Главная Статьи Рациональное использование и охрана недр Расчет показателей извлечения при отработке приконтактных зон месторождений нерудного сырья

Расчет показателей извлечения при отработке приконтактных зон месторождений нерудного сырья

Вохмин С.А., Загиров Н.Х., Курчин Г.С., Требуш Ю.П.
Печать
Карьерный песок – строительный материал, добываемый в карьерах промышленным методом

Показатели извлечения полезных ископаемых при добыче оказывают значительное влияние на экономические результаты деятельности горнодобывающих предприятий. Потери и разубоживание полезного ископаемого при добыче отражают полноту и качество их извлечения из недр, зависят от технологического уровня ведения горных работ, обоснованности технических решений и применяемых технологий. Величины фактических потерь и разубоживания полезных ископаемых комплексно отражают геологические, технологические, экономические и органи зационные факторы горного производства.

Основной отличительной особенностью предприятий, занимающихся добычей нерудного строительного сырья, является отсутствие обогатительного передела в технологической цепочке. Именно это предопределяет жесткие требования потребителей к качеству товарной массы.

Calculation of the extraction rates when mining the near-contact zones of non-metallic mineral deposits

The authors define the optimum ratio of undermined enclosing rock area to total excavation area, which allows finding the optimum extraction rates for the geological contacts and the mining outline in order to ensure efficient control over the mining operations.

Содержание компонента в добытой товарной массе (а,%) определяется по формуле [1-4]:

Содержание компонента в добытой товарной массе (1)

где В – количество подработанных вмещающих пород, т; в – содержание компонента во вмещающих породах, %; Би – величина извлеченных балансовых запасов, т; с – содержание компонента в балансовых запасах, %.

Таким образом, когда цена реализации продукции не зависит от содержания компонента в товарной массе, то оценкой эффективности использования недр для месторождений нерудного строительного сырья является предельное содержание компонентов в товарной массе – минимальное содержание полезного компонента и максимальное содержание вредных примесей [5].

Исследования, выполненные авторами на рудниках «Ангидрит» и «Известняков» ЗФ ОАО «Горно-металлургическая компания «Норильский никель», позволили выявить взаимосвязанные и обособленные потери и разубоживание полезного ископаемого.

Особый интерес представляют именно взаимосвязанные потери и разубоживание на контактах тел полезных ископаемых, которые образуются вследствие несовпадения контура отбойки и поверхности контакта (рис.1).

Формирования потерь полезного ископаемого и подработки вмещающих пород при отработке геологических контактов Рис. 1.
Формирования потерь полезного ископаемого (П) и подработки вмещающих пород (В) при отработке геологических контактов

Каждому контуру отработки [5] соответствуют свои величины потерь полезного ископаемого (П) и подработки разубоживающих вмещающих пород (В).

Для месторождений нерудного сырья расчет сводится к определению рационального контура отбойки, обеспечивающего допустимое содержание компонента в товарной массе доп,%). Уровни потерь и разубоживания, соответствующие этому контуру, являются нормативными.

Содержание компонента в товарной массе по контурам отработки определяется зависимостью:

Содержание компонента в товарной массе по контурам отработки (2)

где Sв – площадь поперечного сечения выработки, м2; Sn – расчетная величина подработки пород в сечении выработки, м2; с – содержание полезного компонента в балансовых запасах, %; в – содержание полезного компонента во вмещающих породах (в подрабатываемом массиве), %; а – содержание компонента в товарной массе на рассматриваемом контуре отработки, %.

Предельное содержание того или иного компонента в товарной массе доп) позволяет сформулировать ограничение величины подработки вмещающих пород с учетом содержания компонентов в балансовых запасах и вмещающих породах:

Предельное содержание компонента в товарной массе (3)

Отсюда

 
 
 
(4)

где μ – показатель оптимального соотношения площадей подрабатываемой вмещающей породы к общей площади выработки, характеризующий соотношение максимально возможной площади прихвата примешивающих пород к площади поперечного сечения выработки, обеспечивающее допустимое содержание регламентируемого компонента в товарной массе.

При этом возникают три случая расположения контура отработки в приконтактной зоне, которым соответствуют свои схемы расчета показателей извлечения (рис.1):

  • расчетная схема №1 (рис.1а), при которой оптимальный контур отработки (hopt ≤ hпз) находится в пределах приконтактной зоны, и площадь подработки породы меньше или равна площади приконтактной зоны (Sп ≤ Sпз);
  • расчетная схема №2 (рис.1б), при которой оптимальный контур отработки (hopt > hпз) находится за границей приконтактной зоны и площадь подработки породы больше площади прикотактной зоны (Sп > Sпз);
  • расчетная схема №3 (рис.1в), при которой оптимальный контур отработки полностью находится в границах полезного ископаемого, без прихвата вмещающих пород (hopt=0 и Sп=0).

Расчет показателей извлечения осуществляется в следующей последовательности.

Первоначально по формуле (4) определяется значение показателя оптимального соотношения площадей подрабатываемой вмещающей породы к общей площади выработки.

Далее рассчитываются величины – площадь пород в приконтактной зоне в пределах ширины выработки (Sпз); площадь подработки пород в сечении выработки, которая обеспечивает регламентированное содержание компонента в товарной массе (Sп), а также высота пород в приконтактной зоне, ограниченная шириной выработки и углом наклона контакта (hпз):

(5)
(6)
(7)

где α – угол наклона геологического контакта в поперечном сечении выработки, град.; b – ширина выработки, м; Sпз – площадь пород в приконтактной зоне в пределах ширины выработки, м2; hopt – оптимальный контур отработки, на котором обеспечивается регламентированное содержание компонента в товарной массе, м; hпз – высота пород в приконтактной зоне, ограниченная шириной выработки и углом наклона контакта, м; Sп – расчетная величина подработки пород в сечении выработки, которая обеспечивает регламентированное содержание компонента в товарной массе, м2.

После этого производится сравнение рассчитанных площадей (Sпз и Sп), выбор расчетной схемы и расчет показателей извлечения по выбранной расчетной схеме.

Расчетная схема №1. Площадь подрабатываемой породы меньше или равна площади породы в приконтактной зоне (Sп ≤ Sпз или hopt ≤ hпз) (рис.1а).

Величина подработки пород определяется:

(8)
(9)

Величину потерь полезного ископаемого на контакте можно рассчитать из выражений

(10)
(11)

где L – длина подрабатываемого участка, м; В – величина разубоживающих (подрабатываемых) пород; П – величина теряемого полезного ископаемого.

(12)

Расчетная схема №2. При условии Sп > Sпз полностью отрабатываются запасы приконтактной зоны и исключаются потери полезного ископаемого в массиве на геологическом контакте (П=0), при этом возникает возможность дополнительной подработки вмещающих пород за пределами приконтактной зоны, что позволяет наиболее полно использовать недра и увеличить объем добываемой товарной массы при обеспечении регламентированного качества товарного сырья (рис.1б).

Величина подработки пород рассчитывается:

(13)
(14)
(15)

Расчетная схема №3. При условии Sп=0 и hopt=0 запасы приконтактной зоны не отрабатываются и исключается подработка вмещающих пород, поскольку содержание компонентов в продуктивном пласте и вмещающих породах не обеспечивает требуемого содержания в товарной массе (рис.1в). Разубоживание в этом случае отсутствует (В=0), потери определяются по формуле:

(16)

Таким образом, с использованием показателя (μ) становится возможным расчет оптимальных величин потерь полезного ископаемого (П) и подработки вмещающих пород (В) на геологических контактах. Кроме того, становится возможным определение положения контура отработки (hopt), что позволяет оперативно контролировать ведение горных работ.

 

С.А. Вохмин,
зав. кафедрой, кандидат технических наук, профессор
Н.Х. Загиров,
зав. кафедрой, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ
Г.С. Курчин,
аспирант
Ю.П. Требуш,
доцент.
Институт горного дела, геологии и геотехнологии, Сибирский федеральный университет, г. Красноярск.

 

Литература

  1. Под общ. ред. М.И. Агошкова. Технико-экономическая оценка извлечения полезных ископаемых из недр, М.: Недра, 1974, 312 с..
  2. ГУП «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России». Охрана недр и геолого-маркшейдерский контроль. Правила охраны недр (ПБ 074601403). Серия 07, выпуск 11. М.:2003, 64 с.
  3. Отраслевая инструкция по определению, нормированию и учету потерь и разубоживания полезного ископаемого и песков на рудниках и приисках Министерства цветной металлургии СССР., М.: Госгортехнадзор, 1975, 127 с.
  4. Вохмин С.А.. Планирование показателей извлечения при подземной разработке месторождений полезных ископаемых // С.А. Вохмин, Ю.П. Требуш, В.Л. Ермолаев. Красноярск: ГАЦМиЗ, 2002.
  5. Вохмин С.А., Методический подход к определению нормативных величин показателей извлечения нерудного сырья // С.А. Вохмин, Ю.П. Требуш, В.Л. Ермолаев, Е.Г. Малиновский, Г.С. Курчин. Маркшейдерия и недропользование, 2009, №6, с.44-50.

 


 
Дорогие читатели! Вы можете прокомментировать данный материал. Интересные идеи, непредвзятые точки зрения и конструктивные замечания - приветствуются.
Информация

Календарь выставок и форумов

Ближайшие выставки и форумы

Выставки и форумы одной строкой

Дата проведения: 17.10.2017 - 19.10.2017. 10-я специализированная выставка «Горное дело: Технол... далее
Дата проведения: 12.09.2017 - 15.09.2017. 13-я Международная выставка и конференция по о... далее
Дата проведения: 23.05.2017 - 24.05.2017. XIV Всероссийский Конгресс «Государственн... далее

Котировки

Курсы Валют  Дата ЦБ РФ
USD
23.11.17 59,0061
EUR
23.11.17 69,4030
100 KZT
23.11.17 17,8698
10 CNY
23.11.17 89,1829
LME - Лондонская биржа цветных металлов цены ($/тн):
 

Подписка на новости

Подпишитесь на новости. Введите Ваш e-mail

Подписка на RSS канал

Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter