автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему:Обоснование разработки месторождений глубокими карьерами с интенсивным формированием выработанного пространства для размещения в нем внутренних отвалов

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ПРОШЕЛ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНШ НЕДР (ШЖОН)

РГ6 ОД

? 7 р. 'V' На правах рукописи

МАЦКО Наталья Аркадьевна

обоснование разработки месторождений. швотаи

карьерами с интенсивным формированием выработанного пространства да размещения в нем внутренних отвалов

Специальность 05.15.03 -"Открытая разработка месторождений полезных ископаемых"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1993

Работа выполнена в Институте проблем комплексного освоения недр Российской академии наук.

Научные руководители: академик РАН

К.Н.Трубецкой

кандидат технических наук

А.А.Пешков

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ведущая организация - институт Гипроруда, г. Санкт-Петербург.

заседании специализированного совета Д 003.20.01 при Институте проблем комплексного освоения недр Российской академии наук по • адресу: 111020, Москва, Крюковский тупик, 4.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем комплексного освоения -недр Российской академии наук.

Ю.И.Анистратов

кандидат технических наук

В.И.Шубодеров

3о

часов на

Ученый секретарь 50 А

специализированного совета-сС""^ Уд гг-^Л} /

канд. техн. наук ^—^ Г. Ж Богданов

ОВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Опфытый способ разработки, как наиболее производительный и масштабный, связан со всем комплексом природных ресурсов месторождений и оказывает отрицательное воздействие' на элементы окружающей среды.. Это имеет особое значение для мощных карьеров с ведением горных работ на глубоких горизонтах при резком ухудшении горно-тохшнеских условий. Доля таких карьеров возрастает по мере исчерпания расположенных близко к поверхности месторождений,

С увеличением глубины карьеров возрастает ресурсоемкость открытого способа разработки, увеличиваются площади изымаемых земель, возрастает трудоемкость, энергоемкость и материалоемкость основных процессов.

Ухудшается экологическая обстановка: повышается загрязнение земель, воздуха и источников пресных вод»

В связи с этим проблема рационального использования природных и техногенных ресурсов является в настоящее время весьма акту- . альной.

Разработка ресурсосберегающих и малоотходных технологий пре- -дусмотрена ГКГПР "Экогорметкомгагекс будущего".

Одним из направлений этой программы является "Разработка росу рсосберегающих технологий для глубоких карьеров с использованием выработанного пространства".

Применение этих технологий позволит существенным образом снизить потребление природных (земельных)'ресурсов за счет использования выработанного пространства и производственных (трудовых, энергетических, материальных) за счет сокращения расст--ояния транспортирования вскрыши во внутренние отвалы. В условиях ры- ■ ночного механизма регулирования экономики это позволит увеличить жизнеспособность горных предприятий.

Цель работы: определение области эффективного применения способов открытой разработки глубоких крутопадающих месторождений с интенсивным целенаправленным формированием выработанного пространства и размещением в нем внутренних отвалов.

Основная идея работы заключается в сравнительной оценка режимов горных работ с помощью современных рыночных критериев при моделировании отработки глубокозалегаюлих крутопадающих вытянутых месторождений с размещением вскрышных пород во внешние и внутрен-

I

ние отвалы.

Методы исследований. В работе использован комплекс методов, включающий анализ и обобщение результатов исследований по формированию и использованию выработанного карьерного пространства,по отечественным и зарубежным методам оценки эффективности инвестиций в горную промышленность, экономико-математическое моделирование с использованием персонального компьютера.

Научные положения, защищаемые в работе:

- классификация способов формирования и использования выработанного пространства, основанная на признаке "характер воспроизводстве выработанного пространства", учитывающая срок перевода выработанного пространства из потенциального в реальный ресурс и основные направления использования выработанного пространства ;

- экономико-математическая модель оценки релшма горных работ

с использованием современных рыночных критериев эффективности инвестиций в горной промшменяосгя ;

- зависимости эффективности применения способа отработки глубоких крутопадающих зален^ей с интенсивным целенаправленным формированием выработанного пространства и размещением в нем внутренних отвалов от геометрических параметров карьерного поля и стоимостных показателей разработки.

Достоверность научных положений определяется соблюдением основных принципов классификации: достаточной полноты охвата объектов, единства классификационного признака на каэдом уровне членения, непересекаемости разделов классификации, открытости классификационной схемы ;

- применением для оценки экономической эффективности критериев, длительное время используемых в рыночных экономических системах ;

- сопоставлением результатов расчета при использовании отечественных и мировых цен на сырье к ресурсы ;

- сводимостью результатов теоретических и практических исследований з предэлах 10%.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые:

- обобщен в виде классификации накопленный опыт по сформированию и использованию выработанного пространства, в том числе дяя внут-рикарьврного складирования вскрнши ;

- обоснована целесообразность использования в условиях экономической несглбилыюсти переходного периода критерия внутренней ста-2

вки дохода для оценки экономической эффективности технологических решений ;

- установлено влияние геометрических параметров карьерного поля на эффективность применения способа разработки глубоких крутопадающих месторождений с интенсивным:,, целенаправленным формированием и использованием выработанного пространства.

Практическая ценность работы состоит в определении области эффективного применения способа разработки глубокозалегающих месторождений с интенсивным, целенаправленным формированием и использованием выработанного пространства, определении оптимальной глубины перехода к данному способу при разработка нижних горизонтов действующих карьеров, выявлении факторов, влияющих на выбор участка интенсивного формирования выработанного пространства.

Реализация результатов работы. Разработанная классификация способов формирования и использования выработанного пространства и результаты исследований по определению области рационального применения способов открытой разработки глубоких крутопадатих месторождений с интенсивным целенаправленным формированием выработанного пространства включены в раздел "Разработка ресурсосберегающих технологий для глубоких карьеров с использованием выработанного пространства" ШТПР "Экогорметкомплекс будущего".

Выполнена оценка эффективности разработки Костомукшского месторождения с интенсивным понижением горных работ на Кжноя участке и использованием его выработанного пространства для размещения вскрышных пород.

Апробация работы.. Основные положения диссертационной работы до.кладовались на научных семинарах Лаборатории теории открытой разработки местороздений при комплексном освоении недр (Москва, ШКОН РАН, 1992,1993гг.), на научно-техническом совещании [Института проблем природопользования и региональной экономики (^Днепропетровск,1993г„). В 1993г. работе присужден "Грант надезды" ОГПТН РАН.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 работы, получено I авторское свидетельство.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 88 наименований, и 2-х приложений, предсташона на 194 страницах мэиинописного текста, содержат 7 таблиц и 41 рисунок.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Идее использования выработанного пространства глубоких карьеров, отрабатывающих крутопадающие залежи, давно отводилась значительная роль как одному из направлений решения проблемы глубоких карьеров, позволяющему предотвратить отрицательное воздействие па эффективность разработки увеличения дайны транспортирования горной массы. Принцип размешать на поверхности только ту вскрышу, которую невозможно разместить внутри карьера, впервые был сформулирован Шешко Е.И., а в дальнейшем получил развитие в работах Мельникова Н.В., Ржевского В.В., Трубецкого К.£, Богданюка В.Е,, . Вызова Б.Ф., Васильева М.В., Зуркова П.З., Истошна В.В., Каплуяо-ва Д.Р., Киковкя В.Е., Ковалевского В.А., Кумченко H.H., Лашко В.Т., Ненашева A.C., Новожилова М.Г., Пешкова A.A., Просандеова Н.И., Рутковского Б.Т., Терентьева В.й., Томакова П.И., Шапзря . А. Г. и др.

С развитием стратегии природопользования и признанием приоритета за ресурсосбережением технология с использованием внутреннего отвалообразования рассматривается как одна из наиболее перспективных.

Можно выделить два основных направления снижения ресурсоемкос-

ти:

- экономия производственных ресурсов (денежных, материальных, трудовых, энергетических), снижение потерь минеральных ресурсов ;

- преобразование в структура потребления ресурсов (замена более дорогих и ценных на менее дорогие и воспроизводимые).

Продукцией горнодобывающего предприятия является сырье, получаемое из основного и попутных полезных ископаемых. При этом в процессе разработки месторождения создаются техногенные ресурсы в виде выработанного пространства, отвалов горных пород и отходов обогащения. Именно эти ресурсы занимают подавляющую часть нарушенных зомель (до 90$). В большинстве случаев они остается потенциальными ресурсами, т.е. ресурсами, использование которых при современном уровне развития экономики, техники к технологии является невы-■ годным. При наличии соответствующих условий, которые позволят перевести их в разряд реальных, эти ресурсы смогут стать своего рода заменителям« некоторых природных и производственных ресурсов.

Однако, несмотря па значительный потенциал исследований в этой области, технология отработки гфутопадаших залекей с внутренним

отвалообразованием не наша широкого применения на практике. Одна из причин этого заключается в необходимости заблаговременных усилий по формированию выработанного пространства, которые отрицательно влияют на режим горных работ. Эффект от использования предлагаемых способов и технологий оценивался либо величиной экономии затрат на транспортирование вскрыши, либо величиной предотвращаемого народнохозяйственного ущерба. При этом делались попытки учитывать в стоимостном выражении эффект за счет снижения выбросов вредных веществ в атмосферу, . снижения размеров огчуждавшх земель и недополучения сельскохозяйственной продукции.

Реализация технологий разработки крутопадающих залекей с использованием выработанного пространства, как правило, связана с увеличением объемов горных работ по сравнению с минимально необходимыми в начальные периоды отработки. При этом ухудшается режим горных работ, что отрицательно влияет на эффективность технологии и сужав! область ев применения. До сих пор вопросу оценки области применения уделялось недостаточно внимания. Подчеркивалось, что в нее входят крут опадающие месторождения большой протяженности. Но даж^е узко предложенные способы существенно отличаются друг от друга порядком отработки, сроками формирования и возможными направлениями использования выработанного пространства.

В связи с этим потребовалась разработка классификации способов формирования и использования выработанного пространства. Отличительная особенность этой классификации заключается в том, что выработанное пространство рассматривается как техногенный ресурс, создаваемый в процессе разработки месторождений полезных ископаемых.

В различное время были предложены новые способы и технологии, позволяющие использовать выработанное пространство на ранних стадиях освоения глубокозалегающих месторождений. Эти технологии отличаются порядком разработки, параметрами и предназначены для месторождений различных типов.

Анализ известных способов и технологий позволил установить,что степень использования выработанного пространства обусловлена возможностями этих технологий производить и воспроизводить ресурс-выработанное пространство.

Под воспроизводством выработанного пространства понимается возможность возобновления реальной части этого ресурса в.процессе

его потребления при использовании специальных технологических приемов за сроки, соизмеримые со сроками его потребления.

Основным классификационным признаком предлагаемой классификации является характер воспроизводства выработанного пространства.

Кроме обобщения и систематизации существующих технологических схем классификация позволяет установить связь мезду порядком ведения горных работ, сроками и областью возможного использования выработанного пространства, о также позволяет сделать осмысленным выбор порядка отработки, соответствующего конкретным условиям.

На основании предложенной, классификации установлено, что наи- . более перспективными в ближайшее время являются способы с простым воспроизводством выработанного пространства. Во-первых, они позволяют использовать выработанное пространство уже в процессе отработки месторождения. Во-вторых, они могут быть использованы • при доработке действующих карьеров. В-третьих, при этом имеется возможность формирования техногенного месторождения при раздельных выемке и складировании вскрышных' пород и попутных полезных ископаемых.

В данной работе область рационального применения рассматривалась именно для класса способов с простым воспроизводством выработанного пространства.

При решении поставленной задачи использовался метод экономико-математического моделирования порядка отработки месторождения. В качестве базового варианта бал выбран вариант с продольной системой разработки и внешним отвалообразовзнием. Порядок разработки оцениваемого варианта предусматривал интенсивное формирование передового карьера в одном из торцов карьерного поля, попоречную систему разработки и размещение пород вскрыши во внутренние отвалы. Модель разработана с использованием электронных таблиц Би^ег-Ca.Cc 5" . На этапе построения формализованной схемы модели приоритетными факторами были признаны величина и сроки вложения капитальных затрат, величина и распределение во времени затрат на транспортирование, объемы добычи и сроки достижения полной производственной мощности, величина и сроки получения доходов от-реализации продушин.

Расчет экономической эффективности вариантов осуществлялся с учетом календарных графиков горных работ по удельным значениям текущих к капитальных затрат. 6

Особое внимание било уделено выбору критерия экономической эффективности. В условиях переориентации экономической системы и перехода к рыночному механизму хозяйствования возрасяа потребность в новых критериях оценки технологических решений. Анализ методов оценки экономической эффективности, принятых в свое время у нас в стране, а также эволюция -методов, применяемых в рыночной экономике, позволил определить области их использования.

Критерий сравнительной оценки эффективности приведенные затраты, длительное время использовавшийся в нашей стране, невозможно применить при решении поставленной в работе задачи. Сравнение вариантов по приведенным затратам требует тождества результатов, которое редко соблюдается на практике и не соответствует поставленной задаче. Приведение вариантов в сопоставимый вид путем компенсации недостающих объемов продукции за счет других шахт и карьеров лишено смысла при рыночном механизме хозяйствования.

Длительные сроки строительства и освоения мощности, неравномерность затрат и доходов в процессе эксплуатации местороздения требуют при оценке эффективности инвестиций учета фактора времени.

Норматив для приведения разновременных затрат, определявшийся в условиях плановой экономики из народнохозяйственного кругообращения денежных средств, использовать в настоящее время .невозможно. Обосновать применение другого норматива .'в отечественных условиях перехода к рынку также не представляется возможным.

. Для крупных технологических решений с неравномерным распределением затрат и доходов во времени,, что характерно для условий поставленной задачи, наиболее приемлемым является критерий внутренней ставки дохода - ьгьЬеща.1 <аа£е cf ge£u.m (fRR) . Он обозначает рыночную процентную ставку, при которой проект должен окупить заг-раче.нные на него сродства, не давая при этом никакого вознаграждения. По существу этот Критерий характеризует низнесиособность проекта в рыночных условиях. Дополнительным преимуществом.внутренней ставки дохода в современных условиях перехода к рыночным отношениям с присущей ещ нестабильностью экономки является то, что этот критерий позволяет учитывать фактор времени, не используя при этом коэффициент дисконтирования. Внутренняя ставка дохода (IRR ) определяется из уравнения, в котором разница мезду доходами и расходами предприятия с учетом налогов и прочих выплат и льгот равна нулю. Для обозначения этой разницы в странах с рыночной экономикой сукестр.ует- терши "чистый текуалй поток наяяч-

. ' 7

них денег - "cash ftow ". Его использование в расчетах шесто показателя прибыли вызвано существенным влиянием системы налогообложения на конечные результаты работы предприятия, что актуально и для современных условий работы отечественных предприятий. . В связи с этим при определении области рационального применения способа открытой разработки глубокозалегаюших, крутопадзгацих месторождений с использованием выработанного пространства в работе был применен критерий внутренней ставки дохода. С учетом структуры образования потока наличных денег, характерной для отечественных предприятий, внутренняя ставка дохода .¡RR расчитывалась как действительный корень( L ) при итеративном решен;« уравнения (I):

у -Kt _ n

¿S (»Q'i Г ' (I)

где: ßt - объем продукции в t -ом году, т ; Цпк - цена единицы продукции, руб/т ; Неuu - акцизы в t-ом году, руб. ; Нде.£ -налог на добавленную стоимость в Ь -ом году, руб. ; Ct - затраты, включаемые в себестоимость в Ь -ом году, руб. ; At - величина амортизационных отчислений в t -ом году, руб. ; /tat - величина затрат, не подлежащих налогообложению (часть средств, направленных на техническое перевооружение, природоохранные мероприятия и др.) в i -ом году, руб. ; Н - величина налога нг прибыль, %;

Кt - капитальные затраты в t -ом году, руб. ; I - внутренняя ставка дохода (IRR ), %; Ь - текущий-год отработки; Т - конечный срок отработки.

Все стоимостные показатели были получены в результате укрупненных расчетов по удельным значениям текущих и капитальных затрат для железорудных карьеров в ценах на сырье и ресурсы до 1991г.

Для сопоставления результатов оценки вариантов аналогичные расчеты были выполнены с использованием мировых цен па сырье и ресурсы с учетом особенностей налогообложения экономически развитых стран. Б эток случае IRS, определяется из уравнения (2):

+ „ (2)

А ( 100-1- L '

t-o шз J

где: Rt - ""¿oydtty " - годовые платежи за разработку недр,

долл. ; Hc.t ~ излогогая скидка на доход от разработки жечерпг.е-

г.их ресурсов в ¿-ом году, дсял. ; Сь - текшие затраты в Ь -ом году, долл.

Остальные показатели, выраженные в долларах, аналопгчны пере-чнсленшм в йормуле (I).

При расчете эффективности вариантов в мировых ценах капитальные и текущие затраты определялись по методике, разработанной Горным Бюро США для предварительной оценки стоимости проектов.

В качестве основного параметра, характеризующего область применения способа с целенаправленным формированием выработанного пространства и размещение« в нем внутренних отвалов, была выбрана критическая глубина карьера ( Нкр ). Это конечная глубина карьера, при которой эффективность данного способа разработки равна эффективности традиционного способа с шеЕяаи отвалообразова-нием.

При оценке эффективности вариантов в отечественных ценах, существовавших до 1991г., критическая глубина составила 110м. Значение критической глубины, полученное при использовании мировых цен, составило 120м.

Близкие значения критической глубины объясняются тем, что, несмотря на существенные различия в структуре текущих затрат, удельные значения текущих л капитальных затрат, определенные по методике Горного Бюро США, сопоставимы с существовавшими до 1991г. • отечественными показателями при курсе доллара один рубль.

На следующем этапе исследований оценивалось влияние на величину критической глубины карьера геометрических, технологических и экономических Докторов. Параметры варь провались в широких диапазонах. \ 1

Большинство полученных зависимостей нелинейны.-Увеличение длины залети (рис. 1а) с 2 до'5 км вызывает увеличение Нкр почти в 4 раза (с :.Ю до 110м). При увеличении длины запели с 5 до 7 км прирост глубины снижается, а после 9 км его практически не происходит. При этом, однако, снижается эффективность. Увеличение области применения способа с; внутренним отвалообразоваиием с ростом длины залели обусловлено тем, что, с одно;'! стороны, капитальные затраты на создание передового карьера остаются поеяпиш, с другой стороны, при общем увеличении объемов векша: возрастет доля пород, рйзштеегах во »".утренние отвалы.

а

о Н-

60 Нн,М

i'.nfoB

Рис. I. Зависимости кркпгасскоё глубины карьера ( Нкр ) и эффективности разработки ( IRR ) от: дайны залежи ( Li ) - а, мощности полезного ископаемого ( Иг ) - б, мощности наносов ( Нн ) - в. темпа углубки ( У) -г. гг . . I - Шр«/(Аа) ; 2 - М: 3 - Нкр = /(Мг) ; 4 - IRH=f(Mr) ; 5 - Нкр-/(Нн) ; 6 - jrr-/(Hh; ; V - Нкр=яу; ; 8 - -

Аналогичное влияние на эффективность способа с внутренним от-валообразованием оказывает увеличение среднего коэффициента вскрыши. При уменьшения мощности залет (рис. 1(5) до 40 м и соответствующем увеличении коэффициента вскрыши критическая глубина карьера возрастает до 165,м.

Несколько иной характер носит влияние мощности наносов (рис. 1в). Увеличение толщи покрывающих пород, резко снижает эффективность традиционного способа разработки, отодвигая во времени выход предприятия на проектную производственную мощность при базовом варианте. Влияние на вариант с формированием пионерного карьера менее существенно, поскольку объемы руды, добываемой из пионерного карьера, невелики/Благодаря этому с увеличением мощности наносов с 10 до 60 м критическая глубина возрастает со 110м до 240 м.

Основным параметром, с помощью которого можно целенаправленно воздействовать на эффективность способа с внутренним отвалообра-эованием, является темп углубяи (рис. 1г). Применение технологий, направленных на достижение значительных темпов понижения горных работ при строительстве карьера (до 60 м/год), позволит расширить область способа с внутренним отвалообразованием до 160 м.

Помимо определения области использования способа с внутренним отвалообразованием в работе проведен анализ чувствительности размеров этой области к изменению стоимостных параметров.

При изменении структуры себестоимости с существенным увеличением доли транспортных расходов б 3 и более раз область эффективного использования способа с внутренним отвалообразованием может возрасти до 250 м.

Она также может быть расширена при увеличении стоимости занимаемых под внешние отвалы земель.

При увеличении цены на сырье область, напротив, сужается, так как становится более выгодным традиционный вариант, позволяющий достигать проектной мощности по руде в более ранние периоды времени.

На основании полученных результатов бил сделан вывод о целесообразности использования выработанного пространства дая размещения вскрышных пород в период разработки нижних горизонтов действующего карьера, осуществляя ;г:теяет$изп9 отработку одного из участков карьерного поля.

Основным параметром, характеризующим оптимальное соотношение между традиционным способом разработки и способом с формированием передового карьера, является глубина перехода к интенсивной отработке одного из участков залаял С Но ). Для ее определения в экономико-математической модели был разработан вариант с соответствующим порядком разработки месторождения.

На рис. 2 (кривая I) изображен график зависимости эффективности разработки от глубины перехода к интенсивному развитию горных работ на одном из участков карьерного поля. При проектной глуби--не карьера 300 м наибольший эффект достигается при глубине перехода Но ~ 180 м. Это значение соответствует текущей глубине карьера, при которой контуры карьера в плане со стороны лежачего и

висячего боков зэлеяш достигают своих предельных положений.

Рис. 2. Зависимости эффективности разработки ( 1RA ) и доли вскрыши. размещаемой внутри карьера {Чьн/VoS ),от глубины перехода ( Но ) к интенсивной отработке одного из участков карьерного поля; I - ¡RR = J-(Ho) ;2 ~V6h/VoS =j-(Ho) ; 3 - IRR»/(Но) при интенсивном понижении на участке .где

Кбск вдвое ниже, чем на основном ; 4 - lftR=/(Ho) при использовании вскрыш опережающего участка в качестве попутного полезного ископаемого.

Доля вскрыши (прямая 2 на ркс. 2), размещаемой при этом во внутренние отвалы, составляет 15$ от общего объема вскрышных пород в контурах карьера.■

При более раннем переходе к интенсивной отработке одного из участков карьерного паля 6Ü i.i<Но< 180 внутри- карьера мояяо разместить до 30$ вскрыши. При атом, одцзко, приблюшотся во времени затраты, связанные с увеличенном глубины разработка для зночитель-12

пых объемов горной массы, извлекаемой с опережающего участка. Эффективность отработки в целом Hirne, чем при.глубине Но =180м.

Увеличить долю вскрыши, размещаемой во внутренних отвалах,мож-но за счет факторов, благоприятно влияющих на выбор местоположения опережающего участка. К таким факторам, например, можно отнести наличие в контурах карьера участков с относительно небольшими коэффициентами вскрыши либо участков, на которых вскрышные породы являются попутным полезным ископаемым..

Это иллюстрируют кривые 3,4 на рис. 2. При уменьшении на опережающем участке коэффициента вскрыши в 2 раза эффективность варианта с комбинированным развитием горных работ увеличивается на 25%■ по сравнению с традиционным вариантом. В дополнение к этому эффективность может быть увеличена еще на 15$ в том случае, когда вскрышные породы на опережающем участке могут быть использованы для производства щебня. Наряду .с общим увеличением эффективности оптимальная глубина перехода к интенсивной углубке в одном из торцов карьера снижается до 1С0м, что позволяет увеличить долю вскрыли, размещаемой, внутри карьера, до 30%. .

Таким образом, способ с комбинированным порядком отработки:с традиционной разработкой верхних горизонтов, интенсивным понижением горных работ на одном из участков карьерного- поля и размещением вскрышных пород в выработанном пространстве - может быть использован для повышения эффективности разработки действующих желе-' зорудных карьеров вытянутой формы, текущая глубина которых либо уде достигла, либо приближается к значениям, соответствующим .максимальным значениям среднего коэффициента вскрыши.

В качестве практического примера в работе была выполнена оценка эффективного срока перехода к внутреннем:/ отвалообразовашпо для Костомукшского карьера. При реконстругахии Костомукшского карьера институтом Гипроруда был предложен порядок отработки, позволяющий стабилизировать пиковые объемы вскрьпш в целом по карьеру и включающий интенсивное понижение горных работ на кяшом участке заложи с 20G5 г. и размещение в сформированном таким образом отработанном пространстве вскрышных пород Центрального участка. Коэффициент вскрыши в-этот момент врокеш-i на Южном участке в 1,5 раза ниже, чем на Центральном, а качество руды выше. Условия интен- ' спвной разработки нижних горизонтов Костог/укшского карьера удовлетворяют теоретическим результатам по оптимально^ сроку перехода к опережающего разпгкга одного из участков карьерного поля с

последующим размещением внутри карьера отвалов пустых пород и рекомендациям по выбору участка'интенсивной углубки, разработанным в диссертации.

В подтверждение полученных в работе результатов была выполнена сравнительная оценка эффективности вариантов перехода к интенсивной отработке Южного участка Костомукшского карьера с 1994, с 2005 и с 2015 годов (до достижения Южным участком предельных контуров, в момент достижения и на этапе доработки соответственно).

Критерий внутренней ставки Дохода для этих вариантов перехода составил 12,5%, 48,4/5 и 15,3$ соответственно. Максимальное значение IRR приходится на момент начала интенсификации работ на Южном участке в 2005 г., когда его текущие,контуры достигают своих предельных положений в плане. Полученные результаты полностью подтверждают выводы и рекомендации, полученные теоретически на основе экономико-математического моделирования порядка отработки месторождений.

ЗЛКШОЧЕНИЗ

Диссертационная работа посвящена новому решению актуальной научной задачи разработки месторождений: определению области рационального применения ресурсосберегающей технологии открытой разработки крутопадающих глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых с интенсивным целенаправленным Формированием выработанного пространства и размещением в нем внутренних отвалов. .

Проведенные исследования позволили достичь следующих результатов.

1. Разработана классификация способов формирования и использования выработанного пространства, которая позволяет систематизировать известные способы внутреннего отвалообразования, сделать более осмысленным выбор порядка отработки, соответствующего конкретным ус' л о виям.

2, Создана экономико-математическая модель, позволяющая оценивать эффективность порядка отработки месторождения с интенсивным це-лбнапрашвннни формированием выработанного пространства на ранних стадиях развития карьера и простил его воспроизводством в процессе использования, исследовать влияние на эффективность геометрических параметров карьерного поля (глубина разработки, длина залезет, мощность наносов), скорости понижения горных робот на участке $оршро~

вания пионерного карьера, стоимостных показателей разработки (стоимость транспортирования, стоимость сырья и изымаемых под внешние отвалы земель). Модель также позволяет установить область рационального применения данного способа путем сравнительного анализа эффективности его порядка отработки с эффективностью традиционного лоря>дка отработки с внешним отвалообразованиом.

3. На основании анализа критериев оценки экономической эффективности инвестиций, используемых в отечественной и зарубежной горной промышленности, для условий поставленной задачи обосновано применение критерия сравнительной оценки эффективности технологических решений - внутренней ставки дохода (IRR ). Этот критерий позволяет сравнивать варианты с различными капитальными затратами и достигаемыми результатами. Он учитывает фактор времени и не требует выбора коэффициента дисконтирования, что имеет особое значение в условиях перехода к рыночновд механизму хозяйствования.

4. Установлена область рационального применения способа открытой разработки глубоких крутопадающих залежей с интенсивным целенаправленным формированием выработанного пространства на ранних стадиях развития карьера и внутренним отвалообразовандем. Способ целесообразно применять при разработке вытянутых залежей с дайной по простиранию белое 5 км, со средним коэффициентом вскркии более 2,0 м3/м3, со значительной толщей покрывающих пород (мощность наносов более 30 м),-в регионах с высокой' стоимостью земель, для месторождений с относительно невысокой ценностью полезного ископаемого, например, железорудных. Максимальная глубина разработки при данном способе составляет 250 м.

5. Обоснована необходимость совершенствования техники и технологии разработки глубокозалагаюших месторождений, которые обеспечат более интенсивное понижение горных работ (до 60 м/год и более) на локальных участках в местах целенаправленного формирования выработанного пространства. Это позволит сократить срок строительства пионерного карьера, значительно повысить эффективность способа с внутренним оггалоо0ра:>ованием и расширить его область применения.

6. Учитывая незначительное число вновь проектируемых карьеров, обоснована целесообразность применения способа разработки глубоко-залегающих косгороздеяий с гнугреншш огзалообразораяием при доработке нижних горизонтов действующих кар^ров, формируя вырчботгн-hos пространство ужз в прсцоссе отрзооткк шеторозденкл путем питон '.::шнол углу с си hü одном :ш1 нескольких у-.'.стхах,

7. Установлена оптимальная глубина перехода к интенсивному пониканию горних работ на одном"из участков карьера. Она соответствует текущей глубине карьера, при которой его контуры со стороны лежачего и висячего боков залелси достигают своих предельных положений.

8. Установлено, что эффективность способа с интенсивной отработкой одного из участков карьерного поля может быть существенно повышена при олереяашем развитии горных работ в' местах, где коэффициент вскрыта ниже,-чем на основном участке, либо вскрышные породы могут быть использованы как попутное полезное ископаемое.

9. Обоснована экономическая целесообразность перехода к интенсивной отработке Южного участка Костомукшского карьера с 2005 г. Это позволит разместить в выработанном пространстве Южного участка 300 мян.м3 вскрышных пород.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Трубецкой К.Н., Пешков A.A., Мацко H.A. Классификация способов формирования и использования выработанного карьерного простран-стЕа//Ресурсосберегаюише технологии открытой разработки месторождений М• ИПКОН -РАН."-1992.-С.5-19.

2. Трубецкой К.Н., Пешков A.A., Ыацко H.A. Методы оценки эффектив-' ности инвестиции горных предприятий//ГорныЙ 'журнал.-1693.-}?2,-

0.3-II. * '

3. Трубецкой К.Н., Пешков A.A., Мацко H.A. Оценка области применения технологий открытой разработки крутопадающих залеж-ей с внутренним отвзлообразованиец/Дорный журнал.-1994.~}И.-С.

4. A.c. 1082952 (СССР), ]уЖИ3Б31С41/00, Е02Д17/20. Призма упора на основании отвала/А.Г.Шапарь, В.П.Шпортько, Н.А.Шапарь.-Опубл. 30.03.84. Еш. Ш.