автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Оптимальное управление полнотой извлечения разведанных запасов полезных ископаемых из недр на подземных рудниках цветной металлургии

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НШ '

ИНСТИТУТ ГГОЕЛЕ.М КОШЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ .КЕДР

На правах рукописи

УДК 622.34.342:553.045

.ШС?Л1\0Ъ Александр Александрович

0!ТТИЬ1^Я.ьНОЕ ПОЛлОТО^ ИБВ.^ЧЕНИЛ РАЗВ'ч^ННЫХ

ЗАПАСОВ ПОЛЕЗНЫ* ИСШШ5Ж ИЗ НЕД? НА ПОДРЯДНЫХ РУДНИКАХ ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

Специальность 05.15.02 "Подземная разработка месторождений

полезных ископаемых"

Автореферат д-.осзргацик на соискание ученой степени доктора технических юук

Москва - 1922

Работа выполнена в Институте горного дела Академии наук Республики Казахстан

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук . Л.З.Еыховский

профессор,доктор технически наук Г.Г.Ломоносов

профессор, доктор технических наук Е.И.Панфилов

Ведущая организация - Институт физики и механики горных пород Академии наук Республики Кыргызстан

Защита состоится " М " ¿¡шЖ/ЯрЯ/ 1993 г. в 40Г

час.

на заседании Специализированного совета Д 003.20.01 в Институте проблем комплексного освоения недр Российской академии наук

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института

С

Диссертация разослана " {{ " ^ШШк)^ 199^ г.

Ученый,секретарь СпециализированнаЕо--еевгтя" . канд.техн.наук И'Богдан°в

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. ПРОБЛЕМЫ

Актуальность проблемы. Оптимальное управление полнотой извлечения разведанных запасов полезных ископаемых из недр - одна из вашшх проблем горной науки и практики, успешное решение которой могло бы заметно улучшить результаты работы горнодобывающих предприятий и отраслей, снизить неоправданные потери минерально-сырьевых ресурсов, продлить срок деятельности рудников и пахт. Однако, несмотря на многолетние исследования в отой области, существует много острых вопросов, на которые пока не получены удовлетворительные ответы.

В настоящее время главным рычагом управления минерально-сырьевыми ресурсами являются параметры постоянных кондиций, с помощь» которых разведанные запасы подразделяются по своему народнохозяйственному значению на балансовые и забалансовые. Но принятому порядку обоснования и применения кондиций свойственны: низкая точность расчетов и неоперативность процедуры их пересмотра, отсутствие взаимной увязки кондиций,устанавливаемых на разных объектах,их неоптимальность и нечувствительность к постоянно меняющимся внутренним и внешним факторам, несогласованность собственных интересов предприятий и государственных интересов в бережном отноиопии к богатствам недр, недостаточное внимание к вопросам пространственно-координатной привязки кондиций и связанных с ними решений, обеспечения сохранности определенной части запасов для будущей их разработки, оцннки надежности получасшх результатов и пр. Бее это свидетельствует о недостаточной системности управления полнотой извлечения разведанных запасов из недр, что наносит огромный ущерб экономическому потенциалу общества.

Отрицательное влияние отмеченных недостатков наиболее сильно проявляется в сложных и весьма разнообразных условиях эксплуатации месторождений руд цветных, редких и благородных металлов.

Положение усугубляется начатым в странах ОН* переходом к рыночной экономике. Созданная научно-методическая и нормативная база по обоснованию промышленных контуров рудных залежей ориентирована на жестко централизованное управление работой предприятий и отраслей. А это противоречит сегодняшним и тем более завтрашним реалиям, когда хозяйственные решения должны будут приниматься под воздействием как государственных регуляторов, так и рыночных факторов.

Сказанное позволяет сделать вывод об актуальности исследова-

ний, направленных на повышение управляемости и оптимизацию контуров разработки рудных залеяей исходя из реальных перспектив работы горных предприятий б рыночной среде и острой необходимости принятия ка практике системно обоснованных решений.

Цель исследований состоит в дальнейшем развитии теории и методов оптимального управления полнотой извлечения разведанных запасов полезных ископаемых из недр на подземных рудниках цветной металлургии на основе системного подхода к решаемой проблеме и с учетом особенностей работы горных предприятий в условиях регулируемого рынка.

Идея работы заключается в том,что задачу оптимизации полноты извлечения разведанных запасов полезных ископаемых из кедр предлагается решать с системных позиций, как задачу оптимального управления взаимосвязанными и взаимообусловленными параметрами горнотехнического комплекса, которые обосновываются в рамках специально созданной системы принятия решений, обеспечивающей наиболее эффект тивную и полную разработку рудных залеаей на протяжении всего срока деятельности предприятий.

. Методика исследований включает анализ и обобщение научно-технической информации, изучение нормативно-методических документов и практического опыта обоснования выемочных контуров на подземных рудниках цветной металлургии, теоретические изыскания путей решения проблемы с^использованием методологии системного анализа, гео-лого-математичеокоё моделирование пространственной-'изменчивости основных параметров орудензния' и экономико-математическое моделирова-. ние задач оптимального оконтурпвания и оценки запасов полезных ископаемых, аналитический, графический, графа-аналитический и вариантный методы анализа и обоснования принимаемых решений, вероятностно-статистические методы, технико-экономический анализ произвол- . .ствзннкх данных, опытно-промышленную проверку разработанных научных положений, моделей и методов в конкретных условиях.

Защищаемые положения.

I.Регулирование полноты, извлечения разведанных запасов руд цветных металлов из недр в условиях рынка осуществляется на основе разработанной системы принятия решений, включающей комплекс экономико-математических моделей оконтурпвания и промышленной оцвнйи запасов полезных ископаемых' на разных уровнях управления производством и обеспечивающей получение максимальной прибыли (рентного дохода) на протяжении всего периода экономически оправданной'дея-

тельности рудников.

2. Оптимизация параметров, опг.'еделшгдг/. полноту извлечения поле знкг. искояееглк из кедр, доотгтоегоя комплексным учетом внутренних я вневяях Акторов п сткзеврклонпоЯ таккочних

контуров В ЗОВЯСКЛООТП от ДБКа;ГЯКП прошплзнио'л ценности запасов, затрат и результатов цровэзодства.

3. Взэдскао с ярэдлсазнные кодрхй дополиито-штого управляемого параттх® - прзделню допустакс ззтр-т да щюизвадег&о коьей- . но" продукции на бэзз ,:уд::г::: ро^р^с'татл":!;'' участке:, ру.^:..'-; рол:-- обеспечивает возможности практического н опер&тхгиого соления задач оптимизация выемочных контуров я позволяет увязать интересы д гордого мййдшрйяхйя ь овиаоналгной ийнлш»-

¡^лорйДюао-оырьвБих ресурсов.

4. Предлагаемый методический подход к оценке степени риска и уровня надежности принимаемых решений с учетом вероятностных свойств геологических, технологических и технико-экономических показателей промышленного освоения запасов гарантирует стабильную деятельность предприятий в условиях рынка и предусматривает сохранение запасов с высокой степенью риска для их будуцзй эксплуатации.

достоверность научных полоу-енп";. выводоз ;т оскг;:ло;:.*т:гт::й сбсс-козанз сходимость?) результатов теоретических исследований п огшт-г.о-прожшлвнно15 проверки разработанных рекомендаций ка конкретных объектах, удовлетворительным совпадением установленных савсенмсс-теп с йзкткческаки дашгымл, опытом практического рзаешк;: зэдгач оп-■тшального оконтупивания и прсьзйиэкной оценки запасов «а рузяпкох цветной металлургии.

Новизна работы захлггзется в тс;.;, что впервые выдвигается в прорабатывается цдоя подхода к обоснованию оПтгслолыюИ полноты пс-влечения разведанных запасов полезных ископаемых из недр как к задач? оптимального управления параметра;.":; белкгой п слохуоЗ горнотехнической системы с учетом специфических усл'овий робо:ы добыва-. вдих предприятий в рыночной среде. Разработана система принятия решений, определяющих полноту и эффективность извлечения разведанных запасов из недп,' которая включает комплекс экономико-математических модолос, 0>:гг?ква!х.;пх основные уровни управления производство:.".. Предложен методических подход к сцепке коидацксидости разведанных запасов с учетом вероятностных свойств вх гзол гпческих, техноюгичеекпх ;; оконокическнх характеристик. 7анн рзкгуондэцви по запасосберег.енип полезных ископаемых на действующих рудниках.

Практическая ценность работы состоит в том, что реализация разработанных научных положений, моделей и методов системной оптимизации важнейших решений, определяющих полноту-и эффективность извлечения разведанных запасов полезных ископаемых из недр, гарантирует стабильную экономически оправданную деятельность предприятий в условиях рынка и соблюдение интересов 'государства и общества в рациональном использовании минерально-сырьевых ресурсов.

Лично автором:дана критическая оценка современному состоянию теории и практики управления полнотой извлечения разведанных запасов с применением параметров постоянных кондиций; разработаны научные положения по системной оптимизации полноты извлечения руд цветных металлов из недр с учетом особенностей работы предприятий в рыночной среде; решены вопросы геолого-информационного обоснования выемочных контуров рудных залежей с применением геолого-ма-тематическнх моделей изменчивости параметров оруденения;разработа-ны:метода повышения достоверности оценки качества полезного ископаемого в недрах, метод пространственно-координатной привязки выемочных контуров, систем и технологических схем разработки рудных залекей, комплекс экономико-математических моделей для оптимизации полноты извлечения полезных ископаемых из недр на разных объектах и уровнях управления производством, рекомендации по запасосбзре-женгоэ-полезных ископаемых на действующих рудниках и способ осуществления запасосберекения при подземной разработке крутопадающей зале;хи, методический подход к оценке кондиционности запасов полезных ископаемых с учетом вероятностных свойств их геологических, технологических и экономических характеристик; проведены практические расчеты по обоснованию оптимальных контуров разработки рудных залекей на ряде рудников цветной металлургии Казахстана.

Реализация работы.Результаты выполненного исследования использованы в проектах "Методики оптимального управления полнотой и эффективностью извлечения запасов руд цветных металлов из недр при подземном способе добычи"(Алма-Ата.Москва,1985)."Методики геолого-экономической оценки запасов выемочных единиц на рудниках комбината "Каззолото" (Алма-Ата,1986), в "Концепции системной оптимизации кондиций и контуров разработки рудных залежей" (Алма-Ата,1989) и проекте "Методических положений по обоснованию дифференцированных параметров постоянных кондиций" (Алма-Ата,1990). Они частично отражены в Кодексе Республики Казахстан о недрах и полностью вошли в методическое обеспечение САПР-рудник, создаваемое в ИГД АН Респуб-

лики Казахстан. Рекомендации по улучпекию промышленного использования запасов полезных ископаемых реализованы,при разработке конкретных объектов на рудниках комбинатов "Каззолото","Алтайзолото",Ак-бакапского и Бзлогорского ГОКов с расчетным народнохозяйственны:»! эффектом 2,2 млн.руб. (в ценах,-действовавших ка "момент оценки запасов).

Анпобащтн работы. Научные положения и основные результаты пс-слэдованн:; докладывались п обсугдзлпсъ на Всесоюзных совещаниях и конференциях(Москва,1583,1985; Алма-Ата,1384,1287; Сарапул,1989: Ленинград, 1991), Республиканских к Цозроспублшшскюг конференциях (Аягашк ДЭе2;;>::ез:са згал, 13б2;7асяекг, 1964;Аха«Жго ,1980 Д89Г;, на заседаниях секций Ученых Совзтое институтов ВНШИгорцвэтмет. ■ (1981-1985) и ИГЛ АН К°?ССР С1С21-1СС0). горно-ч^олог'Г'т-сгсГ. со:;-

НТО кно^и-рут* ^^езт^сг^нГПЗТ^хмеа^СХаач), в Управлении геолого-маркшейдерских работ Минцветмета КазССР(19Б7), геологической секции ЕГС Минцвеетета СССР(1989), на технических совещаниях комбинатов "Алтайзолото"(1979-1984) и "Каззслого"(1984-1989), Абаканского (1984,1985). и Белогорского Г0Ков{1986-1991), Зыряновско-го свинцового комбината (1988,1990), на научных семинарах в ИГД АН ■ Республики Казахстан (1931-1991) и в ИПКОН Российской академии наук (1992). Предлагаемая концепция рчосмзтркзядзсБ кэ аэсзлт:^ секции окопомнкл минерального сырья '¿ксвзртнс-телн'.меског^ совета ПСЗ СССР Ц990',.

По тогл дцссергзцк:: опубглковзцо 50 гл.о; оо^пд объемом бол^ 40 печатных листов, з тег.: числа 2 «окогрзгэт (одна :;з н£кс в сс\ второе в»), I брозюр?; п 9 явгорсках. евпдете; .от?'?. Под чным ру.^гедсиюм автора подготовлены и защищены 9 к .ндгтг.-'гскях дпеезртпцлв.

Исследование выполнялась по плановым темам Института горного дела Академии наук Казахской ССР в период с 1981 по 1991 гг (Я ГР

01829028978,ОТРоО129599 и др.)/

сода: РАБОТА

Современное состояние проблемы. В послевоенный период опубликовано значительное количество работ в данной, области, анализ которых позволил проел' дкть ов?липки взглядов специалистов на то,как должны окоитураштьс: и оцениваться запасы полетных ис ппаешк. в недра;.. 2тап предварительного пякоптенкя знапп:; по проблеме продолжался до сорздшпл 70-х годов. Актпгкое участие в этих р.'ботах прв-

нимали М.И.Агошков.Д. М.Бронников; Н.В.Володомонов,Т. А .Гатов, В .М. ХУрецкий, З.К.Каргажанов, А.М.Марголин.Е.О.Погребицкий,К.Л.Пожа-рицкий,С.Я.Рачковский,Д.М. Рура, В.А. Симаков, А. М. Сира зутдинов.В.И,. Терновой,Н.М.Тестер.Н.А.Хрущов и др.

Б течение 1976-1980 гг многие институты горного профиля цо заданию ГКНТ СССР выполнили обширные исследования по различным аспектам проблемы. В результате было сформировано новое научное направление - создание теоретических основ и методов определения и применения эксплуатационных кондиций, предназначенных для оконту-ривания и оценки запасов полезных ископаемых на действующих горг-ных предприятиях. Огромный вклад в его становление ш развитие внесли академики М.И.Агопшов и Н.В.Мельников. Активно и результативно работали в атом направлении Ю.А.Агабалян,Н.В.Дронов,М.Б.Естаев,Е.В. Еиганов,Е.И.Панфилов,В,К.Плеханов.М. А. Свирский Д. м.Сираартдинов, З.А.Терпогсоов,В.Г.Шитарев.М,А.Яковлев и др.

Одновременно интенсивно разрабатывался еще один важный раздел проблемы - геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых, в котором главным объектом анализа выступает месторождение в целом или их группа. Существенная роль в его развитии принадлежит Ю.М.Арсшлу, А. С.Астахову, Л, 3. Выховскому ,Н.В.Володомонову, Т.А.Гатову,С.Я.Кагановичу,А.В.Кандану,Б.К.Каргая£анову,А.Я.Кацу,Л.П. Кобахвдзе,А.М.Марголи1гу,Ю.А.Соколовскому,К.А.Хрущову й др.

Если первое из указанных направлений можно охарактеризовать как "взгляд снизу" на проблему,, когда оцениваемыми объектами якля-ются шьмочныз единицы на действующем предприятии, то второе - это "взгляд сверху" на нее,т.е. своего рода макроподход к объекту исследования. Между ними объективно существуют тесные связи, необходимость учета которых отчетливо проявилась и стала возможной только в последнее время. А до этого существовало и кое-где продолжает существовать неоправданное их противопоставление, хотя они дол-йшы допо.днять и обогащать друг друга, обеспечивая целостность восприятия и анализа проблемы.

Следует также отметить большое количество публикаций по вопросам переоценки забалансовых запасов на действующих рудниках и оптимизации количественных и качественных потерь балансовых запасов. -Ори соотносятся с тематикой данного исследования, но не впол-н"! согласуются с основной его идеей, так как контуры залегания и сама величина балансовых запасов принимаются фиксированными. Поэ-

тому в диссертации эти направления, .хотя и упоминаютоя, но детально не прорабатываются.

Оценивая современное состояние рассматриваемой проблемы, надо признать-, что огромные усилия нескольких поколений исоледователей пока не привели к ее окончательному решению ни в теории, ни на практике. Вместе с тем несомненен прогреоо научных достижений в данной области. От разобщенного изучения частных вопросов специалисты вплотную подошли к разработке теоретических оонов комплексного адаптивного управления минерально-сырьевыми реоурсами. Дальнейшее продвижение в этом направлении требует углубленной проработки системных аспектов рассматриваемой проблемы и создания; единой теории системной оптимизации промышленных контуров рудных залежей.

Теоретические основы оптимального отравления полнотой извлечения разведанных запасов полезных ископаемы^ из недр. Месторождение полезных ископаемых рассматривается как большая и сложная система,' состоящая из множества объектов разведки, промышленной оценки, проектирования и эксплуатации и входящая в оиотему более высокого уровня - сырьевую базу комбината, объединения, подотрасли.Оно же - неотъемлемая часть региональной, государственной, межгосударственной и мировой систем хозяйствования. Поэтому обязателен учет внутренних и внешних сеяззй между ее отдельными подсистемами, объектами и элементами, текущими и долговременными целями функционирования и развития производства.

Важнейшим свойством этой системы является ее управляемость, под которой понимается принципиальная возможность регулирования и оптимизации выемочных контуров, геологических, технологических и экономических характеристик запасов, вовлекаемых в отработку,особенно при.нечетких контактах рудных эалеяей с вмещающими породами.

Основная цель управления разработкой месторождений в условиях рыночной коньюктуры заключается в принятии наиболее эффективных решений, способствующих достижению наилучших результатов производства и стабильной экономически оправданной работе предприятий.Для каждого из них наиболее предпочтительной стратегией управления является максимизация получэемой прибыли, а для всей системы производства - рентного дохода:при сроке службы предприятий, приносящих этот доход, Т~тлх . Управляемый параметр А в-^, где сопредельно допустимые затраты на выпускаемую продукцию, Ц - средняя цена продажи этой продукции, играет роль системного регулятора полноты извлечения полезных иокопаемых из нздр. Здесь эффект .

предприятия оценивается величиной прибыли (при Л = I), а всей сис-

?

теш производства - рентным доходом (при а>1). Оптимальное единое для все.:: добычных объектов значение управляемого параметра Л определяется исходя из требования максимально"; экономии общественно необходимых затрат на удовлетворение прогнозируемого спроса на выпускаемую продукцию в течение заданного промежутка времени.

Данная стратегия обеспечивает не только эффективную, но и максимально полную разработку месторождений, т.е. учитывает как государственные, так и собственные интересы предприятий.

Для реализации выбранной стратегии необходимо решить целый ряд проблем, в том числе и ту, которая составляет предает нашего исследования. Средствами обеспечения ее решения являются: управляемая система (горнотехнический шшлекс) и управляющая система (система принятия решений), между которыми требуется организовать четкое взакмодоОствие для достижения поставленной цели.

На рис. I показаны подсистемы горнотехнического комплекса и взаимосвязи между ними, а в таблице - основные компоненты предлагаемой системы принятия решений.

Разная степень разведанности и технологической готовности к выемке разных участков месторождений, а такие разный уровень достоверности и детальности исходных данных, применяемых при оконту-ривании и оценке запасов, обусловливают необходимость использования для этих целей параметров как постоянных, так и эксплуатационных кондиций. Если -первые предназначены для выделения среди разведанных запасов балансовых и забалансовых, то вторые - для определения разрабатываемых в ближайшей перспективе, а также сохраняемых 'для будущей эксплуатации запасов. Те и другие увязаны с основными подсистемами горнотехнического комплекса, а через них - с технико-окономическими показателями производства, влияющими через обратные • связи на кондиции и контуры разработки рудных залежей.

Внешняя среда представлена, вышестоящими "уровнями управления, сферой потребления выпускаемой продукции, внутренним и внешни рынками, между которыми тоже действуют прямые к обратные связи, требующие своего учета. •

Для создания эффективно .действующей системы принятия решений потребовалось провести структуризацию проблемы (рис.2). В результате определились узловые ее вопросы, по которым нужно выполнить углубленный анализ. Решение проблемы - конечная цель (0) создаваемой теории. Условие ее достижения - наличие соответствующего информационного (I), ресурсного (2), технологического (3), научно-

Тис.I. Схема взаимосвязей подсистем горнотехнического комплекса

Основные компоненты предлагаемой системы принятия решений

Таблица

Уровни ! Объекты ! Средства! управления !управления!выработки!" производством! _! решений !

Управляющие воздействия внутренние | внешнив

Ыеярудничный

и т.д.

Рудничный

Внутрируд-ничный

Группа

рудников

(шахт)

Рудник (шахта)

Совокупность выемочных - " единиц

Выемочная единица

Модели, Постоянные алгоритмы, кондиции, метода, проияводи-програмш тельность

Потребность и спрос на продукцию ,цены,предельные затраты,кредиты, норма рентабельности,рентные платежи,дотации

рудников системы разработки

Постоянные кондиции,

производитель- ■>

ность рудника, системы разработки

Эксплуатацией- Цены, предельные

ные кондиции, затраты

раскройка за-

леяи,системы

разработки и

их параметры

Эксплуатационные кондиции, система разработки и ее параметры

_ I! _

методического (4) и организационно-правового (5) обеспечения. Первое делится на геологическое (1.1), технологическое (1.2), экономическое (1.3) и т.д., второе - на материальное (2.1), энергетическое (2.2), техническое (2.3) и т.д., третье - на геологоразведочное (3.1), горное (3.2), обогатительное (3.3), металлургическое (3.4). В научно-методическом обеспечении выделено общесистемное (4.1) и специальное (4.2).

Задачи, требующие решения, подразделяются на детерминированные (4.2.1) и вероятностные (4¿2.2), статические (4.2.3) и динамические (4.2.4), а также комбинированные (4.2.5). Кроме того, выделяются локальные задачи и комплексы задач. Последние отличаются тем, что в них оптимизируется целый ряд взаимосвязанных друг с другом параметров и учитывается.большее число влияющих факторов, чем в первых.

В связи с отсутствием узаконенных нормативов предельно допус-

Рис.2. Структура решаемой проблемы

ПК - постоянные кондиции, ЭК - эксплуатационные кондицнз.К -выемочный контур, ОРТ - система разработки и технологическая схема добычи, Р - размещение выемочных единиц на этаже,СВП -схема вскрытия и подготовки, ГОЛ - производственная мощность рудника, ТП - технология переработки руды, КТО! - количественные и качественные потери, КП - календарный план разработки месторождения, ПРЗ - предельно допустшя» затраты, ХБ - эап пасосбэреяепие полезшх кскопэешх, А - выемочная едкнгца, Б - совокупность выемочных единиц, С - рудник, Д- группа рудников, 3 - извлекаемые запасы месторождения

тимых затрат на внпуокаемую продукцию предлагается рассматривать эти затраты тоже как управляемые и оптимизируемые параметры. Поэтому указанные'комплексы задач увязаны с задачей обоснования предельно допустимых затрат (ПРЗ). Кроме того, в представленную схему включена задача зэпасосбережения полезных ископаемых (ЗОБ).

Срганизациошкьправовов обеспечение проблемы нацелено на создание организационного механизма оптимального управления полнотой извлечения запасов'из недр (5.1), в т.ч. на уровне предприятия (5.1.1), региона (5.1.2), государства (5.1.3), в рамках содружества государств (5.1.4) и мировой'экономики (5.1.5). Правовая его защита (5.2) достигается путем разработки, согласования и утвержде- . ния нормативных документов* регламентирующих взаимоотношения предприятий с региональными и государственными органами управления.

Рассмотренная структура адекватна внутреннему содержанию той идеальной системы принятия решений, которую предстоит создать исследователям.

' Максимизация прибыли от отработки месторождения возможна только в том случае, если разрабатывающее его предприятие на протяжении всего периода своей деятельности не будет вовлекать в добычу убыточные для себя запасы,.а все технические, технологические и организационные решения, принимаемые на практике, будут наилучши--ми (т.е. приносящими наибольшую прибыль) среди полного, а не усеченного, как обычно, множества альтернативных решений. Отсюда вытекает необходимость постоянного контроля за соотношением затрат и результатов производства на всех участках разрабатываемых месторождений и многовариантной проработки принимаемых решений с целью выбора для реализации самых прибыльных.

Для максимизации рентного дохода требуется также, чтобы в отработку повсеместно вовлекались только .запасы с издержками производства конечной продукции меньше или равными предельно допустит.™ затратам. На этот доход большое влияние оказывает производительно-, сть добычных объектов, что обусловливает необходимость совместной оптимизации полноты и интенсивности.извлечения запасов из недр.

Значения предельно допустимых затрат первоначально определяются на каждом действующем предприятии по издержкам производства на базе запасов худших разрабатываемых участков месторождений. Полученные таким образом оценки этих, затрат могут заметно отличаться друг от друта, что свидетельствует о неоптимальном режиме эксплуатации разных месторождений. Поэтому они должны постепенно выравниваться, а затем оптимизироваться в результате анализа их влияния 12

на основные показатели совместной работы предприятий, охваченных этим анализом.

В соответствии с установленными оптимальными значениями предельно допустимых затрат пересчитываются кондиции, меняются контуры-залегания и характеристики запасов, представляющих промышлешшй интерес, перераспределяются объемы выпуска продукции, стимулируется там, где это наиболее выгодно, рост производственных мощностей или ввод в строй новых объектов и сворачивается производство на экономически неэффективных участках, шахтах и рудниках.

Необходимость гибкой корректировки промышленных контуров рудных залежей подтверждается анализом долгосрочной и краткосрочной динамики кондиций, показанной на рпс. 3. Для существующей практики типичны ступенчатые ах изменения в сорону снижения чориз весьма иродолжителыше промежутки времени. Кондиции (в данном примере -промминимум) в наибольшей степени учитывают фактическое состояние производства и экономики (т.е. становятся номинальными) только в моменты их утверждения. Чем дальше отдаляется этот момент, тем больше их взаимное несоответствие.

Номинальное значение промминимума «¿т-лН) в отдельные периоды может превышать утвержденный его уровень или быть ниже него. Обычная ориентация на этот уровень при установлении пространственного положения выемочных контуров неизбежно приводит в первом случае к ущербу от непроизводительных затрат на разработку экономически неэффективных запасов, а во втором - к ущербу от неоправданных потерь в недрах экономически целесообразных к выемке запасов.

Отсюда следует вывод, что минимизировать обе составляющие ущерба (и за счет этого максимизировать общий эффект от отработки месторождения) можно только при строгом соответствии кондиции и всех связанных, с ними решений фактическому состоянию производства и экономики в каждый момент времени на протяжении всего периода деятельности предприятий. То есть они должны быть не постоянными во времени, а динамическими. Следовательно, на всех рудниках и шахтах необходимо организовать текущую промышленную оценку разведанных запасов полезных ископаемых с целью непрерывного отслеживания динамики их промышленной ценности, соизмерения затрат и результатов производства и использования получаемых при этом результатов д."я оптимального оконтуривания запасов в недрах.

Рентная оценка запасов с применением предельно допустимых затрат в большей степени отвечает государственным интересам, чем оцен>-.

.13

ка по прибыли. Поэтому именно эти затраты используются при оконту-ривании и оценке балансовых запасов месторождений, входящих в систему производства. Что касается забалансовых запасов, то они выделяются в недрах с применением токе единых, но более высоких предельных затрат, учитывающих неизбежный рост издержек производства, связанный с переходом к отработке все более худших запасов и необходимостью сохранения этих запасов до момента их вовлечения в эксплуатацию.

Рис.3. Динамика кондиций: а) - долгосрочная, б) - краткосрочная

ШПТ1 - периоды непроизводительных затрат

Ш

периода неоправданных потерь запасов полезных ископаемых

Изменение внутренних и внешних факторов, влияющих на производство, автоматически мечет за собой изменение выемочных контуров. Однако эти изменения не приводят к неоправдашпм потерям балансовых и забалансовых запасов, ток как для их предотвращения разрабатывается и реализугася запасосбзрогегокэ горные технологи;-:. Необходимы» для этого затраты возмещается предприятиям в виде опредс-лешшх надбавок к цека.-л па гипускаемуч продукцию, выплат из специально созданного для этих цодэЛ фонда ил.;; банковских кродптод.

Предлагаемы? подход гтгрпвлз"гго гтолггетей извлечения рэррйдчн-ны>: запасов ::з недр обладает, го ксу взгляд, рядотд дознкг. ярегхху-ществ. Во-первых, он учитывает одновременно интересы и возможности

собственнике и каждого предприятия, как их

пользователя. Во-вгори::, грс:!й1*5 "егду разрабетив«и плкианя-емыми запасами принимается "плавающей" без какого-либо ущерба для сырьевой базы. Это создает предприятиям реальную возможность для ее корректировки, если к этому будет вынукдать складывающаяся экономическая ситуация. В-третьих, контуры залегания забалансовых .запасов, которые в настоящее время устанавливаются волевым путем,по- . лучают необходимую экономическую основу с использованием предельных затрат на пх сохранение и последующую разработку. В-четвертых, гранш^к залегглшя балансовых и забалансовых запасов обо-новпзаются но по каждому отдельно взятому мссторсгздэкип, о по бср" гх соьокул-ности в рамках предлагаемо" с!;с?е:.:и принятая гонений оначала чп уровне предприятия, а затем - объединения, подотрасли I. -г.д.

Очевидно, что чем шире пространство, охватываемое таким управлением, тем больший эфс£окт от него моест быть получен.

1'етод," управления коитусами залегания к .подсчета запасов пола зголх нсконаонл. В геолого-пнформациокном обеспечении реаенпя рассматриваемых' задач предусматривается:

- расширение сферы применения методов анализа влияния кгятди-шй па колсчоствоннкз и качественные характеристики разведанных запасов;

- геолого-математическое моделирование пространственной изменчивости основных параметров орудзнения;

- опенка возмокко!; погрешности, степени риска и нагчетяоетп результатов расчетов геологических велггчпн;

- разработка х применение способов- повкаёншг пздогности оценки количественных и кзчсствзи'лгх характеристик запасов г. недрах;

- широкая автоматизация процессов обработки геологоразведоч-. ной информации.

Проведенный анализ подтвердил жесткую зависимость основных характеристик запасов, включаемых в выемочный контур, от кондиций.устанавливаемых по разведочным пересечениям, блокам, залежам, группам блоков и в целом по месторождениям. Аналитическое описание этих зависимостей является удобной формой представления геологической информации о разведанных запасах.При наличии детальных данных о технико-экономических показателях разработки запасов разных объектов в указанные зависимости в качестве управляемого параметра вводится синтезирующий показатель - прибыль (или убытки), получаемая с I т погашаемых запасов худших блоков, включаемых в выемочный контур.

Для пространственно-координатной привязки кондиций, выемочных контуров и других технических решений предлагается использовать аналитические, дискретно-аналитические и дискретные модели изменчивости геологических величин на разведанных участках месторождений. Исследования показали, что на их основе уверенно выделяются запасы с разной концентрацией полезных компонентов, разными значениями мощности и углов падания рудных залежей даже в сложных и разнообразных условиях эксплуатации жильных месторождении. Существенно важным является также резкое (в 1,5 - 2,0 раза и выше) повышение точности оценки значений геологических величин с применением геолого-математическпх моделей. Для ограничения влияния урагашшх проб на величину оценки среднего содержания металла в разведанном массиве предложен способ, основанный на использовании постепенно уточняемой модели изменчивости содержания металла, построенной по данным опробования.

Применение дифференцированных и оперативно пересчитываемых параметров кондиций многократно увеличит трудоемкость процессов обработки имеющихся данных о запасах. Поэтому необходима всемерная их автоматизация. В работе рассмотрено два возможных подхода к окон-туршзанию рудных залежей с использованием ЭВМ. Первый, традиционный предусматривает использование заданной комбинации значений кондиций,участвующих в оконтуривании. Второй реализует идею предварительного формирования полного множества возможных вариантов окоцту-ривания залежи с последующим отбором тех из них, которые удовлетворяют заданным ограничениям. Разработаны алгоритмы решения эт-их задач и предложен способ оконтуривания зоны залежи с заданной концен-

трацией ценного компонента.

Совместная оптимизация контуров, систем и гехнологических схем разработки рудных залежей. Данная задача занимает- особое место" в научно-методическом обеспечении решаемой "проблеиы, поскольку холкологпчзские аспекты оптимизации выемочных контуров рудных залежей изучены пока слабо. Наилучшее их положение может определяться • в отдельно взятом добычном объекте (блоке,панели,каглере) или по их совокупности. 3 связи с этим различаются два способа оцзшеи запасов - Д!1'К:ер«нц::роЕаьиы" (поблочной) а (ттахрпроюнн;.'" (групковоЗ). В нириок Пг'ш.счшетсл условии копдлцисшгссти зэпосов оцзшгазеуого объекта ¿^¿пилили , где «<- - условное (приведенное по стои-

¡ниОГ» / СиОхаи^лаНиб иипиппиГи глпЧ'сыи'Ш Ь ДЙНИОМ ии^йМН ; — Шли И—

пильное «ги содержание, окупающее предстоящие затраты С , приходящиеся на I т товарной руды; IX - извлекаемая ценность I т этой руды. Обе форш записи условия кондиционности эквивалентны друг другу, что доказано соответствующими выкладками.

Объективность результатов оценки запасов гарантируется для определенной системы разработки и технологической схемы добычи руды, а также при известных общерудничных параметрах - производственной глеллооти рудника, слегли воггрыти.т, способа ппргрйботтпт руг?-'

олррл^ н^О'Ч'Л* . КО'Л'урлруПЛ^Х "ОрЛОНТОЛ ЛНуТрл'ЛОЧНЛл: ОЛ—

■-""¡■Нил рол:л:Я., яо ко колул'ту а-их оцродзлаогся пары (-< ,

.1 , о. '.'у:.-- '.'.г, ::р::н1;лайлсл го , что голо-

ся ОЛРЧЯЛЯОЛОГО об: :;огуТ блтт, ЛОЛОЧпТОЛЛ ЛОЛ рязЛЛО ЪОрЛЯЛТ-Ч"<

ол. ояоляу;лллллл, Г: ото:: олоулял: сооялллллгол \олулт;л:ло по усло-лоял зплолянлл зал^'-ов ко::сглга^и:;т лорланооо ;;х ололтурллонля :: ьлт,~

п::оллля лароолал;. лроолтлл;: ойлоляЛ. „Глл ъоядо;' такой комбинации риосчьтувлстся то г.е поры величин.

При фиксированном контуре залегания -запасов и наличии несколь-:лл: конкурирующих го:лллггол лр^елтлля ролс;лг; г.лбор олг:о:ллллсго из них производится ло критерию: максимум прлс'илп (;о:гск), получаемой с I т погашаемых запасов. Натуральные и стоимостные показатели тленно этого варианта используются при окончательной оценке ко-ндипионнооти зяпяоот» оцениваемого объекта о применением указанных равенств. Коля ло оценивается несколько тчзрпантсл оконтургавяния запасов данного объекта, то для каждого из них выбнрйстся наилучшее по тогу г.с критерии проектное рекеиие, поело чего определяемся оптимальный контур с ганок:ольной сут.г.:оП ожидаемой прибили (пли ренты).

В диссертации дана наглядная графическая интерпретация дифференцированного способа оценки запасов выемочных единиц и предложена экономино-штематическая модель этой задачи. Кроме того, разработаны модели интегрированной оценки запасов, одна из которых ориентирована на месторождения с четкими геологическими контактами рудных залежей о вмещающими породами, а другая - с нечеткими.

Наиболее точные результаты оконтуривания и оценки запасов полезных ископаемых достигаются на действующих рудниках, т.е. на стадии локального проектирования добычных объектов, расположенных на детально разведанных участках рудных залежей.'В этом случае у лица, принимающего решение, имеется максимально полная геологическая, технологическая и экономическая информация. Так как ему приходится сталкиваться с разными ситуациями, возможны различные постановки проектных задач. Базовые среди них следующие: определить оптимальный контур разработки запасов выемочной единицы, выбрать оптимальную систему и технологическую схему разработки запасов выемочной единицы с их внутренними параметрами, установить оптимальный вариант размещения выемочных единиц на этаже с учетом изменчивости параметров оруденения. '

Эти постановки и их комбинации друг с другом дают в общей сложности -семь формулировок проектных задач. Среди них наиболее сложной и вместе с тем оамой полной по числу оптимизируемых параметров ' является обобщенная задача локального проектирования: определить число, длину и местоположение выемочных единиц на этаже и выбрать в каздой из них систему, технологию и контур разработки рудной залежи при соблюдении требований непревышения суммарной длиной вымоч-ных единиц заданной длины залежи на данном горизонте, условий кондиционности всех запасов и граничных запасов какдой выемочной единицы, ограничений на суммарное количество запасов руды и металлов, совместимости выбранных систем и технологий добычи с условиями залегания и .характеристиками запасов выемочных единиц, обеспечив при отом максимальную прибыль (ренту) от отработки всех запасов выемочных единиц, размещаемых на этане.

Экономико-математическая модель этой задачи имеет вид:

т

тах

(I)

при ограничениях

л и

т

¿=1 ¡¿З^гегЦ

■ - Пр^еи^х^о, (4)

1= й^Г 1ЕЗ,, 1 ей ¿^П М^АрК-^М* 5= и ; (6)

1.-1 ^ гиц

¿"Г" £Г ; (7}

■ -V I '. ¿»ч - - ГО • • 4

, 4е ^ > (9)

где I - шдекс выемочной единицы, 1=С?п; гп - максимально возможное их количество, которое может быть размещено в пределах участка залежи длиной ; ^ — индекс варианта оконтуривавия; "З*. - множество этих вариантов в '(. -в выемочной единице; t - индекс проектного решения; П.!]- множество допустимых проектных решений для I ~й выемочной единицы при !, ~м варианте оконтуривания ее запасов;Пр^В^?;^)" - Гх'пкщл суммарной прибыли (ренты), получаемой при разработке 1-й выемочной одшшцы данной , если координата ее начала равна е" п в ней реализуется ч -ое проектное решение при ) -м варианте окои-турпванпя ее запасов; .1 - дополнительный управляемый параметр задачи (системный регулятор полноты извлечения запасов из недр);хЧт-булева переменная, равная I, если в с- -й выемочной единице реализуется г -оэ проектное решение при \ -и варианте окоитуривания ее запасов, и 0 в противном случае; Е^,)- (Тункция количества то-

варного металла с индексом 5 : получаемого из запасов I -й выемочной единицы при реализации в ней ч -го проектного решения и ] -го варианта оконтуривания ее запасов в зависимости от управляемых переменных о" и £;то же, извлекавших запасов руды;М5Д-заданные значения суммарного количества г, -го металла и извлекаемых запасов руды;Р^,6^- соответственно нижний и верхний пределы возможных значений длины I -й выемочной единицы при реализации в ней г -го проектного решения и } -го варианта оконтуривания ее запасов.

. Целевая функция модели (I) - (9) отражает требование максимизации суммарной прибыли (ренты) от отработки запасов всех выемочных

единиц, размещаемых на этаже. Ограничение (2) .обеспечивает соблюдение условия непревышения общей длины разведанного участка I. суммарной дайной выемочных единиц. С помощью неравенства (3) в каждой '<■ -й выемочной единице выбирается не более одного варианта проектного решения и варианта оконтуривания запасов. Ограничения (4) и (5) являются условиями кондиционности соответственно всех запасов выемочной единицы, включаемых в отработку, и ее граничных запасов, расположенных непосредственно на выемочном контур5. Неравенства (6) и (7) обеспечивают возможность неуменьшения суммарного количества 5 -го металла и извлекаемых запасов руды по сравнению с заданными их значениями. Двухстороннее неравенство (8) отражает требование изменения в допустимых пределах длины I -й выемочной единицы при реализации в ней г -го проектного решения и ) -го варианта оконтуривания ее запасов. Ограничением (9) задаются возмозшыё значения булевых переменных задачи.

Множество допустимых проектных решений К ц содержит только те решения, которые являются совместимыми для условий I -й выемочной единицы при ] -м варианте оконтуриваг ия ее запасов. Очевиднодри разном расположении и длине выемочной единицы Р ^ состав этого множества может меняться.

Для реализаций модели предложен алгоритм и метод пространственно-координатной привязки выемочных контуров, систем и технологических схем разработки рудных залежей. Вначале задаются повариантше значения кондиций иг' определяются соответствующие границы условно-промышленных участков залежи.' Затем в пределах этих участков решается 'задача оптимального размещения выемочных единиц с одновременным выбором в каждой из них оптимального контура, системы и технологической схемы разработки. Полученные по каждому варианту кондиций значения суммарной прибыли (ренты) запоминаются и после полного перебора этих вариантов окончательно определяется оптимальное решение поставленной задачи.

Предлагаемый подход .к решению задач локального проектирования может найти применение в системах САПР и АСУ-рудник. Практические расчеты на рудниках комбината "Каззолото", Акбакайского и Белогорс-кого ГОКов подтвердили высокую его эффективность и целесообразность внедрения в производство.

Оптимизация интенсивности и полноты извлечения запасов из недр на рудничном и межрудничном уровнях управления. Данная задача является одной пз основных на стадии составления ТОО кондиций, при проектировании новых и реконструкции действующих рудников, состав-

лении перспективных планов развития производства. Необходимость ее

решения будет возникать и при анализа последствий сворачивания или расширения добычи на рудниках и шахтах, что станет обычным явлением в условиях рынка.

Здесь вполне оправдано применение известных зависимостей "запас-содержание" и "содержание-содержание", которые вводятся в различные функции, необходимые для анализа. Взаимосвязи между натуральными показателями работы рудника легко прослеживаются с помощью предложенной номограммы (рис.4).

Для экономической оценки принимаемых решений устанавливаются зависимости, отражающие влияние управляемых параметров на удельные, ^одотне и общие за вссь сро:: отработки запасов показатели работы Они вводятся в экономико-математическую модолъ, предназначенную для определения оптимальной интенсивности и полноты извлечения запасов из недр нарудничном уровне:

максимизировать эффект, получаемый от извлекаемых рудником запасов

ЭШ,М)— тах (10)

при ограничениях по:

а) расчетному сроку отработки запасов выемочного контура

КО,А)- -~->Л ; (II)

б) среднегодовым объемам производства металлов

в) среднегодовой прибыли

ПКй,АЫаи»(а)-ф.Ь))-А»Пр ; (13)

г) уровню рентабельности производства по отмотанз» к

- себестоимости

хс(0А) = Ю0 -ОрМ - ^ . ' (14)

С(0,МА с '

- стоимости производственных фондов

д) лимиту капитальных вложений

к(о,м к ;

&,тыс.т

Рис.4. Взаимосвязи натуральных показателей работы рудника П.- извлекаемые запасы руды.о^- промминимум,А -

годовая производительность рудника по руде, М то же, по металлам,. £ - расчетный срок отработки запасов Ль ^ - выход металлов с I т товарной руда

е) условию кондиционности граничных запасов, включаемых в

выемочный контур

Э'(а.А,Л)*0 , (17)

}.'.) возможным значения?.! управляемых параметров;

- извлекаемых запаоов товарной руды

§ С2+ ; (18)

- среднегодовой производительности рудника по руде

; (19)

- системного регулятора лолясгы извлечения янтасов из недр

А (20)

где Э(0,А.,А) - экономический эффект от отработки запасов, включаемых в выемочный контур; 0. - извлекаемые запасы товарной руда; А -среднегодовая производительность руднинау по руде; А - дополнительный управляемый параметр задачи; Пр^Д^к - заданные значения соответственно расчетного срока отработки запасов, включаемых в выемочный контур, среднегодовых объемов производства металлов; среднегодовой прибыли, уровня рентабельности производства по отношению к себестоимости и стоимости производственных фондов, лимита капитальных вложений; ^(й), 11.««.(й) - зависимости выхода в конечную-продукцию .<; -го металла с I т товарной руда и ее извлекаемой ценности от извлекаемых запасов (2 ;с(О,Л),Пр(Я,А)Ф(5,А')>э'(01А4А)'- зависимости себестоимости I т товарной руды, среднегодовой прибыли, стоимости производственных фондов и эффекта, получаемого при отработке граничных запасов, от 0 , Л и Л ; СГ и - возможные пределы изменения извлекаемых'запасов руды; А' и А* - то же,среднегодовой производительности рудника по руде.

Реализация модели (10) - (20) выполняется графическим путем в двумерном пространстве параметров 0 и . А вначале при А = I, пооле чего анализируется влияние системного регулятора А' на полученное рещениз и основные показатели работы рудника. По результатам анализа принимается окончательное решение о численных значениях управляешх параметров рассматриваемой задачи.

Такого по вида модель, разработанная длч межрудничного уровня управления, увязывает друг с другом основные показатели работы разных рудников с целью достижения максшального эффекта по комбина-

ту, объединению, подотрасли и т.д. Ее реализация выполняется на . ЭВМ с применением одного иа методов нелинейного программирования.

Предлагаемый подход апробирован на рудниках Архарлы Акбакайс-кого ГОКа и Бестюбе комбината "Каззолото", для которых о помощью модели (10) - (20) была доказана экономическая целесообразность снижения кондиций и увеличения годовых объемов добычи и переработки руда. .

Вероятностная оценка запасов полезных ископаемых в недрах. Наметившаяся тенденция более глубокой детализации промышленной оценки запасов полезных ископаемых в недрах вступает в противоречие с не всегда удовлетворительной точностью определения их геологических, технологических и экономических характеристик. Несмотря на это они традиционно рассматриваются как строго детерминированные * величины, что не соответствует действительности и приводит к просчетам в определении кондиционности запасов оцениваемых объектов. '. . При переходе к рынку , влияние случайных факторов усиливаетоя, так как начинают оказываться окачки рыночных цен, колебания спроса,забастовки и т.д. Вместе о. тем повышается заинтересованность коллективов предприятий в принятии надежных управленческих решений .тщательном соизмерении ожидаемых затрат и результатов производства.В связи -с этим надо признать обязательным проведение вероятностной оценки разведанных запасов в недрах.

Условие кондиционности заданного объема запасов со средним . содержанием металла X и соответствующим промминимумом вероятностной форме записывается как

(21)

или

Рф»»*^* Р, (22)

где Р - нижняя граница вероятности (уровня надежности) того, что оцениваемый объем запасов окажется кондиционным. Вероятность характеризует риск его некондиционности. Здесь величины X и Я им» и с рассматриваются как случайные с соответствующими математическими ожиданиями и дисперсиями.

Вероятность £ может быть установлена исходя из определенного отношения к риску лица, принимающего решение, или обоснована специальными расчетами, учитывающими экономические последствия риска. При высоких значениях этой вероятности ыояно говорить о тара-

Г~1 А

¿4

нтированной кондиционности оцениваемых запасов, а при низких - о гарантировашгой некондиционности. Между этими двумя крайними случаями располагается диапазон вероятной (или возможной) кондиционности запасов.

Если имеется возможность управления выемочным контуром, то при ого изменении будут меняться не только основные характеристики запасов, но я вероятность их кондиционности. Когда кондиционность (в вероятностном смысле) достигается при нескольких вариантах оконту-рпвания,предпочтение следует отдать яому из них, при котором достигается экстремальное значение одного из следующих критериев: математическое ожидание прибыли (рента); вероятность того, что сумма аоибшы (ренты) будет больше »«дянногп «>е чначеякя; 031™.™ лррбнлтт (ренты), соответствующая заданной вероятности ее превышения; дисперсия суммы получаемой прибыли (ренты). Если для каждого фиксированного варианта оконтуривания запасов оцениваемого объекта имеется несколько альтернативных вариантов проектных решений (например, систем разработки), то оптимизация выполняется на множестве допустимых их .сочетаний с вариантами оконтуривания. Выбор конкретного критерия зависит от тех предпочтений, которыми руководствуется лицо, прин;:мающег. решение, з складывающейся на производстве ситуации.

Гарантированно кондиционные запасы должны безоговорочно вовлекаться в отработку, а гарантированно некондиционные - исключаться из выемочного контура.Что касается запасов с вероятной {возможной) кондпцкошгостью, то целесообразность их эксплуатации зависит от состояния экономики предприятия и от размера экономических последствий риска некондиционности. Если эти последствия достаточно ощутимы, то оцениваемый объект должен переводиться в группу временно консервируемых и сохраняемых запасов. Высвобождаемые за счет этого средства и ресурса могут бетъ нащявлэнЕйз реализацию загасссбере-гакцях мероприятий или разработку других, более эффективных объектов.

Запасосбережение полезных ископаемых при подземной разработке рудных залежей. Вопросам запасосбережения полезных ископаемых до

недавнего времени не уделялось достаточного внат.энпя. Прежде всего это относится к забалансовым запасам, которые, хотя к признаются главным резервом расширения сырьевой базы действующих предприятий, но повсеместно теряются в огромных количествах. Неоправданно теряется и часть балансовых запасов. Изменить ситуацию можно только в том случае, если запасосбережение станет одной из основных форм

деятельности рудников и.шахт и будет предусматриваться при составлении ТЭО кондиций, проектировании, планировании и управлении производством.

Объектами вапасосбережения являются как балансовые, так и забалансовые запасы, признанные .экономически невыгодными для разработки ни с точки зрения самих предприятий, ни о общесистемных позиций, но сбережение. которых о этих же позиций признано экономически оправданным. Реализуемые на практике способы запасосберекения должны быть технически осуществимыми, экономически целесообразными и максимально эффективными.

В перечень альтернативных вариантов запасообережения входят: добыча руд и их складирование на дневной поверхности, отбойка руд и и.х магазинирование в выработанном пространстве, применение различных модификаций систем о закладкой, изменение порядка отработки запасов и др.

Источниками возмещения расходов предприятий, связанных о запа-сосберегавдей деятельностью, могут быть: суммы, поступающие из специально созданного для этих целей фонда запасообережения, надбавки к ценам на выпускаемую продукцию, банковские кредиты или сверхнормативная прибыль предприятий.

Уже известен ряд конкретных вариантов запаоосбережения, которые могут найти применение на некоторых рудниках. Так, предложен.--: -ный нами способ (а'.о. ]Л 1567773) обеопечивает сохранение запасов забалансовых руд, залегающих в висячем и лежачем боках крутопадающей, залежи и примыкающих к балансовым запасам. Однако достаточного множества технических решений по: запасообережению пока, не ооа-доно, что требует сосредоточения усилий специалистов в этом направлении. В современных условиях остро необходимы не просто оиотемы разработки, а сиотемы разработки и сохранения запасов для будущей их эксплуатации.

Для выполнения технико-экономической опенкк различных вариантов запасообережения выведены расчетные формулы, в которых учтены разные составляющие затрат на реализацию этих вариантов. Ожидаемый эффект определяется величиной получаемой прибыли (ренты), которая может быть получена в будущем от отработки сохраняемых запасов, а также экономией капитальных вложений на преждевременную разведку и промышленное оовоение запасов, восполняющих сырьевую базу. В расчетах учитывается удорожание текущей добычи из-за затрат на реализацию запасосберегаацих мероприятий. Если в качестве альтернативно-.

го варианта рассматривается система о закладкой, то затраты на закладочные работы пропорционально распределяются на разрабатываемую и сохраняемую части запасов. Когда сохранность руд достигается их складированием на дневной поверхности, в расчеты вводятся платежи за изъятие из оборота сельхозугодий, ущерб окружающей среде, возможное снижение обогатимооти складированных руд и т.д.

При определении экономического эффекта от сохранения запасов необходимо принимать во внимание влияние фактора времени. Слабая проработка этого вопроса делает актуальным проведение специальных исследований по этому аспекту проблемы.

Практическая апробация и внедрение основных положений диссертации. На Белогороком ГОКе выполнена переоценка забалансовых запасов Огнсвского рудника в связп с увеличением уровня комплексности использования минерального сырья и ростом цен на выпускаемую продукцию. Доказана необходимость снижения кондиций и увеличения годовой производительности рудника и фабрики. Разработана и апробирована методика текущей промышленной оценки разведанных запасом. Внедрено методическое, алгоритмическое и программное обеспечение автоматизированного 'решения гзолого-ыаркаейдерских задач на Юбилейно и руднике. Рассчитан и передай' на внедрение оптимальный вариант раскройки заик Ссиозшя Бзрхяе-В&йлурзигского ме^торс7денпя.

Па АхбакаНокоя ГОКе разработана и заробйровзнэ .чзтодпка дифференцированной оценки рязвсдешшк запасов кестороядзшы Арчарян. Доказана целесообразность стданяк прсммипиг.ума и увеличения годовой производительности одноименного руднике. Составлены ■¡,>роаглзсвШ1 лпкодь;.ь:з проекты разработ-.п: запасов нескольких блоков в эпт;г, г.ль-ккх контурах. Обоснованы октальные варианты раскройкя рдд«г кил Акбакайского месторождения.

На комбинате "Каззолото" разработана и апробирована методика •геолого-экономвческо« оценки запасов вкямочннх едтекп, учетыээкя1,?я спецкгТмггоскпо услопгя эксплуатации тоннег.плл-кых м'-сторопдснпп.Проведены расчеты по совместной оптимизации пыеыочных. контуров и параметров размещения блоков ко этажах шахт. Обоснована экономическая целесообразность снипония прошнншуга и увеличения годовых объемов доб. чи руда не руднике Бестюбе.

На й:рпноБс:;с;.. евпнесвог. комбинате установлено пессот^отстзве действующих кондигий конкретным условиям залегания и эксплуатации запасов внемочных едгаглц. Разработаны рекомендация 1:0 системной оптимизации контуров разработки рудпы., залегсой на. рудниках комбината.

Автоматизированы расчеты по определению оптимальных нормативов количественных и качественных потерь полезных ископаемых в недрах.

Полученные результаты свидетельствуют о больших потенциальных возможностях улучшения основных показателей-работы рудников цветной металлургии за счет оптимального управления полнотой извлечения запасов полезных ископаемых из недр. Поэтому предстоит большая работа по реализации этих возможностей на практике.

ЗШйОЧЕНИЕ

Выполнено теоретическое обобщение современного состояния исследований и сложившейся практики управления полнотой извлечения разведанных запасов полезных ископаемых из недр на подземных рудниках цветной металлургии. На этой основе дано собственное решение этой научной проблемы, основанное на идеях и методах системного анализа и учитывающее особенности работы предприятий в условиях рынка. Основные результаты и выводы по выполненному исследованию сводятся к следующему.

1. Разработаны теоретические основы оптимального управления полнотой извлечения раззедашых запасов полезных ископаемых из недр, предусматривающие комплексной учет внутренних и внешних факторов, влияющих на производство, и своевременную корректировку выемочных контуров в зависимости от динамики промышленной ценности запасов. Предложена система принятия решений, включавшая экономико-математические модели оптимального оконтуривания и промышленной оценки запасов рудных залежей на разных уровнях управления производством.

2. Наиболее оправданная стратегия управления рудниками - обеспечение стабильной экономически оправданной их деятельности на протяжении всего срока эксплуатации месторождений. Для реализации этой стратегии в предлагаемой системе вырабатываются управляющие воздействия на выемочные контуры, которые гарантируют предприятиям получение максимальной прибыли, а всей системе производства -максимального рентного дохода.

3. Непрерывная оценка разведанных запасов позволяет учитывать динамику промышленной ценности полезных ископаемых, соизмерять ожидаемые затраты и результаты производства и вносить необходимые коррективы в принятые рацее решения...Окончательное положение выемочных :;онтуров устанавливается на стадии локального проектирования добычны объектов, когда для этого тлеется наиболее достоверная

информация.

4. Уровень геолого-информационного обеспечения решаемых задач в значительней степени влияет на обоснованность пространственных границ разработки рудных залежей. Б связи с этим целесообразно широкое применение аналитических зависимостей, отракакщих влияние кондиций на основные характеристики запасов, и геолого-мятсмзтнческнх моделей параметров оруденення, опкеигавцнх икс изменчивость. Предло-кен метод ограничения влияния урагашшх проб с использованием модели изменчивости содержи;:.- металла, разработаны алгоритм; гхисовв-рнактного зкохгугивопия завасоз по.лезпчх иоко.гзег.хзх и мете;; сконту-ривания зоны рудной залеяи с заданным содержанием металла.

3. Гчоо».ихрбпв иумнио'1'ь и иско^нн')^!? примене""я Вогшоги и интегрированного способов ококтурнзания к оценки запасов выемочных единиц. Предложена графическая интерпретация процедуры оценки запасов по единому и дифференцированному промминигдуму. /'с-следованы различные постановки задач локального проектирования, разработаны их модели п метод пространственно-координатной привязки контуров,»систем и технологических схем разработки рудных зеленей.

6. Исследованы взаимосвязи меяду параметрами постоянных кон-линий, извлекаемыми зоттзеепп, Екуоыиак^« « итинмсстг;;;;;; тетгеоо-

роботы рудников. Разработан;; окснсм;п;о-;,:яту;.'ат;;хсск::и е;;'.1-совместно;'; оптимизации полноты и интенсивности и^улоч'-Ч'.ия пол°~ зшхх ископаемых их недр на рудничном х мелрудничн.;:.; у]>гч:яч у .•.•давления производство;.;.

7. введение в оптимизационные модели дополнительного управляемого параметра - предельно допустимых затрат на выпускаемую продукции на базе худхчх учметков, вовлекаемых з отработку, создай? возможность для реализации рентного подхода к решению задач промышленной оценки разведанных запасов к позволяет увязать интересы государства и предприятий в рациональном использований ;.хх'еральго-сырьевых ресурсов.

8. Оценка разведанных запасов с учетом вероятностных свойств их геологических, технологических и экономических характеристик гарантирует, предприятиям стабильную экономически оправданную работу в условиях рынка и предусматривает сохранение балансовых и забалансовых запасов с высокой степенью риска для их будущей эксплуатации.

9. Сохранение экономически нецелесообразных для разработки запасов достигается за счет реализации на рудниках наиболее эффе-

ктивных запасосберегающих вариантов горной технологии. Предложен один из таких вариантов, предназначенный для сохранения забалансовых запасов, залегающих в висячем и лежачем боках крутопадающей залежи и непосредственно примыкающих к балансовым. Выведены расчетные формулы для технико-экономической оценки альтернативных вариантов запасосбереаения.

10. Апробация и внедрение основных положений диссертации на ряде рудников цветной металлургии Казахстана позволяют сделать вывод о целесообразности и высокой эффективности системного решения задач оптимального управления полнотой извлечения запасов из недр. Результаты проведенного исследования рекомендуются для практического использования на всех горнодобывающих предприятиях отрасли, в органах управления, научно-исследовательских и проектных организациях и ВУЗах горного профиля.

Таким образом, при работе предприятий в условиях рынка во главу угла долгою быть поставлено тщательное обоснование экономической целесообразности расходования имеющихся' средств яг выработка оптимальных управляющих воздействий на производственную систему, обеспечивающих рациональныйрежим эксплуатации месторождений полезных ископаемых. Существенную помощь в этом окажут методы и средства автоматизированного проектирования и управления горным производством.

В идеале на каждом предприятии должна быть создана компьютерная система промышленной оценки разведанных запасов полезных ископаемых. В дальнейшем эти системы будут объединяться в вычислительные сети, предназначенные для обмена информацией и согласованного решения задач оптимизации выемочных контуров рудных залежей на разных объектах, этапах к уровнях управления горнорудным производством.

Основные положения диссертации опубликованы в следуЕщих работах:

1. Основные принципы промышленной оценки запасов минерального сырья на действующем руднике// Оптимизация и автоматизация проектирования и планирования в горном деле. Алма-Ата.1982.с.60-66.

2,- Онтпмйзацкя контуров разработки запасов комплексных руд при нечетких контактах рудных тел с вмещающими породэмй//Коглшкспос использование минерального сырья.1982.;3 8.с.12-17.

■ 3, К вопросу создания систем лромншленноЗ оценки запасов минерального сырья на действующих руднпках//Основные направления по-

вышеншг технического уровня и экономической эффективности производства на предприятиях цветной металлургии Узбекистана.Ташкент.1982. с.126-128.

4. Дифференцированная промышленная оценка запасов жильных месторождений ценных руд//Горный курналЛЭВЗ.Й 5.С.Б-8.

5.Обоснованно и применение дифференцированных кондиций для оно-нтуривлшя и оценки запасов золотоносных кял//Комплеконое использование минерального сырья.1983.Л> 12.с.13-18.

С. Совершенствование методов оконтурнваштя л сценки запасов полезных ископаемых на действующих рудниках цветной металлургии. Алма-Ата.1985.50 с.(соавтор Груздев К.И.).

7. Экономико-математическая недель совместной оптимизации выемочных контуров и технологических решений на горнорудных прздпоия— тиях//Комплексное использование минерального сырья. 1986..№ 12.с.67-71,

8. Основные аспекты проблеш системной оптимизации кондиций и контуров разработки рудных залежей//Совершенотвование подземной разработки месторождений руд черных и цветных металлов.Алма-Ата .1986. с.215-217.

9. Математическое моделирование природной изменчивости основных .характеристик запасов золотоносных г.'.ил//Комплексное использование минерального сырья. 1986.И 1.с.9~16(соавтор Рахимбеков С.!'.).

10. Дифференцированная промышленная оценка запасов выемочных едшпщ при разработке месторождений тонких жил/Домплекснсе использование минерального сырья.1986.й 9.с.22~2б(соавтор Пак О.Б.).

11. Оптимизация контуров разработки рудных залежей на подземных рудниках.Алма-Ата.1987.171 с.

12. Оптимизация выемочной мощности при камерно-столбовой системе разработки//Комплексное использование минерального сырья.1987.

.V 7.с.7-12.

13. Автоматизированное оконтуриванио и подсчет запасов рудных залежей//Автоматизированная система научных исследований^ в горном деле .Алма-Ата.1987.с.96-107.

14. Оптимальное размещение блоков на этаже в системе САПР-ру-

днкк//Там ке,с.8Э-36(соавторз1?ахимбеков С.М.,Вукашев А.А.).

15. Задачи локального проектирования подземной разработки рудных месторозэдений/Аошлексное использование минерального сырья. 1988..',"; 9.с.19-21.

16. Системный подход к обоснованию оптимальных кондиций и кон-

туров разработки рудных залежей/Домплексное использование минерального сырья.I988JS I.e.13-18.

17. О точности и надежности оценки качества руды в блоках.Деп. в ВИНИТИ 19.05.1988.ii 3844-В88. Р.Е.Геологил.I988.il Ю.Реф.ДбОДеп. (соавтор Гринштейн Э.А.).

18. Обоснование промышленных контуров кил и размещение выемочных единиц на добычных горизонтах.Деп. в ВИНИТИ 17.05.1988. i6379I-В88.6с.Р.Ii.Горное дело. 1988.iä 8.Реф.В40Деп.(соавтор Пак O.E.).

19. О разработке и сохранении запасов забалансовых руд/Домп-лекеное использование минерального сырья. 1989.й II.с.32-34. ', -

20. Дифференцированный и интегрированный способы промышленной оценки запасов выемочных единиц//Охрана недр и окружающей среды на основе комплексного использования минерального сырья и ресурсосберегающих горных технологий. Усть-Каменогорск. 1989.с.44-45.

21. Автоматизация проектирования подземных рудников.Алма-Ата. 1990.с.45-163.

22. Дифференцированные параметры постоянных кондстций/Домпле-ксное использование минерального сырья. 1990.1Ь 10.с.25-29.

23. Технико-экономическое обоснование дифференцированных параметров постоянных кондиций//Комплексное использование минерального сырья. ISPO.JS II.с.27-34.

24.'Запасосбережение полезных ископаемых при разработке рудных месторождении//' Использование достижений научно-технического прогресса в области охраны природы Казахстана. Алма-Ата.1990.с.137.

25. Обоснование кондиций в сиотемах САПР и АСУ-Рудник//Авт о-катизация проектирования и планирования при комплексном освоении рудных месторождений.Алма-Ата.1990.с.59-69.

26. Оптимальное размещение блоков по длине залежи с выбором систем и технологических схем разработки/Дам же.с. 69-80.

27.- Исследование достоверности оценки геологических характеристик разведанных запасов на редкометалльном руднике/Домплекс-ное использование минерального сырья.I99I.K 12.с.П-14(соавтор Лещинская Э.М.).

28. Системная оптимизация кондиций и контуров разработки рудных залежей в условиях перехода к рыночной акономике/Домплексное использование минерального сырья.1992.ß 7.с.28-36.

29. Способ оконтуривания зоны рудной залежи с заданной концентрацией ценного компонента/Домплексное использование минерального сырья.1992.й 9.0.15-23.