автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Обоснование выбора схем развития подземной добычи железных руд

/¿У

<икистерст30 высшего и среднего специального образования ' у с с ?

гризорокский ордена трудового красного знамени

горнорудный институт

Специализированный совзт Д 068.11.СГ На правах рукописи

хомяков зла.щ1ыир ившзшч

У® 622.2 : 622.341.1

обоснование выбора схем развития п0дзеш0й добычи яедезиых руд

Специальность 05. 15. 02 "Подземная .разработка

месторождения полезных ископаемых" Специальность С8. 00. 05 "Экономика,планирование

и организация управления народны}.! хозяйством и его отраслями"

• АВТОР 25ЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

лригоЛ Рог -

1932

Работа выполнена а Криворожском ордена Трудового Красного Знамзни горнорудном институте

Официальные оппоненты: доктор тзхничзских наук,

профессор Д.Р.Каплунов

доктор технических наук А.?.Черненко доктор экономических наук,

профессор Л.А.Ястребинский Ведущая организация - институт "Кривбасспроект"

Защита состоится "_" _ 1350 г.

а _ часов на заседании специализированного совета

Д 063,11.01 Криворожского ордена Трудового Красного Знамени горнорудного института по адресу: 324027, г.Кривой Рог, ул. 22-го партсъезда, II

Автореферат разослан "__"_ 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета канд.техн..наук, додан®

общая мрлштспт работы

Актуальность теми исследования. В соответствии с ре'оетьтон ХХЭТ1 сьезда КПСС к 2000 году по сравнении с 1985 годом необходимо обеспечить удвоение национального дохода при сличении его металлоемкости почти в два рала. Это означает,что в предстоящие 15-20 лот ежегодное производство сырой железной руды составит 590-610 млн.т, а погяиаемме ereгодно рудные запаси - около 640-700 или,т.

Упитывая такое значительное ресурсопотребление, ХХУII с7«зд КПСС поставил задачу "обеспечить дальнейшее укрепление и расширение минерально-сырьевой базы страны... Расширить сырьевую балу действующих предприятий".^

Особенно остро проблема расширения сырьевой базы стоит перед подземнши рудниками Кряпбасса,ия которые приходится около половины подземной доб1;-'и железных руд в стране. За последние 15 лет ёхегодное уменьшение производства товарной тэлезноЯ руды т подзеч-Ннх предприятиях Кривбасса составляет более I млн.т. За период --к-сплуатаиии месторождения содержание железа я до^мтлй рудо здесь уменьшилось с 58-60? до 53-54^. Такая руда перестает конкурировать с концентратами ГШо в, содержащих 64-65< яелеэа. Себестоимость добычи руды выросла с 1,9-2,9 руб/т в 1958 году до 6,8-8,8 дуб/т в настоящее время. Чтобы обеспечить приемлемую рентабельность горнодобывающих предприятия,регулярно возникает необходимость пересмотра оптовых иен на товарную руду.

Высокое бортовое содержание хелеэа в окисленных рудах подземной добыли в Кривбассе ведет не только к быстрому истощению балансовых,но и к подработке значительного количества забалансовых запасов "селезнмх руд: при добыче I т богатой руды в недрах оставляется 2-3 т некондиционной руды с содержанием железа 32-46^,11сотоку

* Основные направления экономического и социального развития СССР на I9Q6-I990 годы и на период до 2000 года .М.Политиздат,1966, с. 14, 43.

актуальным является, снижение коцдиций на богатые руды и вовлечение в разработку бедных окисленных железных руд подземной добычи.

Вопросами экономической оценки и выбора вариантов управленческих и хозяйственных' решений в промышленности посвящены труды многих ученых - М.И,Агошкова,Н.П.Федоренко,Т.С.Хачатурова,В.В.Ново-жйловй.Р.П.Каплунова,A.C.Астахова,П.И.Городецкого,Т.А.Гатова, К.Г.Го<|даНа, В. С. Хохрякова, H.A. Хрущева, М. А. Репазовя, В. В. Раевского, Н.Н Дукьянчикова, АД.01ернненя, K.M. Козакове, Н.В.Дронова ,Я.В,Мос-саковского.Н.П.Лобанова,С.Я.Нвчковского.М.А.Ястребинского, В. А.Шес-такова и др. Основные их научные положения нашли отражение в официальных методических документах,которые служат основой для Армирования единых подходов при выборе решений о предстоящи^ капитальных вложениях. Большой вклад в обоснование путей развития Кривбас-са принадлежит таким ученым.и специалистам как М.И.Агошков,Г.М.Малахов, Л,Р.Черненко,В.А,Щелканов,В.П,Волоценко,П.Е.Константинов, В. А, Лубенец,A.C.Колодезнев,Д. Р.Каплунов.Е.Д.Прилипенко,Ф.К.Алексеев,В.К.Плеханов,Ф.М.Казак и др.

Однако, при этом не учитывался весь комплекс влияющих факторов, таких как динамика технико-экономических показателей предприятий за весь период отработки месторождения,величина ущерба от подработки забалансовых запасов руды,повторная разработка рудных залежей, компенсация запасов!мощностей) для вариантов с меньшим сроком службы,стратегия развития железорудных предприятий с учетом условий зарабатывания средств на его самофинансирование. Кроме того, действующие', цены на руды и концентраты, не являются параметрами, упраплятацими хозрасчетными и инвестиционными процессами..

В связи с вышеуказанным п железорудной подотрасли черной металлургии возникла проблема обоснования вариантов схем развития подземной добычи с учетом современных требований хозяйственного механизма и специфических особенностей подотрасли. Решению этой важной пррблсмы,имекхце.й большое значение для более рационального использо-

вания запасов полезного ископаемого и расширения сырьевой базы действующих подземных рудников и посвящена диссертационная работа.

Объектом исследования является горно-обогатительное производство железорудной подотрасли черной металлургии, предметом исследования - технология подзешой разработки рудных месторождений, а также методология и методы оценки эффективности подземной доби-чи и переработки железных руд.

Цель работы - повышение эффективности подземной разработки железных руд и расширение сырьевой базы действующих рудников.

Основная задача, исследований - разработать методологические основы выбора оптимальных схем развития подземной добычи и переработки железных руд в пределах бассейна, учитывающих особенности железорудной промышленности и обеспечивающих в этой подотрасли повышение эффективности производства.

Основная идея работы заключается во взаимоувязке технологических, геологических и геомеханических особенностей эксплуатация месторождения (группы месторождений) с динамикой технико-экономических показателей добычи и переработки руды в течение всего срока отработки запасов полезного ископаемого с учетом изменения бортового содержания железа.

Основные научные положение: I. При эксплуатации крутопадающих месторождений уелеэнцх руд в течение периода,превыдающего срок действия кондиций на железорудное сырье и оптовых цен на него,изменение геомеханических и технологических особенностей.разработки, динамика ее технико-экономических показателей,а также технический прогресс в области обогащения приводит к тому,что потерянная на выше расположенных горизонтах руда в сочетании с прирезками рудных запасов при пониженном бортовом содержании железа превращается в промышленные месторождения полезного ископаемого.

2. Комплексная разработка месторождений, базирующаяся на утилизации бедных железных руд и потерянных ранее рудных запасов

обеспечивается использованием резервов, возникших в результате уменьшения интенсивности углубления горнкх работ, увеличения производственной мощности рудников, сортировки добитой рудной массы й преимуществ обогащения бедных окисленных железных руд по сравнению с их непосредственным металлургическим переделом. Реализация итих резервов позволяет расширить сырьевую базу действующих рудников и на 45-50 лет отодвинуть их переход на вторую ступень подъема, требующую более I млрд.руб капитальных вложений.

3. При оценке конкурирующих вариантов, сформированных на стадии технико-экономического обоснования развития горнорудного бассейна и реализации проектов в железорудной крамишлешюсш, рациональный вариант выбирают с учетом потребительной стоимости товарной руды (концентрата) по ее металлургической ценности, найденной из условия окупаемости капитальных вложений в течение всего срока отработки месторождения (группы месторождений), на базе анализа потоков денежных средств, качественной характеристики геомеханических .и технологических процессов, а также ущерба от подработки забалансовых запасов полезного ископаемого, имеющей место при первоочередной отработке богатых учаслков месторождения. При этом, учитывая ограниченность ресурсов Полезного ископаемого, при дисконтировании потоков денежных средств в коэффициент для приведения разновременных затрат вводится поправка, учитывающая увеличение ценности природного ресурса по мере его истощения, Определяемая на- основании анализа горно-экономической истории отработки месторождения.

4. Обоснование рациональной схемы развития добычи и переработки руды при разработке месторождения системами с обрушением полезного ископаемого и вмещающих пород;обеспечивается изучением и учетом отклонения от проектных (нормативных) размеров и сетки расположения выработок выпуска, уровня потерь на ьшюлежащи* нод-зч&жах, распределения полезного компонента в обрудаемэы рудном

массиве. Это объясняется тем,что при иловдном пыпуско обруиэпней руды и использовании податливой крепи выработок доставки рпзру;м-ние целиков над ними в условиях большого горного давления прмродит к изменению размеров и сетки расположения выработок выпуска по площади очистных блоков.в результате чего возникают новые закономерности истечения сыпучего материала,заключающиеся в том,что над сближенными отверстиям формируется общая фигура разрыхления, высота которой (при одинаковом количестве выпущенного материала) больше высоты фигуры разрькления,характерной для обособленного отверстия; в результате она быстрее достигает контакта с разуСкотяач-щими породами и начинается более раннее их примеятвэниэ к руде. При этом извлечение чистой руды до начала разубоаивашя уменьшд-ется примерно з 1,5 раза,

5.Обоснование годкоичлыгой ехзми рззгэтия добычи п ларзрабс-?-ки руды при отработке, с закладкой сирпЛотсгшого пространства них месторождений неустойчивых руд обоспояисаэтся использоп*;н::зг° резервов,связанных с применением заполнителя «врдзазрх е;хсбП оптимального гранулометрического еостаза,оптимальных производитель-ности очистного забоя и параметров гздровая.ледо'шой сисявщ, г. также учетом особенности совместного дофоршровамая рудного и закладочного массивов,заклпчащейся в том, од яредвд прочносги твердеющей смеси зависит от величины ее предваритолыюГ» деформации-

Научная новизна работы заключаетел э:

- новом подходе к обоснования вариантов схем развития дебита « переработки руды,базирующемся на анализе потоков денежных средств за весь период отработки месторождения (группы месторождений)(изменении бортового содержания железа,я также гзомеханических и технологических особенностей эксплуатация местгроядяния и ущерба от подработки забалансовых запасом полезног- "."копаемого;

-установления закономерностей изменения показателей извлечения,

металлургической ценности руды,прибили,дифференциального горного дохода, интегрального эффекта в зависимости от горно-экономичееккт ус-

ловиП отработки месторождения,а теисте закономерностей изменения способа и глубиш переработки железорудного сырья различного качества.

Практическая ценность работы состоит:

- в обосновании схем развития подземной добычи и переработки руды в Кривбассе,предусматривающих комплексную разработку месторождения, базируюс^тося на использовании забалансовых запасов телезрудного сырья за .счет уменьшения содержания железа в добытой руде и сннте-нйя бортового содержания железа.По сравнению с добычей природно богатых руд без обогащения снижение,например,бортового содержания железа с 4&£ до 40 и 35% позволяет получить дополнительный интегральный э^ект равный соответственно '792 и 1589 млн.руб при глубине разработки 1000-1500 м,цене чугуна 65 руб/т и нормативе эффективности для приведения разновременных затрат равном 0,05;

в установлении области применения систем разработки с закладкой и обрутаениам руды и вмещающих пород п условиях отдельных рудников;

- я улучшении показателей извлечения полезного ископаемого в результате практического применения предложенной методики прогнозирования показателей извлечения руды при выпуске ее под обрушенными породами;

- в создании пакета программ для расчетов на ЭВМ показателей извлечения полезного ископаемого и прибыли с целью выбора оптимальных конструктивных и технологических параметров системы разработки с обрушением рулн и вмеп|а»щих пород.

Достоверность научных положений,выводов и рекомендаций обеспечена удовлетворительным соответствием теоретических зависимостей и практических данных,объемы выборок которых допускают погрешности не более 10?; при уровне достоверности 0,9-0,95,обоснована теоретическим доказательством научных положений,применением эффективных методов математического ноделнрогтш текпнкд-окопотнюетк по ка-

зателей, сводящих до минимума искажающее влияние неучтенных факторов.

При решении поставленных задач применялись конкретные методы исслепоьаний -.техпико-эканоми ческий, экспериментальный, рас четно-аналитический и корреляционно-регрессионный анализ,а также экономико-матемэтичисное моделирование.

Реализация цасюты.Ыетодика и расчет экономической целесообразности снижения бортового содержания железа в окисленных рудах подземных рудников Кривбасса одобрены Управлением черных металлов [1ингео СССР п использоьани Госзкспертизой Госплана СССР в экспертизе материалов по перспективе развития сырьевой базы Криворожского железорудного бассейна.

Реализация рекомендаций по размещению выработок доставки на смежных по высоте подэтажах,разработанных на основании методики прогнозирования показателей извлечения руды.при выпуске ее под 00pyitBHm2.ui породам»,в условиях ш..хт рудоуправления ни.Кирова <1|:ониьо!(сть-еш<ого об(,единения "Криьбассруда" позволила повысить качество добываемой руды и получить фактический экономический эОДьк* 107 тыс.руб. Ресчетний экономический зф-^кт по рудникам Крие'басса составляет клн.руб в год.

Апробация работы.Основные положения диссертационной работы обсуждались в период 1982-1089 гг. на Всесоюзных, Республиканских и эузодеких научно-технических конференциях,а также на совещаниях участников программы "Туда" (г.Кривой Рог).

.Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в двух монографиях и 22 статьях. Новизна отдельных решений защищена тремя авторскими свидетельствами.

А^серт&ция состоит из введения, семи разделов и заключения, изложенных на 359 листах машинописного текста, содержит 95 рис., 64 табл., список литературы из 125 наименований.

10 ■

АНАЛИЗ ГОРнО-&1ЮНОШЧЕС1ШХ УСЛОВИЙ ПОДЗЕМНОЙ ДОШЧН И ЗАПАСОВ ЛКИСЯШШ ШЕ31ШХ ВД.СТШТУ.НШ1 СХЕМА ИССЛЕДОВАНИЙ

Железорудные месторождения Кривбасса разрабат! шацуся подземным способом около 100 лет. Однако наиболее бурное развитие добычи железной руды здесь осуществлялось в течение последних 25-30 лет. Каждые 10 лет горные работы углубляются на 17С-200 м. С увеличением глубины разработки изменяется горно-техническая характеристика отрабатываемых рудных залежей:увеличивается проявление горного давления, ухудшаются сыпучие свойства обрушенной рудной массы и др. При этом изменяется структура:себестоимости добычи руды и растет ее уровень, изменяются рудные площади и объемы добываемой рудной массы,содержание железа в рудном массиве. В главе приведен сопоставительный анализ подземных рудников по уровню производительности труда,себестоимости добычи руды и прибыли.

Суммарные эксплуатационные запасы железорудного сырья,определь-юцив как годовую производственную мощность,так и срок существования подземных рудников при бортовом содержании железа 4Ь и менее процентов могут быть найдены соответственно из выражений 0э~С1э6=£1г& 'К и 0а-Дгб'К$+Дйз6+(1зп • Оэб • @гб - соответствии,

эксплуатационные и балансовые запаси приррдно богатых руд;.К^д~ коэффициент выхода рудной массы при отработке прирощю богатых руд; Д03§ "Йг5 Д^дб " прирост эксплуатационных запасов за счет снижения содержания железа в последней дозе выпуска,что приводит к увеличению коэффициента выхода рудной массы, на величину А» Оэа _

эксплуатационные запасы руды.потерпшой при отработке вышележащих горизонтов; = Кдк - эксплуатационные запасы окислен«,« кварцитов; 0„ , О- балансовые запасы соответственно потерянных ранее руд и окисленных'кварцитов; Н<|п > И^ - коэффициент выхода рудной массы при отработке соответственно ранее потерянных руд и скислетгых кварцитов.

•• Уменьшение бортового содеркания железа с *1о% до 40 и но-

зволяет увеличить количество металла • в балансов?« запасах полезное ископаемого в 1,70-1,84 и 2,72-3,05 раза при глубине разработки (М) 1000-1500 м и в 2,09. 2,18 и 3,69-4,05 рпза при ¡1 * 200-1500 м.Соот-ветстпенно увеличивается, срок устойчивой работы горных предприятий.

При атом возмо'н»' слелутн|ив схемы развития горных работ:

И отработка природно богатой руды па глубину до 2С00 м,что трз-бует осуществления генеральной реконструкции подтвмннх установок рудников;

21 отработка месторождений в интервале глубин 1000-1500 н П1г: бортовом содержании 46, 40 и ЗЬ? о ссотгстстгскпсй компеис:'.-

нией мощности в пер'-т-'•. случаях;

31 отрпботкз м'У ••-гО'»декиП ~ предела;- глубкм РООЛ-СО ;: гт'"< Аортовом содержании железа 40 и ЗЬ^. с бояло'.':;':-:-', ■._• дсб;1^- :: цСо;.'-н^ние всех ресурсов железорудного сырья На срт- г1;;уР:";л,::

Кгггпоп схем;) предполагает г-чи"С!'.?льисс соч бстт:и с обрупг.чп-'пм и закладке:! !?ь,::а;'гт,энного я уангт-. . ••. '■'•¡у^. сортировпи на прияахтгогя С ЧЭЛг'О 'П^.^ЛСГ'Г.Л -мрттс"; С со

держание;: "олоза 57 и белее пронзится.

При разработке нес.тор'Г'иеимй систвмют С ! ¡; п::. >

гапггих пород металлургическая ценность- дсбьтоА эдднг-Й ггпси с-ппс-Л" • ляется прежде всего правильной орггс.'ПстггзП йрзиасса пжуска? Рлс-мощность че достнхония требуемых с точкн эр"51я;д тсор",г, ияп'сра мерор. вкпускшх отверстии и сот;;;: !!:■;■ рзспомсчент определяет«: "Т<-имт'м влиянием принятых технических рагеппй (птс?т!л лодсталп.г*пп крепи наработок доставки,п такт* расетоянга кдаи. спссоб со.да-

кия ломпенсапномного пространств" и др.) и гесмехаиическпкп особгп-ностпми разработки ¡глубина ведешш гор;:ых рабе?,крепость и устойчивость руды и в»<л>т?'щих пород,сыпучие свойства отбитой руды и аясор:>-ю'ней породной ипекн и др.1» При зточ в больяинеггл случсеа оСесп?«^-ние проектных (нормативных"! размеров шрвботок запуска у, сетки кг располочения треб'.'-ст осуществления дополнитсяьчет зг.трдт„готово

часто оказываются неприемлемыми.Поэтому необходимо проведение спе-ци&йьн!Ле Яеследований по установлению влияния отклонения фактических параметров выпуска от проектных (нормативных) на показатели извлечения запасов полезного ископаемого и результаты производствеино-хоэяйотнВнной деятельности горного предприятия.

При разработке мо-дных месторождений железных руд на больших глубинах системами с закладной выработанного пространства важными являются вопросы выбора рационального состава закладочного материала и схем закладочных работ с учетом деформационного взаимодействия породного Й закладочного массивов и фактора времени. При этом в одних случаях (отработка криворожских залежей на глубине 1000-2000 м1 проблемой является оптимизация параметров системы разработки и гвдро-

Г N '

закладочных систем,а в других (Яковлевский ргудникЧ определяющими являются допустимые деформации земной поверхности с целью обеспечения нормативных экологических характеристик региона,Учет этих факторов, интегрированных В. схемы развития добычи руды дозволяет более полно !( комплексно учесть уровень эксплуатационных и капитальных затрат, количественных и качественных результатов деятельности предприятия (объединения^ и ущерба,связанного с подработкой потенциальных природных ресурсов,'лзълтием из сельскохозяйственного оборота земель и др, ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ШРЕДООТЩ ПОКАЗАТЕЛИ ЮЖЧЕШЯ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО ПШ СИСТЕМЕ РАЗРАБОТКИ С ОБЩЕНИЕМ ВДН И НАЛЕГАЩ1Х ПОРОД

На рудниках Кривбасса для крепления выработок доставки при системе разработки подэтажного обрушения применяется,главным .образом, арочная податливая крепь - Типа УПК или однониркульная.Нри ее применении ц начальной стадии выпуска руды средний диаметр выпускного отверстия составляет 1,16-1,24 м по сравнению с нормативным 1,6-2 м, а. расстояние между парными выпускнпми отверстиями пблизи выработок доставки составляет 2,8-3,Р.м при нормативном его значении 5-6 м, В результате исследования влияния отклонения размеров'й сетки распе-

13 .

ложения выработок выпуска от нормативных на показатели извлечения установлены новые закономерности истечения сыпучего материала. Так, при равномерном расположении выработок выпуска над ними формируются обособленные фигуры разрыхления. При выпуске рудной массы из внпуск-шгх отверстий,попарно размещенных вблизи выработок доставки,формиру-ется общая фигура разрыхления. При равных объемах выпущенного Материала высота этой фигуры больше высоты обособленных фигур раэрЦхяе-ния.В результате,при неравномерном распределении выпускных отверстий фигура разрыхления быстрее достигает контакта с налегающими породами и начинается более раннее их примешивание к руде. Это й является причиной ухудшения показателей извлечения полезного ископаемого.

На основании выполненных исследований разработана и предложена методика аналитического определения показателей извлечения при выпуске руды под обрушенными породами,учитывающая влияние большого количества факторов, В соответствии с этой методикой при отработке одного подэтажа (см.рис,1а) и равномерном распределении полезных компонентов в оорушаемом рудном массиве коэффициент выхода рудной массы К(| .содержания полезного компонента в добытой руде и ее розу-боживанио с учетом добычи полезного ископаемого из нарезных работ и подсечных (отрезных камер) определяли из выражений

(I)

С}, = (^р Урр + 15"р Vа г + Л "15-резвНаР)/(У;УР++Л^(рез ЭН2) (2) к = ^п/^р'Ур^гЛ+Л ТрМНг) * <31

где Тр , Тр - плотность руды соответственно з разрыхленном состоянии и в массиве; Тп - плотность разубоживающих пород; Ур - объем извлекаемой руды

Ур +2др + 2дс{-У„ (4)

\Л/ - объем фигуры выпуска.усеченной плоскостью выпускного отверстии;

расстояние мезду выработками выпуска в ряду (вдоль выработки доставки); 3 - расстояние мезду выработками доставки,Г -содержание

г 7 1 J

А У

.Схеда к расчету показателей извлечения при Отработке од ного (еЛ и двух (б.в'1 подэтажей:Г-1, П—11, дх1—¡Я -поверхнр стк (плоскости'1 взаимодействия смежных выпускных отверс тий; 1У-1У - поверхность контакта обрушенной руды с нг;-легвюкими породами ;■ У-У - горизонтальная плоскость,разделявшая массив руды на две равные частч по высоте; Р,

Рг -содержание полезного компонета соответственно в ни ней и верхней частят рудного массива; I -образующие воронки выпуска;2- поверхность расчетной йягуры выпуска; 3- расчетный объем пород; 4 _ расчетный объем извлекаемой (ранее потерянной-! руды; б,в - шахматное и соосное расположение выработок на смежных подэтажах

полезного компонента в раэуботигодащих породах; Л - доля руди,добитой из нарезных пнработок и отрезттх (подсечных) номер; У„ - обт«м приметанных к рудо засоряющих пород.При горизонтальной поверхности кон такта руде с налегающими по роца^и (см.рис.1п)

Мг+иъ+Ш (ГЯ

Ачя расчета показателей извле"ения полезного ископаемого при от' робот ко двух подэтажей (см.рис.1б,в) в формулы (1>-(51 следует вместо Ур подставить Ур + Д Ур , ■ вместо Ур записать Уп -Д Ур ,где Д \р руды,потерянной на вышележащем педэтаче.

Правомерность предложенной методики подтверждается хорошей сходимостью полученных с ее помощью результатов,п аналогичных условиях, с результатами,полутон1»"!!: по методике академика Г.М.Малахова,Так, отклонение величины извлечения «истоП 'руды до начала разубожипания составляет 0,49-3,42* при высоте обрушаемого слоя 30-38 »4,Отличительной .особенностью является то,что предложенная методика может быть использована в условиях,отличных от. идеальнмх,когда в обретенном массиве не остается постояннь"м характер распределения полезного компонента,« также п случае отклонения сетки расположения выработок выпуска и их размеров от нормативных.Кроме того,она позволяет избрать наиболее целесообразный способ образования компенсационного пространства,обосновать место засечки подэтажей»прострпнстгсчнсе расположение выработок доставки на смежных по высоте подэтоЧах- и рациональный способ их крепления.Таким образом,предложенная методика создает дополнительные возможности для анализа .и.совершенствования технологии разработки месторождений с обрушением руды и налегащпх -пород.

Исследования показателей извлечения при последовательной отработке двух подэтажей на больших глубинах.показали,что состояние днищ блоков,размеры и взаимное расположение выработок выпуска в значительной степени определяет- показатели извлечения полезного ископаемого. При -отработке мощного месторождения, когда на ничеелеяащий приемный гопизонт проектируются днища г.те расположенных ледзтажей^прк выпуске

рудной массы изйлекается 30-51% ранее потерянной руды.Степень этого извлечения зависит от размеров и пространственного расположения выработок выпуска на смежных подэтажах.Поскольку существующая методика позволяет учесть извлечение не более 8-12,5^ потерянной руды,уровень ее потерь и разубоживания в отрабатываемых блока:; занижается.

Результаты исследований прошли промышленную проверку в условиях шахт рудоуправления им.Кирова.

. ИССЛЕДОВАНИЕ ШТОРОВ.ОПРВДЛЯЮЩИХ ЭФШШШКХЛЪ

РАЗРАБОТКИ МОДЩ ШЕЗОРУДШ МЕСТОРОВДЁНИЙ с ЗАКЛАДНОЙ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА

Kai; показали исследования,отработка малопрочнцх руд,характеризующихся коэффициентом крепости по шкале проф. !•!. М. Протодьяконов;-). f-Sl при (1=500-600 м (Яковлевское месторожденио)или4-5 при Н= 1250-2000 м (месторождения природно богатых руд Кривбасса) сопровождается значительной деформацией закладочных смесей в процессе их твердения,величина которой зависят от напряженно-деформационной характеристики рудного и закладочного массивов,размеров очистных выработок и выемочных участков,порядка отработки рудной залежи,продолжи-тзльности твердения,производительности очистных и закладочных работ. Исследования показали,что прирост прочности образцов твердеющего закладочного материала,подверженных предварительной деформации равной 2-7 и 8-12$,составляет соответственно 35-50 и 70-07%.Полученные результаты имеют большое значение для научного проектирования составов. твердейцих смесей при отработке ьалопрочных руд на больших глубинах.С учетом совметного деформирования рудного и искусственного массивов проектная величина необходимой прочности закладочного материала уменьшается на 32-70%,в зависимости, от стадии и порядка очистной выемки,что позволяет уменьшить расход цемента на 10-25кг на I Тпухого закладочного материала и затраты на 0,2-0,55 руб/т.

При применении твердеющей закладки выработанного пространства фактор времени действует в двух противоположных направлениях.Так, при снижении интенсивности разработки, т.е. при увеличении отрезка.

времени,требуемого для достижения закладочным материалом проектной прочности,уменьшается расход цемента или другого вяжущего.Учет платы за кредит и его удорожание (увеличение ставки процента) равнозначно увеличению расхода вяжущего.

Установлены основные закономерности изменения напряженно-доформи-ровшшого состояния рудного и закладочного массивов при отработке первого слоя Яковлевского месторождения заходками и лавами с закладкой выработанного пространства. Это дает возможность определять основные технологические параметры разработки первого слоя,длину очистного забоя и выемочного участка,производительность забоя,рабочую площадь рудного тела,необходимую для разворота очистных и закладочных работ, и свойства закладочных материалов,обеспечивающих управление напря-женно-дефоршрованньзл состоянием рудного и искусственного массивов. Исследования показали,что в условиях Яковлевского месторождения существует оптимальная производитегьность очистного забоя,при которой обеспечиваются минимальные смещения кровли выемочного слоя.

ОСНОБНЫК МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОБОСНОВАНИЯ

выбора вариантов производства железорудного сырья

Исследуемые схемы развития добычи руды на подземных рудниках отличаются годовыми объемами производства рудной ыассы,ее качеством, сроками отработки запасов и устойчивой работы предприятий,динамикой эксплуатационных и капитальных затрат,суммарными объемами конечной продукции.Для этих условий наиболее приемлемым критерием оценки вариантов является критерий интегрального эффекта (дисконтированных денежных потоков). Общая формула интегрального эффекта имеет вид

Э11=г[р,-(К1+С,-Д1)]В, (б)

где Н^ - результаты в денежном выражении,полученные в I -м году,исчисленные в оптовых ценах или замыкающих затратах.Недостатки действующих прейскурантных цен и в ряде.случаев их непригодность для использования при принятии управленческих и хозяйственных решений от-

те чают М.И.Агашков.И.Н Дукьянчиков.Л.А.аизерницкий.А.С'.Астахов и

другие.Результаты выполненного нами анализа показали,что использование прейскурантных цен на стадии технико-экономического обоснования схем развития железорудного бассейна приводит к недоразумениям и ошибкам,особенно при производстве разнотипной продукции-товарной руды и концентрата.Это объясняется тем,что базовые цены на основные виды железорудного сырья установлены без полного учета их металлургической ценности.Поэтому при определении результатов в формуле (6) целесообразно использовать металлургическую ценность руды или замыкающие затраты;К^Кдо^КцМ - капитальные вложения t -го

года;НдоЦ .К^Нр^ ~ 1СйпвЛ0ЖШШН соответственно в добычу,обогащение и агломерационно-доменный передел в I -м году;С4 -годовая себестоимость товарной продукции в t -м году.При.добыче природно богатых руд,направляемых непосредственно в металлургический передел С4 ; при обогащении всей добитой руды Сг ~; при выдаче

руди двумя потоками с выделением товарной руды.и сырой,направляемой на обогащение С4в(С,+дСк) й4*Ск .Цк ; С, - себестоимость добычи I т руды; 0Г , 0Н - годовой объем производства соответственно товарной руды и концентрата;^ - дополнительные затраты на селективную добычу,приходящиеся на I т товарной 'руды;. А 4 - амортизационные отчисления на реновацию основных фондов в 1 -м году; - коэффициент приведения разновременных затрат.

Исследования показали,что полная (рудничная) себестоимость добы чи I т природно богатой руды связана с годовой производственной мощностью рудоуправления (объединения) С}г . Средневзвешенной глубиной разработки (Н) и коэффициентом выхода рудной'массы Ка следующим

витрат под влиянием научно-технического

й - ежегодное уменьшение прогресса.

(V)

Затраты по обогатительному переделу окисленных железных руд подземной добычи Кривбасса,приходящиеся на I т коннептрата (С05к),на основании статистической обработки данных института "Мехенобрчер-мет",могут быть определены из следующего выражения (коэффиш»ент корреляции ^ равен 0,968^: С^.к, = 13,8507 _ 0,18385 С|с .где (}с -содержание «елеза в сырой руде.

Расход сырой руды на I т концентрата (Ир1,на основании статистической обработки данных института "Механобрчермет" для концентратов с содержанием железа 59,Ь-бО^.,может быть найден по следующей эмпирической формуле (_/> = 0,965); Пр = 3,78444 - 0,0-1759 (}с.

Затраты на агломерпционно-доменный передел,приходящиеся на I т чугуна (без стоимости железорудной части шихтьОС^ ,как показала статистическая обраоотка данных института "Укргипромез",связяны с содержанием железа в товарной руде (концентрате) следующим выражением: Сг = 159,634 - 1,734 .

Анализ Формул М,Л.Павлова,Ф.А.Барсукова,Н.Я.Лобанова и других позволил получить с ледугасуп зависимость для определения металлургической ценности руды (концентрата):

Мт, = Ц,7 " Стр.Т) " ^/98 (8!'

где Ц^ -отпускная пена чугуна; Сур ^ - себестоимость транспортирования I т товарной руды (концентрата) от рудника (обогатительной фабрики) до металлургического комбината.

Аналогично полуаем металлургическую ценность I т сырой руды

МС|= (Мн,- С0б.Кг)/ГХр-Стр.с, (9)

где М«|~ металлургическая ценность I т концентрата;Стр у - себестоимость транспортирования I т сырой руды от рудника до обогатительной [фабрики.

Металлургическая ценность мо^ет быть определена не только по видам железорудного сырья,но и по стадиям производственного цикля.Так, металлургическая ценность руды,добытой на шахте Ми = Мр —Ср.гтр »

где (VIр - моталлургичзская ценность руды,добито» не руднике; Ср>Пр -затраты ЕНепрокзподс-ГБогтно.общеруянячные и прочие произведет реюшо, в том число отчисления на геологоразведочные работы. Величины |\1с , Мт долкнн быть достаточными для покрытия материальных,

трудовых и других затрат,а такие Формирования фондов материального поощрения работников,развития производства и расчетов с госбюджетом и кредитными учреждениями.

На рис.2 представлены построенные по формулам (01 и (9) графи- , ки зависимости металлургической ценности енрой и товарной руды от содержания п ней железа. Из графиков видно,что с уменьшением содержания железа в Добытой руде увеличивается разность между металлургической ценностью сырой и товарной руды.

При производстве товарной руды ее качество является жестко планируемым параметром,что объясняется трэбованиямя металлургического п-эродела.При направлении добытой рудной массы на обогащение в ней допустимы определенные колебания содержания железа.Снизив его,мы тем самым,при прочих равных условиях,повышаем извлечение запасов полезного ископоемого.Кроме того,при повышении коэффициента выхода рудной массы дате при неизменном годовом объеме добычи себестоимость руды сникаотсл,что шщио из графиков рис.3.На рис.2 в точках К металлургические ценности сырой и товарной руды ровны,т.е. Мс =МТ. Правее от этих точек Мс < Мт ,левее -МС>МТ. Таким образом,левее точек К находится область экономической целесообразности обогащения добытой руды (там,где прибыль достаточна для накопления капитальных вложений, необходимых для строительства дробильно-обогатительного комплекса! , С увеличением цены чугуна точки К сдвигаются влево.

Экономическая неравноценность разновременных затрат и результатов при оценке проектов учитывается коэффициентом приведения В -= ^(6 где 6 - норматив для приведения разновременных затрат. Со-вервонстпопание хозяйственного механизма находит свое отражение в щи-екуссите о сущности ксффини»нта 6 в советской экономике. При

-Ч ^-vb

Ч\Ч N>0

"^V « \W 3N>

u>

./-J

£■• ¡

I

1 H

ы

этом сформировались две принципиальные точки зрения.Первая нашла свое официальное признание и закреплена в типовой, методике определения экономической эффективности капитальных вложепий.где констатируется,что приведение разновременных затрат используется только в расчетах экономической эОДйктивности вариантой и не может служить основанием для изменения сметной стоимости строительства.Сущность второй точки зрении заключается в следующем.Плата за кредит,т.е."пена времени" становится реальной хозрасчетной величиной при широком применении кредитного Финансирования и при использовании кредитной станки п качестве дисконтирующего множителя в сметной стоимости строительств!». Учитывая сложность показателя 6 .представляется целесообразным исследовать влияние его величины на эффективность горнорудного производства в сочетании с другими важными Ликторами,такими кап затраты и цены.

Проблема возникает таие при выборе планового периода.Если плановый период принят равным самому длительному сроку службы,характерному для одного из рассмотренных вариантов,то для их сопоставимости необходимо в расчеты с меньшим сроном службы и меньшими суммарными объемами производства (базовому} ввести компенсирующие затраты и результаты.При этом сравнимый интегральный эЗДект для базового варианта

Эср = Эц^Е[^к-(Кш+С1к-А1к)] В1" (Ю)

где Эиб - интегральный эффект но базовому варианту;!^ , К^.С.^ , ~ показатели-по компенсирующему объекту.

Научный,подход к обоснованию схем развития добычи-и переработки руды предполагает учет всех влияющих факторов,в том числе ущерб,вызванный подработкой забалансовых запасов полезного искипаемого и отчуждением сельскохозяйственных земель. Годовой ущерб ит изъятия земли из сельхозооорота У^ = в ,где Ц^ - ущерб на I го; 3 - площадь изымаемой земли. При равномерном распределении этого ущерба и течение всего расчетного срока суммарный ущерб от изъятия земель, приведенный к году начала эксплуатации месторождения составит

ИУ^У^'О + е)*' Т|/е , где ^ - продолжительность строительства дробнльно-обогатителыюго комплекса,лет. При выборочной отработке более богатых участков месторождения происходит ухудшение квалимег-рической характеристики оставшихся запасов более '¡здных руд,которое может быть определено как разность себестоимости Г т руды при самостоятельной разработке бедных руд (после отработки богатых частей месторождения) С, и одновременной разработке бедных и богатых руд С, ,т.е.ДС -С, -С, .Суммарный ущерб от ухудшения квплнметрмческой характеристики запасов бедных руд вследствие их подработки,приведенный ¡1 первому году эксплуатации месторождения, (группы месторождений), равен ГУ^С(ас-05)[|'(Нб)1:с"Т]/Те ■■ .гдв.Оси ов-

эксплуатационные запасы соответственно для ресурсосберегающего" варианта (при бортовом содержании железа 40 и 35%) и базового.

Таким образом,выражение (10) с учетом ущерба от изъятия земель и подработки запасов бедных руд принимает вид:

эсряЭи,>.г[р<к-(К,к+С1К-А^ (1+е)'£"т-

В том случае,если в качестве планового периода принят наименьший- срок службы объекта,характерный для одного из рассмотренных вариантов,то для обеспечения сопоставимост'-' в вариантах с большими сроками службы оцениваемого объекта необходимо учитывать остаточнуа стоимость (непогашенную часть капитальных вложений).

При плановом периоде,не превышающем глубину прогнозирования 20-25 лет,не возникает принципиальных затруднений.Однако,в ряде случаев при оценке,например,вариантов развития горнорудного предприятия (ке~ лезорудного бассейна) требуется рассмотреть весь период отработки месторождения (группы месторождений).Так,для варианта,предусматриваемого разработку окисленных железных руд при бортовом содержании железа

3:3-38%,расчетный период составляет примерно оО лет.При таком длительном периоде,как отмечает А.С.Астахов,"сложившийся инстругсктзриа

(дисконтированных затрат и эффектов), базирующийся на формула слац-ишс процентов,является довольно уязвимым средством,слитком упрощенно страдающим то действительное сплетение экономических процессов, равнодействующая которого именуется "фактором ьремени".Для устранения зтого противоречия А.С.Астахов предлагает учитывать увеличение "ценности" ресурса ;(К6) по мере его истощения пропорционально времени ^ с годовой нормой прироста 62 .которая определяется как 0С = Прогнозная величина затрат (результатов) в 1 -м года

при экономической оценке запасов изменяется на увеличивающийся во ьрамени коэффициент (I ч & ) .Формула (6) при &гом принимает вид:

= (12) гд^Бл - (ие )/(1+ег )=(ьу )" , ч е )/и+е2>-1.Аи» усю-

вий рудников Кривйаеса нами рассчитали коаффициенш увеличения "цен-восги" рудн (),добытой в 1" I о,:.у по сриьиеиид о ценность« .1 раочатнои году.И* аначеиад дл» нериоди 1960-1ШУ ¡V. приме» штш.ь»с к отработке ивстерокденая рудоуправлении шл.Кироьа нр&дстйшшац графически на рис.4 .При атом (Ц.'-С, )/(Ц, -С, ^ (Ц.'-С )/(Ц, •

-С )к ,гда Ц,,» Ц, - текущая и "будуцал" отоускн&н цена I т руды; О .С„ - себее^ ош.-оеть добыт*, руды и твкувум И "будущем" (К -(,!> расчетной года.:.

Область ьоаиоглних значьний ке па рис.4 зол 1-ркхоьшшЛЬ рисуц.— ЬВДНо,что,в зависимости от продолжительности рассматриваемого промежутка времени,коэффициент 64 изменяется от 0,03 до 0,12.Колебания значения 62 объксняится различиям! в формировании эксплуатационных затрат и качества товарной руды. Зная прогноз Динамики влияющих факторов (йг , Н , С, , Ц и до.) на предстоящий плановый период,можно прогнозировать значение коэффициента Ке ,учитывающего увеличение ценности данного вида ресурсов по мере его истощения.Поскольку на будущий период не всегда известна стратегия ценообразования,можно использовать значения 6£ и Ке .установленные для прошлого периода.

=0,07 е-о,ю е=си2.

1950 Ш5 1959 1555 i i i i

Ьлгг го 25 го

!9Г0 )Т,5 1?&Э I I 15 10

гады

Рис.4. Динамика коэффициента Ке характеризующего увеличение ценности рулм,добытой в t -м году в прошлом периоде по сравнение) с ценностьп руды в расчетном году для условий рудоуправления им.Кирова: I -Ке= (Ц, /(Ц' -С,1,( ;

2-кв= (ц;-с1К)/(цгс,>к '

На основании исследования фактора времени,геомехапических и оргя-низапионно-технологических факторов,оксплуатяииошгых и капительных затрат,количественттх и качестлешп'х результатов деятельности предприятия (объединения! ,а тпрт ущерба, вызванного изъятием из сельхоэ-оборота земель и подработкбй запасов бедных руд вследствие гнбороч-ной разработки залетей. полезного ископаемого условие окупаемости капитальных плотений для схем развития добычи руды мо^от быть представлено в следующем виде: а1_для товарной руды:

Оп " ^доб. 1

- н].ъ - КГмЛ-[¿(Н-325)/0,001вг1 Кур](1-й)п[1*с(р(СГг ' V] Он -д31+А^У^[(1+е,)/(1 * ер]* -0 цз>

где =Ц-го/Цг -индекс пен на чугун; С^ =85 руб/т - базовая иена чу-гуиа;е(р 'о(р'Ц'т/С, - исходная металлоемкость добнчИ'1 т рудн,п долях от С, расход черных металлов на I т рудн,т;о^г~с(г Цг •

исходная металлоемкость агломертгионно-доменного передела,в долях от сх ¡и^ - яксплуот<нз>онн>.'Я ртехсг, нерп»«* металлов на I т чугуна при доп'мче углл,г?'.""1сп пп"яаг.сп'!Т1>е г.акса,арлс.мс);а,'а и металлургяч««яом

и' Д.'Ш 1 ■■> IV! ^ .чг) ¡1 цудм .

переделе руды,т; - годовой объем добычи товарной руды; ДЗ -дополнительные затраты на технологические усовэрвеьствевания; о) для скрой руды:

' ЦтоЯк/98-СтР к, -Ctg к/98 (3Z -1 )j - Соб.к,

т

Е

tB0

nP -crp.c|Qrt

Решив уравнения (13) и (14) относительно Цю «находим расчетную цену чугуна,а йэ выражения (в) - металлургическую ценность товарной руды (концентрата)»обеспечивающих окупаемость капитальных вложений, предусмотренных соответствующей схемой добычи и переработки железорудного сырья при различном значении норматива эффективности для приведения разновременных затрат» Определив Ц-го( ,Мк0> »средние за плановый период,для каждого варианта проводим линии ""аа","бб" под углами равными углу наклона лИнии изменения затрат и определяем базовую расчетную цену товарной продукции по пятилетним периодам (см,рис,5).

В базовых расчетных ценах 1 учтены только затраты,связа-

нные с производством железорудного сырья,расширением или реконструкцией предприятия,Развитие социальной'сферы учтено только для предусмотренного проектом строительства,Следовательно,необходимо сформировать цену товарной рудн предприятия (Цп 1.обеспечивающую расчеты с госбюджетом,банками,а также развитие социальной сферы,предусмотренное планами экономического и социального развития странн-напри-мер,требование обеспечить к концу столетия каждую семью отдельной , квартирой и др.»пользуясь выражением: ЦП=Ц£ +-ПИ,где Пн- норматив прибыли,В соответствии с Законом о государственном предприятии (обтвдинении) и типовым положением о нормативном распределении прибыли нормативная прибыль предприятия может быть найдена из выражения ( в руб на I т руды"1:. .

Рис.5.Схема к определению металлургической ценности руды (концентрата) .обеспечивающей окупаемость капитальных вложений Мер, ,Мсрг- средние значения металлургической ценности руды (концентрата) по вариантам I и 2 для всего периода отработки месторождения; , мг - средняя величина металлургической ценности для первого расчетного пятилетнего периода

а

Р 3,руб/г 14

12.

10

А

) /УС

Л "ЯГ

*Ч1

6

"•V

(__„

2.

0,4 0,6 0,8 1,0 Ко 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 К,

за

(61 при использований п-ценности

ой

8

Р^ис.б.Зависимость суммарных затрат и результатов на I т погашаемого 1),а таете прибыли и дифференциального рентного дох< использовании прейскурантных цен (2>,металлургически товарной (3) .сырой № руды и замыкавших затрат

11>>- ГГГН17Щ----------■ (15).

где Их , Н

м - нормативы отчислений в госбюджет и гилсестояимй организации, в долях от расчетной прибыли;Н^- норматив платы за фонды,

п

в долях от среднегодовой стоимости основных промышленно-производст-венных фовдоо и нормируемых оборотных средств (Ю;Нгр- норматив платы за трудовые ресурсы на.одного работника; Нпр-норматив платы за .природные ресурсы на I т полезного ископаемого;М - среднегодовая численность промигаленно-проиаводственного персонала; -иомативный и фактический коэффициенты извлечения полезного ископаемого; Б«р- плата за краткосрочный кредит на I т руды; НфЭС - норматив отчислений в фонды экономического стимулирования,в нашем примере - в фоади материального поощрения и социального развития.

В связи с тем,что плановая цена товарной руды (концентрата) по пятилетиям неизменна,а затраты постоянно растут,то это приводит к неравномерности прибыли.Для обеспечения стабильных в течение пятилетнего периода основных экономических нормативов излишек прибыли (по сравнении со средней).полученный в течение первых двух лет пятилетки, поступает в банк и с процентами возвращается на 4-5 годы пятилетки предприятии для расчетов. Если в течение планового периода появляются возможности осуществить варианты реконструкции,более аффективные, чем те.которыо приняты за основу при определении базовых цен,полученный эффект следует рассматривать,как сверхплановую прибыль, ьегоджа ш'шшзащи покаэа'шкй извлечения гэдц пн1 :ш!уске ее под обгошешщш пьродлш

В настоящей главе приведена методика оптимизации показателей извлечения полезного ископаемого при разработке месторождений с обрушением руды и вмещающих пород и рассмотрено влияние на величину прибыли размеров и сетки расположения выработок выпуска и доставки по площади очистных блоков,высоты подэтажа,потерь руды на вышележащих подэтажах, характера распределения полезного компонента по высоте обру-шаемого слоя,бортового содержания железа в руде и других факторов.

Прибыль на I т погашаемого запаса определяли из выражений: а) при использовании прейскурант« цен ( Ц, ,1:

Пр^Н^Ц.-А^Н-Н^+К^Кп]-^' ,-(16)

29 .

б) при использовании металлургической ценности товарной руды

ПР.г= KjíUtíj/Ue-CTp.T ,-Cx^/9é)-C,[Kj(f-Kn)+Knl<gJ-43'' (№

pl при использогмгш геталлургичсской ценности сырой рудо.-, подвергающейся обогащение

-СтР.с,]-С1[к9(1-Кп)ЖпК5]-лЗ' (ш,

При использовании замыкающих затрат прибыль превращается в дифференциальный рентный доход ( Rg :

R3=Kg[25,07-0i82e(65-Q)J-C,[Kg(l"Kn)+ KnKg J (

где Kg и Kj - коэффициенты .внхода рудной мпйсы текущий п достигнутый на предприятии п.расснотриппчмом периоде времени; Р , Г -содержание челеза в рудном массиве и г> раэуботившщих породах; доли условно-постоянных затрат в себестоимости С1 .

Результаты расчетоп суммарных затрат и результптоп,при fítixn в дий-Ференчиялыюго рентного дохода престаелеим fia рис.б.Ускопия расчетоз: содержание, железа п рудном тесное я раэубочстввгещ« породах равно соответственно 54,2 и 32",; Кп =0,5; К^ =0,9; С1 =6,9 руб/т,Ц5Ма I т чугуна равна Ü5 руб/т,содержание железа в концентрате при обогащении руды 60,5"!. 11п рис.6 видно,что. мпкеимальичй. результат (сумма реализации по'соотгетстпуюгаему оценочному показателюV получен в случае использования прейскурантных цен и металлургической ценности товарной руды при К^ =0,94,а в случае иепольэйпанйя •эвмнкощих затрат и металлургической ценности сырой руды - при К^ равном 1,01-1,05,Как-

симяльная прибыль (дн^Тяренпиалышй рентный/доход*. получеМа при К с .

ó

равном соответственно 0,05-0,89 к 0,94_0,95,»При этом прибыль,кяНаемная по прейскурантным/пенам и металлургической ценности топярмой руды,отличается незначительно: при Кq равной 0,9;0,94 и 1,07 - соотвст-

\ С

ственчо на 0,49; 0,53 и i 0 руб/т, В варианте с обогпщентем добитой Г.удной массы■. прибыль.-нвйченная- по металлургической ценности сырой

30 .

руды,выше,чем прибыль,найденная по металлургической ценности товарной руды,в тех я® условия* соответственно на 1,16; 1,35 и 3,02 руб/т.При-веденвде данный свидетельствуют об экономической целесообразности обогащения добываемой руды.Ийпольэование в качестве оценочных показателей замыкающих затрат и металлургической ценности сырой руды способствует более полному извлечении запасов железорудного сырья.

На основании выполненных исследований разработан пакет прикладных программ,приведенных п приложении к диссертации.

В главе приведены примерь; выбора рационального типа крепи выработок доставки (см,рис.?! и способов образования компенсационного пространства для системы разработки подэтакного обрушения. Представлены также результаты исследования прибыли подземных рудников при различном бортовом содержании нелеэа в руде.

ОБОСНОВАНИЕ РАЩОНМЬШХ СХЕМ РАЗШПИЯ ПОДЗЕМНОЙ ДОБЫЧИ куда ПП! НЕИЗМЕННОМ БОРТОВОМ содкгалши ЖЕЛЕЗА

В главе приведена методика установления рациональной области применения системы разработки с закладкой выработанного пространства и рассмотрены вопросы использования внутренних технологических резервов системы разработки подзтачного обрушения при первичной и возможностей, возникающих при повторной разработке крутопадающих месторождений железных руд.Кривбассп. При комбинированной (первично-повторной! разработке рудных залежей,а также при снижении содержания железа в ргтубо-кенной рудной массе ниже его бортового содержания рассмотрены варианты с обогащением железорудного сырья.

Сравнивали систему разработки с закладкой и -обрушением выработанного пространства по величине интегрального зЛФектз.Рассчитанные затраты. на закладку С | сопосч-авляли с нормативными. Рассмотрим решение задачи для условий рудоуправления им.Р.Люксембург ПО "Кривбассруда" (см«рис.8,лшши И,На рисунке штриховыми линиями со стрелками показан кляч для потерь рудм при подяталном обрущент Пф рис.8 -видно,"то,если при системе разработки с обрушением разубо'чипание

100

то

*)ис.7.ГСр»'.Слл!ть при использовании арочной металли-пи типа ИМ (и' '.тно-по;.

мятного (над' и соосного (под осью абсшсс^

гд ьс.гх/г

(а^ .одноикркулыгой (б'1 Рис.8.Номограмма к определешяо экономически цзяе-« кэнолкуно-податлирои крепи для пах- . сообразной области применения системы разра-

чоской кропи типа

> крепи для

(под осью абсиисс) боткй с закладкой снрабртанкого пространства

ток доставки на смежных в условиях, сущиков ик.Р.Лякс<»Лург (1) и

_ ■■• м; На.-»«; им.Врунзе. (2); а - система разработки с об-

'•"а; т<пря У линий означают вели- тзтееииск; б - систека. с закладкой

чину потерь руды на Бызелет.ащем подэтаже "

располоче!г.;я виработо^ по н^оте^подэтатах

равно 9$,то допустимее дополнительные затраты на закладку равны 0,76 руб/т и I руб/т приР =1,3%.При больших затратах

на закладку интегральный эффект меньше,чем при разработке месторождения'с обрушением руды и вмещающих пород.Если при системе разработки с обрушением разубоживание руды равно 12% =17$),то допустимые затраты на закладку возрастают до 1,35 руб/т при Р и до

1,65 руб/т при Р -(^=1,3%. Сравнив допустимые затраты с нормативными (1,5 руб/т),можно утверждать,что в этом случае при Р =1,5% применять вакладку не целесообразно,а при Р =1,Ж - целесообразно. Таким образом.установлено.что экономическая целесообразность системы разработки с закладкой определяется как обеспечиваемыми ею показателями извлечения полезного ископаемого, так и достигнутыми при системе разработки с обрушением руды И вмещающих пород.

Исследование схем добычи руды с довьтуском разубоженной рудной массы показали,что существует оптимальное содержание железа в последней дозе выпуска,при котором,в случае вовлечения разубоженных руд в обогащение,обеспечивается максимальный интегральный эффект,увеличение срока устойчивой работы Ьрутшы горных предприятий и повышение качества железорудного Ьырья. Аля условий разработки окисленных железных руд Кривбасса в интервале глубин 1000-1500 м . оптимальное содержание железа в последней дозе выпуска равно 35%.При этом продолжительность устойчивой работы рудников увеличивается на 7 лет.среднее содержание железа в товарной продукции на 4,01%,а суммарный интегральный эффект - на 1572000 тыс.руб при цене чугуна 85 руб/т.

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ РАЗБЛТИП ИОДЗЕйЮЙ ДОБЫЧИ

РУДЦ ПРИ СНИЖЕНИИ БОРТОВОГО СОДЕРЖАНИЯ ЖЕЛЕЗА В ОКИСЛШШХ РУДАХ КРИВБАССА

В главе рассмотрены результаты исследований экономически целесо образного бортового содержания железа для группы рудников Кривбасса, на которых предусматривается добыча окисленных руд -.им.Кирова, им. К. Либкнехта,им.Ленина (с: включением рудника им.Р.Люксембург),им.XX партсгвзда (с включением рудника им.Фрунае),им.Коминтерна. Приве-

лены такче результаты экономического сравнения вариантов добичя природно богатой руды п интервале глубин 1000-2000 и при бортовом содержании железа 4&*. и добычи рудной массы иечэду горизонтален 1000 и 1500 м при бортовом содержании железа 35?,,с последующим ее обогащением,в условиях рудоуправления им.К.Либккехта.

Исследование схем подземной добычи щды П£И брртовш содержании железа 46, 40 и на гор. 1000-1500 м

В качестве базового принят вариант отработки природно богатых руд (при бортовом содержании железа 4б£1 .направляемых в металлургический передел без обогащения.В вариантах с бортовым содержанием железа 40 и 35£ в качестве'товарной аглоруды выделяется 29,4 и 17,0? добытой рудной месс»,;.Капитальные вложения в добычу руды распределяли з соответствии с расчетами института "Кривбссспровк?и,о обогащение - равномерно в течение первых пятя 2вт«Эхокота> калитп-льных вложений в агломерационно-домбнном•переделе товарной руды (концентрата) учитывали в первый год эксплуатации мэсторсяхения<,С целью сопоставимости результатов,в варианты с бортовым ссдериикгм железа 40 и вводили компенсирующие затраты и р83}*льтатыа8 ка-честпе компенсирующего объекта для базового варианта испрльзопаля' запасы руды на глубине 1500-2000 м.При этом капитальике злотешя находили п соответствии с нормами технологического провктярош-тяв Для варианта с бортовым содержанием железа 40% при определении компенсирующего интегрального эффекта использовали 5йммкбшив затрат». Цену на чугун изменяли от 81 до 100 руб/т,норматив для приведения разновременных затрат - от нуля до 0,08.

Исследования показали,что если рассматривать варияити так,как они есть,то есть .без учета компенсирующих объектов и ущерба,то для цены чугуна менее 05,3 руб/т при в =0 и менее 98 руб/т пряв «0,08 базовый вариант с суммарньм.объемом производства железа 253240 тыс.т оказывается более выгодным,чем'вариант с бортовки содержанием железа 35?, обеспечивающий вдвое больший обтем производства металла.

Схема добычи руды при бортовом содержании металла выгоднее схскы с бортовнм содержанием железа 35?. при цене чугуна меньшей 69,3 руб/т (6 = 0),Таким образом,если рассматривать варианты без компенсирующих объектов и ущерба,связанного с производством железорудного сырья,управлять сохранностью природных ресурсов можно, ууэньная норматив эффективности- для приведения разновременных затрат и (или) повышая цену чугуна (товарной руды),т.е.непривлекательными с точки зрения эффективной экономики приемами.

Интегральный оффект,найденный с учетом компенсации недостап-цйх ббьемоп производства железорудного сырья,а также ущерба от изъятия земель и ухудшения кваликетрической характеристики запасоп бедных руд,наибольший для варианта с бортовым содержанием железа 35:''» При цоке чугуна во руб/т интегралыпШ п-Иект для варианта с бортопмм содержанием железа 35^ по сравненип с базовым больше на 5332050 тыс.руб пряв =0 и на'739040 тыс.руб при6 =0,00, Кроме того,как видно на рис,9,цена чугуна,обеспечивающая окупаемость капитальных вложений,для варианта с бортовым содержанием железа 35% равна 86,4 руб/т,а для базового 95,8 руб/т приб =0 и соответственно 91,1 и 9огЗ руб/т при 6 =0,03„Схема добычи руды при бор-топом содержании железа 40Я занимает промежуточное положенно. Таким образом,на основании выполненных исследований можно сделать вывод о высокой экономической целесообразности снижения бортового содержания железа в окисленных рудах подземной добычи Крявбпссв» Экономическая целесообразность снижения бортового содержания железа возрастает при уменьшении сродней глубины разработки за счот вовлечения в добычу руд,потерянных на вдаележпвшх горизонтах в сочетании с прирезками запасов бедного железорудного сырья £ содержащего железа менее 4&*) на гор. 500-1000 м.

Сопоставление вариантов со сниженным бортовым содержанием железа в руде в интервале глубин 1000-1500 м и с первоочередной отработкой природко богатой руды на глубинах 1500-2000 м в условиях руд-

продукции,обеспечивающих окупаемость капитальных вложений для схш добычи руды fia гор. iOOO-JEOû м при бортовок содержании железа -16/, (и), 40% (б) и Э5£ (в): а, б, в -среднее содержание »елеза в товарной продукции равно 55, l'f- ; 59,7&£ и 59,92^; I - дли вариантов,как спи есть; 2-е учетом компенсирующих обьектов; 3 - с. учетом -ктеаленсирущих объектов и ущерба

пика им»К.Либкнехта показало нецелесообразность,в данных экономических условиях,отработки «есгореЧзвиил, на глубине:более 1500 ut

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации представлено теоретическое обобщение и решение крупной научной проблемы экономического обоснования выбора схем развития подземной добычи и переработки железных руд.

Основные научные выводы сводятся к следующему:

1. Длительная разработка крутопадающих месторождений природно богатых РУД Крирбасса привела к тому, что потерянная на вше расположенных горизонтах руда в сочетании с прирезками рудных запасов при пониженном бортовом содержании железа, расположенных выше отработанных горизонтов, превратились в проьмлленные месторождения ь результате изменившихся индивидуальных затрат на добычу полезного ископаемого, а также технического прогресса в области переработки железорудного сырья. Это дает возможность отказаться от преимущественного развития горних работ на подземных рудниках вглубь

и разворачивать горныз работы вверх и вкрест простирания рудных аалеаей, что позволяет улучшить технико-экономические показатели добычи руды. Реализация возникших при этом резервов позволяет рае-иирить сырьевую базу действующих рудников и на 45-50 лет отодвинуть их переход на вторую ступень подъема, требующую более I млрд. руб капитальных вложений.

2. При оценка конкурирующих вариантов схем развития и переработки железорудного сырья рациональный вариант выбирают с учетом потребительной стоимости товарной руды (концентрата) по ее металлургической ценности, найденной из условия окупаемости капитальных вложений в течение всего срока отработки месторождения (группы месторождений) на базе анализа потоков денежных средств, качественной .характеристики геомеханических и технологических Процессов, а также ущерба от подработки забалансовых запасов полезного ископаемого, иыещай место при первоочередной отработке более богатых участков месторождения.

3. Установлено, ум при дисконтировании потоков денежных ередсть

в коэффициент для приведения разновременных затрат необходимо вводить поправку, учитывающую увеличение ценности природного ресурса по мере его истощения, 'определяемую на основании анализа горно-экономической истории отработки месторождения (группы месторождений).

4. Установлены закономерности изменения показателей извлечения при выпуске руды под обрушенными породами я условиях отработки на болыяих глубинах одного и последовательной выемки дгух подэтажей при отклонении от идеальных (нормативных) размеров и сетки рвепо-ложения выработок выпуска и доставки, с учетом больеого количества факторов.

5. Установлены закономерности изменения качественных результатов разработки месторождения: хозрасчетного (прибыль) и народнохозяйственных (дифференциальная горная рента и интегральный эф$«кт}..

6. Разработан и предложен аналитический метод прогнозирования показателей извлечения полезного ископаемого при.системе разработки с обрушением руды и вмещающих пород. Особенностью предлагаемого метода является то, что он применим а условиях, когда я сбрупяе;?ом массиве не остается постоянным распределение полезного котаонента, а также в случае отклонения расположения выработок спуска от нормативных. Он позволяет также учесть потери руда на внпелмшцнх подэтажах, выбрать рациональный способ образования компенсационного пространства, обосновать место засечки подэтажей, пространственное расположение выработок доставки на смежных по высоте подэтажах и рациональные способы их крепления. Таким образен, разработанная методика создает дополнительные возможности для анализа технологии разработки месторождений с обрушением руда и налегающих пород.

7. Установлено, что величина норматива для приведения разновременных затрат, цена чугуна, а также себестоимость добычи и переработки рудной массы являются важнейшим! параметрам! при выборе рациональных схем добычи и переработки железорудного сырья. Управ-

лять сохранностью природных ресурсов можно, изменяя величину е - , глубину разработки и устанавливал научно обоснованные цени на металлургическое сырье. Сказанное становится особенно важным в период перехода предприятий на полный хозрасчет и самофинансирование, т.е. в условиях более полного использования закона стоимости.

8. Доказано^ что оптовые и внутрипроизводственные хозрасчетные цены на железорудное сырье необходимо устанавливать на основе его металлургической ценности, найденной из условия окупаемости капитальных вложений с учетом динамики экономических показателей за весь период отработки месторождения. Для определения металлургической ценности товарной (сырой) руды предложена зависимость, детализирующая затраты на добычу и обогащение руды и укрупненно учитывающая расходы на агломорационно-доменный передел.

Практическое значение £аботы .

1. Обоснована экономическая целесообразность снижения бортового содержания колеэа в окисленных рудах подземной добычи Кривбас-са. При цене чугуна равной, например, 05 руб/т интегральный эффект, с учетом увррба от изъятия 'земель и ухудшения квалиметричес-кой характеристики запасов бедных руд вследствие их подработки,для варианта с бортовым содержанием железа 35% по сравнению с базовым

( = АЬ%) больше на 5362050 т'ыс.руб при е =0 и на 739040 тыс.руб при О. =0,08. Схема добычи руды при бортовом содержании железа 4% занимает промежуточное положение.

2. Установлена рациональная область применения системы разработки о 'закладкой в условиях рудников км.Фрунзе, им.Р.Люксембург

и йкоплевского в зависимости от показателей извлечения полезного ископаемого при системе разработки с обрушением руды и вмещающих пород.

3. Доказано, что отработка месторождений природно богатых руд Крирбасса на глубине более 1500 м при существующих экономических условиях нецелесообразна.

4. Б результате практического применения методики прогнозирования показателей извлечения при выпуске руды под обрушенными породами й условиях рудоуправления им.Кирова содержание железа в добытой руде увеличилось на 0,46^,'что позволило получить дополнительную прибыль на 1 т руды равную в среднем 0,366 руб.

5. Создан пакет прикладных программ для определения в заданных условиях разработки, с учетом влияния большого количества ■" факторов, рациональных типов крзпей выработок доставки и выпуска, способов образования компенсационного пространства, высоты под-агака и др., при которых обеспечивается максимальная прибыль (дифференциальный горный доход).

Методика и расчет окономической целесообразности снижения бортового содержания железа в окисленных рудах подземных рудников Кривбасса одобрены управлением черных металлов Нингео СССР и использованы ¡'осзкспсртизой Госплане СССР в экспертизе материалов по перспективе развития сырьеиой базы Криворожского железорудного Саи.-ента.

Ь.ам.ищии разработанных; на основании методики прогнозирования ¡шназатйлей извлечения .руды при выпуске ее под обрушенными нородаии ряконсндацни но размецению выработок доставки и выпуска на с.лежннх но высоте ноцзтажах в условиях' шахт рудоуправления >ш.<;.1рийа позволили ноьысить качество добываемой руды и получить фактический экономический эффект 107 тис.руб. Расчетный энонош--к;-,и ¿{„¡«к? ни рудникам Криьбаеса составляет около 1,2 млн.руб.

И'® научные резуиьтиты, наложенные в диссертации, опу-олчиовйни В (Мшяуыцих статьях и монографиях:

1. Хомлкой Б.И. Повышение ¿фиктивности подземной разработки |.уд черных 14«'1'аллсв.-11. ¡Недра, 1Ш9:.-Ш с.

Хомнкоь is.il. Зарубе,лнии опит закладки на рудниках.-Ц.; »сдИЧ^-Щ.-йМ с.

3. Хомяков В.И,,Летая В.В.,Водьдыан Д.М. Пути снижения потерь и разубоживания руды при подэтажном обрушении//Горный журнал.-I988.-JW.-C.35-37.

4.Влияние интенсивности выпуска руды на технико-экономические показатели системы подэтажного обрушения/В.Ф.Лавриненко,В.И.Хомяков, О,А.Хивренко и др.-В кн.¡Разработка рудных местороадений.-Киев:Техника,1970,»10.-С.3-6.

5. Хомяков В.И. Методика определения оптимального извлечения руды при выпуске ее под обрушенными породами/известия вузов.Горный журнал,-1988.-М.-£.37-43//Советский горный журнал.-Индия: Оксониан пресс,1988,M (на англ.яз.).

6. Хомяков В.И. Совершенствование хозяйственного расчета на рудниках черной металлургии.-В кн.Разработка рудн,месторождений.-Киов : Техника, 1988 ,)М6. -С. 3-5.

7. Хомяков В.И. Особенность отработки первого слоя Яковлев-ского железорудного месторождения.-В кн.-.Разработка рудн.месторождений. -Киев '.Техника, 1979,^28.С.12-1?.

8.0 системах разработки Лковлевского месторождения/Г.М.Малахов, В.И.Хомяков,А.Д.Маховский и др.-Горный журнал.-1973.-Ю.-С.6-10,

9. Лаориненко В.Ф,,Хомяков В.И,,Хивренко О.А. Снижение разу-бокивания и потерь руды при системе подотажиого обрушения/Дюлле-тень ЦНИИ. ЧИ.-1970.-#20 .С.25-27.

10. Изыскание рациональных составов твердеющих смесей и схем закладочных работ в условиях Яковлевского рудника/В.И.Хомяков, А.Д.Маховский,В.И.ШпоньКо,И.В.Искренно.- Угольная и горнорудная промышленность.Реферативная информация.-1977.-№Н.С.22-24.

11. Хомяков В.И.,Ыаховский А.Д.,Шпонько В.И. Выбор рациональных составов твердеющей эаклвдки//Горный журнал.-1978. -1Я. -с.за-з4.

12. Хомяков B.U. Методика оптимизации затрат при трубопровод-

ном транспортировании твердеющих смесей,- В кн.¡Тезисы доклздоэ Всесоюзной научно-практической конференции "Развитие прогрессивных методов разработки месторождений железных и марганцевых руд УССР и применение их на предприятиях отрасли".-Кривой Рог: НИ ПИ, 1983.-С.34-35.

13. Хомяков В,И. Эффективность технологии разработки богат:« железных руд.-В кн.¡Тезисы республиканской научно-технической конференции "Совершенствование совместной (открыто-подземной) разработки рудных месторождений".-Кривой Рог,1984.-С.144-145.

14. Хомяков В.И. Оптимизация затрат при трубопроводном транспортировании -твердеют,ж смесей.-В кн. Разработка рудн.месторождений.-Киев:Техника, 1964,K3Ö.-C.54-60.

15. A.c. I2QB259 (СССР).Способ проходки выработок. Соавторы: А.Д.Маховский, В.Д.Гуров, П.А.Абашин. Заявлено 29.04.8-i,

№ 3735904/22-03. Опубликовано.30.01.86.Б.И. ??4.

16. A.c. 1232803 (СССР). Способ разработки месторождений полезных ископаемых. Соавторы: Д.М.Вольдман, А.Л.Мяккур, П.А.Абаиип, S.A.Волошина, В.М.Ратулный. Заявлено 30.II.84, № 3818081/22-03. Опубликовано 23.05.85.Б.И. J?I9. . .

17. Устойчивость очистных выработок а сложных гсрно-гёологи-ческих условиях/В.И.Хомяков, Н.Е.Хомяков, А.Д.Маховский, Л.И.Кондратьев.-В кн.Разработка рудн.месторождений.-Кгез ¡Техника, 1977,, №24.-С.31-34.

18. Н.В.Хомяков, В.И.Хомяков, А.Д.Маховский. О зоне пластического состояния массива пород.В кн.-.Разработка рудн.месторояде-ни й.-Киев¡Техника,1980, №30,-С.20-24.

19. Хомяков В.И,.,Захари Дж. Лабораторные исследования твердеющей закладки.Горный'исследовательский центр Горного Управления Канады, 1974.-24 с.(на англ.яз.)., ' .

20. Анализ трудовых затрат при выпуске „я доставке руды з

очистных блОках/В,И.Хомяков, В.Ф.Лавриненко, О.А.Хивренко,

B.Л.Коря, Ю.А.Удоденко.-В кн.¡Разработка рудн.месторождений,-Киев.'Техника, 1971, №12. -С. 43-4В.

21.Хомяков В.И..МаховскиИ А.Д..Шпонько В.И. Технология отработки трещиноватых неустойчивых руд с предварительным упрочнением массива.-В кн.'.Разработка рудн.месторождений.-Киев:Техника, 1983, Юб.-С.80-84.

22. Хомяков В.И.,Маковский А.Д.,Гуров В.Д. Выбор параметров комбинированной отработки месторождения шахты "Молодежная" Донского ГОКа.-В кн.¡Разработка рудн.месторождений.-Киев¡Техника, 1985, МО.-С.52-58.

23. Хомяков В.И,, Махрвский А.Д., Шпонько В.И. Деформационные свойства закладочных материалов для условий Яковлевского рудника.-В кн.Разработка рудн.месторождений.-Техника, 1906,М2,-

C.21-24.

24. Крепление выработок горизонта доставки/В.И.Хомяков, А.Д.Маховский, В.Д.Гуров, В.Г.Дудко.- В кн.¡Разработка рудн.месторождений.-Киев ¡Техника, 1987, Ш.С.27-31.

25. A.c. 446589 (СССР). Рабочий орган цепного траншейного экскаватора. Соавторы: В.П.Пашин, Г.И.Пепелев. Заявлено 13.11.72, № 1845039/29-14. Опубликовано 15.10.74.БЛ1.??38.

26. Отработка неустойчивых хроштовых руд месторождения шахты "Молодежная/Хомяков В.И., А.Д.Маховский, В.Д.Гуров, В.Г.Дудко.-В кн. ¡Соверш.подзем.разраб.местором.руд чер. и цв.мет. Материалы Всес.научн.техн.конф.,Алма-Ата, 26-28 сент.1984.-Алма-Ата,1986.-С.103-104.

27. Хомяков В.И., Шпонько В.И. Выбор рациональной схемы подготовки моврщх рудннх месторождений//Горный журнал .Известия • вузов. 1977.-М.-С. 3-6. ^

Соискатель . ' В.И.Хомяков

ВТ 90934 1С.11.1989 г. РТЛ КГРИ, Кривой Рог, ул.ХХП партсъезда,II. Зак. №¿>10, Тираж 100 экз.,объем 2 усл.печ.л.