автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Повышение эффективности подземной разработки .. месторождений руд цветных металлов за счет .. забалансовых запасов при реконструкции и техническом перевооружении производства

„ ,.. г, РОССИЙСКАЯ АКАДШЯ НАУК

институт проблем комплексного освоения ш^р

На прпэзх рлсппипп

ЛХ.\!СТОГ> ."зхгсутойкч

1ю1шзш эффективности подзвшол разработки :.ю|шл

мастороапшП руд цзбтюх металлов за счет сзоигн

ЗАБАЛАНСОВЫХ ЗАПАСОВ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ П ТЕХНИЧЕСКОМ ПЕРЕВООРУЖЕНИИ ПРОИЗВОДСТВА

рл-скшш

• АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соисканиэ ученой степени доктора технических наук

,1оск1за-1393

Работа выполнена в Институте проблем комплексного освоения недр. РАН.

Научный консультант: профессор, доктор технических наук Д.Р. Каплунов

Официальные оппоненты: .

Член-корреспондент РАН ЮЛ!. Арский профессор, доктор технических наук Е.В. Кузьмин профессор, доктор технических наук A.B. Стариков

Ведущая организация - Гипроцветмет

3о

Защита состоится ¿с ¿о _____1993 г. в _;/^_часов

на заседании специализированного совета Д 003.20.01 в Институте проблем комплексного освоения недр РАН по адресу: 11X020( Москва, Е-20, • Крюковский тупик, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института.

Автореферат разослан "SO"___^ 1993 г.

Ученый секретарь специализированного сов£ кандидат техн. наук ^— г>*\-ч » * р.и. Богданов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Развитие интенсивного производства - в -----

условиях горнодобывающей промышленности, наряду о ее техническим перевооружением и реконструкцией,..предполагает, наиболее рациональное использование минерально-сырьевых ресурсов, изыскание резервов расширения сырьевой базы действующих горных предприятий. Одним из таких резервов при определенных условиях мо:г.зт стать вовлечение в разработку забалансовых запасов рудников.

.Техническое, перевооружение ведется на значительном число горнорудных предприятий. В то же время анализ состояния енрь.евей Зази многих из действующих рудников свидетельствует о налгал значительных запасов забалансовых руд, которые своевременно не переоцениваются. Вследствие различного их размещения относительно балансовых запасов, особенностей применяемых систем разработки, отсутствия ответственности предприятий за состояние- этой категории руд значительная их часть безвозвратно теряется.. Наибольшие потери имеют место при подземном способе разработки. В то яе.время затрат^ на получение металлов из. забалансовых, руд действующих предприятий при их реконструкции, техническом перевооружении или реализации оезэбекдащлхся производственных мощностей могут окапаться гораздо ни;:;е по сравнению с освсениеа аовнх объектов, обычно перемещаемых в отдаленные и труднодоступные местности.

С вовлечением б разработку забалансовых запасов возможно увеличение эксплуатируемой площади месторождения, прирост суммарной выемочной мощности рудных тел. В связи с этим, при техническом перевооружении производства открываются дополнительные возможности для перехода на более эффективные варианты систем разработки, позволяюдев повысить производительность труда, снизить затраты на добкчу.

Основным препятствием .для йовЛочения в разработку забалансовых руд на практике является неизбежное снижение содержания металлов в товарной руде со всеми вытекающими отсюда отрицательно-' послецстваямй. Поэтому возникает проблема выбора такого >-:-рианта освоения забалансовых запасов цсйстзущего рудника при его очередной реконструкции яла'реежсл'гц оезобождащнхея по ре отработка балзвеовш: руд прокззодег« чннх мощностей, который обеспечивал бы сохранение достигнутого или необходимого. уровня основных технико-экономических показателей добычи и. переработки

руды. Решение такой проблемы тесно связано о подготовкой исходных данных о фактическом состоянии забалансовых запасов и их изменении в свяаи с текущей производственной деятвльностьк), о обоснованием технологических и технических .возможностей вовлечения их в разработку, оценкой оконсшчвской целесообразности • такого решения. Поэтому повышение эффективности подземной разработки рудных месторождений за счет оовоения забалансовых запасов при реконструкции и техническом.неревооруженяйрудникон " ". : составляет актуальную народнохозяйственную цробле»1у.

Целью работц является научно-методическое обоснование путей повышения эффективности подземной разработки мощныас место-роадений руд цветных металлов за счет освоения'забалансовых за- . пасов рудников при реконструкций и техническом перевооружении производства, а также,реализация свободных производственных мощностей предприятий. .*"

Идея работу заключается в тбм, 'что периодически при ре-, конструквди я техническом перевооружения, а также реализации свободных производственных мощностей предприятий но мере отработки балансовых запасов рудников, снижения содержания металлов в добытой руде можно в экономически оправданных, технически й технологически возможных пределах вовлекать в разработку забалансовые запасы, способствуя тем оам^ повшеншо полноты выемки разведанных запасов из недр, стабилизация достигнутого уровня ос-, новных показателей производства, экономии оредств, отводимых на компенсацию недостающего количества товарной продукции путём разведки и освоения новых месторождений.

Методы ■ исследования. Для решения проблемы бьш принят комплексный метод исследований, включающий системный анализ, сбор.и статистическую обработку фактических показателей производства, аналитические методы, методы математического.моделирования, технико-экономическую оценку результатов исследований. ' " .

Основные защищаемые положения:

- концепция обоснования технологических схем вовлечения в добычу забалансовых запасов,^ залегающих в кровле-и почве балансовых, при эксплуатации пологопадающих рудных заленей в условиях технического перевооружения производства,"предусматривающая выбор эффективных вариантов систем разработки и определение области их'рационального использования на основе максимизации прибыли, относимой к I т погашаемых балансовых"запасов, в . за—

висимости ох мощности отрабатываемых рудных тел, их качества, глубины ведения.горных работ; оптимизацию порядка и систем -----------разработки забалансовых запасов о использованием теории моделирования дедуктивных систем, позволяющей в требуемый момент времени ПО ООНОКуПНООТй1фйТврИвВ КОЛИЧвОТВ9ННО оценить взаимосвязь технологии добыча балансовых и забалансовых руд, включая их раздельную и совместную выемку-,, а также перспективы повторной доработки оставленных запасов;

- методика анализа технических возможностей разработки за-баланоовых 9&пасбв п|)я рекоаструЩ!И и техническом деревооруже-

■ нии дейстаувдего руднака, включающая выбор комплексов самоходного оборудования для очистной выемки, определение максимальной по горнда возможностям производственной мощности предприятия, расчет пропускной опособнооти рсяовннх его транопортно-техноло-гическйх звеньев с целью выявления и-ликвидации "узких мест" горного производства по добыче, трайсЬортировке и подъему руды в зависимости от изменения годовой производительности рудника;

- выбор оптимальных границ вовлечения в добычу забалансовых запасов, заЛ9гающих--в'кровле-й'почве балансовш!;' или"в периферийных частях выемочных единиц, при эксплуатации пологспадающих рудных залежей с неравномерным промышленным оруденением по максимуму суммарной извлекаемой ценности, получаемой из погашаемых балансовых и части забалансовых руд, исходя из условий неумень-щения прибыли, относимой к I т погашаемых балансовых запасов,и неухудшения Других показателей отработки балансовых руд в зависимости от мощности отрабатываемых рудных тел, содержания в них основного металла, .глубинЦ ведения горных работ; • -

- определение целесообразности вовлечения в добычу-забалансовых запасов действующего рудника при наличии свободных производственных мощностей, предусматривающее .поиск предельно-допустимого. относительного качества забалансовых руд, разрабатываемых дополнительно к плану Добычи балансовых руд, исхода из условий неудорожания себестоимости выпуска единицы конечной продукции и неуменьшения годовой прибыли как функции доли забалансовых руд, вовлекаемых в отработку, с-учетом плановых-и фактических показателей работы рудника по добыче балансовых руд;

- обоснование технико-экономической возможности вовлечения в добычу забалансовых запасов рудника при его реконструкции или техническом перевооружении, предусматривающее поиск' лре.дельло-

-допустимого качества забалансовых руд, исходя из условия сохранения или улучшения основных показателей предцриятия в зависимости от его годовой производственной мощности после реконструкции с учетом количественной опенки уровня технического перевооружения производства. -

Достоверность научных положений, выполов и рекомендаций диссертации обеспечивается использованием, апробованных методов исследований, анализом представительного объема информации (статистики, экспериментальных данных) адекватно отражающим в вида функциональных зависимостей основные показатели производства как на уровне отдельных выемочных единиц (душ различных систем разработка с открытым очистным пространством, с закладной, с обрушением и комбинированных, так и в пределах всего шахтного поля при вовлечении в добычу забалансовых руд, а также широкой практической апробацией и внедрением осйовных положений работы на рудниках НПО "Дкезказганиветмет".

' Научная новизна работы заключается во введении в методологию определения целесообразности вовлечения в. добычу забалансовых запасов'действующего рудника факторов технического перевооружения и реконструкции производства, а также реализации свободных производственных мощностей предприятия, позволяющих периоди-. чески з связи чр ухудшением горно-геологических и горнотехнических условий эксплуатируемых месторождений, сокращением балансовых запасов, снижением содержания металлов в добытой руде ставить и решать задачу о своевременном вовлечении в разработку забалансовых 'руд в экономически оправданных, технически и технологически возмогших"пределах. При этом впервые:

- научно обоснован и реализован на практике концептуальный подход к определению целесообразности вовлечения в отработку забалансовых запасов действующего рудника при его реконструкции или техническом перевооружении, а также использовании освобождающихся производственных мощностей;

- разработан метод выбора эффективной технологии добычи забалансовых запасов из числа койкурентноспособяых систем разработки с применением комплексов самоходного оборудования, с определением области рационального использования вариантов в зависимости от мощности балансовых- и забалансовых руд, их качества, глубины ведения горных работ, включая оценку с учетом фактора времени раздельной и совместной отработки, а также перспектив

повторной доработки оставленных запасов;

- дано теоретическое обоснование решения задачи определения — технических возможностей'-вовлечения в разработку забалансовшгза-

пасов действующего рудника при его реконструкции или техническом перевооружении, включающее выбор.комплексов самоходного.оборудования для очистной выемки, определение максимальной по горным возможностям производственной мощности предприятия, расчет пропускной способности 'основных его транспортно-'технологических звеньев в зависимости от изменения годовой производительности рудника после реконструкции; ' .

/ - разработаны и реалазованн.на'щшиякв математические • модели впбора оптимальных грайаи прирезаемых забалансовых запасов залегающих в 1фовле, ,почве балансовых и в периферийных частях • выемочных единиц в соответствии с данными посекционного опробования' скважин, а также установлены зависимости дробно-линейного вида для определения допустимого качества забалансовых руд, разрабатываемых дополнительно,к плану добычи балансовых руд, как функции их доли, вовлекаемой в отработку на уровне всего шахтного поля; '".-•- . ..'......

- установлены зависимости для определения предельно допустимого качества разрабатываемых забалансовых запасов действующего рудника при его реконструкции, отражающие фактор технического перевооружения производства, учитываемый степенью изменения ле-ремонной части себестоимости добычи в сеязи с годовой производительностью предприятия после его реконструкции.

П23ктическая_ценность_рдботи заключается в том, что разработанные методы определения целесообразности вовлечения в добычу забалансовых запасов действуидего рудника при его реконструкции или техническом перевооружении, а татске реализации свободных производственных мощностей позволяют: подготовить исходную горно-геологическую информацию о фактическом состояния забалансовых запасов как первоочередного резерва расширения сырьевой базы предприятия; обосновать эффективную технологию добычи яз-балокеэвах руд, вклкяая раздельную и совместную выемку с. балансовыми запасами, а. тслс:е перспективы повторной доработки оставленных р,,д; выбрать оптимальные комплексы самоходного оборудования длл очистной н;о:,?кп, установить мпкеиыольиуп по горнил возможностям годовую производственную мощность рудника при его техническом перевооружении и вовлечении в отработку забалансо-

eux руд; рассчитать пропускную способность основных транспорт-¡ю-технологических звеньев предприятия с целью выявления и ликвидации "узких мест" по добыче, транспортировке и подъему руды с увеличением годовой производительности рудника после его реконструкции; определить оптимальные границы вовлечения в разработку забалансовых запасов.на уровне отдельных выемочных единиц, шахтного поля в целом как при наличии, так и отсутствии свободных производственных мощностей предприятия, удовлетворяющих условиям неухудшения достигнутого уровня основных показателей производства.

Реализация работы. Результаты исследований реализованы при выполнении тематики по заданию ГКНТ СССР соответствующих разделов комплексных научно-технических программ научно-исслэдователь-ских работ: "Создание научных основ и метЬдов повышения .эффективности комплексного освоения месторождений твердых полезных ископаемых и охраны недр" (постановление ГШТ СССР JS 173 от I0,06.I98Ir.) (I98I-I985 гг.), "Создание научных основ и методов повышения эффективности рационального комплексного освоения месторождений полезных ископаемых и охраны недр" (постановление ГШТ СССР № 56 от 10.03.1986 г.) (1986-1990 гг.), при выполнении хоздоговорной тематики с НПО "Дяезказганпветмет": "Оценка целесообразности вовлечения в добычу забалансовых запасов в условиях 55 шахты Западно-Джезказганского рудника" (1984-1985 гг.), "Технико-экономическое обоснование целесообразных границ попутной отработки забалансовых запасов на действующих рудниках Джезказгана" (1986-1989 гг.); вошли в "Методику определения целесообразности вовлечения в добычу забалансовых запасов твердых полезных ископаемых на действующих горных предприятиях" Г,1. : ИПКОН M СССР, 1988 г. - 48 е., "Временную методику определения Целесообразности вовлечения в добычу забалансовых запасов в полях действующих шахт НПО "Джезказганцветмет" г. Аяма-. -Ата, 1989 г.- -53 с., в "Сборник руководящих материалов по охране недр при разработке месторождений полезных ископаемых" М.: Недра, 1987 г., а-также использованы при разработке и внедрении рекомендаций по вовлечения в добычу забалансовых запасов на рудниках НПО "Дкезказганцветыет" со значительным экономи-эффектом.

Основные положения работы и результаты , получили одобрение на всесоюзных, республиканских

конференциях и совещаниях, научных семинарах, ученых соьш':и,

паучно-техническах советах ведомств, .а. том.числе: — на-Ученом--------

сгавтв Института горного дела АН КазССР (г.Алма-Ата, 1085. i ydü ГГ.), ÜCGCOiO'JHOÜ конференции МОЛОДЫХ учешх. по "C/Ujilitv. техническим проблемам разработки и обогащении vuupnux полезг.^ i'ciionat-MUX (г.Москва, 1986 г.,), Всесоюзной конференции .мол^,;;.. ученых но "Физико-техническим проблемам разработки и обогащр'';-: •пшрдых полоуиш: ископаемых (г.Москва, Г986 г.), Всв!,аш1Н>й ¡.онфз^енцлп шдодш. учашхх. "Математический метода я вычислительная техника в горном деле" (г.Новосибирск, Т9В7 ? ). дзкпя:: а-тткс»-IwUuihouiüu оиылчж Ьиладного (iyw4 г , 'ч'-«- г Ьооточяого (1936 г.), Екного (1936 г.) и Северного (1989 г.) рудников НПО "Длсезказганцввтмет", совместных заседаниях научно технических советов ДШК и института ДкезказганНШИцветмот г.Джезгазган - пос. Рудник 1985, 1986, 1987, 1988, 1989 гг.), заседании горно-геологической и шахтного строительства секши научно-технического совета Министерства цветной металлургии Казахской ССР (г.Алма-Ата, 1985 г.), совещании у зам. министра iiPOTHo" к^галлуух-йа Казахской (УР (г.Алма-Ата, 198о г.),

1: ji'ii'jL* зсседпнп:: на/чио-тахн (песках сойотов Роегортехна чоор.) iL... охской СПР ;j /.'¡unicivpctii-v ппотиой металлургии (Vo

»¿•.Асла-Лта, 198? г.), заседания горно-геологцческэй c«rausa Гклнпческиго Сойота института "Пшрсцветмет" (г.Москва, ПЧ>5 \ üviäuöcTHO'« заседании секций "Рационального использования исдр ;i ч,храпы окруздщей среды" и "Технологии и мехаиизншш горны-, работ" научно-технического сонета института "ВЛВКН'Ьрцаетиог' (г. Москва, 198? г.), научных-семинарах Института проблем комплексного освоения недр All СССР (г.Москва, 1985, 1987, илъ, 1092 гг.!.

Их^ликшии. Основное содержание диссертации опубликовано в 24 печатных трудах.

Диссертация изложена на 380

•л'рчшшах м hiiiiHoiiücHoro текст.н, вклшш! Ю иллюстраций, 14 t<j.i ли:;, ciiiiovft литературы из ниимсновшшй оричлетышиа н зарубежных работ. Дяссортзиял состоит из вв«ш<кн, идти iv.t«; ¡: аакл-ччеши, ц прклохешш к циаодташш ирявьяони ¿¡-.¿работоп.'Ы,. ..¡оходикй и ,ii.oKyMüriTti, подтверждающие использование результатов работы и их эффективность.

Работ-j яшолнена в Институте горного дела АН PK, Институт:

проблем комплексного освоения недр РАН..В диссертации использованы результаты исследований, полученных автором в ИГД АН УК в качестве руководителя и ответственного исполнителя соответствующих разделов тем комплексны* научно-технических программ и в докторантуре ЩШН РАН,

Автор, вырааает глубркув благодарность научному консультанту работы академику АЕН Каплунову Д.Р., дроф., докт. техн. наук Терпогосову З.А. за постоянное внимание'к работе, научно-методическую помощь при оценке направлений и результатов проводимых исследований. : . . ,

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Исследования проблемы вовлечения в разработку забалансовых запасов на действующих горных предприятиях проводятся с 1950-х годов,-однако наиболее интенсивно они развернулись за последние десять лет благодаря участию в них сотрудников Института проблем комплексного освоения.недр РАН под руководством академика М.И.Агошкова. ' '

Выполненные к настоящему моменту времени'исследования в' области освоения забалансовых запасов рудников М.И.Агошкова, З.А.Терпогосова, Е.И.Панфилова, В.Г.Шитарева, Н.Н.Ефремовцева, А.I.!.Сиразутдинов^, Е.В.Жиганова, А.А.Лисенкова, . В.А-Исакова^ Н.В.Дронова, В.А.Шеотакова, А.Н.Дулина, !0.Г.Старкова, А.М.Шпи-гарева и др. позволили разработать методические основы определения целесообразности'вовлечения в добычу забалансовых запасов на уровне отдельных Еыемочных единиц, в пределах шахтного поля и и с более общих - отраслевых или региональных позиций. Обобщение результатов выполненных работ и практики подземной разработки мощных месторождений р/д цветных металлов показало, что дейстЬукщие в,настоящее время методы определения эффективности вовлечения в разработку забалансовых запасов в.выемочных единицах на основе сопоставления предстоящих затрат на получение из них конечной продукции с извлекаемой ценностью этой продукции, поиска граничных значений, параметров качества и объемов отрабатываемых забалансовых р/д в пределах шахтного поля позволяют решать поставленную задачу преимущественно при наличии свободных производственных мощностей предприятия. Требуют дальнейшего развития и совершенствования вопроси определения цолесооб-

нести вовлечения в добычу забалансовых запасов рудников при их реконструкция или техническом перевооружении - главке:.! фак-- - торе повииеншг о$фзктввво'с?и"яодашной разработка рудных месторождений на современном этапе развития горнодобывающей црекш-ленности. На этом пути решения проблемы освоения забалансовых запасов на действующих горных предприятиях возникает целый ряд существенно наглых вопросов и задач, требующих своего научно-ме--тодическаго обоснования. Такими задачами исследования яадяются:

1. Разработка методика анализа фактического соотояная а перспектив расширения сырьевой базы действующего рудника ' при

2. Соос»у-«ше кйашягичеоках возможностей вовлечения з разработку забалансовых запасов мощных месторождения руд цветных металлов при техническом перевооружении производства.

3. Разработка методики анализа технических возможностей увеличения годовой производительности действующего рудника с вовлечением в разработку забалансовых запасов при реконструкции и техническом перевооружении производства.

4. Определение пязрглчгтзско» целесообразности вовлечения з лсоич/ забалансовых запаса« шдикх местороззендй руд щкггинх металлов пра реконструкций, техническом гере^ооруженяи пли ос-1>сбо~л1/-;икя проазводственвкх мощностей горного предприятия.

5. практическая апробация л внедрение основных лалохеняй рабу?:: в условиях подземных рудников Джезказганского модао-енрьеного региона.

вследствие известных недостатков, слоившихся в суцествум-пвй практике учета состояния и движения разведанных запасов эксплуатируемых месторождений, одна из' исходных задач исследований состоит в разработке методики анализа фактического состояния и перспектив расширения ецрьовой базы действующего рудника при его реконструкции или техническом перевооружении, а таюг'.е реализация свободных производственных мощностей. В качестве основы создания такой методики разработана '¡лаоеяфпкатхп.: забалансовых запасов рудных месторождений, отрабатываемых под-земаш способа:«, в которой.приняты следующие классификационные признаки: пространственное размещение забалансовых руд, степень их технологической готовности к вг.емке и качество. По этим признакам осуществляется подразделение забалансовых запасов на классы, подклассы, группы, подгруппы и варианты, требую-

ЩИ0 и не требующие затрат на их сохранение в недрах в зависимости от пространственного размещения относительно границ шахтного поля, балансовых запасов,- зон сдвижения и обрушения вмещающих пород, а также степени технологической готовности к выемке и качества. Исходя из этого, предложен методический подход -к анализу фактического состояния д перспектив расширения сырьевой базы рудника, апробированной в условиях шахты 55 НПО "Дкез-казганцветмэт", предусматривающий: проведение ревизии состояния забалансовых запасов, изучение особенностей их пространственного размещения и оценку степени технологической готовности к выемке. В результате его реализации на практике выявляется активная, неактивная и потерянная части забалансовых руд, уточняются основные их количественные и качественные характеристики дифференцированно на уровне отдельных выемочных единиц и шахтного поля в целом, что является исходной горно-геологической информации для последующего принятия решения о целесообразности их включения в добычу. - ■

Выполненный анализ показывает, что применительно к условиям подземной разработки мощных месторождений руд цветных металлов, и в частности Джезказганского месторождения медистых пес-чанников, основной объем подземной добычи руд (до 75%) будет обеспечиваться за счет применения систем разработки с открытым очистным пространством, ограниченно с закладкой и в порядке • опытно-промышленных испытаний - с обрушением и комбинированных. Генеральным направлением "технической оснащенности рудников и . совершенствования технологии ведения горных работ остается дальнейшее внедрение различных комплексов самоходного оборудования, применение систем,разработки с закладкой в основном 'дешевыми твердеющими смесями. Поэтому дая условий Джезказганского.месторождения при обосновании технологическйх возможностей вовлечения в добычу забалансовых запасов, залегающих в кровле и почве балансовых, были рассмотрены существующие варианты камерно-столбовой (панельно-столбовой) системы с применением самоходного оборудования, с закладкой выработанного пространства, предложенные Гипроцветметом, а таю®, прошедший опытно-промышленные испытания и положительно зарекомендовавший себя на практике, разработанный Институтом горного дела АН комплекс систем

^ Автора Раденко Е.С., Яковлев Ю.И., . Борщаговский А.И. и др.

с открытым очистным пространством, с закладкой, с обрушением и комбинированных: камерно-столбовая система с навсегда оставляемыми меэдукамерными"целиками!каглерно-столбовая система с последующей выемкой целиков, " камерная система с закладкой, система разработки с обрушением.

Для выбора систем разработки забалансовых запасов, области их рационального использозааия в зависимости от мощности отрабатываемых балансовых ( hp) и забалансовых руд, залегающих в их кровле ( h3t), почве ( /г«), содержания в них. основного металла - С<г, С3, и С¡г , глубины ведения.горных работ H била поставлена и реализована применительно к условия,! Джезказганского месторождения задача максимизации прибыли, отнесенной к 1 т погашаемых балансовых запасов для какдого из возмозшых сочетаний глубины залегания залежей, их мощности и содержания полезных компонентов.

Для определения области рационального использования конкурентоспособных вариантов систем для добычи забалансовых запасов, залегающих в кровле и почве балансовых, был использован известный метод, усовершенствованный применительно к условиям вещаемой задачи, суть которого состоит в следуадем.

Для каэдого из вариантов систем разработки при одних и тех ж сочетаниях горно-геологических параметров://, h0~,

h3, » Ci, . h3»> Сц по установленным зависимостям определяется величина прибыли, относимой к I т погашаемых балансовых запасов выемочной единицы. Дяя глубин залегания заявхеВ от ТСО до 500 м с шагом через 100 м строится система, координат. По осп абсцисс откладывается мощность балансовых запасов Л<г -, до оси ординат - условное содержание меди в погашаемых балансовых запасах - Cs - Для Ksonoro из возможных значений изменения параметров h ¡у а С ¡г в соответствии с раграбсланш« алгоритмом "проигрываются" на ЭВМ все варианты прирезки забалансовых запасов, залегающих в кровле и почве балансовых, с мощностью от I до 5 ¡л и оотгертаниеч в них меди от 0,3 до 0,20$. И пг:5р.ои»::>5 j-ocTui.:.:-координат строится оот:;а ячеек, соот^етстд,.-ri:i. ра..>д:зчл;~:.! с.и.. ~

hf, Cf , hAt, Сз,, h за . C$s • Каапая такая ячейка ..¡.ал.-.гру.-.тс i cfipaao:.: в ааг.:;с;::.:).r± ст при^ыше: j.i

значения ирлбган по кз;:дой пз систем сравниваются юекд/ собой, вариант с пакспмильнон прибылью пользуется правом заполнения

ячейки в принятой системе координат. Путем перебора возмокншс сочетаний учитываемых горно-геологических факторов и расчета соответствующих значений прибыли заполняются свободные ячейки. В итоге устанавливается область рационального использования той или иной системы разработки.

Для выбора оптимального порядка отработки балансовых и забалансовых руд, включая их совместную и раздельную выемку, а также перспективы повторной доработки оставленных запасов комплексом конкурентоспособных вариантов систем разработки рекомендуется метод, основанный на теории моделирования дедуктивных систем. Применительно к условиях Джезказганского месторождения объектом оценки в этом случае, становятся забалансовые запасы, залегающие в кровле и почве балансовых, оставленные в кровле и почве отработанных камер, неактивные запасы балансовых к забалансовых руд в мездукамерных и барьерных целиках.

Пусть имеется.начальная позиция (начальное состояние) и заданы правила перехода от состояния к состояниям.

При первичной отработке балансовых запасов с подработкой и потерей забалансовых руд возможно следующее правило построения дедуктивной системы (в числителе показано исходное состояние система, в знаменателе - дано правило её изменения во времени).

В 3 ¿П) М И Зм Лр ' Уа. т Б-As 3 Л+Л* М+М, И*Ю ЗЛ, Пр+Прг Ув*УПг ТН

где Б и 3 - погашаемые балансовые и забалансовые запасы выемочной единицы; As- объем добычи балансовых руд в единицу времени; Л - величина потерь руды, Л<г- соответственно балансовых руд; М- количество извлекаемого основного металла, Ms- соответственно из■балансовых руд; И - извлекаемая ценность конечной продукт»!, получаемой из погашаемых запасов, //¿•-'соответственно из балансовых руд; Зм- затраты на выпуск конечной продукции, получаемой из погашаемых запасов,Диу- соответственно из балансовых руд; Пр- суммарная прибыль, долу?-чаемая из погашаемых запасов, Пр^- соответственно из балансовых РУД; ¥л - ущерб от потерь руды, УЛз - соответственно от потерь забалансовых руд, Т - время.

Задавая численные значения исходных'данных (числителя), характерных дай принятой технологии ведения горных работ, в соответствии с предложенным правилом их изменения (знаменателем) можно определить поведение дедуктивной системы- во времени.

В любой момент времена t численное значение анализируемых показателей составляет:

Бт-Б-£ал ; Зт-3; Пг~л+£л<г. ; Мг~М+к Мг(;

* ( . .. 1(2)

При совместной отработке балансовых и забалансовых запасов исходное состояние системы и правило.ее изменения с учетом фактора времени Т можно представить алгоритмом:

Б 3 П М И Зм Пр Уп Т

----(3)

Б-А$ З-Аз Л+Ш'Лз И*И<г+Из Лр*Лр^Лр3 Уа . Т+1 М+Мг+Ш Зн'Зъ'Зн,

или в любой момент времени £ '■

; Зг-З-ЕАэ, Лт"Л+& (Лъ+П»,) ;

т, , (4)

т Т

+ 2.(3м^ + 3мь) ; ПрТ=*Пр+Ъ(Пр^>-Лр3()> Уп

где Аз - объем добычи забалансовых руд; Лз , Мз . Из , Зм3 > Пр3~ соответственно потери руды, количество извлекаемого основного металла, суммарная извлекаемая ценность конечной продукции,' получаемой из забалансовых запасов,'затраты на выпуск этой продукции, прибыль от отработки забалансовых р./д.

Пользуясь разработанная методом, могзю о»шк.;изпровоть порядок и технологию добычи балансовых и. забалансовых руд в любой момент времени t , перехода при необходимости-от одной системы разработки к другой, болео эффективной в условиях технического перевооружения проязводстаа.

Одно;- из исходин/ задач, сл лезших с анализом технических возмО-шостеГ» во&ючеиал'в разро/Зоку забалансовых запасо? действую-.^ .то р^;;:):;:« в условиях р-э:-опстр.,:;ш;и и технического перевооружения производства является выбор.средств механизации очистных и проходчвеж рзбот. Для определения рациональной

производительности комплексов самоходного оборудования, предназначенного дая очистной выемки при' вовлечении- в разработку забалансовых руд, решена следующая задача.

Требуется определить такие производительности комплексов самоходного оборудования-по добыче т -го вида руды(балансойой и забалансовой) в ' ¿-ой. выемочной единице - у™ , количество транспортируемой руды 7П -го вида из. ' С -ой выемочной единицы в у -й рудоспуск ■- в пределах всего шахтного поля, которые обеспечили бы минимум затрат на добычу и транспортировку руды по всей совокупности выемочных единиц, находящихся в очистной выемке, при соблюдении условий выполнения заданной производственной программы по добыче руды и металлов, а также технологических ограничений по предельным возможностям применяемого оборудования, пропускной способности транспортных выработок, запасам руды в выемочных единицах.

Указанная задача является задачей линейного программирования. Для упрощения её реализации с одной управляемой переменной введено соотношение УТ смысл которого означает,

что вся добытая руда в ¿-ой выемочной единице должна быть перевезена в у-й-рудоспуск. Для реализации модифицированной модели был использован стандартный пакет прикладных программ, в результате устанавливалось искомое значение управляемой переменной - ¿С¿у и далее, используя соотношение (5), определялась численная величина другого управляемого параметра - I/?1.

По известной производительности-комплексов самоходных машин обосновывается их конфетный тип. Для этого можно воспользоваться типовыми комплексами основного технологического самоходного оборудования, разработанными институтом Гипроникель.

. Определение годовой производственной мощности подземных рудников по горным возможностям, расчету которой должен предшествовать выбор комплексов самоходного оборудования, - одна из основных задач при техническом перевооружении производства.

При эксплуатации пологопадающих рудных залежей с вовлечением в разработку забалансовых запасов возникает необходимость дополнительного учета фронта очистной выемки за счет прирезки забалансовых руд, залегающих в кровле, почве балансовых и в их периферийных частях. С учетом итого известная зависимость для определения годовой производственной мощности рудника по горным возможностям может быть представлена в следующем виде:

(6)

А» (i +/0 •пР •Ко-кР■ SO ■ Тц ■ Vui(V h3l) •

где - коэффициент, учитывающий добычу, руды из подготови----

"тельных забоев; Пр- число рядов панелей, в которых ведутся добычные работы; Ка~ коэффициент обновления фронта горных работ; Л/?- коэффициент, учитывающий наличие резервных пане-■лей; плотность руды; ¿я,-длина ¿-ой панели;

- доля забалансовых руд, вовлекаемой в отработку в периферийных частях балансовых ¿-ой панели; Тц- продолжительность производственного цикла по отработке элементарной выемочной единицы (ЭВЕ); Vm- скорость проведения магистральной заработка '.(втрека);' hsL , hat' - оредавнаявшвнная в пределах ¿-ой панели мощность балансовых и забалансовых запасов, залегающих в кровле и почве; Khl . Ккс- соответственно коэффициенты извлечения руды из недр и ее качествав i -ой панели.

Для мощных крутопадакщих и наклонных залежей при оценке горных возможностей с вовлечением в разработку забалансовых запасов при техническом перевооружении производства открываются дополнительные возможности увеличения рабочей площади месторождения за счет прирезки забалансовых руд вкрзст яростира-ния зеленей а соответствунщего прироста выемочной мощности и лекачем или висячем боку..

При фронтально-одностадийной схеме развития горних работ формула определения горных возможностей рудника с учетом вовлечения в разработку забалансовых руд запишется как:

A=>L3(m<r<-m3)(i+id%KLp+l)hof-K(, ■ Ю ■

где Li- длина зелена по простиранию; 777 & , 777з - мощность пн-лаисозих л забалансовых руд, залегающих в висячем или ле:лачш боку; ¿¿> - отношение суммарной по всему месторождению площади извлечения забалансовых руд (Sjt ) к балансовым ( ¿V ); Kemp- коэффициент структуры рабочей площади, определяемый по pp.rj.4QК'стр Ф'- отношение сушарной но

ьеому мс-сторо'^деало плоадгзд Еоскроизаокстпа ?<яшсоь от&к?сй руда соответственно балансовых ( «S/ ) и ззбалзнооыд ' iSj / руд; /го - высота ОБЕ; А^- тжМшаеят, учатыьшций «з-ьпеш. асл^ьзовашш части месторождения", находящейся в одновременной

выемке от числа этажей; Ц*" - коэффициент, учитывающий отставание процессов извлечения на нижележащем горизонте по сравнению с вышележащим.

Аналогично были уточнены зависимости определения горних возможностей рудников с учетом вовлечения в разработку забалансовых запасов для последовательно-параллельной' схемы развития горных работ.

Для детальных расчетов пропускной способности транспортно-технологнческих звеньев предприятия, выявления "узких мест" горного производства, предшествующих реконструкции рудника, разработан комбинированный метод, включающий использование аналитического аппарата теории массового обслуживания, численное моделирование на ЭВМ работы железнодорожного транспорта откаточного горизонта. Метод предусматривает разбиение всей транспортно-технологйческой сети предприятия на звенья: с

1. транспортное оборудование добычных горизонтов - рудоспуски железнодорожный транспорт главного откаточного горизонта;

2. рудоспуски - келезнодорокний транспорт главного откаточного горизонта - опрокидное устройство околоствольного двора;

3. железнодорожный транспорт откаточного горизонта - очередь составов у опрокидов - опрокидное устройство околоствольного двора;

4. опрокидное устройство околоствольного двора - приемный бункер - скиповая подъемная установка;

5! скиповая подъемная установка - железнодорожный бункер-магистральный транспорт поверхности.

Резерв пропускной способности звена можно определить по формуле

Я-(Лтах-Лф) -р , т/.час , (3)

где Лтвх- максимальная интенсивность грузопотока, транспортных сосудов в час; Лср - средняя интенсивность грузопотока, транспортных сосудов в чао; р - грузоподъемность одного транспортного сосуда, т. Под понимается максимальная по техническим возможностям интенсивность входящего грузопотока.

С увеличенном до максимальных пределов величины входящего грузопотока, например, при увеличения годовой проаакода?ель-

1.С

ности рудника за счет вовлечения в разработку забалансовых руд,

должна быть соответствутощкм образом повышена интенсивность вы-------------

----------ходяцего 'го'тока~оЗол/шшнх требований. Отсюда возникает важная задача выбора рациональны): соотношений основных параметров входящего и выходящего рудопстоков шахт при установленном ограничении на дайну очереди (емкости рудоспусков, приемных бункеров и пр.),. Для ее решения целесообразно использовать методн теория массового обслуживания, позволяющие установить эти соотношения для каждого из анализируемых звеньев рудника. Такие соотношения были получены для основных транспортно-техчояогичег• ких зпеньен, характер;!!!:-: для генных'горнодс»бнйн*ч<'их предприятий с многоступенчатой (горизонтально-вертикальной) технологической схемой с промежуточными доотавочными горизонтаг.ш, в частности, для подземных рудников Джезказганского месторождения.

Для технологического звена - "транспортное оборудование добычных горизонтов - рудоспуски - железнодорожный транспорт главного откаточного горизонта" система уравнений вероятности состояний параметров входящего и выходящего грузопотоков при заданно" отэааачейаа па длин/ очереди (емкости рудоспуска) о обд-.м виде может быть записана кг/к:

о=- .л Я + я +/•'

1 & с К

О" - (лЯ + л 9с-, *со) к4 //- к • >

//- К> 1 ^ I £ Н~!

л*

где - чнтенсявностт, входящего похода; - вероятность состояний системы а момент, когда з ней находится ¿ тробоаа-плй; - интенсивность выходящего потока обслужоннпх требований; К- отношение количества требований в выходящем потоке к кидцчоот.;/ трсбозиняй во входящем потоке; . N - емкость рудоспуска, измеренная числом разгрузившихся в нем транспортных сосудов добычных горизонтов.

В результате реализации системы (9) на ЭВМ методом Гаусса •по разработанной программе определяется оптимальное соотношение параметров входящего и выходящего потоков ß , отвечающее заданному доверительному уровню■ oí = , а именно;

/>- -jr~ ' (I0)

где вероятность появления в системе нежелательных собы-

тий. '

Пользуясь установленным значением параметра ß>p.K рудоспусков, можно по известной или расчетной интенсивности входящего на них рудопотока - Хр-к определить требуемую интенсивность выходящего потока - составов/час. В данном случае это будет необходимая интенсивность прибытия железнодорожного транспорта, главного откаточного горизонта шахты на погрузку к каздомгХэ ¿-х рудоспусков. Полученные при этом значения становятся исходной информацией для решёния следующей задачи -расчета пропускной способности железнодорожного транспорта откаточного горизонта. Дня этого разработан и'реализован на практике метод численного моделирования на ЭВМ ра'боты железнодорожного транспорта концентрационного горизонта.

Исходными данными для моделирования являются интенсивность обслужаваяияуи/ каждого рудоспуска железнодоро:шым транспортом, полученная в результате расчета параметра ßp-tc (9). Величина

- будет, следовательно, среднем временем между двумя за-• грузками состава у данного рудоспуска Hi-í/j^i- В качестве основного правила, определяющего маршрут движения составов на погрузку, принято условие;

H¿~t~ ta-- min , (II)

где . t - данный момент времени от начала отсчёта; tLn~ время движения состава порожняком от опрокида до ¿-го рудоспуска. Руководствуясь этим правилом, по разработанному алгоритму моделируется весь процесс движения составов на погрузку, процесс погрузки, движения груженных составов на разгрузку, процесс разгрузки одновременно для.всех рудоспусков, находящихся в работе, и всего подвижного состава на горизонте. В целом разработанный метод позволяет рассчитать пропускную способность железнодорожного транспорта главного откаточного горизонта, определить потребное количество работающих локомотк-восоставов, уста-

иовить возможную нагрузку на опрокидное устройство околоствольного двора ( £0пр> ваг/час) при.увеличении годовой произноди------тельности рудника; напршер, с вовлечением в разработку забалансовых запасов. Полученные при этом данные являются основой для решения следующей задачи - расчета пропускной способности опрокидного устройства околостеольного .двора. Для этого 'необходимо воспользоваться установленным соотношением параметра рвпр , полученного в результате реализации системы уравнений вероятности состояний параметров, входящего, и выходящего грузо- • потоков этого технологического звена (3). Далее, зядавйя у?о известное значение интенсизясстц' входящего"грузопотока {¿$пр), можно определить соответствующее значение интенсивности выходящего потока обслуженных требований - т)дПр , вагонов/час'

Эта величина, в свою очередь, становится теперь входящим рудо-потоком для расчета пропускной способности главной подъемной установки. Действия производятся в изложень-ой выше последовательности .

3 результате практической пяробзшш я внедрения разрабо-гапной методакя на подземных рудниках Дкезкаогана установлено, что .'„л.; эдпой из дс;:стгу:о'';я:>: шахт при узеляченяи со производи--•олщостя за 40!? в кзчестсс "узкого звена" проявились нззкая прллуокноя способность глазного откаточного горизонта я кодъе-г.п, виданы рекоисшиипм* на их .устранение. Вследствие этого был яродтоп срок служба предприятия, подвалясь реадыфо технические возможности. для вовлечения в разработку забалансовых запасов рудника.

Обоснован.!у экономической целесообразности вэвлочонкя н г;;.>бычу забалпнеодш: запасов действующего .рудника при его ре-' конструкция или техническом перевооружении, а также реализации свободных производственных мощностей является обобщающим этапом шэовопимых исоледсзснлЯ. Т,г,сил опенка должна последовательно про годиться ни уровне отдельна иисмочних сдавай и захгного доля л целом.

Улл 1:иборя одтлжалышх грзн.ш :;о;злоченил в добкчу забалан-счг::х '-аппсо;.-, : з лроллеи почво балансовых, при

эксплуатации пологоподагощпх рудных загзг:ей 'с нерапгомерпым про-шшгояшм орудснсшкгл б!иа «¿«ркулирована и реализована- на

практике задача определения мощности прирезаемых запасов, обеспечивающей максимизацию суммарной извлекаемой ценности, получаемой из погашаемых балансовых и части забалансовых руд при ограничениях: на среднее содержание основного металла в контуре выемочной единицы (подсчетиого блока),' на прибыль, отнесенную-к I т погашаемых балансовых запасов, и количество извлекаемого основного металла. '•'."-

'* Задача записывается в рамках модели нелинейного программирования с двумя управляемыми переменными.йапизаиия осуществляется методом перебора, предусматривающим согласно..разработанному алгоритму последовательно прирезку забалансовых запасов по кровле, почве или по кровле и почве одновременно с шагом, соответствующим принятому интервалу опробования забалансовых руд.

На рисунках I, 2 показаны примеры определения границ отработки забалансовых запасов Джезказганского месторождения по мощности рудного тела. Как видно из приведенных данных, качество забалансовых запасов даие по смежным пробам одной скванины существенно отличается друг от друга. Поэтому выбор границ разработки запасов в этих условиях может производиться исключительно по мощности рудного тела и в соответствии с ней - по содержанию-меди. в прирезаемых запасах.

Расчеты показали, что из числа учтенных ограничений модели наиболее жесткими явились ограничения на среднее содержание ос-г новного металла в контуре выемочной единицы (не ниже установленных кондиций - бортового содержания или промминимума) и по при- ■ . были, отнесенной к I т погашаемых балансовых запасов. Ограничение на общее количество основного металла, полученного из погашаемых балансовых и части забалансовых руд по существу не влияет на результаты решения задачи. Практически во .всех рассмотренных случаях оптимизации границ разработки забалансовых зала-сов по мощности рудного тела общоз количество меди, получаемое из прирезаемых запасов, значительно превышало ее объем, теряемый в меадукамерных и барьерных целиках в связи с необходимостью при этом увеличения их размеров. Аналогично решена задача выбора оптимальных границ разработки забалансовых запасов, залегающих в периферийных частях балансовых.

Оценка целесообразности вовлечения-в разработку забалансовых запасов действующего рудника в методическом отношении зависит от наличия или отсутствия'свободных производственна ыощ-

посмей. При ia наличии отработку забалансовых запасов рекомендуется производить дополнительно к плану добычи, балансовых руд. Основными управляемыми параметрами""решаемой задачи в атом случае является: доля в добыче я качество забалансовых руд о:-но сательио отрабатываемых балансовых:

&'~Аз/А5 при As^COnst, воли ед. и доли ед. (Li)

где Аз и А ¿г - соответственно годовая доб'та из забадансе-дм и балансовых руд; О-з и Q-d - среднее содержание основного изхадда (условное для комплексных руд) соответственно в добытой забалансовой и баТанеевой руде.

Анализ ли-гературнух источников а опыта подземной разработки рудных месторождений показал, что при решении проблемы освое ния забалансовых запасов рудников при их реконструкции или техническом перевооружении, а также реализации свободных производственных мощностей практический интерес представляет поиск предельно-допустимых параметров качества.и объемов вовлекаемых в отработку забалансовых руд, удовлетворяющих условиям неухудшения достигнутого уровня основных показателем произно-отда. В связи с этим для выбора граничных значений параметр'.: Л . -У . бол а решена олодутдая задача.

Требуется определить такие граничные ¿начондя oo.mî и о . ь огва забалансовых руд, вовлекаемых в разоасотку относительно балансовых руд мадтпого доля, по;: нолнчди сдободнпд проиодлдт поиндд мощностей, которые обеспечили бы нсудором; ;дд* ообоодл;-мости выпуска одднипн конечно;: продукции . неунзнь^-.-нно годдзои прибили предприятия.

Такая задача записывается в виде нестрогого равенства сравнивает":" величин. 3 результате реализации модели оу nniri опоои-б ом дли fia ЭВ.'.! определяется граничные опадения принятых ,>лр-д ляешх переменных. По выбраннш таким способом точкам в системе координат Л' , Л строятся линии равной себестоимости выпуска конечной продукции, годовой прибили предприятия или пулевого прироста величин анализируемых показателей. Дое точки, лемащпо вша л:;нин нулевого прироста, будут соответствовать целесообразности вовлечения забалансовых руд в добнчуд нш.о д/лмлд ! I е цел о с о о бразное т и.

Применительно к условиям подземной разработки Джезказганского месторождения при наличии свободных производственных мощ-

ф

Ссрмр,°/о

Рис.1. Вариант выбора границ разработки забалансовых запасов блока 2749 гор.260м 'залежи 4-П шахты "Покро" ЗДР

а) по среднему содержанию меди;

б) по прибыли, отнесенной к 1т погашенных балансовых запасов

Ыи,м 4 Сзц,% 1,0

/.о /.о

6.}

0,25 0.Я5 0,35 0.52

4

Ф

'Ср. пр.

Рас.2. Вариант выбора гпашш разработки забалансовая запасов блока 709.^ гор.320-ЗССи золе:.» 9-1 ша::тн 51 ВДР

а) по среднему содержания ыегд;

б) по прзбша, отнесенной к iv пэлйшйшс дихои-совых запасов

ностей предприятия получены следующие зависимости определения предельно допустимого относительного качества отрабатываемых забалансовых руд шахтного поля по условиям:'

- неудорокания себестоимости выпуска единицы конечной продукции '

Ю (И /УСЛ\

лтСп пУсл Т7— I1 —' Ш Л - ' Оолн.ейл^о)

и<Гпл & • Я,

- неуменьиения годовой прибыли предприятия

л _ (А£р &%-АбпА-аТш)ААш-А{9)-0>99(4,+11ЮВ~Н^ 1 г-т ^ ^ 0.306-Ип ^

ШаПл ■ '

где . - плановое и. фактическое условное содержа-

ние основного металла в добитой балансовой руде, кг/т; пл и А<Гф - плановая и фактически достигнутая годовая производительность рудника по добыче балансовых руд, тыс.т; ^ = £тр +

, ,$о<г, ~ затраты на добычу, транспорт, обогаще-

ние, металлургический передел, отнесенный к I т товарной руды, руб/т; 2^пер 'Упер ~ доля условно-переменной части расходов в себестоимости добычи (переработки) руль:, доля ед.

При отсутствии свободных производственных мощностей предприятия возможности широкомасштабного освоения забалансовых запасов связываются только с техническим перевооружением и ре-коиструюшей производства. В этих условиях в качестве основных управляемых параметров следует считать:

А - годовую производительность рудника после его реконст- . ругали

А*=Аз+Асг лрнАя=соп51 (15)

- отношение среднего содержания основного металла (условного .для комплексных- руд) в добытой забалансовой руде ( С13 ) к балансовой ( О.'.¡г)

О-э^ СХб , ¡Золи ед. ^6)

применительно к условиям подземной1 разработки рудников Джезказгана пуз ях реконструкции плп технической: перевооружения получена следящие зависимости определения предельно допустимого относительно качос/гна разрабатываемых забалансовых запасов

- по критерию неудорожания себестоимости выпуска едкн;>.;п конечной продукции

Л -(^■¿^А-^СОАУгЛГ-Аг-0.264Б -А)_гдолпАГ/]

£м<р: 0,8722 ■ а 'Т(А-Ад-)

- по критерию неуменьшения годовой прибыли предприятия ^ Пу~(Ип-оЛ-еЩ'-А<(о,тв-А- 0,8722-а^-Аб) ■ и, (18) Л£" ЦвРяг-а^СА-Аг) . ■ дом ед.

где ¿2. - постоянная часть себестоимости, не зависящая от годовой производственной мощности рудника; В ~ коэффициент, определяющий степень изменения переменной.части себестоимости с изменением годовой производственной мощности рудника при его техническом перевооружении, количественно характеризует особенности и "глубину" технического перевооружения; Аа- годовая производительность рудника по добыче-балансовых руд; А - годовая производительность рудника после его реконструкции; > П<р- фактически достигнутая себестоимость вьауска единицы конечной продукции,'годовая прибыль предприятия; 0.&'- условное содержание основного металла в товарной балансовой руде; Ил-стошлость попутно извлекаемых полезных компонентов на стадии металлургического передела без перевода их в условное содержание основного металла; Ц0~ цена единицы конечной продукции. .

На рисунке 3 показана область.рентабельной разработки забалансовых запасов шахт Джезказгана. при наличии '(.О.) и • отсутствии ( 8 ) свободных производственных мощностей, полученная исходя из условий неуменьшения годовой прибыли предприятия.

По значению' параметра А' , ранее установленному при выборе оптимальных границ прирезаемых забалансовых запасов в выемочных единицах, определяется соответствующее граничное значение параметра - , удовлетворяющее в данном случае условию пиухудшоник годовой прибита предприятия (рис- За). Отсюда, предельно допустимое среднее содержание меди в добытой забалансовой руде будет равно, например,:

0,32%.

В условиях реконструкции производства предельно допустимое качество разрабатываемых забалансовых запасов может быть установлено по результатам анализа технических возможностей увеличения годовой производительности рудника (фабрики). Задавая максимальное по техническим возможаостям значение головой про-

изводственной мощности предприятия после его реконструкции -- Атах> графическим путем определяется соответствующее граничное значение' параметра Лтсл Й'Г следовательно , О^тт^Атсп'0-$ ■ Таким образом, осуществляется количественная взаимосвязь результатов решения задач: выбора оптимальных границ прирезаемых забалансовых запасов в выемочных единицах и, установления технических возмошюстай увеличения годовой производительности рудника после его реконструкции'с оценкой предельно допустимого качества разрабатываемых забалансовшс руд шахтного.поля при наличии и отсутствии свободных производственных мощностей предприятия. :.. ....... -- -.......

. © 4

а-з ът=Ат1п-а*-°-0,32 %

¡ОЛ£

о/шо

о,зво

0,360 0^40

а,320 0,300

цгзо

01 О,Я 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 О,С 0,9 1,0

А, воли ей.

воли • .

е • ф

0,65

о,во

о.го

г500

2900

3300

3700

4100

4КОО

Рис.3. Область рентабельной разаработки забалансовых запасов шахты пси наличии (а) и отсутствия (б) свободных производственных мощностей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертация дано теоретическое обобщение и решение актуальной народнохозяйственной проблемы обоснования целесообразности вовлечения в добычу забалансовых запасов рудников при их реконструкции и техническом перевооружении.

Основные научные, практические выводы и рекомендации, полученные в результате проведенных исследований, сводятся к следующему.

1. Оценка целесообразности вовлечения в разработку забалансовых запасов действующего рудника при его реконструкции или техническом перевооружении, а также реализации свободных производственных мощностей должна содержать обоснование технологических возможностей вовлечения в разработку забалансовых запасов к определение экономической эффективности их освоения на базе конкретных представлений о фактическом состоянии и перспективах расширения сырьевой базы предприятия.

2. Решение задач вовлечения в разработку забалансовых запасов рудников требует коренного пересмотра сложившегося отношения к этой категории руд, как и второстепенной, предназначенной для эксплуатации в будущем. В частности, одной из исходных задач является подготовка реальных сведений о забалансовых запасах и их изменении в сАязи с текущей производственной деятельностью. Основой .для этого является' разработанная классификация забалансовых запасов рудных месторождений, отрабатываемых подземным способом, построенная по признакам их пространственного размещения, качественной характеристики и степени технологической готовности к шемке.

3. С вовлечением в эксплуатацию забалансовых запасов, в пространственном отношении примыкающих к балансовым, при техническом перевооружении производства создаются реальные предпосылки душ перехода к более эффективным для данных условий технологиям. Для выбора систем разработки забалансовых запасов, залегающих в кровле и почье балансовых, при эксплуатации пологопа-дакщих рудных залежей рекомендуется метод, основанный на максимизации прибыли, относимой к I т погашаемых балансовых запасов, в зависимости от мощности отрабатываемых балансовых и забалансовых руд, содержания в них основного металла, глубины ведения торных работ; впервые разработан, и реализован н;< практике универсальный- метод оптимизации порядка выемки и систем разрзбет-

кп забалансовых руд с учетом фактора времени, основанный на теории моделирования дедуктивных систем. Метод, позволяет по сово-___купности-критериев в-любой-момент- времени количественно " оценить наилучший порздок и технологию добычи балансовых и забалансовых РУД. включая их раздельную и совместную выемку, а также перспективы повторной доработки оставленных запасов.

4. Установлено, что применительно к.Джезказганскому месторождению при побнче забалансовых запасов, залегавдих л кровле и почве балансовых, область эффективного использования камерно-столбовой системы со скреперной доставкой резко падает. При мощности забялачоовых руд свыше .'5 м с содержанием н них меди от

.до 0,39;?, мощности отрабатываемых балансовых рудА<г^10 м с содержанием меди от 0,4 до 4$ целесообразно использование па-нельно-столбовой системы (Гипроиветмета) с применением комплексов самоходного оборудования. При hg-^ 10 м с содержанием меди or 0,4 до 4,0$ при мощности прирезаемых забалансовых руд свыше 5 м с содержанием меди от 0,3 до 0,39$ эффективен вариант камерно-столбовой системы с регулярно-переменной сеткой мояздука-мерных целиков (НЕД АН РК); при отработке забалансовых запасов различными вариантами систем с открытым очистным пространством, с закладкой, с обрушением и комбинированных пеконкурентоспособ-пой оказалась система с закладкой выработанного пространства. Однако а сравнения только - существующей камерно-столбовой системой она приемлема для рудников Джезказгана на глубинах от 400 ко 500 м при мощности отрабатываемых балансовых руд свыше 5 м с содержанием в них меди не нияе 1,2$.

5. Выбору эффективного варианта вовлечения забалансовых руд в добычу при реконструкции и техническом . перевооружении производства должен предшествовать детальный анализ технических возмоглостей увеличения годовой производительности рудника, предусматривающий оптимизацию комплексов самоходного оборудования для очистной выемки и проходческих работ, определение годовой производственной мощности рудника по горным возможностям, расчет пропускной способности его основных трацепортно-технологи-чеекдх звеньев с целью заявления и. ликвидация "узких мест" по добыче, транспортировке и подъему руды. Выбор комплексов самоходного оборудован,ил длл очистной выемки с вовлечением в разработку забалансовых запасов при техническом перевооружении должен производиться по минимуму затрат на добычу " транспортировку

РУДЫ по всей совокупности выемочних единиц, находящихся в одновременной отработке, с учетом обеспечения плановых заданий по добыче руды я металлов,, /а также ряда технологических ограничений: по предельным 'возможностям применяемого оборудования, пропускной способности.транспортных выработок, запасам руды в выемочных,единицах.

6. При пологом и наклонном залеганйи рудных тел горные возможности рудников необходимо рассчитывать с учетом увеличения фронта очистной выемки. за'счет прирезки забалансовых запасов, залегающих в щювде я почве балансовых.и в.их периферийных частях. Для 1футопадающих залежей ранее установленные зави-. симости определения■годовой производственной - мощности рудников по горным возможностям могут быть уточнены.путем введения коэффициентов, характеризующих соотношение суммарных площадей извлечения ( ¿D ) и воспроизводства ( иИ' ) элементарных выемочных единиц соответственно дач забалансовых и балансовых руд с корректировкой коэффициента структуры рабочей площади ( Ксгпр ).

7.. Обоснование.целесообразности'вовлечения в добычу забалансовых запасов с учетом реконструкции или технического перевооружения транспортно-технологдческой системы действующего рудника требует применения комплексного метода расчета пропускной способности его основных звеньев, основанного на одновременном использовании аналитических зависимостей теорий массового обслу-яивания и численного моделирования на ЭВМ работы железнодорожного транспорта на .главном.откаточном горизонте; ' этот метод позволяет установить оптимальные соотношения мезду параметрами отдельных звеньев шахтного транспорта рассчитать пропускную способность главного откаточного горизонта с одновременной оптимизацией режима его работы, определением потребного количества локомотквосоставов и численной оценкой возможной нагрузки на опрокидное устройство околостволького двора, а также взаимоувязать по производительности (объему перевозимого груза) работу всех сопряженных транспортно-техкологических звеньев' с учетом неравномерности внутришахтных рудопртоков, обусловленных их не-' роятностной природой и комбинированным характером современного горного транспорта.

8. Обобщающим этапом определения целесообразности вовлечения в разработку забалансовых запасов рудника при его реконструкции или техническом перевооружении, а также при реализации

свободных производственных мощностей следует считать оценку экономической эффективности.которая - должна последовательно произво- — диться на уровне отдельных выемочных единиц и шахтного поля в целом с увязкой полученных результатов, на кандом шаге проводимых расчетов по объему и качеству прирезаемых запасов. Для выбора оптимальных границ вовлечения в добычу забалансовых запасов, залегающих в кровле и почве балансовых-, при эксплуатации пологопадающих рудных залежей с неравномерным Промышленным оруденением следует использовать разработанные и реализованные на практике оптимизационные математические модели с применением в качзстве цалев^й функции максимума суммарной навлекаемой ценности, получаемой из погашаемых балансовых и части забалансовых руд, исходя из условий неуменыления прибыли, относимой к I т погашаемых балансовых запасов, и неухудшения других показателей отработки балансовых руд в зависимости от мощности отрабатываемых рудных тел, доли забалансовых руд, вовлекаемых в добычу, 'содержания в них основного металла, глубины ведения горных работ;.

9. Выбор эффективного варианта вовлечения в разработку забалансовых запасов на уровне всего шахтного пота в .методическом и-гшззшш зависит от наличия или отсутствия свободных производ-стяеннмх мощностей предприятия. При их наличия - отработка забалансовых руд должна производиться дополнительно к плану добычи балансовых. Пса отсутствии свободных производственны* мощностей возможности широкомасштабного освоения забалансовых заказов сш-зываятся только с техническим перевооружением и реконструли:и>:1 производства. В эти? условие-: б качестве основных ¿'яравляеыхас. ... параметров следует считать готовую производственную мощность ~"~:л:.\1-л после ого рококотру/а.цгл. качество р&зрае&яаьаеуцх «аСа-мпсовых запасов относительно балансовых руд на j совко вое;о шахтного поля. Установленные исходя из этого аналитические зависимости основных показателей производства отличаются количественным учетом фактора периодического технического перевооружен!«!, опр-здел^емиго степенью изменения переменно:: части ссбест.юаг;; с увеличением яроизЕодйтольне.-ш рудника пссло ovo рвкожл^укции.

В результате практической апробации и внедрешш рекомендаций по вовлечении & разработку забалансовых запасов ии рудниках НПО "джезказганцветмот" доказано, что на момент проводимой оценки нилпий предел по содержанию меди в руде не превышал 0,3$

в соответствии о установленным, для ?того в каадои конкретном случав объемом добычи забалансовых руд при обеспечении расчетного реального экономического; эффекта.

• Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Метод расчета резерва пропускной способности основных, транопортннх звеньев действующего рудника //Депонирована в ВИНИТИ 25.07.1984 г.. № 5433-84 Деп. .г,Алма-Ата, Г984 - 19с. (соавтор Новиков В.Ф.).

2. К.анализу фактического оостояния забалансовых зашсов на действующем руднике ( на примере шахты 55 Западно-Джезказганского рудника ). //Депонированирована в.ВЙНИТИ 25.07.1984 г. М 5434-84 Два, г,Алма-Дт£, 1984 - 17 о. (соавтор Ким А.С,).

3. Проблема промышленного освоения забалансовых запасов на действущ[кх ррных предприятиях /Горный курнал, 1Ш5, 7,

с, 39-42 (соавторы Агошков М.И,, Терпогосов 3.AiЛисенков A.A., Попов Ю.Н.). ' : . . '

■ . 4. Расчет пропуокной способности транспортной сети шахты //Депонирована в ВИНИТИ 8,07.1985 т. Л 4939-85 Деп.. г.Алма-Ата, 1985 - 27 с. (соавторы Кулаков А.Я., Новиков З.Ф.).

5. О-целесообразности попутной добычи забалансовых запасов 55-ой шахты ЗаиаднО-Джезказганского. рудника //Физико-технические проблемы разработки и обогащения твердых полезных ископаемых, У.: ШКОН АН -СССР-, 1986 г.,■с.49-50..

6. Анализ технологических возможностей вовлечения забалансовых руд. в попутную добычу На дейотвущих рудниках Джезказгана.____

//Теория и практика разработки.рудных и:нерудных месторождений.

М. : ИПКОН,АН СССР, 1986, с. 75-88 (соавтор Терпогосов З.А.).

7. Применение методов оптимизаций прй рбоснбвании экономической целесообразности попутной добита забалансовых запасов действующего рудника //Математические методы и вычислительная техника в горном деле. Новосибирск, 1987, с.89-92.

8. Математическое и программное обеспечение решения задачи анализа технических возможностей увеличения готовой производственной мощности действ^его рудник ' keioi» 'и вычислительная техника в горном деле; Новосибирск, 1987, о.72-77 (соавторы Новиков В.Ф., Смирнова О.Н., Т^рганбаева А.Р.).

9. Предельно-допустимое качество разрабатываемых забалансовых запасов действующего рудник //Депонирована в.ВИНИТИ 11.05. 1988 г. Л 3584-В88. ' г. Алма-Ата, 1988 - 12 о. ' • .'

10. К выбору целесообразных границ попутной разработки. забалансовых запасов действующего" рудника //Депонирована в ВИНИТИ 11.05.1988 г. ]'ß 3583-В88. г.Алма-Ата - 25 с. .....

11. Методика определения целесообразности вовлечения в добычу забалансовых запасов твердых полезных ископаемых на действующих' горных предприятиях. М.': ИПКОН АН СССР, 1988 - 48 с (со-авторй Агошков М.И., Терпогосов З.А., Панфилов Е.И., Шитарев В.Г.).

12. Обоснование эффективной технологии добычи забалансовых запасов на рудниках Джезказгана //Комплексное использование минерального сырья, 1988, й 12, С. 3-7.

' 13. Анализ фактического состолний сцрьевой базы действую-^ ' щего рудника //KöMiüiekcHoe использование щнерального сырья, 1989, Л 2, с 78-82.

14". К выбору целесообразных границ попутной раэработки забалансовых запасов в полях действующих шахт Джезказгана //Научно-технические проблемы рационального освоения месторождений. М. : ИПКОН АН СССР, 1988, с. 12-27 (соавтор Терпогосов З.А.').

15. Анализ технических возможностей увеличения производительности основных транспортно-технолЬгических звеньев действующего рудника //Комплексное использование минерального сырья, . 1989, й 5; с.3/6. ■ •• ~ ; . •• ...

■ 16. Временная методика определения целесообразности вовлечения в добычу забалансовых запасов в полях действующих шахт ■

НПО "Джезказганцветмет". г.Алма-Ата, 1939 - 53 с. (соавторы Терпогосов З.А., Жаркенов М.И.).

17. Технология добычи при последовательной разработке балансовых и забалансовых-запасов действующего рудника //Разработка научных основ комплексного освоения месторождений с учетом изменения минерально-сырьевой базы действующих- рудников. Республиканская научно-практическая конференция. Тезисы конфе.г ренции. г.Алма-Ата, 21.-23 июня. 1989 г. г.Алма-Ата, 1989, с.49 (соавтор Каляев К.Г.).

■ 18. Обоснование .экономической целесообразности совместной разработки балансовых и забалансовых запасов действующего рудника //Комплексное использование минерального сырья, 1989, Й 10, с.7-15.

19. Дифференцированная 'цромшленная оценка забалансовых запасов действующего рудника //Комплексное использование минерального сырья, 1989,. № II, с.3-7.

20. Влияние вовлечения забалансовых руд в разработку на основные технико-экономические показатели работы рудника //Комплексное использование минерального сырья, 1990, й 8, с.7-11 (соавтор Смирнова О.Н.).

. 21. Методика определения целесообразности вовлечения в добычу забалансовых запасов на действующих горных предприятиях //Фундаментальные науки - народному хозяйству. М.: ..Наука, 1990, с.371-373 (соавторы Агошков М.И., Терпогосов З.А., Панфилов Е.И., Шитарев В. Г.).

22. О выборе, эффективного варианта вовлечения в разработку забалансовых запасов действующего рудника при реконструкции и техническом перевооружении производства" //Комплексное использование минерального сырья, 1992, № 9, с.3-8.

23. О выборе оптимального-порядка-и технологии добычи балансовых и забалансовых руд при техническом перевооружении производства //Комплексное использование минерального сырья, 1992, й 10, с.3-9.

24. Классификация забалансовых запасов рудных месторождений, отрабатываемых подземным способом //Комплексное использование минерального сырья, 1992, й II, с.7-14.