.

При проектировании рудников Институтом Гипроруда рекомендуется принимать обеспеченность рудника вскрытыми запасами не менее, чем на три года (36 мес.) работы с проектной производительностью.

Фактически же вскрытые запасы бывают значительно больше. Так, в среднем по свинцово-цинковым рудникам вскрытые запасы были равны 107 мес. или около 9 лет, изменяясь от 2—3 лет на рудниках Садонского комбината до 16—19 лет на рудниках Лениногорского полиметаллического и Жезкентского свинцово-цинко-вого комбинатов.

Нормы подготовленных запасов на некоторых рудниках цветной металлургии составляли 12—16 и 18 мес., а нормы готовых к выемке запасов — 6—12 мес. Фактические же данные (мес.) изменялись в очень широких пределах (табл. 16.1).

В каждом конкретном случае можно определить наиболее экономичное опережение подготовительных и нарезных работ исходя из того, что, с одной стороны, малое опережение подготовки может привести к ущербу из-за возможной неритмичности добычи, а, с другой стороны, большое опережение приведет к временному замораживанию, «омертвлению» больших средств в виде пройденных выработок, а также к затратам на их поддержание.

Простейшие методы нормирования запасов предусматривают определять необходимую величину (норму) готовых к выемке запасов по формуле

А=0,5К_рТ_отр.бл,

а подготовленных к выемке запасов

Б=0,5К_рТ_отр.бл+Т_{нар. бл.}

где Т_отр.бл и Т_нар.бл — средняя продолжительность обработки и нарезки блоков, мес.; К_р — коэффициент резерва, который обычно принимают равным 1,25.

Как считают, коэффициент 0,5 возникает потому, что определяется средняя обеспеченность запасами за весь срок отработки блока, запасы которого вначале равны 1, а в конце 0. Чаще вместо 0,5 в расчетах участвует коэффициент а, характеризующий количество готовых к выемке запасов в блоке относительно первоначальных запасов блока за период его отработки, который определяют по формуле

где п_о — число очередей очистной выемки в блоке.

Таблица 30.1

Предприятия	Вскрытые фактические	Подготовленные	Готовые
нормы	фактические	нормы	фактические
Рудники:
Золотушинский	62,9		15,9
Им. 40 лет ВЛКСМ	164,3		13—22	10(8)	2,8—10
Квайсинский			11,7		8,3
Лениногорский	164,3		18—25		6,2—10
«Молибден»	—		20,4—22,5		9,8—11
Никитовский	—		15—18		5,4—6,2
Риддерский	164,3	18(16)	13,6—16,7		2,5—6,7
Салаирский			16,9
Тишинский	164,3	18(12)	8,5—13		3,1—6,8
Урупский	22—36		7,2—13,6		2—10,6
Комбинаты:
Адрасманский горно-обогатительный			10,7		5,7
«Ачполиметалл»	137,5		12,6		9,9
«Дальполиметалл»	45,9
Жезкентский горно-обогатительный			8,9		4,4
Зыряновский свинцовый	97,8		14,6		7,4
Иртышский полиметаллический			16,7
Нерчинский свинцово-цинковый	45,7		11,9		8,5
Садонский свинцово-цинковый	27,9		12,2		7,4
Текелийский свинцово-цинковый	81,3		34,2		2,9
Алтын-Топканское рудоуправление	82,6		10,1		5,3

В «Методических указаниях по определению нормативов подготовленных запасов и контролю за обеспеченностью ими при подземном способе разработки рудных месторождений» предложено определять:

норматив готовых к выемке запасов по формуле

нормативы подготовленных запасов (мес.): а) для одностадийных систем разработки

б) для двух стадийных и более

В этих формулах: Q_бл — запас блока, т; Р_o — производительность блока в стадии очистных работ, т/мес.; V_н — объем нарезных работ в блоке на 1000 т запаса, м³/т; Р_н — производительность на нарезных работах, выполняемых за месяц, м³/мес.; К_р — коэффициент резерва, который принимают равным 1,25 — 1,4.

Для нормирования запасов на рудниках цветной металлургии может быть использована методика ВНИИЦветмета, согласно которой норматив готовых к выемке запасов (мес.) при одной из систем разработки определяют как

,

где Р_тгi — технологически необходимый норматив готовых к выемке запасов, мес.; Q_н — производительность рудника по добыче руды, тыс. т/мес.; п — число очередей работ в блоке; t — запланированный удельный вес i-й системы разработки в общей добыче по руднику, доли ед; Т_в — время, затрачиваемое на очистную выемку одного блока, мес.; К_ш — коэффициент, учитывающий необходимость шихтовки при наличии нескольких сортов руд, который предложено устанавливать по формуле

где - — количество одновременно действующих блоков при i-й системе разработки; К — количество сортов руд; К₁ и К₂ — коэффициенты резерва, учитывающие подтверждаемость количества и качества руды (запасов и содержания в них металлов), которые предложено вычислять по формулам

где t — показатель достоверности; s₁, s₂ — среди еквадратические отклонения отдельных показателей подтверждаемости от средних значений; М₁ и М₂ — средние величины подтверждаемости соответственно объемов руды и содержания в них металлов.

В целом по руднику готовые к выемке запасы определяются как сумма таких запасов по отдельным системам разработки

где i — число применяемых систем разработки.

Время отработки блока определяется по формуле

где Б_i — запас блока, т; q_вi — производительность блока при очистной выемке, т/мес.; К_с — коэффициент, учитывающий возможное несоответствие величины готовых к выемке запасов числу блоков

при среднем их запасе Б_i; принимается К_с ³1.

Норматив подготовленных запасов для отдельной системы разработки определяется согласно методике ВНИИЦветмета по формуле

где К_i=К_сК_шК₁К₂; r_i — объем нарезных работ в блоке, приходящийся на 1000 т подготавливаемых запасов, м³; п — число очередей очистной выемки в блоке; q_нi — производительность нарезных работ в блоке, м³/мес.

Норматив вскрытьгх запасов (мес.) соответственно определяют по формуле

где l_i — объем горно-подготовительных работ на 1000 т подготавливаемых запасов, м³; q — планируемая производительность подготовительных работ в блоке, м³/мес.

Однако нормативы, определяемые по приведенным методикам, не оптимизированы, так как коэффициент резерва в них принят произвольно.

В наиболее общем случае нормативы вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов — это запасы, обеспечивающие применение наиболее эффективных методов вскрытия, технологии и организации работ по подготовке горизонтов и блоков к эксплуатации.

Величина подготовленных и готовых к выемке запасов должна быть тем меньше, чем богаче запасы и чем надежнее геологические данные об этих запасах. Чем сложнее месторождение и неравномернее в нем распределены полезные компоненты, тем больше должны быть величины подготовленных и готовых к выемке запасов, чтобы из-за неравноценности запасов или их неподтверждения не потерять возможность производства того или иного количества или качества дополнительной продукции или снижения себестоимости добычи. Критерий оценки величины подготовленных и готовых к выемке запасов также должен учитывать возможное изменение потерь и разубоживания руды в зависимости от величины запасов, например, при слеживающихся рудах готовые к выемке (отбитые) запасы должны быть минимальными, чтобы не потерять их при выпуске. Подготовительные запасы в условиях высокого горного давления также должны быть сведены до минимума. Вместе с тем, недостаточность подготовленных и готовых к выемке запасов может привести как к снижению производственности рудника, так и к снижению содержания металла (ценности) в добытой рудной массе. Это снижение должно быть определено в каждом конкретном случае, так как без этого любой норматив запасов нельзя считать обоснованным.

Коэффициенты резерва запасов должны быть установлены математически на основе положения теории вероятности.

Дата добавления: 2014-11-25