Развитие методики установления нормативов и учета потерь и разубоживания при открытой разработке крутопадающих залежей Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

докллд НА СИМПОЗИУМЕ 8 і £ 0ч £ 1

МОСКВА ^МГГУ.я31яянваря*г -я4я—евраляя2000я-одая

А. Кенжебаев,

Ирмухаметов, Н.Б. Сыдык Шитарев, 2000

УДК 622.271.1

А. Кенжебаев, Б.Х. Ирмухаметов,

Н.Б. Сыдыков, В.Г. Шитарев

РАЗВИТИЕ МЕТОДИКИ УСТАНОВЛЕНИЯ НОРМАТИВОВ И УЧЕТА ПОТЕРЬ И РАЗУБОЖИВАНИЯ ПРИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ КРУТОПАДАЮЩИХ ЗАЛЕЖЕЙ

Полиметаллические месторождения, являющихся основной сырьевой базой производства цветных металлов в Казахстане характеризуется весьма сложным морфологическим строением и технологической много-типностью рудных тел.

Ежегодно здесь отрабатываются десятки тысяч метров контактов рудных тел с породными прослоями или руд разных сортов. Выемка руды в приконтактных зонах производится селективно путем выставления пикетов на нижней и верхней бровках уступа, определяющих контакт разных типов горной массы.

Такая схема селекции имеет некоторые недостатки, основной из них - игнорирование сложного характера формирования и изменения поверхности забоя в процессе экскавации, что приводит к ошибочной оценке потерь и разубоживания руды при добыче.

Аналогичную ошибку допускают и при проектировании систем разработки и определении норм потерь и разубоживания для крутопадающих рудных тел. Например, для вывода расчетных формул потерь и разубо-живания руды сыпучую среду (разрыхленную горную массу) принимают как статическую, строят продольный разрез уступа (забоя), поверхность забоя фиксируется постоянным углом откоса, решением плоских геометрических задач определяют объем теряемой руды и примешиваемой породы.

Кроме того использование в расчетах однозначно установленной величины полной себестоимости добычи и переработки полезного ископаемого приводит к ошибке при определении рационального извлечения полезного ископаемого из недр. Так, в условиях открытой разработки Акба-кайского золоторудного месторождения, себестои-

мость добычи и переработки полезного ископаемого по предстоящим затратам составляет 60 % от полной себестоимости, и рассчитанные с учетом этих значений затрат величины нормативных потерь различаются между собой в 2,8 раза, т. е. весьма существенно [1].

Развитие методических основ нормирования потерь и разубоживания позволяют избежать упомянутых ошибок и базируются на использовании положения: при отработке запасов выемочной единицы максимум прибыли достигается при таком положении границы их выемки, когда примыкающий приростной объем рудной массы характеризуется равенством ценности получаемой из него конечной продукции (Ци) и предстоящих затрат на его добычу и переработку (2дп):

Ци = гдп (1)

Полностью исключить перемешивание руды и породы при экскавации приконтакт-ных зон, ввиду конструктивных особенностей экскаваторов и свойств взорванной горной массы, не представляется возможным даже при хорошей организации селективной выемки руд и пород. Поэтому целесообразно установить оптимальные пропорции смешивания руды и породы при экскавации в при-контактных зонах [2];

В качестве параметра кондиционности дополнительно оцениваемых запасов при-контактных участков содержащих руды одного технологического типа и разрабатываемых при применении одной технологии добычных работ могут быть предельно допус-

тимое содержание металла (См.э.) в добытой рудной массе.

При этом разубоживания рудной массы в единичном объеме будет предельно допустимым

С-С РПД = МЭ 100%

(2)

С - Б

где С - содержание полезного компонента в балансовой руд, %; Б - то же в разубожи-вающей породе, %; СМЭ. - устанавливается из условия равенства затрат на добычу и переработку и ценности продукции, получаемой из приростного объема (прирезки) полезного ископаемого. Запасы приконтактного участка имеют промышленное значение при условии Сф>Смэ., где Сф - среднее содержание полезного компонента в запасах оцениваемого участка, %.

Зависимость разубоживания в единичных объемах от расстояния до контакта имеет прямолинейный характер и изменяется от 100 % до 0, при изменении расстояния от 0 до ширины приконтактной зоны. Общий объем горной массы этими положениями забоя определяет объем приконтактной зоны. Вся приконтактная зона разбивается на наклонные слои, параллельные откосу торца забоя. Вес слоя (q) определяется количеством горной массы с 1 п.м. подвигания забоя.

(3)

где Ш3 - ширина экскаваторной заходки, м; Н - высота уступа, м; у - плотность горной массы, т/м3; Кр - коэффициент разрыхления взорванного массива.

Для определения объемов руды в слоях в масштабе 1:100 изображается экскаваторный забой и по высоте забой разбивается на горизонтальные слои сечением через 1 м, на каждое сечение наносятся контуры наклонных слоев по всей длине приконтактной зоны и положение контакта. По каждому сечению определяются площади руды в каждом наклонном слое. После определения площадей руды по всем сечениям, определяется вес руды в наклонных слоях по всем горизонтальным слоям:

ЛА. = (Sг-1 + Sl)hYМ, т 2 Кр

(4)

площадь руды в наклонных слоях по сечениям, ограничивающим данный слой, см2; Н -высота слоя, м; г - плотность руды, т/м3; М -линейный масштаб изображения забоя.

Вес руды по всей высоте забоя определяется суммированием руды по горизонтальным слоям для соответствующих наклонных слоев.

ЛД = ЕЛД., т (5)

Вес породы определяется по формуле

ЛВ = q -ДА, т (6)

Разубоживание в слое ЛВ

Р =----------100 % (7)

ЛА + ВЛ

Количество теряемой руды и разубожи-вающей массы при отработке приконтактной зоны одной заходкой определяется по следующим формулам:

а) при отработке приконтактных зон из породного блока количество теряемой руды до оптимальной границы

Пк = 0,0Ц£(100-Рт), т (8)

.=1

б) Количество разубоживающей массы после оптимальной границы

Bk = 0,01q Z ^, т

(9)

где n - количество горизонтальных слоев, численно равное ее высоте; N - количество наклонных слоев в приконтактной зоне, численно равное общей протяженности прикон-тактной зоны, м; Pni, Ррі - разубоживание в единичных объемах при отработке прикон-турных зон соответственно из породного и рудного блоков, %

Определяются нормативы абсолютных потерь и разубоживания при обработке всего контакта

П = Пл •Lsin# т

общ

Ш,

В = Вл •Lsin# т

общ

Ш,

(1O)

(11)

где ЛА - вес руды в i-том слое, т; Si-1, Si -

где Ш3 - ширина заходки экскаватора, м; в -угол простирания к оси движения экскаватора, град; L - общая длина контакта, м.

Для ускорения расчетов по определению допустимого разубоживания, оптимальной границы выемки, количество теряемой руды

и разубоживания пород на один п.м. контакта разработаны номограммы (рис. 1).

Порядок определения ископаемых величин показан на номограмме стрелками при решении конкретного примера.

Принципиальным отличием предлагае-мой комбинированной методики определе-ния и учета потерь и разубоживния явля-ется тесная количественно-качественная связи ее с отбойкой, экскаваторной выем-кой, транспортировкой горной массой и с конкретными условиями залегания рудных тел в приконтактных участках.

Комбинированный метод рекомендован нами для условий добычи визуально не раз-

Для оперативного учета потерь и разубоживания полезных ископаемых необходимо составить паспорт экскавации в качестве которого рекомендуется разработанная нами номограмма, связывающая номер состава железнодорожного транспорта (при автомобильном транспорте номер машины), разубожива-ние, содержания металла в разубоживающей породе, в балансовой и товарной руде применительно для условий добычи визуально не различимых руд и пород.

Порядок пользования номограммой показан на рис. 2. По истечении определенного периода времени (месяц, квартал, год) паспорт экскавации анализируется маркшейдерской службы карьера.

При известном количестве и качестве горной массы в каждом составе, вывезенном на отвал с каждого типа контакта, потери руды за определенный период определяются по формулам:

а) потери руды с одного контакта

Qп = (Qic - pQ / 1GG) + (Q2 - Р2Q2 / 1GG) + - PnQc/ 1GG)

при

= Qn = Qc

Qп = Qc / 1GG(lGGn - Pi - P2 ....Pn), т;

б) потери руды со всех контактов

Рис. 1. Номограмма для определения допустимого разубоживания,

4* оптимальной

ъ *9, *■ - £

* Л Ah- і I so ч .

т. / ®/— r/f Г | к і 30 ^забоемр^лом -откоса $5U I ' ;

— / —7—/Ті ;—' і К ! . / / !!© /• * : 1®^ ! ! і ■ і 1 !

+ (Qc или

QC = Q2

личимых полезных ископаемых и пород, однако он может использоваться и в условиях визуальной различимости.

Определению и учету подлежат фактические потери и разубоживания руд, возникающие в процессе раздельной выемки из приконтактных зон, что требует выполнения следующих работ:

а) оперативный контроль за отработкой рудных блоков в приконтактных зонах;

б) замер фактической границы отработки в приконтактной зоне (границы разделения взрывных и добычных работ), фактической высоты и угла откоса забоя.

Рис. 2. Номограмма определения качества руды в составах

аП=Х арП, т;

(13)

где 0е 1, 0С2, 0сп - емкость 1, 2,...., п-го состава, т; Р1, Р2,., Рп - разубоживание соответ-

ственно в 1, 2,.., п-ом составе, определенное по номограмме, %; 0рп - абсолютная величина потери руды при пересечении одного контакта, т. Разубоживание руды, поступившей на переработку в течение определенного периода времени, определяется по следующим формулам:

а) абсолютный объем породы, примешиваемый к балансовой руде, при отработке приконтактной зоны

ап =

Рп+1 ■ а?7+1 , Рп+2 ■ а?7=2

+ ■■■ +

РыОы

, т (14)

100 100 100 или при еис+1 = 0С+2 = • • • = 0N = °

0е

йп = 100 (Рп+1 + Рп+2 + ''' + Ри), т б) объем породы примешиваемый к балансовой руде со всех контактов

(15)

(16)

в) разубоживание при добычи балансовых запасов

X а п

Р =

ас(ы1 - п)

■ 100% ,

(17)

где 0Сп+1, 0Сп+2, <Зсм - объем руды в п+1, п+2,..., М-ом составах поступающих на переработку, Т; Рп+1, Рп+2,., ^^-разубоживание в

составах, поступающих на переработку, определено по номограмме, %; М, N - общее число составов, сформированных от начала и до окончания отработки одной и всех приконтактных зон за определенный период времени; п - общее число составов, отправленных на отвал, при отработке всех видов контактов.

Учет качества руды в составах, поступающих из приконтактных зон, позволит также предвидеть более «глубокое усреднение» руды для повышения эффективности обогащения.

Опытное применение изложенных методик в производственных условиях (на карьерах Алмалыкского ГМК в Узбекистане, НАК «Алтыналмас» в Казахстане и др.) показало целесообразность их использования при перспективном, текущем и оперативном планировании добычных работ на рудных карьерах.

1

1

1

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шитарев В.Г., Акатаев С.А., Кенжебаев А. К вопросу нормирования извлечения полезных ископаемых на карьерах. /Отв. Редактор акад. К.Н. Трубецкой.-М. : ИПКОН РАН,

1992.116. С.20-34.!8Б1\1-5-201-11382-6.

2. Пак С.В., Кенжебаев А., Влияние процесса экскавации на качество руды. Сб. «Технология и механизация и органи-

зация горных работ». /Отв. Редактор акад. Н.В. Мельников/ АН СССР. Изд-во «Наука», 1969г., с. 100-104.

/

Кенжебаев А., Ирмухаметов Б.Х., Сыдыков Н.Б. -

Казахский национальный технический университет.

Шитарев В.Г. - Институт проблем комплексного освоения недр РАН .

__________________________________________/