автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему:Исследование и обоснование кондиций на полезные ископаемые при групповом освоении месторождений открытым способом

-

^ Государственный комитет СССР по народному образованию

Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт

На правах рукописи Ядамсурэнгийн ГОМБОСУРЭН

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ КОНДИЦИЙ НА ПОЛЕЗНЫЕ НСК0ПАЕА1ЫЕ ПРИ ГРУППОВОМ ОСВОЕНИИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ

Специальность 05.15.03 — «Открытая разработка месторождений полезных ископаемых»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1992

Работа выполнена в Московском горном институте. Научный консультант — академик В. В. Ржевский.

Официальные оппоненты: докт. геолого-минерал, наук БЫБОЧКИН А. ¿4., докт. техн. паук, проф. РЕЗНИЧЕНКО С. С., докт. техн. наук САМОРОДОВ Ю. П.

Ведущая организация — институт «Гипроцветмет».

Защита диссертации состоится << 4?3. 1992 г.

в .... час. на заседании специализированного совета Д-053.12.01 Московского ордена Трудового Красного Знамени горного института по адресу: 117935, ГСП, Москва, В-49, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан <23 . » ^. 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета

докт. техн. наук, проф. ИЛЬИН С. А.

• ;..........«

с-ерггциЧ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время большинство месторождений полезных ископаемых рассматриваются как объекты выборочного освоения при разведке и эксплуатации отдельными предприятиями. В результате эксплуатируются лишь отдельные наиболее -богатые из них, длителен цикл от начала разведки до ввода месторождений в эксплуатацию, некомплексно их освоение, что в целом приводит к потере реального потенциала как отдельных ресурсов, так и целых районов. Время показало, что не оправдались надежды, связанные с теорией оптимального планирования, так как она оставляла в стороне влияние социальных факторов и технического прогресса.

В настоящее время необходимо групповое освоение месторождений полезных ископаемых, что требует нового подхода к обоснованию кондиций, созданию комплексного метода такого обоснования, разработки оптимального плана освоения перспективных месторождений в базовых районах на длительный период (более 10—'15 лет).

Групповое освоение месторождений должно быть связано с комплексным использованием недр, изменением организационных структур и горного законодательства, техническим обновлением производства, интенсификацией разработки месторождений отдельных регионов.

Сейчас горной науке предстоит дать ответ на коренной вопрос: какова должна быть стратегия развития, чтобы общество могло разрешить сложный клубок проблем, выйти на магистраль равновесного природопользования и поэтапно решить проблему технической перестройки производства, соизмеряя достигнутое развитие производства в стране с мировыми требованиями. Горная наука сталкивается с новой системой задач, исследование которых выходит на стык с экономикой, правом, культурой и этикой.

Переход от локальной оценки отдельных месторождений к комплексной оценке предусматривает перестройку механизма обоснования кондиций на базе мировых цен с учетом требований мирового рынка, усиление роли кондиций как носи-

теля технического прогресса, позволяющего обеспечить пол-поту и рациональность использования разведанных запасов при максимальном сохранении равновесия природной среды.

Изложенное обусловливает актуальность крупных научных обобщений в области теории обоснования кондиций и решений по групповому освоению месторождений полезных ископаемых.

Целью исследования является технологическое и экономическое обоснование кондиций при групповом освоении месторождений полезных ископаемых, направленное на улучшение социально-экономических условий развития районов и страны в целом.

Идея работы заключается в приоритетной оценке группового освоения месторождений полезных ископаемых по критериям экономически эффективного и экологически безопасного использования недр.

Методы и объекты исследовании. Решение поставленной проблемы выполнено путем анализа и обобщения теории и практики обоснования кондиций со сквозной оценкой от сырья до конечной продукции. В работе использованы методы математической статистики, теории вероятностей, вариантов, классификации как средства обобщения результатов отдельных исследований, промышленные эксперименты. Объекты исследований — разведанные и разведуемые месторождения, горнорудные и угольные предприятия МНР.

Научные положения, защищаемые автором:

1. Выделенные в результате типизации по размерам горизонтальных площадей с учетом углов их падения три группы месторождений полезных ископаемых, пригодные для открытых разработок, определяют возможные масштабы добычи и темпы роста коэффициента вскрыши по этапам развития горных работ при условии обеспечения неснижаемых вскрытых запасов и служат основой совместной оптимизации кондиций на полезные ископаемые, систем разработки и производственных мощностей горных предприятий.

2. Комплексный метод обоснования кондиций при групповом освоении месторождений полезных ископаемых включает:

систему критериев (прибыль, приведенная рентабельность конечной продукции, показатель кондиционности запасов);

принцип и метод определения минимального промышленного содержания, основанный на оценке окупаемости капиталовложений;

оценку вариантов бортового содержания на основе учета изменения себестоимости продукции из приращиваемых запасов, а для эксплуатационных запасов определяется отдельно по направлениям переработки и использования полезного ископаемого. Предельный коэффициент горной массы для за-

лежей с переменным содержанием полезного компонента служит критерием регулирования объемов вскрышных работ по этапам разработки месторождения и установления контуров карьера;

учет фактора рабочей силы как товара, имеющего стоимость;

установление предельной экологической нагрузки, основанной на ограничении числа одновременно работающих эксплуатационных участков с учетом коэффициента экологической напряженности.

3. Кондиции пересматриваются поэтапно в соответствии с выделенными циклами обновления промышленных технологий (освоенные, передовые промышленные сегодняшнего дня и технологии будущего), в том числе геотехнологий, открыто-подземного способа разработки, на базе мобильного блоч-но-модульного оборудования и др. Расчетный срок обновления техники при разработке средних и небольших месторождений составляет 6—8 лет, на крупных карьерах цикл технического перевооружения отличается более длительными сроками (8 и более лет).

4. Формирование горнопромышленных комплексов с вовлечением в добычу и переработку дополнительных видов и объемов полезных ископаемых связано со снижением кондиций при сокращении отходов -переделов добычи и переработки. Стратегия формирования этих комплексов предусматривает опережающее развитие топливно-энергетической отрасли, расширение использования человеческих и природных ресурсов. Учет региональных условий освоения является как начальным, так и завершающим этапами обоснования кондиций на полезные искошаемые.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается большим объемом используемых фактических показателей открытой разработки месторождений, необходимьши объемами вычислительных экспериментов и статистической обработки фактических данных по обоснованию параметров кондиций на руду карьеров, теоретических результатов проектными и плановыми расчетами, внедрением рекомендаций работы в проекты и производство с положительным эффектом.

5. Новизна результатов исследования:

разработан комплексный метод обоснования кондиций на полезные ископаемые, основанный на использовании при сквозной оценке конечного продукта системы критериев, учитывающих горно-геологические, технологические, экологические, социальные и экономические факторы;

осуществлена типизация залежей, пригодных для открытой разработки, по размерам горизонтальных площадей и углам их падения, увязывающая с ними темпы углубления гор-

ных работ, мощности и объемы вскрытых запасов по этапам разработки месторождений;

разработан метод установления контуров карьеров с использованием среднего коэффициента вскрыши, отличающийся более высокой достоверностью, особенно для залежей со сложными геометрическими формами;

предложен критерий валютной самоокупаемости в виде отношения приведенной рентабельности к интегральным затратам, позволяющий оценить импортозаменяюгцие материалы при выборе альтернативных решений;

■обоснованы принципы и методические положения совместного учета природных и человеческих ресурсов в выделенных регионах, основанные на сочетании традиционных и новых форм хозяйствования с привлечением таких технологий, которые локализируют негативное воздействие горных работ на пастбищные ресурсы во всех горнодобывающих регионах.

Научное и практическое значение диссертации. Научное значение состоит в установлении принципов и методов обоснования кондиций при групповом освоении месторождений.

¡Практическое значение работы заключается в том, что разработаны методика определения этапных границ карьеров при групповой оценке месторождений полезных ископаемых и технологические схемы открытой п открыто-подземной разработки, установлена целесообразность применения модульных комплексов на средних и небольших залежах и переоценки ранее разведанных запасов, обоснованы меры экономической защиты недр.

Реализация работы. Результаты исследований реализованы при составлении «Генсхемы развития .и размещения горнорудной промышленности на период до 2000 года», в проектах совместного монголо-советского предприятия «Эрдэнэт» и предприятий объединения «Монголсозцветмет», при разработке более 20 технико-экономических обоснований проектов кондиций по разным видам минерального сырья, при экспертизе ТЭО кондиций на руду месторождений Цатан Субурга. Тумуртийн-ово, Шарынгол, коксующихся углей Тавантолгой фосфоритов Бурэнхан, в ряде учебников и учебно-методических изданий.

'Внедрение результатов настоящего исследования в практику горно-обогатительных и топливно-энергетических комбинатов МНР позволило получить экономический эффект около 500 тыс. тугриков.

Апробация работы. Результаты исследований докладыва лись на научно-технических конференциях по рациональному использованию недр (г. Улан-Батор, 1987 г.) и проблема:^ экологии озера Хубсугуль (г. Улан-Батор, 1988 г.), научно методических семинарах Монгольского политехнического ин ститута (г. Улан-Батор, 1985, 1986 гг.), научных семинара?

научно-исследовательского и проектного института Министерства геологии и горнорудной 1промышленности МНР (г. Улан-Батор, 1987, 1988 гг.), Горного института АН МНР и Геологического института минерального сырья Центрального геологического управления МНР (г. Улан-Батор, 1991 г.) и Московского горного института (1990, 1991 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 22 печатные работы.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, изложенных на 286 страницах машинописного текста, содержит список использованных источников из 160 наименований, 22 рисунка и 30 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Состояние минерально-сырьевой базы республики

МНР обладает мощной минерально-сырьевой базой (МСБ) для развития отдельных отраслей и создания крупных горнопромышленных комплексов, обеспечивающих как внутренние потребности регионов и страны, так и экспорт при глубокой переработке добываемого сырья. Большинство месторождений пригодно для открытой разработки. Степень использован'ия МСБ зависит от кондиций на сырье, связанных с технологиями его добычи и переработки. В крупных месторождениях заключено свыше 80% запасов меди, около 50% плавиковото шпата и 90% угольных ресурсов.

Сырьевая база медной промышленности представлена двумя месторождениями штокверкового типа. При достигнутом уровне добычи руды (20 млн. т/год) срок обеспеченности запасами оценивается более 50 лег при среднем содержании меди в рудах 0,66% и 0,56%.

Месторождения свинцово-цинковых руд представлены скарновым типом (Тумуртийн-ово, Баяндун) и гидротермальным вулканогенным (Улан, Цав) в восточной экономической зоне страны. Детально разведанные месторождения Тумуртийн-ово и Улан пригодны для открытой разработки при среднем содержании общего цинка и условного свинца в рудах 11,4% и 3%.

Ресурсы трехокиси вольфрама оцениваются в 450 тыс. т. Основная часть (более 90%) прогнозных ресурсов относится к жильно-штокверковым месторождениям Ундур Цагаи, Юго-дзырь, Борбаргад-ово с бедными рудами, пригодными для открытой разработки (от 0,1 до 0,3% \¥03). Многочисленные, большой частью мелкие, кварц-вольфрамитовые месторождения широко распространены в восточном и западном районах страны.

Разведанные запасы олова сосредоточены в россыпных месторождениях Модотинской, Жанчивлинской и Верхнеонон-ской групп в Центральной и Восточной экономических зонах. Содержание олова в россыпях 300—800 г/м3.

Ресурсы благородных металлов представлены в основном запасами россыпного золота в Заамарском, Сэлзнгинском районах и Баянхонгорском рудном узле и частично коренными месторождениями при содержании золота 6 г/т и серебра 356 г/г. Прогнозные запасы серебра и частично золота в качестве попутных компонентов месторождений руд цветных металлов в несколько раз превышают выявленные в собственно месторождениях благородных металлов.

В пределах Хубсугульского фосфоритового бассейна выявлено 39 месторождений фосфоритов, наиболее разведаны Прихубсугульская и Бурэнханская группы; месторождения последней расположены в южной части бассейна в 100 км от озера Хубсугул. Общие прогнозные ресурсы и разведанные запасы фосфоритов бассейна оцениваются в 4 млрд. т (750 млн. т Р205) при содержании в рудах 19% Р2О5.

Основные запасы железных руд приурочены к железорудной провинции реки Иро в центральной зоне. Для первоочередного освоения в качестве сырьевой базы мини-завода черной металлургии в МНР могут быть рекомендованы месторождения Тумуртолгой, Тумуртэй, Баянгол. Альтернативный источник сырья — магнетитовый концентрат, попутно получаемый из руд цинкового месторождения Тумуртийн-ово (80— 100 тыс. т со средним содержанием 70% железа, 1,04% цинка, 0,58% серы).

Выявлен ряд перспективных рудных узлов и месторождений редкоземельных металлов в Южно-гобийском (Лугийн гол, Ханбогд, Муштуй худат) и западных (Шар толгой, Ха-лазан >бурд и другие) аймаках страны.

Ресурсы углей всех марок превышают 24 млрд. т, в том числе 30% коксующихся. Из общих балансовых запасов свыше 90% находится на глубинах до 300 м. Угольная база Центральной экономической зоны представлена месторождениями бурых углей (Баганурское, Шивээ-овоское, Дэвшин-говь-ское) и коксующихся (Тавантолгойское), Восточной зоны — месторождениями бурых углей (Адунчулунское, Таблулаг-ское, Чандгангалское), Западной зоны — месторождениями каменных углей (Нурстхотгорское, Харгарвагатское, Хушог-ское).

■В Центральной экономической зоне разведан и эксплуатируется ряд крупных месторождений гранита и мрамора.

|В результате анализа структуры МСБ на территории страны выделен ряд перспективных горнопромышленных районов. При ранжировании месторождений полезных ископаемых приоритет отдается тем, которые обеспечивают дальнейший

опережающий рост разведанных запасов минерального сырья и топлива по сравнению с темпами роста их добычи и на этой основе воспроизводство МСБ как важного фактора развития экономики страны. К таким ресурсам относятся коксующиеся угли, медь, молибден, свинец, цинк и 'благородные металлы, многие месторождения которых расположены в неосвоенных районах страны, где в настоящее время проводятся геологоразведочные работы.

Состояние теории и практики обоснования кондиций при групповом освоении месторождений

^Применение кондиций на минеральное сырье, определяемых действующей методикой экономической оценки месторождений, показало:

кондиции являются категорией не только промышленной (что соответствует их известному определению), но и инструментом, регулирующим безопасность использования недр;

кондиции — это требования рынков минерального сырья, которые выявляют технологический и экономический потенциал месторождения в рамках минерально-сырьевого комплекса (МСК) страны.

В соответствии со стадийностью освоения месторождений геологические кондиции разрабатываются для оконтуривания и подсчета геологических (предварительно разведанных) запасов, промышленные кондиции — для подсчета промышленных запасов и оценки народнохозяйственной эффективности освоения месторождения, эксплуатационные кондиции — для оптимизации режима горных работ и управления полнотой извлечения запасов.

На региональном уровне должны учитываться варьируемые запасы месторождений, развиваемые в этом районе отрасли, и устойчивость природного базиса. Необходимость учета последнего на всех стадиях геологоразведочных работ подтверждается проведением многолетних крупномасштабных геологоразведочных работ на фосфориты непосредственно в районе озера Хубсугул (месторождения Уран-Душ, Онгилог-Нур, Джанхай и др.), целесообразность проведения которых не подтверждается экологической экспертизой.

Большой вклад в теоретическое обоснование, разработку и апробацию эксплуатационных кондиций при открытой и зткрыто-подземной разработках внесли советские ученые Е-Г. В. Мельников, В. В. Ржевский, М. И. Агошков, П. Э. Зур-ков, 3. А. Терпогосов, Т. А. Гатов, А. И. Арсентьев, А. С. Астахов, Б. А. Симкин, К. Г. Гофман и др.

Согласно учению о режиме горных работ, разработанному советскими учеными во главе с акад. В. В. Ржевским, жономическую оценку запасов целесообразно проводить не

только по усредненным данным месторождения, а и на основе календарного планирования горных работ. В работах Е. Ф. Шешко, П. И. Томакова, В. С. Хохрякова, К. Е. Виниц-кого, Ю. П. Астафьева, С. С. Резниченко, В. В. Истомина, В. Г. Шитарева, Г. А. Холоднякова и других изучены вопросы оптимизации поэтапных контуров и системы развития горных работ при обосновании эксплуатационных кондиций на руду и уголь карьеров. Экономическому обоснованию кондиций для оценки месторождений как отдельных объектов освоения посвящены работы А. Б. Каждана, В. П. Кобахидзе, А. Я. Каца, И. Д. Когана, Н. А. Хрущова, А. М. Сиразутди-нова, А. М. Марголина, А. М. Быбочкина, обобщающие и методические издания ГКЗ СССР.

Теоретические положения по обоснованию промышленных кондиций при групповом освоении месторождений не систематизированы. Исследования же показывают, что экономическую оценку отдельных месторождений следует рассматривать в комплексе с развитием горнопромышленных районов. Обоснование кондиций на групповой основе должно определяться на период не более 15 лег, а на дальнейший период целесообразно рассчитывать предельные натуральные параметры месторождений—браковочные кондиции.

'При обосновании кондиций необходимо постоянно иметь в виду конечный экономический результат и тем самым отказаться от промежуточных показателей при оценке месторождений в полной цепочке сырье — технология — рынок с учетом экологического и человеческого факторов. Вопросу комбинирования производства как важнейшему условию технического прогресса посвящены работы Ю. А. Чернегова, 3. К. Каргажанова, Г. С. Гофмана, В. С. Никитина, М. А. Ястре-бинского, Ю. В. Яковца, Н. М. Ратнера и др. Задача определения эффекта комплексного освоения ресурсов региона сводится к установлению наиболее эффективных направлений капитальных вложений, очередности ввода объектных мощностей. Правильному учету фактора времени при оценке потенциала отдельных групп месторождений способствовало бы введение еще одной группы марджинальных запасов.

В хозяйственном механизме еще не создано звено, связывающее хозрасчетные интересы геологической службы и горнодобывающих предприятий при соблюдении народнохозяйственных интересов. Включение ставки возмещения на геологоразведочные работы, устанавливаемые на все виды полезных ископаемых, и платежи за природные ресурсы как рентную составляющую цен являются признанием связи между ограниченностью природных ресурсов и ценой на них. В рыночном хозяйстве кондиции на минеральное сырье как регулирующий механизм выполняют санирующую функцию и с помощью конкуренции очищают общественное производство

от экономически слабых, нежизнеспособных хозяйственных единиц, и, наоборот, прокладывают дорогу более эффективным и перспективным. В этой своей функции кондиции — наиболее объективный механизм экономического отбора полезных обществу хозяйственных единиц, в результате которого непрерывно повышался бы средний уровень эффективности народного хозяйства в целом. Этому и должны способствовать кондиции при групповом освоении месторождений.

Классификация месторождений полезных ископаемых, пригодных для открытой разработки

Целью разработки классификации месторождений явилось установление характерных условий и особенностей обоснования кондиций во взаимосвязи с технологиями горных работ. В результате анализа геологических отчетов сделан вывод, что ведущими признаками для установления закономерных связей элементов систем открытой разработки и параметров промышленных типов залежей являются размеры горизонтальной площади залежи и угол ее падения. Сочетание этих двух признаков характеризует возможные системы разработки и режим горных ра'бот. По данным признакам все известные типы месторождений разделены на три группы: Л, Б и В (табл. 1).

К группе А отнесены горизонтальные и пологие залежи и массивные крутые штокверки, имеющие большую горизонтальную площадь (более 700 тыс. м2). Наиболее важным общим фактором разработки месторождений группы /1 является относительная стабильность коэффициента вскрыши по мере развития горных работ. Так, для мощного штокверко-вого месторождения Эрдэнэтийн-ово характерна стабильность коэффициента вскрыши при ступенчатом снижении содержания меди в руде по мере углубления горных работ. Требуемый при этом темп углубления <УГ, м/год, необходимый для поддержания постоянной производительности по меди с увеличением глубины карьера Я, м (при постоянных кондициях), определяется регрессионным уравнением

Уг = 1,3 + 0.046Ш — 0,0000257//'. (1)

Установлена связь размеров залежи с мощностью карьера по горной массе и темпам углубления горных работ.

Типичными представителями пластообразных залежей группы А являются Тавантолгойское, Адунчулунское, Дэв-нингобское месторождения, в которых сосредоточены более Э4% достоверных запасов угля в стране.

К группе Б относятся наклонные и крутые вытянутые за-пежи средних размеров (150—700 тыс. м2), к группе В кру-

Таблица 1

Классификация месторождений полезных ископаемых по условиям открытой разработки

Классификационный признак Группы месторождений

А В

Б В,, <з2

Условия залегания Горизонтальные и пологие месторождения или массивные залежи Наклонные (до 30— 45°) Крутопадающие (более 45°) Россыпные и техногенные месторождения

Размеры горизонтальной площади залежи, ТЫС. М2 Обширные и большие (более 700) Средние (150—700) Небольшие (до 150) Разномасштабные

Общая численность месторождений:

Рудных Единицы Десятки Тысячи Сотни

Угольных Десятки Сотни Рудные Тысячи

Типичные месторождения Эрдэнэтийн-овоское (медь, молибден) Бурэнханское (фосфо-| Дзун-Цаган-Дельское риты), Тумуртолгойское (плавиковый шпат), Сал-(железо) |хитское (цинк) Модотское (олово), Шарынгольское (золото)

Угольные

Тавантоглойское (коксующиеся угли), Адун-Чулунское (бурые угли) Шарынгольское (уголь) Баянтэгское (уголь)

тые залежи (подгруппа В\) с ограниченной горизонтальной площадью (менее 150 тыс. м2), в том числе все месторождения нагорного типа и россыпные месторождения полезных ископаемых (подгруппа В2).

В качестве базовой единицы измерения горизонтальных площадей залежей положены минимальные размеры экскаваторных блоков при различных системах разработки и комплексах оборудования. На месторождениях групп А и Б число одновременно действующих эксплуатационных блоков не ограничивается. Из-за ограниченных размеров группы В по простиранию отсутствует возможность применения поперечной системы разработки.

На месторождениях групп А и Б имеются благоприятные предпосылки формирования вскрытых запасов горной массы с целью воспроизводства запасов полезных ископаемых в рамках горнодобывающих районов.

Перестройку структуры МСБ предусматривается осуществить за счет освоения многочисленных средних и небольших месторождений группы В умеренного качества в промышлен-но освоенных районах, а также группового освоения небольших месторождений с высоким содержанием полезного компонента и преимущественно легкой обогатимости в еще неосвоенных районах страны. К малым отнесены рудные залежи с запасами в несколько сотен миллионов тонн меди, несколько миллионов тонн плавикового шпата, до 1—2 т металла россыпного золота и олова с гарными отводами примерно 20—30 га. Такие залежи при высоком содержании металлов и легкой обогатимости могут быть эффективно освоены при применении современных модульных комплексов. Экономические предпосылки последовательного освоения небольших месторождений на базе применения мобильного блочно-модульного оборудования заключаются в том, что они должны быть конкурентоспособны с месторождениями — лидерами по уровням удельных капитальных вложений, себестоимости добычи и переработки руд, производительности груда по конечной продукции.

По выделенным группам месторождений даны эталонные показатели на основе анализа проектных и отчетных данных.

В качестве экономических параметров открытых разработок приняты себестоимость добычи полезного ископаемого 8Д, удельные капитальные вложения на 1 м3 горной массы /уд, производительность труда рабочего по горной массе X, потери и разубоживание П и Р и средний коэффициент вскрыши Кср по эта'пам разработки.

Стоимостные параметры технологических схем, рассматриваемых при обосновании кондиций месторождений отдельных групп, определяются в относительных величинах по сравнению с базовыми (регламентируемыми). Последние рассчиты-

ваюгся для нормализованных условий освоения, т. е. для условий промышленно освоенных районов (табл. 2).

Таблица 2

Регламентированные стоимостные параметры эталонных объектов разработки

Стоимостные параметры

Группа Месторождения Вд. туг/т туг/т X, т/чел.-смена П, % Р, % Кср, М3/м3

Рудные месторождения

А Эрдэнэтийн-овос-кое 6,2 19,5 182,5 3 •3 0,51

Б Бурэнханскос 19,0 350 ' 41,3 ь 5 2,8

В Ургенское Золотороссыпные: 133,1) 2,0 10 5 3,9

для раздельной 5,0 115,0 30,0 3 13 5,0

добычи

для дражной ¡8 77,0 .5 10 1.1

Угольные месторождения

А Т а ва н толгой ское 34,7 500,0 12 1,5 1,0 5,0

Б Багакурское 8-п, ■» 180,0 9 2,0 1,3 И ,0

Шарынгольское 95,0 85,0 10 1,0 1 ,2 12,0

В Баянтэгское 40,0 45,0 5 1,8 2,0 10,0

По уровню эффективности к группе А относятся крупные по запасам месторождения, вовлечение которых в эксплуатацию решается в масштабе народного хозяйства и прибыль при этом имеет уровень выше среднеотраслевого: Дам>,Да0Т (Да м—прибыль, получаемая из 1 т добытой и перерабатываемой руды, туг/т; Да от—то же в отраслевом масштабе по опорным годам); обеспеченность разведанными запасами более 40 лет. К группе Б отнесены средние по запасам месторождения, экономика использования которых находится на отраслевом уровне в опорном году: Ааы=Аа0Т. Группа В включает месторождения-спутники и мелкие месторождения, для которых АаисЛа от • Допускается обеспеченность запасами до 5 лет при последовательном освоении и эксплуатации единым модульным комплексом. В случае расположения месторождения-спутника в непосредственной близости от опорного предприятия оно может быть включено в состав последнего.

ис; 1. Факторы, влияющие на эффективность освоения есторождения полезных кскрпаешх:

."независимее Факторы: запасы полезного ископаемого ; человеческие ресурсы м , рынок/спрос/с^ , расположение объекта освоения я , производства, д ; зависи- ■ ые и взаимообусловленные факторы: цена о- - О- , экология 1. - 0. , научно-технический йрогресс/НТП/ я -О.'» ме-здкемент м - Я

Теоретические основы и модели обоснования кондиций при групповом освоении месторождений полезных ископаемых

Групповая оценка месторождений как региональная стратегия освоения природных ресурсов основывается на единстве трех специальных прогнозов: горно-геологического, технического прогресса и экономического на период более 10— 15 лет для месторождений групп А и Б и до 10 лет для группы В.

При экономической оценке минеральных ресурсов как объекта инвестиций требуется учет (рис. 1) независимых факторов (варьируемые запасы 0, человеческие ресурсы М, емкость рынков минерального сырья ц, географическое расположение объекта освоения и др.), зависимых (цена готовой продукции У, научно-технический прогресс, экология, менеджмент, наличие инженерных коммуникаций и социальной инфраструктуры), а также таких дополнительных факторов, как длительный срок с момента выявления месторождения до начала его эксплуатации (обычно от 8 до 15 лет и более), ограниченный срок деятельности предприятия, наличие налоговых льгот, практикуемых во всех развитых странах. Оценка параметров кондиций имеет интервальный характер с выделением критических, минимальных и максимальных величин.

Система критериев обоснования кондиций на полезные ископаемые включает в качестве основных прибыль и коэффициент приведенной рентабельности конечной продукции, который может быть рассчитан по формуле

5(2>

где ¿В —чистый доход в валюте, отнесенный к 1 т извлекаемых запасов месторождения; в,—эксплуатационные затраты, отнесенные к 1 т запасов; / — удельные капитальные вложения.

При замене в числителе (2) чистой продукции ее ценой по этой формуле определяется коэффициент кондиционности извлекаемых запасов, который для эксплуатируемых и перспективных месторождений изменяется в диапазоне 0,49—1,4 (табл. 3).

Главный недостаток приведенных затрат как критерия заключается в том, что не учитывает качество и ценность получаемой продукции, а также полноту использования недр; он не позволяет в полной мере учитывать фактор времени. В условиях возможного валютного демпинга применение приведенных затрат в качестве основного критерия оценки яв-

ляется неправомерным, потому что в горной промышленности МНР 80% всех используемых ресурсов импортируется, а также усиливается безработица в страие.

Таблица 3

Оценка коэффициента кондиционности извлекаемых запасов для эксплуатируемых и перспективных месторождений

Цена Удельные Коэффи-

Предприятия Виды продукции 1 т про- приведен- циент кон-

дукции, ные затра- дицион-

туг. ты, туг. ности

Месторождения, находящиеся в лромышленно освоенных районах

Эрдэнэт

Урген

Толгойт

Баганур

Медный трат

Плавиковый Золото * Уголь

концен-

2146

130 52 39

2927

170

50 80

0,73

0,76 1 .0 0,49

Месторождения, находящиеся в неосвоенных районах

Тавантолгой Коксующиеся угли 2н0 190 1,4

Бурэнхан Фосфориты 180 256 0,7

ТумурТ1!Й.11-ОВО Цинковый концен- 1186 1186 0,2-5

трат 0,82

Заамар Золото 52* 63

Тумуртолгой Железорудный 39 41 0,95

концентрат 0,92

Харь Морьт Оловянный кон- 25890 23554

центрат

* туг/г.

На отдельных этапах оценки допускается использование в качестве критериев дисконтированной валютной прибыли и внутренней нормы рентабельности. Частным критерием оптимальности служат замыкающие затраты с учетом фактора времени.

Проанализированы задачи системы человек — производство, функций человека в ней, типа и характера его деятельности. В структурном аспекте человеческие ресурсы выступают как основные системообразующие элементы или таксономические единицы анализа функциональной структуры системы.

Учет человеческих ресурсов при обосновании кондиций на полезные ископаемые рекомендуется осуществить в качестве товара, стоимость которого выражается через уровень заработной платы, финансирования подготовки и переподготовки кадров, пособия; части прибыли от вложения капитала в трудовые ресурсы, включая отчисления от прибыли для поддержки будущего поколения с учетом невозобновляемости минерального сырья; защиты приоритета долгосрочных ин-

тересов местного населения с учетом показателей его воспроизводства на основе создания конкурентоспособных рабочих мест с планомерным возрастанием стоимости рабочей силы в процессе .индустриализации страны; при создании совместных или иностранных предприятий укомплектованием 100% рабочих мест и не менее 75% мест ИТР и руководства монгольским персоналом с целью сокращения пребывания иностранных рабочих в условиях растущей в стране безработицы.

Степень экологической напряженности горных работ может быть выражена в составляющих критерия коэффициентом, величина которого изменяется от 10 до 1. Верхний предел соответствует открытому способу, интервал 8-^4 — открыто-подземному и 4н-2 — подземному способам разработки месторождений. Коэффициент 1 соответствует скважинному экологически безопасному способу разработки.

Учет экологических и социальных факторов может в ряде случаев получить решающее значение при экономической оценке целесообразности освоения новых месторождений и вовлечения в отработку забалансовых запасов на действующих предприятиях па основе гибкой интенсивной технологии. Так, не рекомендуется промышленное освоение месторождения фосфоритов в I зоне, в том числе Прихубсугульскую группы фосфоритовых месторождений, залегающих вдоль западного берега озера Хубсугул, где насчитывается более 90 впадающих в озеро ручьев, поддерживающих его водный баланс.

В состав главных параметров кондиций при групповом освоении месторождений наряду с минимальным промышленным С min и бортовым С6 содержанием для оконтуривания запасов дополнительно вводятся минимальные запасы полезного компонента Рmin, максимальный радиус освоения к магистральным инженерным коммуникациям и опорным объектам в базовом районе.

При этом минимальное промышленное содержание предусматривается определять исходя из условий погашения капитальных затрат в нормативные сроки при известной цене Y единицы полезного компонента:

з

Т =

J OK

(3)

Из (3) при 7ок

3

2 h е + в/

YK{\ — Р) '

(4)

где Т0к—срок окупаемости калитальных вложений, лет; з

2 Ь —сумма удельных капитальных вложений на освоение г=1

месторождения: на строительство рудника (¿ = 1), создание инфраструктуры (/=2), защиту окружающей среды (¿=3); в, —полные предстоящие эксплуатационные расходы для получения конечной продукции, отнесенные к 1 т руды, с учетом горного налога, величина которого дифференцируется по горнодобывающим районам страны.

Величину Ст1п рассчитывают при различных производственной мощности предприятия и значениях бортового содержания С 6. Принцип расчета СП1щ при нулевой рентабельности применим только для подсчетных блоков, но не для месторождения в целом.

Формулы (3), (4) были положены в основу разработки номограмм для характерных месторождений отдельных групп (рис. 2) для определения параметров кондиций при управляемых переменных: среднем коэффициенте вскрыши /Сср, расстоянии транспортирования (или радиуса освоения) цены 1 т металла или минерала К, коэффициенте разубожн-вания Р при добыче и сквозного извлечения /г„ и варьируемых запасов ф. Эта номограмма разработана по проектным и фактическим данным действующих предприятий.

Минимальные запасы полезных .ископаемых для опорного месторождения группы А рекомендуется определять из условия полного погашения первоначального капитала в расчетный срок, для месторождений групп Б и В — из условия равенства затрат и извлекаемой ценности.

В качестве главного параметра кондиций при открытой разработке месторождений с изменяющимся содержанием полезного компонента в руде вместо минимального промышленного содержания целесообразно использовать бортовое содержание. Правомерность этого вывода для месторождений с варьируемыми запасами группы А рассмотрена на примере месторождения Эрдэнэтийн-ово. Оптимальное значение Сб определяется графически на основе равенства себестоимости приращиваемой конечной продукции и ее цены при комплексном использовании недр.

Для определения конечной глубины рудного карьера в качестве едикого показателя предлагается использовать предельный коэффициент горной массы КГы1]р> определяемый по следующим формулам применительно к двум типам залежей по характеру изменения полезного компонента:

для залежей с относительно постоянным качеством (угольных, фосфоритовых и др.)

к У+Р К -- Г ~ 9Д ^ К ■ (Ъ

Агыпр = ———Кпр——--< Дгр, (5)

для залежей с изменяющимся содержанием полезного компонента

кГМнр = (\+ка)с~\ (6)

где V, Р — объем вскрыши и полезного ископаемого; 0Д, в„ — соответственно себестоимость добычи 1 т руды и 1 м3 вскрыши; Кн—коэффициент вскрыши; Сср —среднее содержание полезного компонента.

Подставив в формулу (6) Кпр вместо К„ и Ст|п и Сб вместо Сср, получим следующие разновидности рассматриваемой формулы для оконтурив а ния: промышленных запасов

/Сгм„р = (1+^С-1,1; (7)

предельно промышленных (марджинальных) и забалансовых запасов

КГИпр = (1+Кпр)Св-\ (8)

В практике проектирования карьеров известен способ определения /Спр, основанный на равенстве граничного /(гр и контурного Кк коэффициентов вскрыши. Однако существующий способ отвечает лишь частному случаю и ведет к ошибке при подсчете запасов сложных залежей, которые в природе чаще всего встречаются.

Установлена количественная связь между граничным и средним коэффициентами вскрыши ЛГгр =2/С ср• Тем самым экономическая оценка предельной глубины карьера надежно увязывается с экономикой отработки месторождения через обобщающий эксплуатационный показатель — средний коэффициент вскрыши. Данный способ реализовав и апробирован для условий открыто-'подземной разработки при оконтурива-нии запасов Бурэнханского фосфоритового месторождения. На основании обобщения аналитических зависимостей и расчетных формул определения предельной глубины открытой разработки рекомендуется:

для группы А глубина отработки является фиксированной величиной, определяемой через минимальный объем рудного тела Ут1п яз условия Кг? = Кср;

для месторождений групп Б и В — из условия Кгр = 2/Сср; для залежей с ограниченными размерами по простиранию (при Ь/Н<5) определение предельной глубины карьера //пр выполнять по упрощенной формуле Б. П. Боголюбова.

Формирование поэтапных контуров карьера, рассматриваемое применительно к условиям месторождения Эрдэнэтийн-ово, осуществляется по комплексному критерию КГМпр, Учи" тывающему одновременно изменение коэффициента вскрыши

2

17

и содержание металла в руде по мере роста глубины горных работ. Нормирование запасов не только руды, но и вскрышных пород позволяет повысить концентрацию горных работ и обеспечить стабилизацию объемов горной массы на всех этапах разработки месторождения.

Отстройка бортов карьера до предельной глубины производится графоаналитическим методом путем изменения угла откоса рабочих бортов, обеспечивающего нормативные резервы горной массы для каждого промежуточного этапа отработки с минимизацией числа уступов в рабочей зоне карьера (рис. 3).

На первом этапе экономия достигается за счет отказа от заоткоски и расконсервации промежуточных бортов карьера, на втором эта;пе — в результате сглаживания календарного плана горных работ по критерию предельного коэффициента горной массы, обеспечивающего нормативы вскрытых запасов до предельной глубины карьера.

Определение минимальных объемов законтурных запасов производится в двух вариантах исходя из следующих принципиальных положений отстройки рабочих бортов карьера в первой зоне:

первый вариант — неизменные контур карьера и его производственная мощность по горной массе 12 млн. м3/год в соответствии с комплексным техническим проектом предприятия «Эрдэнэт»;

второй вариант — отстройка рабочих бортов карьера производится с общей (равной) проектной придонной площадью карьера, т. е. параметры придонной площади проектного контура остаются без изменения. В этом случае производственная мощность карьера по горной массе увеличивается по сравнению с техническим проектом.

Регулирование объемов вскрышных работ на основе установленной взаимосвязи показателей их производства и параметров рабочей зоны карьера позволяет предотвратить отставание вскрышных работ .и способствует безопасному и рациональному использованию недр и горного оборудования в перспективе.

Разработан метод составления регионального топливного баланса. Предельный радиус перевозок угля (в пересчете на условное топливо) до потребителя определяется с учетом расстояний между карьерами в регионе и себестоимость добычи угля на н.их. Строительство нового карьера является альтернативой углубки действующего замыкающего карьера. Предложен аналитический метод определения кондиций на энергетические угли, составлена номограмма, отражающая динамику .рабочих параметров угля (рабочей влажности, теплоты сгорания, отражательной способности витринита и др.) в зависимости от марки угля.

Предлагаемая концепция горной ренты исходит из нево-зобновляемости минерального сырья и основана на количественном учете народнохозяйственного экономического результата средозащитных мероприятий при освоении минеральных ресурсов.

В общем виде рентная оценка минерального сырья осуществляется исходя из условий освоения безотходной технологии и производства экологически чистой продукции:

2 (й/ + «,)(1+еП (9)

¡=\

где о,I — годовая прибыль; е — средняя норма прибыли (или коэффициента фактора времени); 7 — срок отработки запасов; йо — абсолютная рента, включая оценку предотвращаемого ущерба окружающей среде и прирост дохода от использования дополнительной продукции, получаемой в результате утилизации отходов.

Так как горная рента в большей части присваивается на стадиях переработки сырья, на большую часть ренты претендовать можно лишь в случае, когда обрабатывающая промышленность переместится в страны-производители сырья.

Денежные оценки природных ресурсов и платежей за них могут быть лишь исходным ориентиром, как бы «первоначальной ценой» соответствующего ресурса. Предусматриваемые в новых ценах платежи за землю, воду, лес, охрану окружающей среды могут быть лишь нижним пределом при определении фактических платежей за природопользование.

Для воспроизводства МСБ требуются инвестиции в расширение и строительство новых карьеров на месторождениях взамен отрабатываемых запасов. Рента Яи выступающая в данном случае в форме разности инвестиций при освоении разновеликих месторождений

!± г — I гг'« 'с>

Я, = —~-, ПО)

т

где —-— соотношение сроков строительства базового и ново-Тп

го карьеров (или этапов карьера), т. е. кратность инвестиций; /6 и /„ —соответственно размеры инвестиций в освоении базового и нового месторождений; <2Н — объем промышленных запасов нового месторождения.

Рента Я2 отражает различие качества полезных ископаемых при обосновании кондиций для подсчета запасов. Из-за недоизученности попутных полезных компонентов до сих пор не подсчитывались их запасы в рудах отдельных месторождений, в том числе на месторождении Зрдэнэтийн-ово. По вы-

2*

19

борочным данным в медном концентрате (при 23,1% меди) из проб руды глубоких горизонтов выявлено 32,3% серы, 65,8 г/г серебра, 26,2% железа, а в молибденовом концентрате кроме молибдена (более 47%) содержится рений (350 г/т), сера (35%), медь (1,2—1,5%).

Ущерб от потерь полезных компонентов должен определяться суммой отрицательных экономических последствий от недополучения информации по каждому геологическому фактору в сочетании с затратами на разведку, включая полупромышленные технологические исследования с получением образцов конечных продуктов, потенциально конкурентоспособных на мировом рынке:

+ (П)

где У[ — ущерб, вызванный недополучением информации по /-му полезному компоненту при заданных технологических схемах переработки руд и концентратов; Двр — дополнительные затраты на разведку, включая полупромышленные исследования руд.

Дифференциальная рента формируется из двух составных частей, образуемых на рудниках, расположенных в относительно благоприятных районах за счет снижения транспортных расходов на доставку сырья и сокращения дополнительной зарплаты за труд в неблагоприятных районах. Ставки горной ренты с 1 т погашенных запасов на месторождениях более благоприятных географических зон с развитой инфраструктурой в несколько раз превышают ставки в менее благоприятных районах. Рента учитывающая географическое расположение объекта, определяется через кондиционный параметр— допустимый радиус при групповом освоении месторождений полезных ископаемых. Предельный радиус перевозки угля (в пересчете на условное топливо) до потребителя определяется с учетом расстояния между карьерами в регионе и себестоимости добычи угля каждого карьера. Строительство нового карьера является альтернативой углубки действующего замыкающего карьера.

При отводе территории для нового строительства уместны единовременные выплаты для действующих предприятий— арендная плата. При расчете -платы за использование особо ценных земель нужна и специальная экономическая оценка территории.

Экологическая ситуация при расчете горной ренты учитывается через коэффициенты к нормативам ставки в зависимости от масштабов и технологии производства. Так, для условий Хубсугульского фосфоритового бассейна ставка горной ренты с 1 т погашенных запасов на месторождениях дифференцирована в зависимости от экологической ситуации рай-

она, его расположения и коэффициента экологичности процесса горного производства. Регламентирован минимальный радиус воздействия горных предприятий и других производств на озере Хубсугул с выделением трех экологических зон, которые формируются исходя из природных факторов: площадей распространения лесных массивов, гидрологических условий, пастбищных ценностей и экологических традиций парода:

1-я зона — в радиусе до 50 км от берегов озера Хубсугул;

2-я зона — в радиусе 50—100 км, включая озеро Эрхил;

3-я зона — в радиусе 100 км и более от озера Хубсугул.

Плата за землю состоит из двух частей: постоянной и переменной. Постоянная оценена укрупненно в 75 тыс. тугр. в год за гектар, переменная (дифференциальная рента) —от 225 тыс. туг/га для 2-й и 3-й зон до 2 млн. тугр. за гектар для 1-й зоны. Используется она как экономический рычаг с целью локализовать производство в пределах 3-й зоны и не распространять работы на другие зоны.

Особым требованием к расчету арендной платы за отвод пастбищ является, во-первых, количественный учет потенциальной возможности хозяйственного использования без нарушения экологического равновесия отводимых пастбищ в целях прироста количества скота на данной территории применительно к традиционным породам, во-вторых, в случае, когда на отводимой территории имеются (мотивация тарва-ганов или другие) охотничьи ценности, тогда оценка увеличивается в несколько десятков раз по сравнению со ставкой (платой) на рядовые земли.

Механизм государственного регулирования техногенной нагрузки на окружающую среду для условий Бурэнханского месторождения предусматривает освобождение предприятия от налогов при производственной мощности его до 1000 тыс.т руды в год, когда в одновременной работе находится до двух участков. При производственной мощности от 1000 до 3000 тыс. т руды в год вводится прогрессивный налог в размерах, обеспечивающих ограничения экологической нагрузки на окружающую среду.

Для создания устойчивой экономики предприятия в системе горного района необходим пересмотр подходов к сложившейся традиционной структуре производства, ориентированной на монопродукт (руда, уголь, один концентрат и т. д.), что является объективной необходимостью. При этом необходимо предусмотреть другие виды производственной деятельности, способные компенсировать в отдельные периоды года возможные «провалы» в использовании производственных мощностей и соответственно потери в доходах, включая сферу услуг.

Исследование влияния технологий на кондиции при групповом освоении месторождений полезных ископаемых

Новая концепция технического обновления горнодобывающей промышленности на основе группового освоения месторождений предусматривает структурные сдвиги в МСБ регионов, более глубокую переработку минерального сырья, освоение новых видов продукции и услуг, которые одновременно содействовали бы совершенствованию традиционного уклада хозяйствования в аймаках, включая строительство модульных технологических линий по переработке мяса.

Существующие и прогрессивные технологические схемы открытой и открыто-подземной разработки сгруппированы в увязке с этапами и процессами освоения для выделенных типов залежей А, Б и В. По степени доступности освоения все технологии могут быть разделены на три группы:

группа 1 — освоенные промышленные технологии, а также новые технологии, внедряемые в производство;

группа 2 — передовые промышленные технологии сегодняшнего дня, в том числе осуществляющие технический переворот (геотехнологии и др.);

группа 3 — технологии будущего, которые найдут широкое применение лишь через десятилетия, а также связанные с социальным обеспечением, здравоохранением, охраной природной среды, образованием. Технологии этой группы связаны с крупным финансовым риском.

Реализация единой концепции технического обновления отрасли предусматривает установление области и последовательности применения перспективных типоразмеров оборудования и нового поколения технологий, увязки кондиций с периодами обновления технологий.

В развитых странах идет движение к экономике нового типа. Меняются потребительские стандарты, технический базис производства, предпринимательская стратегия. Четко проявилась новая ранжировка факторов, связанных с усилением роли информационных и интеллектуальных ресурсов. В 70-е годы был совершен в развитых странах скачок в реконструкции с модернизацией созданного потенциала и его обновлением. К концу 80-х годов проведена очередная замена оборудования, в том числе в горной промышленности.

Для развивающихся стран, в том числе для МНР, где оборудование полностью импортируется, к выбору его и в целом технологий предъявляются особые требования:

эксплуатационная надежность, максимальная работоспособность оборудования до первого капитального ремонта;

экологическая чистота новых технологий добычи и переработки минерального сырья;

эргономичность, снижение антропогенного воздействия на

окружающую среду рабочих мест для обеспечения комфортных условий и высокой мотивации труда местного населения.

Влияние научно-технического прогресса на уровень кондиций на руду и уголь рассмотрено на примерах обоснования технологий добычи и переработки полезных ископаемых представительных месторождений всех трех групп А, Б и В.

Оптимизация режима горных работ по трем этапам разработки месторождения Эрдэнэгийн-ово показывает, что его основной северо-западный участок целесообразно отрабатывать с поэтапным снижением бортового содержания меди в руде: на I и II этапах с 0,4 до 0,3%, на III этапе — до 0,2% при доработке месторождения на базе передовых промышленных технологий сегодняшнего дня. При этом осваиваются запасы забалансовых руд с одновременным сокращением объемов отвалов и хвостохранилища.

Сформулированы технологические требования к техногенным месторождениям, образуемым из полезных вскрышных пород и забалансовых руд, находящихся в контуре карьера, для освоения ресурсосберегающей технологии кучного выщелачивания (по схеме пиритного выщелачивания). Выполнен предпроектный выбор параметров этой технологии применительно к тяжелым производственным условиям с учетом резко континентального климата страны и использования местного сырья и материалов.

Строительство медеплавильного завода в стране позволит при переработке растворов кучного выщелачивания по технологии жидкостной экстракции с последующим электролизом меди снизить эксплуатационные затраты по сравнению с производством цементной меди по традиционной технологии. При выборе вариантов новых технологий и снижения бортового содержания меди (вплоть до 0,15%) дополнительно учитываются показатели ресурсосбережения по полному циклу производства конечной продукции. Граничное бортовое содержание меди в руде для отгрузки ее на обогатительную фабрику или на отвалы с последующим выщелачиванием определяется по критерию приведенной рентабельности (2), а экономически оправданные объемы вовлечения техногенных ресурсов по годам при совместном использовании балансовых и забалансовых запасов устанавливаются по графику нарастающих объемов переработки забалансовых руд по критерию прибыли за весь срок отработки месторождения (рис. 4); они оцениваются в 6—8 млн. т в год.

Исследование технологии добычи и переработки углей Та-вантолгойского месторождения группы А показало, что строительство предприятия с выпуском только концентрата коксующихся углей не является эффективным. Повышение экономичности промышленного освоения месторождения базируется на следующих технологических результатах:

применении локально-селективной технологической схемы ведения горных работ, предусматривающей опережающее производство вскрышных работ с перемещением попутно добываемых углей железнодорожным транспортом;

селективной разработке пластов коксующихся углей 3 и 4 роторными экскаваторами, позволяющей снизить максимальную мощность слоев пустых пород, включаемых в подсчет запасов, до 0,5 м, а потери и засорение угля до 3 и 6%, тем самым увеличить объемы коксующихся углей, отгружаемых без предварительного обогащения. Выемка на сложно-структурном добычном уступе осуществляется боковым забоем шириной 10—12 м, а на пластах угля простого строения при горизонтальном его залегании ширина забоя возрастает до 20—25 м;

строительстве автоматизированной обогатительной фабрики блочно-модульного типа, обеспечивающей выход коксового концентрата до 65—70% и использование промпродуктов для сжигания на экологически чистых тепловых электростанциях.

Зависимость объема продажи (производственной мощности по углю) от цены может быть выражена графиком (рис. 5), из которого видно, что предприятие начинает получать прибыль лишь после того, как линия РУ пересекает линию ЕО в точке (или линия РУ" и РУ' в точках А и С). Чем цена выше, тем предприятие раньше достигает того критического объема продаж, при котором сумма поступлений равна сумме затрат. Этот объем соответствует минимальной мощности карьера по углю не менее 3 млн. т угля в год с созданием резервов вскрытых запасов угля до 20—30 тыс. т в сутки.

Реализация указанных мер обусловливает эффективность мер освоения Тавантолгойского месторождения при производственной мощности предприятия по добыче угля 6—8 млн. т в год с выпуском концентрата коксующихся углей и созданием тепловой электростанции на базе попутно добываемых энергетических углей и промпродукта обогащения в системе центральной энергосистемы МНР. При этом желательно использование технологии сжигания его в виде водоугольных суспензий.

Оптимизация параметров кондиций на фосфориты Бурэн-ханского месторождения выполнена с учетом степени экологического риска. Негативные последствия открытых горных работ связаны с ведением взрывных работ в больших масштабах, образованием искусственных котлованов и техногенной пустыни. Поэтому открытому способу разработки правомерно противопоставляется подземный способ. Специфические условия залегания сближенных рудных залежей, взаимное их пространственное расположение позволяют организо-

вать засыпку соседнего отработанного карьера вскрышной породой действующего карьера. Особенность технологии разработки крутых месторождений с внутренним отвалообразо-ванием заключается в том, что с определенной глубины рудную залежь отрабатывают послойно, одновременно складируя вскрышные породы, уложенные во внутренний отвал на предыдущем этапе, а также разрабатывают породы целика второго слоя. В такой последовательности отрабатывают месторождение до предельной глубины.

Перспективна отработка мощных крутых залежей участков 1-го, 2-го и 8-го Бурэнханского месторождения блоками или очередями по простиранию (протяженность до нескольких километров) с размещением текущей вскрыши в контурах карьеров, что сокращает площади земельного отвода под карьерные отвалы на 30—40% ежегодно.

Сокращение объемов взрывов обусловливает сокращение числа одновременно отрабатываемых открытым способом участков до одного-двух. В целом предложен специальный режим добычных работ для локализации распыления фосфоритов, содержащих фтор и другие примеси при взрывной подготовке горной массы. Возможные объемы добычи руды открытым способом составляют 5—6 млн. т/год.

Безопасное расстояние по допустимой концентрации ядовитых газов рассчитывается обычно из условия, что на границе опасной зоны содержание этих газов (в пересчете на СО), выделяемых при взрыве взрывчатых веществ, не превышает 0,008%:

Гт = каус7, (12)

где Кэ — экспериментальный коэффициент (Кэ= 0,5—1,0); С — количество ядовитых газов, выделяемых 1 кг взрывчатого вещества.

Последующий переход с открытого на открыто-подземный способ разработки (рис. 6) обеспечивает вовлечение в добычу и переработку законтурных (забалансовых) запасов, вскрываемых штольневыми выработками из борта и на уровне дна карьера, в объеме до 3 млн. т руды в год. При подземной доработке лриконтурных запасов рекомендуется система разработки с закладкой с применением многоцелевого самоходного оборудования.

С учетом способов разработки и уровня минимального промышленного содержания полезного компонента балансовые запасы руды могут быть переоценены.

При обосновании кондиций использование простых форм удобрений рекомендуется оценивать по полному циклу от руды до урожая в полевых условиях основных сельскохозяйственных районах страны. Главный критерий сквозной оценки кондиционности фосфоритов — эффект у потребителя.

В наборе прогрессивных технологических схем изучено применение современных модульных комплексов добычи и переработки руды на многочисленных небольших месторождениях минерального сырья группы В с высоким содержанием полезного компонента и легкой обогатимости, которые могут быть вовлечены в эксплуатацию в перспективных горнопромышленных регионах страны. Основным преимуществом применения обогатительного модуля производительностью 'по переработке около 100 тыс. т в год (типа «Сала Караван», Швеция) при последовательной отработке нескольких месторождений является отсутствие громоздкой производственной инфраструктуры.

Экономическая эффективность применения модульных комплексов, с учетом совместного решения инфраструктурных факторов и человеческих ресурсов, проработана на примере разработки цинкового месторождения Тумуртийн-ово в Восточной экономической зоне. Расчеты их использования показывают, что объекты с запасами 25—100 млн. т руды могут представлять интерес как резервные для восполнения выбывающих мощностей на действующих рудниках.

Проанализирована закономерность снижения кондиций на минеральное сырье в зависимости от технологического прогресса в добыче и переработке на примере золото россыпных месторождений страны с учетом аналогичной тенденции в мировой практике за последние 30 лет. Коренные месторождения золота в стране еще не разрабатывались, так как они в основном пригодны для подземной разработки и разведывались в неосвоенных районах страны: в перспективе они будут вовлечены в эксплуатацию на базе использования современной самоходной техники многоцелевого назначения. В дальнейшем предусматривается вовлечение в эксплуатацию коренных месторождений, пригодных для открытой разработки, при бортовом содержании золота до 3—4 г/т в зависимости ог типа руды и месторождения. При использовании геотехнологических способов извлечения золота бортовое содержание его может быть снижено до 1 г/т.

Технологические схемы разработки золотороссынных месторождений предусматривают использование отсадочной технологии, вместо практикуемой шлюзовой, при которой потери металлов в хвостах достигают 30% и более. В ряде случаев кучное выщелачивание золотосодержащих руд экономически эффективнее, чем другие методы, особенно при переработке старых отвалов или бедных забалансовых руд. Изучена возможность продления сезона выщелачивания.

Особенность выбора технологий разработки маломощных угольных месторождений при групповом освоении их заключается в том, что эти карьеры работают сезонно при неглубоком залегании угольных пластов. Из-за отсутствия модуль-

пых комплексов для этих карьеров сейчас выбираются раздельно добычные и вскрышные комплексы оборудования при валовой добыче угля. Действующие кондиции на угольные ■пласты по зольности не отвечают требованиям к качеству углей, особенно для коммунально-бытовых нужд населения, что связано с применением технологии валовой добычи и отсутствием технологических звеньев углеподготовки на карьерах местного значения. Целесообразно строительство карьеров нового типа в комплексе с модулями углеобогащения. В состав таких комплексов, кроме обогатительного, могут входить модуль по брикетированию, технологические липни по производству изделий широкого потребления, что позволяет использовать вторых членов семьи шахтеров и свободную рабочую силу. Совместное нахождение месторождений железных руд, золота и флюсового сырья в районе Шарынгольско-го угольного карьера позволяет поставить вопрос о целесообразности создания здесь промузла, полностью обеспеченного местными ресурсами, что способствует значительному снижению транспортных расходов, сокращению капитальных вложений.

В мировой практике срок освоения месторождений полезных ископаемых имеет тенденцию к сокращению и составляет для крупных месторождений цветных металлов от 3 до 10—15 лет. Глобальным фактором ускорения освоения месторождений в МНР является изменение экономической структуры, создание условий конкуренции.

Селективная стратегия прорывов технологий предполагает снижение материало- и энергоемкости конечной продукции к 2000 г. в 1,5—2 раза и соответственно кондиций па полезные ископаемые (табл. 4).

Таблица 4

Прогнозирование влияния технологий на промышленные кондиции по отдельный видам минерального сырья (для нормализованных условий их освоения)

Минимальное содержание полезного компонента в руде по этапам освоения промышленных технологий

II виды сырья освоенные (до 1995 г.) передовые (1996— 2010 гг.) технологии будущего (за пределами 2010 г.)

Эрдэнэтийн-овоское 0,4 0,25 0,15

(медь, %)

Тумуртийн-овоское 9,8 7,0 5,2

(цинк, »/о)

Толгойское 1000/500* 500/350 350/150

(золото, мг/м3)

* Соответственно при раздельной и дражной разработке.

Формирование структур перспективных горнопромышленных комплексов

Формирование структуры комплекса начинается с установления объемов добычи на каждом месторождении при различных вариантах кондиций на минеральное сырье. Для этого разработана общая экономико-математическая модель оценки эффективности капитальных вложений, характеризующая соотношение их с разностью извлекаемой ценности полезных компонентов из добываемого сырья и суммарных предстоящих затрат па ее добычу и переработку в регионе за рассматриваемый период.

Принятые в модели ограничения учитывают допустимую техногенную нагрузку через число одновременно работающих эксплуатационных участков; объем добычи полезного ископаемого исходя из способа использования ресурсов; емкость рынка в зависимости от числа вариантов выпуска конечной продукции, которое зависит от срока освоения каждого месторождения, входящего в комплекс; дискретность сроков освоения отдельных месторождений региона, что обусловливает необходимость вариантной постановки задачи.

Вариантная постановка предполагает, что различные варианты освоения и эксплуатации одного и того же месторождения являются взаимоисключающими (альтернативными) и лишь один из них может быть реально осуществим.

Общая модель формирования схемы освоения месторождений региона может быть представлена в виде

Я п т

£ = 2 2 2 х

Г=1 ¡=1 С=1

тах. (13)

<ш + Т1 р

уi 2 (С'Яk?it Уи-^Г) Airo + о)7«-' _

/и(1 4- е)7"'-''1"'""7"'

Основные ограничения: по экологической нагрузке

> Л;Т<лэ=/(Уг, «л (14)

по емкости рынка металлов

R и m г = 1 ( = 1 С = 1

где Ciji, k'-ф —соответственно среднее содержание и коэффициент извлечения /-го полезного компонента руды ¡-го месторождения в t-м году при г-ж способе использования ре-

сурсов региона и с-м варианте промминимума; е — коэффициент дисконтирования, е = 0,08; 1ги — объем капиталовложений в освоении 1-го месторождения при г-м варианте использования ресурсов региона в /-м году; У,-, —цена единицы /-го полезного компонента; Оц —годовые эксплуатационные затраты; — число одновременно эксплуатируемых участков, А^Г ■— годовой объем добычи руды из /-го месторождения в ¿-м году при г-м способе и с-м варианте промминимума; — число вариантов использования ресурсов региона; Тгп"' — нормативная длительность освоения г-го месторождения (для эксплуатируемых Г„,- =0 и =ТН ).

Оптимальный вариант комплексного освоения каждого района, который выявляет и целесообразность освоения новых месторождений, определяется путем реализации системы взаимосвязанных моделей вида (13), каждая из которых описывает отдельные отрасли, формирующие горнопромышленный комплекс и инфраструктуру района. На следующем уровне оптимизируются кондиции на полезные ископаемые новых разведанных месторождений.

Экономическое единство горнопромышленных комплексов (ГПК) создается общностью минеральной сырьевой базы, технологии, природных (вода, земля и др.) и трудовых ресурсов на основе синхронизации, ранжировки и освоения месторождений каждого района.

В горнодобывающих районах должно соблюдаться соотношение между годовыми объемами погашения и разведки запасов () и 0Р, определяемое сроком обеспеченности подотраслей разведанными запасами Тр и среднегодовым темпом прироста объемов производства продукции Р\\

<?р = -5-(1 + Л)г"; (16)

к

<Эзс = -? (1 + Л)\ (17)

к

где к — извлечение металла из руды; (2ВС —объем вскрытых запасов.

Показано, что ниже уровня ГПК (например, на уровне промузла) не может быть учтен в полной мере весь комплекс экономических последствий производства. Именно на уровне ГПК впервые начинают просматриваться во взаимосвязи и взаимодействии все последствия общественного производства: технические, экономические, политические, социальные и экологические.

Стратегия формирования и развития производственной специализации рассматривается для пяти выделенных горнопромышленных комплексов на территории МНР (рис. 7).

1. Эрдэнэт-Бурэнхан-Дарханский ГПК формируется вдоль железной дороги Шарын-Гол-Дархан-Эрдэнэт, ядром комплекса является медная промышленность. Объем добычи мед-но-молибденовой руды на предприятии Эрдэнэт достигает 25 млн. т в год при бортовом содержании меди в руде 0,3%. На перспективу рассмотрены по вариантам снижения бортового содержания (0,25%, 0,2% и 0,15%) новые технологии переработки руды, отличающиеся принципами осуществления и образующимися продуктами, в том числе составом отходов. Производство меди из попутно добываемых забалансовых руд по рекомендуемой технологии пиритного выщелачивания явится потенциальным потребителем серосодержащего сырья этого же месторождения. Оценена перспектива производства серобетона и элементарной серы из отходящих газов.

В составе комплекса намечается выпуск простых форм удобрений на базе Бурэнханского месторождения фосфоритов, магнетнтового суперконцентрата и губчатого железа из руды месторождений Баянгольской рудной зоны для мнни-за-вода черной металлургии нового поколения и на экспорт. Предложены рабочие концепции этого мини-завода с ферросплавным модулем на базе молибденового и железорудного концентратов.

Дальнейшее развитие получат сложившиеся отрасли региональной специализации (добыча углей и золота, промышленность строительных материалов, в первую очередь, производство цемента). Предусматривается создать афинажньш передел благородных металлов. В перспективе развитие получит производство таких новых видов горной продукции, как глинозем, кальцинированная сода, поташ, портландцемент на базе группы месторождений нефелинового сырья на территории Хубсугульского аймака.

2. Стратегия формирования Центрального топливно-энергетического комплекса предусматривает приоритет развития экологически чистой энергетики путем максимальной замены бурого угля каменным, что способствует повышению КПД тепловых электростанций в Центральной энергосистеме с одновременным уменьшением выбросов диоксида серы. В то же время и ухудшающиеся горно-геологические условия эксплуатируемых Баганурского и Шарынгольского буроугольных месторождений позволяют сделать вывод, что они не могут быть главной топливной базой страны на перспективу. Расчеты, выполненные в условном топливе, показывают, что себестоимость попутно добываемого энергетического каменного угля Тавантолгойского месторождения у потребителя в г. Улан-Баторе будет ниже, чем баганурского бурого угля за счет более высокой теплотворной способности и значительно меньшего коэффициента вскрыши на Тавантолгойском месторождении, несмотря на разницу расстояний транспортирова-