автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Обоснование оптимальных параметров комплексного освоения железорудных месторождений Армении

г'I

С!*» *.' ;»

«О

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ со АРМЕНИЯ

гг»

ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ НАУК

Г-

а_ сч'

Бггдасарян Арам Тортмович

«

Ой :с!1(;;.-.:1шс оптимальных параметром ко.мнл'л.'чъиг» освосш/я железо;-,удньгх мссгоро>:сдешш Арк.м.:ш

Сис.чиалыюс'п. - Ь. 15.02 "РазраСютка местороадл шГ.

твердых полезных ископаемпх"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации па соискание ученой степени кандидата технических наук

Ереван 1996

Работа выполнена в Государственном инженерном университете Армении

Научный руководитель:

Официальные опоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Агабалян Юрии

Андреевич доктор экономических наук, профессор Селвиназян Бюзанд Сагратович, кандидат технических наук, доцент Карапетян Грайр Анисонович Армнипроцветмет

Защита состоится " /¿? " f&x&SfAp 1996г. в /3е' часов ш заседании специализированного Совета 054 "Науки о Земле (геологические)" Института геологических наук HAH РА по адресу 375019, Ереван, пр. Маршала Baipawana, 24".

С диссертацией можно ознокомиться в библиотеке Институп геологических наук HAH РА.

Автореферат разослан " -/ " f/o^Slie.P_1996г.

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат геолого-минералогических наук

Шашнян Г.В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Машиностроение, приборостроение, электротехника, электроника, оборонная промышленность, промышленное и гражданское строительство являются крупными потребителями черных металлов. Продукция черной металлургии полностью завозилась в республику из различных регионов бывшего СССР. В то же время Армения распологает достаточной сырьевой базой для создания собственной железорудной промышленности и черной металлургии. Здесь расположены два детально разведанных месторождения с утвержденными запасами железных руд, разработка которых может осуществляться открытым способом; имеется также ряд других месторождений и проявлений.

Глубоким качественно-технологическим исследованиям подвергнуты руды месторождений, но вопросам комплексного освоения недр уделено недостаточное внимание. Так, доказано, что руды Разданского месторождения являются прекрасным сырьем для производства (с помощью прямого восстановления) чистого железа самых высоких марок, но каких-либо рекомендаций по утилизации пород вскрыши, хвостов обогащения и отходов металлургического передела до сих пор не давалось.

Следует также отметить, что недостаточно исследованы вопросы оптимизации параметров кондиций и разработки месторождений при комплексном освоении недр, особенно с учетом природоохранных аспектов. Недостаточно исследованы вопросы гсометризации карьеров при освоении полого-наклонных залежей и с ограниченным распространением рудных тел на глубину. Решение этих вопросов будет способствовать рациональному освоению недр, повышению эффективности горно-металлургического производства. Поэтому актуальность исследований не вызывает сомнений.

Цель работы. Рационализация освоения железорудных месторождений на основе оптимизации параметров карьеров при комплексном использовании основных и попутных полезных ископаемых.

Идея работы заключается в том, что на рациональную полноту извлечения полезного ископаемого из недр, степень комплексного использования руд и отходов горно-металлургического производства наибольшее влияние оказывают ценность последних, кондиции и

главные параметры карьера, в связи с чем решение этих вопросов следует производить с учетом их взаимосвязанное™.

Основные задачи исследований. Достижение поставленной цели связано с решением следующих задач:

- построение оптимизационной целевой функции комплексного освоения недр с учетом природоохранных аспектов;

- экономико-математическое обоснование оптимальной годовой производительности карьера с учетом степени комплексного использования отходов горно-металлургического производства;

- обоснование стоимостного выражения бортовою содержания в зависимости от годовой производительности карьера и степени утилизации отходов производства;

- разработка методов геометризации оптимальных конечных контуров карьеров при освоении полого-наклонных залежей, а также крутопадающих рудных тел с ограниченной глубиной оруденения, когда контурный коэффициент вскрыши ниже граничного.

Основные защищаемые положения:

1. Решение всех задач комплексного освоения недр следует осуществлять на основе единой целевой функции, представляющей собой максимизацию алгебраичекой суммы эффектов основного, побочного производств и ущерба, наносимого окружающей среде.

2. На величину оптимальной годовой производительности горного предприятия оказывают влияние степень комплексного освоения недр и размер дифференциальной ренты от утилизации отходов производства. При неполной утилизации отходов с повышением годовой дифференциальной ренты от реализации побочной продукции оптимальная годовая производительность снижается.

3. При прочих равных условиях бортовое содержание тем ниже, чем выше степень утилизации горно-металлургического производства. При фиксированном объеме угилизируемых отходов в единицу времени и оптимальной годовой производительности карьера стоимостное выражение бортового содержания уменьшается на половину сверхнормативной прибыли от утилизации отходов производства.

4. При 01раннченном распространении промышленного оруденения на глубину геометрические параметры дна карьера в погашении

юдует сокращать, причем тем больше, чем ниже ценность полезного сконаемого.

5. Нижние бровки погашаемых уступов в лежачем боку полого-аклошгах залежей целесообразно располагать в пустых подстила-щих породах, причем их удаление от промышленного контура рудого тела должно быть тем больше, чем выше ценность руды и ниже т>л падения рудного тела.

Научная новизна работы:

1. Доказано, что при комплексном освоении недр оптимальная щовая производительность достигает максимальных значений при мной утилизации отходов горно-металлургического производства, а шшмальпых - при неполной утилизации и высоких значениях годо-)й дифференциальной ренты от использования отходов.

2. Впервые установлена зависимость бортового содержания полез-эго компонента в руде и граничного коэффициента вскрыши от сте-;пи утилизации отходов горно-металлургического производства.

3. Для тех случаев, коща глубина карьера ограничена глубиной )уденения (контурный коэффициент вскрыши ниже граничного), гервые доказана целесообразность сдвижения погашаемых бортов ¡рьсра в сторону рудного тела и установлена оптимальная величина ;ремещения нижней бровки карьера в зависимости от ценности ру-

I.

4. При отработке полого-наклонных залежей, установлено опти-1лыюе положение погашаемых уступов в лежачем боку рудного тела зависимости от ценности полезного ископаемого и угла падения днош тела.

Методы исследований. При выполнении работы использовались ;тоды научного анализа, систематизации и обобщения, экономико-тематического моделирования, математического анализа.

Практическое значение работы заключается в обосновании ередности освоения железорудных месторождений Армении, оп-делении оптимальных параметров разработки месторождения при мплексном использовании отходов производства, обосновании экономической целесообразности утилизации хвостов обогащения в меитном производстве, рационализации использования минеральных земельных ресурсов.

Достоверность научных положений обеспечивается принято! методолошей исследований и высокой сходимостью научных i практических результатов.

Реализация результатов работы осуществлена принятием е основных положений для целей исследования и проектировани открытой разработки месторождений институтом "Армшшроцветмет' а также выполненными конкретными расчетами по обосновали! оптимальных параметров разработки Разданского железоруднои месторождения. Расчетный общий экономический эффект - 2,2 млн руб. (в ценах 1990г). Кроме того, рекомендовано использовать xbocti обогащения железных руд Разданского месторождения в качеств сырьевого компонента в производстве цемента с обоснованием состав цементного клинкера, что принято ГТТО "Армпромстройматериалы' Ожидаемый годовой экономический эффект на Разданском цемзавод -1,9 млы. руб. (в ценах 1990г).

Апробация работы. Основные положения диссертации доле жены на научно-технических конференциях и научных семинарах Государственном инженерном университете Армении и ИГН HAH РА проводившихся в 1991-1995гг.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 4 научны статьи.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состой из введения, четырех глав и заключения, 133 страниц машинописног текста, 9 рисунков, 9 таблиц; список литературы из 88 наименований ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В работе рассматриваются вопросы, связанные с решением таки задач, как формирование общей целевой функции с учетом коми лексного освоения недр, оптимизация годовой производителыюст горно-металлургического комбината, определение бортового содер жания полезного компонента в руде, оптимизация границ открыты работ.

Решению этих задач большое внимание уделено в работах ака демиков М.И. Агошкова, В.В. Ржевского, К.Н. Трубецкого, про фессоров, д.т.н. Ю.А. Агабаляна, Т.А. Гатова, П.И. Городецкого, И.Б Дронова, H.H. Лукьянчикова, Г.В. Секисова, Г.А. Холоднякова, В.^ Шестакова, Е.Ф. Шешко, В.Г. Шитарева и др.

Анализ показал, что потребность республики в черных металлах составляет порядка 1 млн. т/гад для использования в различных отраслях народного хозяйства. Если же учесть то обстоятельство, что Армения раснологает достаточной сырьевой базой для создания черной металлургии - здесь расположены два детально разведанных железорудных месторождения с утвержденными запасами порядка 300 млн. т руды (Разданское и Абовянское), то становится очевидным, что эту потребность можно обеспечить собственными ресурсами.

Анализ горно-геологических и горно-технических условий этих месторождений показал, что их оптимальное освоение возможно при решении вышеупомянутых задач с обязательным учетом целесообразности утилизации отходов производства и эколошческих аспектов.

В качестве критерия оптимальности принят показатель "максимум дифференциальной ренты за весь срок отработки запасов месторождения". Целевая функция учитывает комплексное освоение месторождений и природоохранные вопросы и без учета фактора времени имеет следующий вид:

(Ищ - 3„р])<2э; + (Ицщ - ЗпрвОАув^ 4- (И,- 3Прх;)+

/17

+ (Ицио! - ЗпрмоОАумой - £ Цзок -> тах,. (1)

к=1

где Ищ, Ицв!, Ищи Ицмо< - извлекаемая ценность 1 т (м3) руды (с учетом попутных компонентов), утилизируемых вскрышных пород, хвостов обогащения и металлургических отходов по 1-му варианту, соответственно, доллар (дол. эквивалент); 311р; - приведенные затраты на добычу (с учетом удаления вскрыши), обогащение и металлургический передел 1 т руды, доллар (дол. эквивалент); 3^, Зпрх|, 311рмо; - приведенные затраты на переработку 1 т (м3) вскрышных пород, хвостов обогащения, металлургических отходов но 1-му варианту, соответственно, доллар (дол. эквивалент); 0Э\ - эксплуатационные запасы месторождения по 1-му варианту, т; Аувь Ау*и Аумо< - годовые утилизируемые объемы вскрышных пород, хвостов обогащения и металлургических отходов по 1-му варианту, соответственно, т; ^ -;рок отработки запасов руды на месторождении по ^му варианту, юд; Цзок - иена земельного отвода 1 га к-го объекта складируемых отхо-

дов, доллар (дол. эквивалент); ш - количество объектов складируемых отходов.

Приведенная выше модель в зависимости от конкретных условий может упрощаться или, наоборот, усложняться. Например, если по тем или иным причинам не предусматривается использование вскрышных пород или друшх отходов производства, то соответствующие слагаемые функции следует приравнять к нулю.

Величины Иц; и 3„Р1 следует определять с учетом конкретных условий и принятых способов и прцессов добычи и переработки руды. Для условий Разданскош и Абовянскоге месторождений эти величины определяются по следующим формулам:

Иц = ТкТ^Ц чж (2)

Зпр ~ ЗпрДО "1"~^*к(3пр0к 3Прхтв) ^ К^ЛжЗпрПЛ (3)

где Тк, Т1Ж, - выход концетрата из руды, 1убчагого железа из кон-цетрата, чистого железа из губчатого, соответственно, доли единицы; Цчж - цена 1 т чистого железа, доллар; Зпрд0, Зпрок, Зпрш, Зпрпл - привс-. денные затраты на добычу и обогащение 1 т руды, на окомкование 1 т концетрата, на прямое восстановление железа из окатышей, на электроплавку губчатого железа, соответственно, доллар.

Выход концентрата определяется но известной формуле:

Тк = (СфКк - т)/((3 - т) (4)

где Сф, х, р - содержание полезного компонента в массиве рудного тела, в хвостах обогащения, в концетрате, соответственно, %; Кк - коэффициент изменения качества руды при добыче, доли единицы.

Следует отметить, что но данным технологических испытаний содержание железа в хвостах обогащения разданских руд практически не зависит от содержания железа в руде и составляет примерно 12 %, а при обогащении абовянских руд оно хорошо описывается уравнением вида т = аСд + Ь, Оде Сд - содержание полезною компонента в добытой руде; а и Ь постоянные численные коэффициенты и для абовянских руд равны 0,16 и 4,18, соответственно).

Оптимизация годовой призводительности горио-металлургическо-ш предприятия основана на целевой функции (1). В результате ее решения получены формулы оптимальной шдовой призводительности горно-мсталлурпгческого предприятия для следующих случаев:

- потребность в утилизируемых отходах ограничена:

3"пр-лУв(п»- Л*(П* +с) - Лумо(Пмо + Л/) ^

- потребность в утилизируемых отходах неофаничена:

^ I_^п р рв Зп рх рмо_^ ^^

КВК'С ,+ (1 - ук) К'с х+ Ук( 1 - Ум)к^ ио 3 '

- вскрышные породы утилизируются частично, а хвосты обогащения и металлургические отходы - полностью:

А" =

З'ПР+(Пя+В)АУВ+З'ПРХ+З:РМ0(? (7)

к;+(1-т>'сх+(1-тм)гкк;мо ще 3"пр - постоянная часть годовых приведенных затрат на добычу и обогащение руды, окомкование и прямое восстановление железа из концентрата и электроплавку губчатого железа, тыс. доллар/год; 3"прв, 3"прх, 3"„рмо - то же на переработку вскрышных пород, хвостов обогащения и металлургических отходов, соответственно, тыс. доллар/год; Пв, П*, Пмо - сверхнормативная прибыль от утилизации вскрышных пород, хвостов обогащения, металлургических отходов, соответственно, доллар/т; К'с - пропорциональная часть удельных капиталовложений в горнокапитальные работы и сфоительство зданий и сооружений карьера, обогатительной фабрики и металлургического комбината, доллар/т; К'св, К'сж, К'смо - то же в строительство зданий и сооружений для переработки вскрышных пород, хвостов обогащения и металлургических отходов, соответственно, доллар/т; ум - выход металлургических отходов из губчатого железа, доли единицы; Аув, Ау*, Аум0 - годовой утилизируемый объем вскрышных пород, хвостов обогащения и металлуршческих отходов, соответственно, т; Кв - средний коэффициент вскрыши, т/т.

Цзз _ Ц„ „1Ж ЦЗМо

в =-с = —и м

Рог^огЮ рмоямо10"

ще Цзв, Цзх, Цмо - цена земельного отвода под складирование вскрышных пород, хвостов обогащения и металлуршческих отходов, соответственно, доллар/га; рот, рх, рмо - объемная насыпная масса вскрышных пород, хвостов обогащения и металлуршческих отходов, соответственно, т/м3; Нот, Нх, Нмо - высота складирования вскрышных

пород, хвостов обогащения и металлургических отходов, соответственно, м.

На рис. 1 показан график зависимости оптимальной годовой производительности карьера А, (кривая 1), определенной по формуле (5), от степени утилизации вскрышных пород Ауи. Прямая 2 показывает зависимость годовой производительности от количества удаляемых в

Рис. I. График зависимости оптимальной годовой производительности ГМК от объемов годовых вскрышных пород.

год вскрышных пород (А=АВ/КВ). Точка пересечения кривой 1 и прямой 2 соответствует минимальному значению оптимальной годовой производительности А'0(гтп), коща происходит полная утилизация вскрышных пород Аув(тах). В пунктирной части кривой 1 Аув>Ав, что не имеет физического смысла. Точка пересечения кривой 1 с осыо ординат представляет собой оптимальную год оную производительность карьера, определенную без утилизации отходов.

Бортовое содержание полезного компонента в руде с учетом комплексного освоения недр и природоохранных аспектов также обосновано на основе целевой функции (1). Стоимостное Дборт и натуральное Сборт значения бортового содержания полезного компонента в руде определены с учетом металлургического цикла для следующих случаев (при А=Ао, А=согЫ, 1=0э/А=сопз1):

1) потребность в утилизируемых отходах ограничена;

2) потребность в утилизируемых отходах практически неограни-чена (полная утилизация).

При А=Ао и фиксированной утилизации горно-металлургических отходов для определения натурального значения бортового содержания получена следующая формула:

с = (Р-Ь)(Д6орт+3^-Р)+Ь(Цм+е)

6 КЛ(1-а)(Цм+е)+а(Д6орг+3;-Р)] где Дборт - стоимостное выражение бортового содержания без учета комплексного освоения месторождений и металлургического цикла (определяется но методике профессора Ю.А. Агабаляна), доллар/т; 3"м - постоянная часть удельных приведенных затрат, учитывающая металлургический цикл доллар/т; Ц, - предельная ценность 1 т концентрата при обеспечении нормативной прибыли в металлургическом производстве, доллар.

е = С - М(1 - ТгаТта). Р = ГСП» + В) Аув]/2Ао - ВДКв где АКВ - средний коэффициент вскрыши в прирезаемых контурах карьера, т/т.

Как видно из формулы (8), стоимостное выражение бортового содержания при комплексном освоении недр уменьшается на некоторую величину Р, в связи с чем уменьшается и натуральное значение бор-

тового содержания, что позволяет увеличивать балансовые запасы на месторождении.

В теории и практике обоснования предельных границ открытых горных работ основное внимание уделяется вопросу определения конечной глубины карьера. Не случайно поэтому, что решению этой исключительно важной задачи посвящено большое количество научных публикаций. В то же время при промышленной оценке месторождений полезных ископаемых и проектировании карьеров возникает ряд других вопросов, связанных с геометризацией конечных контуров открытых горных работ. В частности, на Разданском и Абов-янском железорудных месторождениях глубина карьеров ограничивается природными условиями (отсутствием оруденения на более глубоких горизонтах), когда граничный коэффициент вскрыши превышает контурный. Такие случаи встречаются повсеместно, что делает довольно актуальным разработку специальной методики обоснования предельных положений бортов карьера (рис. 2).

12

н

Шгор <-►

Рис. 2. Схема к обоснованию положений бортов карьера при ограниченном распространении рудного тела на глубину.

Пусть на глубине Нк прекращается оруденение, а в конечных конурах карьера 1-2-3-4-11 контурный коэффициент вскрыши ниже раничного. В связи с изложенным положения бортов 1-2 и 3-4-11 на icpiiuii взшяд представляются обоснованными. Однако, в рассмагри-¡аемом случае это не так. Действительно, при неизменной глубине ка->ьсра Нк (горизонт линии 2-3) переместим борта карьера 1-2 и 3-4-11 ;глубь рудного тела на элементарную величину Да-»0. Тогда нетрудно бедиться, что котурный коэффициент вскрьнии Кк0н, представляющий собой отношение элементарных объемов (масс) вскрыши и руды ipn Да—>0, достигает бесконечно большой величины.

Следовательно, для обеспечения равенства контурного Ккон и гра-[ичного Кгр коэффициентов вскрыши на линейно вытянутых место-ождениях (например, Разданское) необходимо найти такие положе-:ия точек б и 7, при которых отношение отрезков 5-9 к 9-6 и 8-10 при косогорном рельефе земной поверхности 12-10) к 10-7 были бы ■айны величине Kip. При этом длина отрезка 6-7 должна быть не [еныне минимальной ширины дна карьера.

С учетом изложенного определены отрезки ai и аг (рис. 2): - для косогорнош рельефа земной поверхности:

3t = {ctg\3, - Ctgj)-£-, (9)

Kr ¿(с<§ф - )+(с/^ф-ctgx)

H (ctgh +cfcB7)

i, = (ctgct+ Ctg$2)-^^--, (10)

кг Р(с/«ф -(- c(gp2 ) + (c/£<j> - clga)

- для равнинного рельефа (ф = 0):

Hk(c#p, - clga)

К + 1

г р

Il^c/gtx +ctg$2)

(11)

(12)

Очевидно, что в "урезаемых" контурах карьера средний коэффи-иент искрыши (например, отношение площадей 1-2-9-5 к 2-9-6) вы-:е фаничного, что свидетельствует об экономической целесообраз-ости этого мероприятия.

Что касается фаничного коэффициента вскрыши, то он определи в соответсвии с методикой профессора Ю.А. Агабаляна с учетом

степени комплексного освоения недр и природоохранных аспектов. Е результате решения целевой функции (1) получена следующая формула зависимости Кгр от содержания полезного компонента в массивс рудного тела Сф:

Кф = СфЬ'1 - Ь'2, (13)

ще Ь*1 и Ь'г - численные коэффициенты.

В работе дано также решение задачи, связанной с геометризацией нерабочего борта карьера в лежачем боку полого-наклонной залежг

Если принять, что линия Сборт представляет собой контур балансовых запасов руды, то при расположении нижних бровок погашаемых уступов на этом контуре будут иметь место потери в треугольниках АВИ и т.д. Если же на этом контуре располагать верхние бровки уступов, то становится необходимым удалять вскрышные породы 1 аналогичных треугольниках под линией Сборт- Эти положения в большинстве случаев не могут считатся оптимальными.

В свете изложенного необходимо определить положение откосг погашаемого уступа СЕ относительно контура Сборт, при которое

олучешше контурные коэффициенты вскрыши равны граничному, о есть БЕ/СО = К,р. С этой нслыо определим величину 1 (рис. 3):

Кгр+1

Для определения величины / предварительно необходимо расчи-ать К,р, который как видно из формулы (13) является функцией Сф з рассматриваемом случае по линии уступа СО). Для решения этой вдачи (в условиях Разданского месторождения) предложен метод ите-ации; решение считается оптимальным, когда велчины Сф, Кгр и 1 аходятся в полном соответствии.

В результате количество дополнительно извлекаемой руды между иниями АВ и СО характеризуется приростом площади АЯР в данном оперечном сечении уступа:

(15)

На основе методов, разработанных в диссертационной работе, ассмогрены вопросы переоценки Разданского железорудного мес-орождения, представленного линейно-вытянутым пластообразным удньгм телом, с полого-наклонным (в юго-восточной части) и кру-ым (в северо-западной части) падениями. Утвержденные в 1965 году алансовые запасы "массивных" железных руд (с бортовым содер-:анием железа 20%) составляют 50 млн. т при среднем содержании :елеза в руде 32%. Руды с содержанием от 15 до 20% (среднее содер-:ание 17,73%) отнесены к забалансовым ("вкрапленные" руды), за-асы которых составляют 23 млн. т. "Массивные" руды с висячего и ежачего боков окаймляются "вкрапленными", которые постепенно срсходят в железистые скарны (содержание железа ниже 15%). Гногочисленными технологическими исследованиями доказана воз-ожность получения высококачественных концентратов с содер-анием 68% железа. С помощью методов прямого восстановления и □следующей электроплавки 1убчатого железа получено чистое железо шых высоких марок (005ЖР, 008ЖР, 02ЖР).

табл. 1 приведены расчетные технико-экономические показатели греоцеики Разданского железорудного месторождения (в ценах 1990 ). Сравнивались варианты использования только "массивных" руд и

Таблица ]

Основные технико-экономические показатели

Наименование показателей Ед. изм. Показатели при годовой производительности по руде (тыс. т)

I (Сбо вариант рт = 20%) II вариант (Сбсгг = 15%)

500 1000 700 1400

1 2 3 4 5 6

1.Среднее содержание железа в добытой руде % 28,6 28,6 24,6 24,6

2.Годовое производство чистого железа тыс. т 90,5 180,9 96,3 192,5

3.Капиталовложения тыс. руб. 81760,4 122739,4 88512,5 136248,1

4.Себестоимость чистого железа руб./т 253,2 221,9 257,5 227,9

5.Приведенные затраты руб./т 388,8 323,5 395,4 334,1

6.Стоимость годовой товарной продукции при: 4i = 510 руб. Lb = 581 руб. тыс. руб. 46134,6 52557,3 92274,3 105120,3 49097,7 55932,9 98175,0 111842,5

7.Годовая прибыль при: 4i = 510 руб. Цг = 581 руб. тыс. руб. 23227,4 29650,1 52129.5 64975.6 24306,2 31141,4 54302,3 67968,8

8.Срок окупаемости капиталовложений при: Ц1 = 510 руб. lh = 581 руб. год 3,5 2,8 3,3 1,9 3,6 3,8 2,5 2,0

совместною использования "массивных" и "вкрапленных" руд нр! различной годовой производительности карьера. Цена 1 т чистого же леза припята в соответствии с прейскурантом N 01-07-4; (1990г.):Ц1 = 510 руб. - нижный предел, соответствующий марке 02ЖР; Ц2 = 581 руб. - средневзвешанная цена по фактическ* полученной марочности. Как видно из табл. 1 использование "вкрапленных" руд экономически целесообразно, в связи с чем их следует отнести к балансовым запасам.

В табл. 2 приведены результаты оптимизации бортового содержа ния, годовой производительности карьера и граничного коэффициенте

Таблица 2

Оптимальные параметры освоения 'азданского месторождения

Наименование параметров Ец. изм. Расчетные величины при цене 1 т чистого железа, (руб.)

510 | 581

1.Годовая производительность по руде тыс.т 2950

2.Стоимостное выражение бортового содержания: - в висячем боку - в лежачем боку руб./т 8,77 10,64

3.Натуральное значение бортового содержания: - в висячем боку - в лежачем боку % 16,00 16,60 15,50 16,16

4.Граничный коэффициент вскрыши т/т 5,10,- 84,71 6,2С* - 94,24

скрыши с учетом экономического эффекта (1,9 млн. руб./год в ценах 990г.) от использовании хвостов обращения в цементном произ-одстве.

На основе полученных оптимальных параметров произведено пе-еоконтуривание карьера и получены следующие результаты:

- со стороны лежачего и висячего боков рудного тела (когда угол адения рудного тела больше допустимого угла откоса нерабочего орта карьера) извлекаемые из недр объемы вскрышных пород сокра-ились на 750000 м3 (2100000 т), а объем полезного ископаемого - на 8750 м3 (62625 т); в сокращаемых контурах средний коэффициент скрыцщ составил 32 т/т при граничном коэффициенте- 28 т/т;

- со стороны лежачего бока рудного тела (когда угол падения за-ежи меньше, чем допустимый угол откоса нерабочего борта карьера) звлекаемые объемы полезного ископаемого увеличились на 486000 г (1701000 т), а объемы вскрышных пород - на 385700 м3 (1079960 ) и в прирезаемых контурах средний и граничный коэффициенты скрыши составили 0,63 и 3,3 т/т, соответственно; ожидаемый общий кономический эффект от оптимизации положений бортов карьера оставляет 2,2 млн. руб. (в ценах 1990 г.);

- площади отводимых земельных угодий под карьер, отвалы устых пород и хвостохранилшцс сократились примерно на 20 га.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации решены задачи оптимизации бортовою содержания, основных параметров разработки месторождений и оконтурива-ния карьеров при комплексном освоении недр с учетом экологических вопросов.

Основные результаты диссертационной работы сводятся к следующему.

1. Анализ современного состояния исследуемых вопросов показал, что задачам оптимизации бортового содержания, основных параметров разработки месторождений и оконтуривания карьеров уделенс большое внимание. Однако при решении этих задач недостаточное внимание уделено вопросам комплексного освоения недр и природоохранным аспектам.

2. Решение вышеупомянутых задач рекомендуется производить ш основе общей целевой функции, основанной на критерии оптимальности "максимум дифференциальной ренты за весь срок отработки запасов месторождения".

3. Оптимальная годовая производительность горно-металлургического комбината тем ниже, чем выше степент. утилизации отходов гор но-металлургического производства.

4. Доказано, что при комплексном освоении недр, фиксированном объеме утилизируемых отходов в единицу времени и оптимально! годовой производительности горно-металлургического комбинат; стоимостное выражение бортового содержания уменьшается на половину сверхнормативной прибыли от утилизации отходов производства.

5.Полученная формула определения граничного коэффициент! вскрыши при комплексном освоении недр учитывает функциональную зависимость искомого параметра от фактического содержания полезного компонента в руде и аналогична формуле профессора Ю.А. Ага-баляна с другими постоянными численными коэффициентами.

6. Разработана методика оконтуривания карьеров для двух широко распростроненных случаев:

- при кругом и наклонном падении и ограниченном распростро-нении па глубину рудного тела, когда граничный коэффициент вскры-

ши превышает контурный, борта карьеров в погашена следует перемещать в сторону рудного тела; при этом аналитически установлено, что величина перемещения тем выше, чем ниже ценность руды;

- при полого-наклонном падении рудного тела (когда угол падения залежи меньше, чем допустимый угол откоса нерабочего борта карьера) нижние бровки погашаемых уступов в лежачем боку следует располагать во вмещающих породах; при этом их удаление от промышленного контура залежи тем больше, чем выше ценность руды.

7. Установленные для Разданского месторождения оптимальные контуры карьера по разработанной методике показали достоверность результатов исследований и привели к следующим результатам:

- со стороны лежачего и висячего боков рудного тела за счет сдвижения бортов карьера объемы полезного ископаемого и вскрышных пород сокращаются соответственно на 18750 м3 (62625 т) и 750000 м3 (2100000 т), то есть коэффициент вскрыши в "урезаемых" контурах составляет 32 т/т при граничном коэффициенте - 28 т/т;

- со стороны лежачего бока рудного тела (при ее наклонно-пологом падении) извлекаемые объемы полезного ископаемого и вскрышных пород увеличились соответственно на 486000 м3 (1701000 т) и 385700 м3 (1079960 т) - при граничном коэффициенте 3,3 т/т; коэффициент вскрыши в прирезаемых контурах составляет 0,63 т/т;

- ожидаемый экономический эффект от применения разработанной методики составляет 2,2 млн. руб. (в ценах 1990 г.).

8. Доказано, что хвосты обогащения железных руд Разданского месторождения успешно могут использоватся для производства цемента на заводах Армении в качестве сырьевой добавки. Экономический годовой эффект от этого мероприятия составит порядка 1,9 млн. руб. (в ценах 1990 г.).

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Агабалян Ю.А., Мехакян С.К., Лазарян Ф.С., Багаасарян А.Т. Целесообразность создания в Армении железорудной промышленности и черной металлургии. Экономика, N 11-12, Ереван, 1993.

2. Агабалян Ю.А., Лазарян Ф.С., Багдасарян А.Т. К обоснованию бортового содержания и предельного положения уступов при пологом

залегании рудных тел. Известия HAH РА "Науки о Земле", N 1-2, Ереван, 1994.

3. Бащасарян А.Т. Использование граничного коэффициента вскрыши при решении ряда горно-геометрических задач. Сборник научных трудов института Армнипроцветмет, 1994-1995.

4. Агабалян Ю.А., Лазарян Ф.С., Бащасарян А.Т. Уточнение предельного контура карьера. Горный журнал, N 5, М., 1996.

1ШФП Ф UQ h Р UmbGujfununipjniG¡] йфрфиб t íiujiuuLniuGfi ЬрЦшр|1 htuGßiiii(LUjphp[i huj-jutftp jmpiugüuiG 01чш1|йш1 ¿unjiuiqóbpti hpúGunlnpüujú huipgbpti hbiniuqnmúuj-], Giquiinujlj mGbGui[nil iuug|inGuj|iugGbL bpljtupfi hmG.ßUJiliiijpbp|i jnipiugnii5[], Л2Ф umGb[n4 hfiúGui^iuG L пщЬЦ^д oqmiu^uip hiuüiuánGbpp, (ЬпйшйЬтшрир-|iuj1^uiG uipuiuurçpnLpjiuG ршфпййЬр|1 hiui5uj|jip oqiniuqnpötfuiG uiuin|i6uiGG ni ]Ш1ЦшЬщшйшЦшй hiupgbpQ:

bii|aimiutjiuj[iG hfitïGiufuGqph [nióniúG илцшИпф^ t 2CnPhN hbuiLjujL Gqjipûbpti iJlSnúiuú.

- QGrçhpgti hiuúiu[pp jnipujgiîuiG ощифйшридйшй Gujuiinuj^uJjliG $niGljgpui-4uinnigniúQ,

- [bnûmiîbmmLnipqpiu^mQ ôbaGiupljnipjuiG oiqm|ii5iUL шшрЫщШ lupmuiqpn-u^uiGnipjmü uiGinbuiuq|iimui5tupbúiuinp^ml|UJÜ h|ii5Gim[npnn5[],

- bpljuipfi bqpiuqÓLUjfiü ujuipnLGiuljnipjujG uipdbßiujpG ujpmLuhiujinnLpjiuG U imljiuG úbónLpjiuG hpúGmi^npnLiíp' Цш^ф^й ршдшИшй^р inuipb^uiG lupmuiqpn-u^tuGnipjniG|ig Li ujpiniuqpnipjujG ршфпййЬр[п oqiniuhujGiJujG iuum|i6uiGfig,

- piugiuhiuG^p oiqmfii5uj[ ilbpjGuiLjiuG hqpiuqóbpti hfii3Qmi|nni3ujü übpnqp^ui-¿¿luljnLüi] рЬр-иш1)шЦшрЬй, fiûjqbu GiuL puui funpnipjiuG ишййшйшфш^

uipujóúuiúp qiunppu^ huj0^ujúujpi3[i00hp¡i jmpujgúiuú qbujpnLÚ:

GGrçhp£|i huiiíiu|Jip jnipiugúiuG ощифйицшдйшО Gu|LUiniul|Uij[iû ^niGl^gpiuG, iúGi|iuó «hiuGßu^uJjp|i i52ujIj(3uiG múpntig Qûpiuggniù umujilb[iuqnLjG iniuppb-ul^iuà nbûmui» oiijuifii5iu|Ujgi3uiG ¿шфш0|12|1 ilptu, huiGqfiuiuGnLii t hfiúGuiljujG. г^Ьфд uipuiiuqpnipjniGGbpp uipqjniûaiilbinnipjniGGbp|i к ¿ppmljiu ú|i2iui|iujp|iü uugpiuá hiuGpiuhu^iuljuJG qruútupfi шпшфз^шр^пиЗр:

Lbnûuji5binuj|nLpqfiuiljLiJG IjnúpfiGiump oiqin(ii5iU[ iniupbl^iuû lupmuiqpnqiu-jGnipjiuG [uGqfipp L[6ríb[fiu iqiupqi|bL t, np i[bpgtiG|iu фии uiqtyuil bG huiGßui-ujpbpji hiudui|Jip jnLpujgtfiuû iuum|i6mG[] L lupiniuqpnLpjiuG pu^nGGbp|i oqmiu-jGniiîfig uuiiugi[nq тшррЬрш^шй nbGmujj|i lïbémLpjnLÛQ, ßGq npmù ршфпй-Ph n¿ Lhntlhö oqlnшhшGl5шG qbiqpnLiî mqbljfig iuptniuqpiuDg|ig шпшдфц iniup-piul^uió nbûmmjp pujpàpiugùiuG hbui oiqmfiiîiu[. miupbljiuG lupuiiuqpnqiu^iu-ipjniGp Giiajqniiî t:

hG¿ фзршрЬртй t bpljuip|i bqpiuqáuij|iG iquupniGuiljnLpjiuG h|u5Gu^npi5iuG îqppû, luujiu piupb[p t шиЬ[, np йЬр^ш iu2fuuJmujGßnii5 uiniu^hG luGqiuú huiu-иин|Ь[ t bqpiuqômjpG iqiupmGiuljnipjLuG l|Ujfui{LU<!rnipjniG[i |bnGiui5hmiu[nLp-шЦшй pu^nGGbpp oqiniuhiiiGùiuû tuum[i6uiG|ig ni шщшдтдф^ t, np i5|mii|np júmGiuljniú oquiiuhiuGt|nr[ pu^nGGbpfi ^фрифиб 0шфщОЬр|1 U оицлрйш^ тш-IjiuG ujpmiuqpnr|UjL|mGnipjujG qbiqßniü bqpLuqóuij|iG mmpniGm^nipjiuG übáni-

pjniÛQ Gi|uiqnLÚ t ujpinLuqpnipjuiQ piuifinGübph oquimhuiGniüfig итшдфщ qhp ünpi3wui|ii|mjfiC ¿luhnijpfi Ijbu ¿iut}ini|:

PuiguihiuGghpfi 01щл(и3ш[ 1[Ьр2йш1)шй bqpujqóbpfi hfiúGiu^npúujü шпи pujpljiJnri úbpnrjfiljujü bfitfQiJujd t úujljujpiugúujG uiuhúoiGmjfiG b bqpujqómj[i qnpóiul^|igGbp|i hu^ujuiupmpjiuG uliqpmüpfi фии ni ujjq. iîbpnq|iljiuj|i Ú2uilp]ui iupqjruGgnn5 pmgwhmjmilbL t, np рЬ^-ии^шфирЬр hujûguJùujpi5[iGGbpfi ирип 1)Ш0 Ljnr^nLÚ úuipilujó hiuGgiuum|i5iuGGbp[i Gbpgfiû bqpbpp йщштш^шИшрйшр шЬ1\шг|рЬ[ 1цшрфш1)пг1 rpiiuiiuplj шщшрйЬргшЗ, npniú bqpujqóbpfig hbnu. gniúp uijüguiG ш4Ь|ф úbó t, npgiuG pujpöp t htuû£ui£ujp[i ujpdbgQ U дшбр t hiuC ßmdiupiSGfi ш04(3шй luütíjruüQ, (iG¿ujhu GiuU lupnjruGujpbpujljujG hiuG^uiqnjujç úujG (qшn|lpшф uiGljúujiSp) ишМшйшфшЦ mtupuióiiuiG qbiqgniü puigiuhiuGg hujiniuljti LmjünLpjnLÜD (üJiü^U pnijiuiinpb|JiG) úuipúmG pGpmggmú Ьшр1]шф|р 1)рбштЬ|_, Qûrv npmú lUjGgiuG milb[h ¿шт, npgiuG giuóp t oqmiuljiup hiuGiuónj

mpdbßo:

PuigiuhujGßhp|i qiluuiijnp ¿шфи^0Ьр[1 слцифйиц. úbónLpjniGGbpti hfii5Ga ilnpúmG mpiyniGßnnS итшдфид op|iGui¿ii^nLpjnLGúbpti 1фршт5ии1р прп2Ц.ЬL ь ípuiqrmiG|i bpl)Uip|i hiuGgiui|uijp|i huiúuJijip jiupmgúiuG ощифйи^ ¿шфиц6Ьр[ hfiúGiuiinpilbi t hiuûgu^uijpfi hiuûjaiupuipbph huipuinujajn¿bp|i' gbúbGinfi шрта qpiupjuiG úbg oqimuqnpàùuiû Gu|UJinuil|UJhuipúiupni.pjnLGp, [íG^iqbu Giub. ^iujiui muiGfi bp^iupfi hmû£milujjpbp|i ЬшйЬйшшш^шй qGiuhiuiniJujû hfiúiuü Црш npn; i[b[ t ripuiGg jmpujgiiiuG hbppuiljiuGnLpjnLG[i:

Ubpgiuü 1иир1)шф1р t G¿bL, np ^piuqqiuûfi bpljuipti huiGpuiiliujpfi hmGßiußu. pbp|i hiupumuiujn¿bpti oquimqnpónLÚD =ipujqrçu]G|i gbúbGmfi qnpóuipnGnLÚ Ijpbp iniuphlpuG únm 1,9 ú|Q. птрри (199Öp. qGhpniJ) mGmburuú, fiulj piuguihmGpbp bqpiuqóúmG tunuigtupl^nq úbpnqfilpujfi lj|ipuinnLÚQ ^pmqr|mG[i ЬрЦшр^ huiGgu. ilmjpfi u|iujúuiGúbpruú únm 2,2 ú|G. птрри (1990p. qGbpni[) nûijhiuûnip oqniui: