автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Установление оптимальной динамики производительности рудников по этапам разработки сложно-структурных месторождений (на примере предприятий цветной металлургии Средней Азии)

ВВЕДЕНИЕ.

I. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И ОПЫТА УСТАНОВЛЕНИЯ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ РУДНИКОВ И ЕЁ ДИНАМИКИ.

1.1. Геологическая и горнотехническая характеристика сложно-структурных месторождений цветных металлов

1.2. Анализ существующих методов установления производительности рудников и её динамики.

1.2.1. Методы определения производительности рудников по горнотехническим возможностям

1.2.2. Методы экономической оптимизации производительности рудников.

1.3. Анализ опыта проектирования производительности рудников цветной металлургии

1.3.1. Месторождение вводится в эксплуатацию для компенсации выбывающих мощностей

1.3.2. Месторождение вводится в эксплуатацию для расширения действующего предприятия

1.3.3. Рудник строится в неосвоенном районе

1.3.4. Основные приемы по обоснованию производительности рудников по горным возможностям на сложных месторождениях.

1.4. Анализ фактической динамики производительности рудников цветной металлургии Средней Азии

1.5. Задачи и методы исследований.

2. УСТАНОВЛЕНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ ЗАВИСИМОСТЕЙ МЕЖДУ

ПАРАМЕТРАМИ ДИНАМИКИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ РУДНИКОВ

2.1. Типовая динамики производительности рудников и её параметры.

2.2. Статистические связи между параметрами динамики

2.3. Статистический метод расчета параметров динамики производительности рудников

Выводы.

3. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ РУДНИКОВ ПО ГОРНЫМ ВОЗМОЖНОСТЯМ С УЧЕТОМ ЕЁ ДИНАМИКИ И СЛОЖНОСТИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.

3.1. Влияние сложности месторождений на максимальную производительность и их группировка

3.2. Методы определения максимальной производительности эксплуатационных участков

3.2Д. Расчет на основе годового понижения.

3.2.2. Расчет по условиям развития очистных работ

3.3. Принципы определения производительности рудников по горным возможностям в динамике

Выводы.

4. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ПОЭТАПНОГО НАРАЩИВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ МОЩНОСТИ РУДНИКОВ С УЧЕТОМ ДОСТОВЕРНОСТИ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПАСОВ.

4.1. Анализ достоверности определения запасов сложных месторождений.

4.1.1. Практика проектирования и эксплуатации рудников при низкой достоверности подсчета балансовых запасов.

4.1.2. Существующие подходы к оценке и учету достоверности запасов

4.1.3. Фактическая погрешность подсчета запасов месторождений цветных металлов.

4.2. Вероятностная оценка запасов сложных месторождений цветных металлов Средней Азии.

4.3. Обоснование доверительных пределов подтверждаемости запасов.

4.4. Зависимость между истинными запасами месторождения, его размерами и производительностью рудника

4.5. Обоснование метода поэтапного наращивания производственной мощности рудников

4.6. Разработка методики оптимизации проектной мощности рудников по этапам строительства

4.6.1. Капитальные затраты

4.6.2. Эксплуатационные затраты

4.6.3. Критерий и оптимизационная модель

4.6.4. Сравнительная оценка рекомендуемого метода

4.7. Влияние основных факторов на оптимальные величины мощности рудников

Выводы.

5. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ДИНАМИКИ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ РУДНИКОВ.

5.1. Исходные положения.

5.2. Зависимости, связывающие параметры динамики производительности с проектной мощностью рудника

5.3. Связь технико-экономических показателей работы рудника с динамикой производительности

5.3.1. Эксплуатационные затраты

5.3.2. Капитальные вложения

5.3.3. Содержание металлов в отрабатываемых запасах

5.3.4. Извлекаемая ценность руды

5.4. Рекомендуемая оптимизационная модель определения мощности рудника

5.5. Сравнительный анализ существующего и рекомендуемого методов оптимизации производительности руддаи-.

Выводы.

6. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

И ОЦЕНКА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ.

6.1. Обоснование интенсивности и рационального порядка отработки участков Алтынтопканского месторождения

6.2. Установление динамики производительности рудника Трудового.

6.3. Использование результатов исследований в методических документах и проектных работах

6.4. Эффективность рекомендаций.

Возрастающая потребность народного хозяйства в металлах обеспечивается в основном за счет освоения все более сложных месторождений, разработка которых связана с повышенными капитальными и эксплуатационными затратами. В таких условиях принятие неоптимальных параметров рудников ведет к значительному перерасходу материальных и трудовых затрат, снижению полноты извлечения полезных ископаемых из недр. На сложных месторождениях особую остроту и значимость приобретают требования "Основных направлений экономического и социального развития СССР на 19811985 гг. и на период до 1990 г.", принятых ХХУ1 съездом КПСС: "Обеспечить наиболее рациональное использование материальных, трудовых и финансовых ресурсов,. выработать рекомендации по рациональному использованию природных ресурсов".

Годовая производительность рудника является одним из главных динамических параметров, определяющих уровень технико-экономических показателей отработки месторождения и влияющих на эфг-фективность работы соответствующей отрасли промышленности. Но оптимизация этого параметра в динамике затруднительна, т.к. нет надежного аппарата, позволяющего учитывать ограниченную на момент проектирования информацию о месторождении и уточняющуюся только в процессе его эксплуатации.

Практика эксплуатации сложных месторождений цветных металлов Средней Азии и ряда других районов страны показывает, что принятые при проектировании методы однозначного установления производственной мощности и постоянной годовой производительности рудников не обеспечивают максимальную эффективность отработки, что обусловлено следующим:

- при этом не учитывается замедленный темп наращивания годовой производительности, обусловленный природными и объективными организационно-техническими осложняющими факторами;

- не учитывается структурно-морфологическая сложность месторождений, вследствие чего проектная мощность часто осваивается только на 60-70% а вложенные капитальные средства недоиспользуются;

- не находит отражения невысокая достоверность подсчета запасов, что особенно характерно для ртутных, сурьмяных, олово-рудных, редкометалльных и некоторых полиметаллических месторождений, отличающихся резкой изменчивостью геологических характеристик; с этим связано недоиспользование капитальных вложений при неподтверждении запасов и недополучение годовой продукции в случае их превышения против подсчетных;

- не отражается переменность технико-экономических показателей по этапам эксплуатации, обусловленная динамикой годовой производительности предприятия.

Разработка методических положений по установлению производительности рудников по этапам эксплуатации, позволяющих устранить указанные недостатки существующих методов является актуальной задачей, имеющей важное значение для эксплуатации сложноструктурных месторождений цветных металлов. Эта задача решается в работе по горнотехническим и экономическим критериям на основе прямого учета структурно-морфологической сложности месторождений и вероятностной характеристики балансовых запасов. В такой постановке задача ранее не решалась.

Целью диссертации является разработка методов установления оптимальной динамики производительности рудников по горнотехническим и экономическим условиям с учетом структурно-морфологической сложности, достоверности определения балансовых запасов и переменности технико-экономических показателей по этапам отработки месторождений цветных металлов Средней Азии.

Научная идея работы состоит в том, что параметры динамики производительности рудников устанавливаются во взаимосвязи и с учетом структурно-морфологической сложности месторождений, достоверности определения геологических характеристик, уточняемых в процессе эксплуатации, и переменности технико-экономических показателей по этапам отработки.

Научные положения, защищаемые автором:

1. Совокупности горно-технических и организационно-экономических условий отработки сложно-структурных месторождений в наибольшей степени отвечает трехэтапная диаграмма изменения годовой производительности рудников, не имеющая этапа с постоянной величиной этого параметра*

2. На близких по сложности месторождениях между основными параметрами динамики производительности рудников - её величиной на разных этапах эксплуатации, темпами годового изменения и продолжительности этапов - существуют постоянные статистические соотношения, не зависящие от величины балансовых запасов. Эти соотношения положены в основу статистического метода установления параметров динамики.

3. Между уровнем достижения проектной мощности, устанавливаемой принятыми в проектной практике методами, и подтверждае-мостью запасов существует степенная корреляционная зависимость. Подтверждаемость подсчетных балансовых запасов подчиняется нормальному закону распределения.

Структурно-морфологическая сложность месторождений влияет на производительность рудников через увеличение времени на эксплуатационную разведку и подготовку, уменьшение активной рудной площади вследствие последовательной'отработки сближенных рудных тел и увеличение последней при переходе от параметров рудегаж пересечений разведочными скважинами и выработками к параметрам эксплуатационных рудных тел. Зависимости мевду указанными факторами составили основу метода расчета годовой производительности по горным возможностям.

5. В условиях вероятностного изменения балансовых запасов наибольшее соответствие динамики производительности рудников истинным геологическим параметрам месторождений достигается при поэтапном наращивании производственной мощности рудников, предусматривающем возможность её регулирования в зависимости от подтверж-даемости запасов в процессе эксплуатации. Это положение реализовано в методе оптимизации параметров динамики производительности.

6. Наиболее высокая эффективность разработки месторождений достигается при установлении производственной мощности рудников с учетом переменности годовой производительности и технико-экономических показателей. На основе данного положения разработан метод оптимизации производственной мощности рудников.

Научная новизна исследований состоит:

- в установлении типовой - трехэтапной динамики производительности рудников с двумя этапами наращивания и одним этапом снижения этого параметра, выявлении причинно-следственных связей, объясняющих значительное несовпадение фактической динамики производительности с проектной, устанавливаемой существующими методами;

- в установлении статистических зависимостей между параметрами динамики производительности рудников и разработке инневерного метода их определения при ограниченных данных о месторождении;

- в разработке методик учета сближенности рудных тел, струн турно-морфологической сложности и гнездового характера ору-денения при определении производительности по горным возможностям;

- в установлении закономерности распределения подтвержда-емости запасов сложных месторождений, зависимости между под-твервдаемостью запасов и уровнем достижения проектной мощности рудников, обосновании метода поэтапного наращивания мощности с регулируемой динамикой производительности;

- в разработке экономико-математических моделей и методов оптимизации производственной мощности и динамики производительности рудников с учетом достоверности запасов и переменности технико-экономических показателей по этапам эксплуатации.

Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- представительностью использованных для оптимизации динамики производительности статистических данных, охватывающих весь или длительный период отработки 24 месторождений;

- достаточной теснотой корреляционных связей между факторами, на что указывают высокие значения корреляционного отношения, значимыми величинами критериев Пирсона и А.Н.Колмогорова, подтверждающих нормальный закон распределения случайных величин;

- сходимостью рассчитанных предложенными методами параметров динамики производительности с фактически достигнутыми при отработке месторождений;

- положительными результатами реализации рекомендаций,подтвердившими их эффективность.

Практическое значение работы* Предложенные методики прямого учета факторов структурно-морфологической сложности месторождений позволяют устранить 1,5-2-х кратную погрешность существующих методов установления производительности рудников по горным возможностям, что обеспечивает экономию капитальных и эксплуатационных затрат. 5 частности, в условиях Алтын-Топканекого месторождения эффект составляет I млн.рублей в год.

Метод поэтапного наращивания производственной мощности рудников позволяет установить индивидуальную динамику производительности в соответствии с фактической подтверждаемостью запасов, за счет чего достигается более полное использование капиталовложений в случае неподтвервдения балансовых запасов и увеличение годового выпуска продукции и снижение себестоимости при их превышении.

Метод оптимизации параметров динамики и установленные оптимальные значения начальной производительности для различных масштабов месторождений, достоверности определения запасов и ценности полезных ископаемых обеспечивают экономический эффект в размере 0,9-1,0 рублей на I т запасов.

Основные положения диссертации докладывались и получилиодобрение на республиканской научно-технической конференции по внедрению результатов исследований в народное хозяйство Киргизии (1980 г.), на республиканской научно-технической конференции по повышению технического уровня и экономической эффективности цветной металлургии Узбекистана (1981 г.), на научно-технических советах проектного института "Гипроникель" (1981 г.), Алмалыкского горнометаллургического комбината (1982 г.), проектных институтов

СибцветметНИИпроект" (1983 г.) и СредазНИПпроцветмет (1984 г.), на ученом Совете Института физики и механики горных пород АН Киргизской ССР (1980-1983 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ.

Автор глубоко признателен своему научному руководителю д.т.н. Н.Б.Дронову за методическую и практическую помощь, оказанную им в процессе выполнения работы, а также сотрудникам лаборатории горно-экономической оценки месторождений, помогавшим в обработке данных практики и выполнении экспериментальных расчетов. Автор выражает искреннюю признательность к.т.н. Н.А.Жукову, В.А. Кучкину и Н.Г.Ялымову за критические замечания и ценные советы, учтенные при работе над завершающим текстом диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав и заключения, изложенных на 145 страницах машинописного текста, содержит 25 рисунков, 18 таблиц, список литературы из 104 наименований и 13 приложений.

выводы

1. Применяемые на практике методы установления экономически оптимальной производительности рудников, базирующиеся на неизменных технико-экономических показателях "расчетного года", не соответствуют фактическому изменению этих показателей в процессе эксплуатации месторождений и не обеспечивают необходимую точность оптимизации на сложных месторождениях.

2. В существующих методах эксплуатационные затраты на этапах развития и затухания рудника недоучитываются, а на этапе относительно стабильной работы завышаются.Суммарные проектные затраты по месторождению,как правило,ниже фактических(до 15-20%).Средневзвешенная проектная производительность рудника больше,а общий срок эксплуатации меньше фактических величин.

3. Разработанный метод оптимизации производственной мощности и параметров динамики производительности рудников позволяет отразить в расчетах реальное изменение по этапам эксплуатационных затрат, содержания металлов в добываемой руде,а также вероятностную характеристику запасов.

4. Оптимальная мощность рудников, устанавливаемая с учетом динамики технико-экономических показателей рекомендуемым методом, меньше (до 15-20%), чем при расчетах существующими методами. Смещение оптимума в сторону меньшей мощности обусловлено: занижением общих затрат на этапах Тр и Тз за счет меньшей их продолжительности; б) снижением удельных затрат на этапе Т за счет более длительного влияния технического прогресса; в) уменьшением периода строительства за счет уменьшения начальной производительности рудника.

5. С увеличением масштаба месторождений и ценности запасов значимость учета динамики показателей (т.е. прогрешность оптимизации существующими методами) возрастает.

6. Применение рекомендуемого метода позволяет за счет более точного установления производственной мощности рудников и параметров динамики производительности получить экономию по среднему месторождению 18-20 млн.руб. или 0,9-1,0 руб. на I т запасов.

6. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОЦЕНКА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ

6.1. Обоснование интенсивности и рационального порядка отработки участков Алтынтопканского месторождения

Разработанные методы определения производительности рудников, а также рекомендаций по учету подтверждаемости запасов были практически применены при обосновании интенсивности рационального порядка отработки верхних горизонтов Алтынтопканского месторождения /27/.

На месторождении выделено три эксплуатационных участка: во-ояочнай, западный и центральный (охранный целик шахты). Интенсивно отрабатываемый восточный участбк представлен мощными рудными телами относительно простого структурно-морфологического типа. На нем в настоящее время сосредоточен практически весь фронт очистных работ. Недостаточно разведанный западный участок затронут очистными работами лишь частично. Он представлен мелкими рудными телами с осложненной структурой и морфологией, что требует иного подхода к их разработке. Оруденение охранного целика шахты аналогично восточному участку. Его запасы, по разработанному Институтом Гипроцветмет проекту подлежат отработке в последнюю очередь.

По уточненному институтом СредазНИПРоцветмет (1981 г.) календарному графику доработки запасов производительность западного участка, рассчитанная обычными методами (3.1), принята в 200 тыс.т/год. Проверка по разработанному методу показала, что горнотехнические условия данного участка (небольшие рудные тела с частично сближенным залеганием, подтверждаемость запасов в которых, как установлено, составляет 72%)обеспечат его производительность только в 100 тыс.т/год по годовому понижению горных работ (ЗЛО) и 105 тыс.т/год - по развитию фронта очистных работ (3.27). При такой производительности может быть гарантирована полная доразведка запасов, необходимая последовательность отработки рудных тел и нормативная полнота извлечения полезных ископаемых. При предусмотренной же календарным графиком производительности (200 тыс.т/год) полностью обеспечить рациональное использование недр не удастся, так как будет допускаться выборочная отработка наиболее благоприятных запасов и подработка менее благоприятных, что приведет к повышенным потерям полезного ископаемого в недрах. В то же время работа по проектному календарному графику при производительности западного участка 100 тыс.т/ год привела бы к удвоению срока консервации богатых запасов в охранном целике.

Установленная предложенными методами производительность принята для обоснования более рационального порядка эксплуатации с независимой одновременной отработкой всех трех участков. Техническая возможность отработки охранного целика параллельно с западным и восточным участками обеспечивается соответствующими организационно-техническими решениями.

Сравнительные показатели отработки по проектному и рекомендуемому порядкам приведены в табл.6.1 и рис.6.1.

Рекомендуемый порядок отработки имеет следующие преимущества по сравнению с принятым:

I. Создаются условия для отработки западного фланга месторождения с оптимальной (с точки зрения рационального использования недр) производительностью 100 тыс.т в год, что позволит пре-дотравтить подработку части балансовых запасов. За счет этого извлечение балансовых запасов повысится не менее, чем на 5% или на 37,5 тыс.т руды.

Проектные и рекомендуемые показатели динамики отработки запасов Алтынтопканского месторождения

-!-1-Г

Наименование! - т ! ® « участков

К Is ID

ГОЛ I к » ЕН { СП го сг О J й 1=3 i о о ! р, ч , . з я .oral о-пг, 7ЛП ( с ! . 03 а- К и СТО- ого-! 5

• до loot t. I I pq э |о a | дэ

Производительность по этапам,ед/год Проектная Рекомендуемая

П ! Ш |1У j да j лет; лет I

2го

2 ]3

1У , 3roj 5 t 5 I да | да ;летiлет

• « I •

Восток Запад

19 5

1,0 0,87

400 250 100 200 200 50

400 250 100 -100 100 100 80

Целик

20 1,12

300 340 300 340 320

OS К ш м К к времен, схема вост. схема

19 1,0 200 350

НО

19 1,0

- 350 -460

300 770

По руднику

800 800 800 800 800 800 820 850

2. На величину сокращения (100 тыс.т) годовой добычи руды на западном фланге возрастает объем добычи из охранного целика с содержанием свинца и цинка в 1,28 раза выше. В соответствии с этой разницей возрастает производительность по выпуску металлов и годовая прибыль.

3. Создается возможность уменьшить на 240 тыс.т годовую добычу на нижних (в настоящее время еще не вскрытых) горизонтах возместив её добычей из охранного целика. Содержание металлов в запасах целика в 1,12 раза выше, чем на нижних горизонтах.Это также увеличит годовой выпуск металлов и прибыль.

4. За счет сокращения объема трудоемкой добычи на западном фланге на 100 тыс.т в год может быть увеличена (в первые пять лет) годовая производительность рудника в соответствии с разницей в трудоемкости.

5. Срок консервации .запасов охранного целика уменьшится на ш. Вспомогательная

Згор. п шт. \----i Ш п шт. :

Sua. пг К шт. (=--

В да.

Вент.

Успобные обозначения

-отработано /и 1 Этапы отравотпи

Bssssi по проекту

1и 2 зтопы при репомен

СТ\ ал

2У дуемом порядке

ITIT-VI^этапы отработки

Д I по проекту

I -г + IJ - S зтопы при репомен l££J дуемом порядке 1

Рис.6.1. Проектный и рекомендуемый порядок Алтынтопканского месторождения отработки

10 лет, что позволит нижние горизонты отрабатывать планомерно без опережения отработки восточного крыла по отношению к западному флангу и центральной части месторождения. Это обеспечит более полную и экономичную отработку запасов за счет рациональной формы очистного фронта.

Обоснованный порядок отработки позволяет увеличить годовую прибыль: а) за счет сокращения добычи на западном фланге на 100 тыс.т и компенсации этого объема отработкой охранного целика - на 1279 тыс.руб. /27/; б) за счет уменьшения добычи на нижних горизонтах (на 240 тыс.т) и компенсации этого объема добычей в охранном целике - на 996 тыс.руб. За весь период отработки западного фланга и целика (10 лет) дополнительно получаемая прибыль составить 22750 тыс.руб.

При существующем графике отработки запасов эта прибыль будет получена лишь после отработки западного участка, т.е. на 5-7 лет позже. Благодаря более раннему получению прибыли при рекомендуемом варианте народное хозяйство получит кругооборот-ный эффект в размере Эк = П (I + Е*л )*± П = 22750 (I +0,08)5-- 22750 = 10665 тыс.руб., где Енп = 0,08 - норматив для приведения разновременных затрат и эффектов.

Ущерб от потерь I т запасов западного фланга определяется по формуле

Я = К (3ср + 3гк+3п± Пу) = 1,37(0,97+0,87+0,99+5,3I)=II,14руб., где /7у - недополученная прибыль I т добытой руды;

Згр »Згн» Зп " произведенные затраты на геологоразведку, вскрытие и подготовку I т руды.

Эффект от сокращения потерь на 37,5 тыс.т руды в недрах при рекомендуемом порядке равен

Эп= 37,5 х 11,14 = 417 тыс.руб.

Экономический эффект при рекомендуемом порядке отработки только по двум факторам составляет

Э = Эк + Эп = 10665 + 417 = II083 тыс.руб. В расчете на I год отработки эффект равен

Эг = 11083 = 1108,3 тыс.руб. г - 10 • ,

Предложенный порядок отработки запасов принят Алмалыкским горнометаллругическйм комбинатом для внедрения (приложение 9).

6.2; Установление динамики производительности рудника Трудового

На основе разработанной методики учета осложняющих структурно-морфологических факторов была установлена динамика производительности проектируемого к освоению Трудового оловорудного месторождения /26/. Оно представлено 96 промышленными крутопадающими жилами, из которых 75 жил могут быть отработаны только последовательно и лишь 21 - независимо друг от друга. По пространственному расположению и группировке жил на месторождении выделено четыре относительно обособленных участка: северный, восточный, нижний и верхний. Согласно формул (3.20) - (3.27) динамика производительности рудника определится возможными объемами годовой добычи на каждом участке и очередностью ввода их в эксплуатацию.

В качестве примера проведем детальный расчет производительности только по северному участку, промышленные запасы которого сосредоточены в двух обособленных рудных зонах: а) первая зона представлена пятью жилами мощностью 1,35-1,75м, длиной по простиранию 140-390 и, по падению 150-200 м, расстояние между жилами 5-15 м; б) вторая зона представлена четырьмя жилами мощностью 1,1 м, длиной по простиранию 200 м, по падению 100 м. Отработка зон может вестись независимо, а выемка жил в зоне должна осуществляться строго последовательно - от висячего бока к лежачему.

Проектом разработки месторождения приняты следующие исходные решения: отработка осуществляется системой с магазинированием ру-, ды; высота блока h = 45 м; длина t = 60 м; время отработки блока t , включающее продолжительность эксплуатационной разведки бэ , подготовки Ьп , нарезки Ьн и очистной выемки io , составляет I год, в том числе t0 = 0,5 года; коэффициент извлечения полезного ископаемого из недр Кн =0,9; коэффициент изменения качества к* =0,7-0,8 в зависимости от мощности жилы (притл I м Кк = 0,7,т =1-1,5м Кк = 0,75,т> 1,5м Кк = 0,8).

Расчет производительности участка выполнен по методике, обоснованной в разделе 3. Отработка первой зоны начинается с рудного тела I. По мере развития очистных работ на нем подключается второе и все последующие тела с отставанием, необходимым для безопасности работ и исключения подработки запасов. Величина отставания на смежном рудном теле 2 равна фронту очистных работ на рудном теле I и дополнительному смещению на длину одного блока (формула 3.2). При этом согласно (3.5) активная длина рудного тела 2 составит аг = - £ (not + I) = 200 - 60 (I + I) = 80 м. Активная длина рудного тела 3 определяется аналогично /аз= - £х х (л01 + I) - г (По2+ I) = 390 - 60 (I + I) - 60 (I + о = 150 м.

Активная длина рудного тела 4 составляет £ацI (/?«?, + iYZtpoti)--С{роз+ I) = 160 - 120 - 120 - 60 (I + I) = - 200 м. Отрицательное знанение говорит о том, что рудное тело 4 не может быть включено в очистную выемку до полной отработки предыдущих рудных тел: Таким образом, при полном развитии горных работ общая рабочая длина жил, находящихся в одновременной отработке на первом горизонте, согласно (3.7) составит: йУ = /у +/с,2 + Хаъ - 160 + 80 + 150 = 390 м. Извлекаемые запасы усредненного эксплуатационного блока равНЫ + + = 1,7 ед.

При одновременной работе двух горизонтов производительность первой зоны составит (формула 3.25) а -(о - Ла- ) 1Ф--(г - 390 * - 14 0 ел

А -(2 , ) -(2 . бо ^ - 14,0 ед.

Производительность второй зоны, включаемой в эксплуатацию по условиям вскрытия позже (она расположена на 50 м ниже первой) при расчете установлена в 6,0 ед. Таким образом, по северному участку годовая производительность по горным возможностям изменяется от 14 ед. в начальный период до 20 ед. при полном развитии горных работ.

Аналогично установлена производительность по участкам нижнему, верхнему и восточному, результаты расчетов сведены в таблицу 6.2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации решена актуальная научная задача установления оптимальной динамики производительности подземных рудников с учетом структурно-морфологической сложности, вероятностной характеристики запасов и переменности технико-экономических показателей по этапам отработки месторождений цветных металлов Средней Азии. Решение дано по горно-техническим и экономическим условиям.

В итоге выполненных исследований получены следующие научные и практические результаты:

1, Доказано, что существующая практика проектирования постоянной годовой производительности рудников не отвечает фактической динамике этого параметра на сложных месторождениях, имеющей в действительности вид трехэтапной диаграммы без этапа со стабильной произв одите ль нос тью.

Установлено, что определяемая существующими методами производственная мощность рудников не является оптимальной по отношению к истинным запасам и реальным условиям отработки.

2. Установлен ряд новых закономерностей и зависимостей между параметрами динамики производительности рудников:

- между уровнем достижения проектной мощности Aj : Ап и подтверждаемое тью балансовых запасов существует корреляп. ционная связь, выражаемая степенной зависимостью =

- подтверждаемость балансовых запасов подчиняется нормальному закону распределения, при этом математическое ожидание запасов руды совпадает с подсчетной их величиной Бп , а металла - составляет 0,72 Бп;

- независимо от масштаба сложных месторождений сохраняется следующее статистическое соотношение между продолжительностью этапов Тр : Тэ : Тз = I: 0,9 : 0,6, при этом темпы изменения производительности составляют ^=0,4, Л^=0,02, Л^=0,2;

- в существующих методах расчета оптимальной мощности рудников, базирующихся на стабильных показателях, недоучитываются до 15-20% затрат на этапах развития и затухания рудника и занижается общий срок эксплунтации;

- учет динамики технико-экономических показателей приводит к уменьшению оптимальной мощности рудников в среднем на 20%.

3. Обоснован приближенный инженерный метод установления параметров динамики производительности рудников, использующий установленные статистические соотношения между ними.

4. Предложены усовершенствованные методы расчета производительности эксплуатационных участков и рудника по горным возможностям, позволяющие непосредственно отразить сложность месторождений через увеличение времени на эксплуатационную разведку и подготовку, увеличение активной рудной площади при переходе от параметров рудных пересечений к параметрам рудных тел, порядок отработки сближенных рудных тел и эксплуатационных участков.

5. Обоснован метод поэтапного наращивания производственной мощности рудников, позволяющий регулировать динамику производительности, придавая ей вид одно, двух - или трехступенчатой диаграммы в зависимости от фактической подтверящаемости запасов в процессе эксплуатации.

6. Разработан метод оптимизации параметров динамики производительности рудников с учетом вероятностной характеристики запасов, переменности технико-экономических показателей, отработки, ценности полезных ископаемых и масштаба месторождений.

7. Предложен усовершенствованный метод оптимизации производственной мощности рудников, отражающий переменность годовой производительности по этапам эксплуатации.

Проектирование производственной мощности и годовой производительности рудников разработанными методами повышает эффективность отработки сложных месторождений на 0,9-1,0 руб. на I т запасов.

Методы приняты институтом Гипроникель для проектирования отработки олово-рудного месторождения "Трудовое", институтом Сиб-цветметНШпроект для реализации в практику проектирования рудников на сложных месторождениях цветных металлов и институтом ИПКОН АН СССР для использования при разработке Типовых методических положений по определению производительности рудников.

В итоге практического применения метода расчета производительности по горным возможностям на Алтынтопкаиском руднике предложено изменить порядок и интенсивность отработки оставшихся участков месторождения, что обеспечивает годовой экономический эффект в I млн.рублей.

1. Агошков М.И. Определение производительности рудников. -М: Металлургиздат, 1948, - 270 с.

2. Агошков М.И. Определение экономически оптимальной производственной мощности горного предприятия на основе приведенных затрат. В сб.: Повышение эффективности извлечения руд из недр при подземной разработке месторождений. М.: изд.АН СССР, 1975, с. 16-33.

3. Агошков М.И., Городецкий П.И. Определение производственной мощности горнорудного предприятия. Справочник по горнорудному делу, т.З. Подземные работы. М.: Гостехиздат, 1961.

4. Абдывалиев А.А., Шестаков В.А. Опыт разработки ртутных месторождений Киргизии. Фрунзе: Кыргызстан, 1971, - 68 с.

5. Ажикеев М.Х., Мурсалимов Х.И., Орлов А.И., Поярков В.Э.

6. О ближайших задачах и возможностях повышения экономической эффективности геологоразведочных работ. Советская геология, 1965, №8.

7. Арсентьев А.И. и др. Учет достоверности запасов руды при определении производственной мощности карьера. Сб.: Разработка апатитовых м-ний Хибин. М.: Недра, 1967.

8. Арсентьев А.И. Определение производительности и границ карьеров. М.: 1970, - 275 с.

9. Астахов А.С. Экономическая оценка запасов полезных ископаемых. М.: Недра, 1981, - 288 с.

10. Астахов А.С. Динамические методы оценки эффективности горного производства. М., 1973, - 271 с.

11. Байконуров О.А. Классификация и выбор методов подземной разработки месторождений. А-Ата. Наука, 1969, - 606 с.

12. Бирюков В.И. О достоверности определения запасов полезных ископаемых по данным разведки месторождений. Сб.: Проблемыметодики разведки и геолого-экономической оценки месторождений. М., 1976.

13. Болгсжин Ш.А. Технические аспекты научной организации очистных работ на угольных шахтах.-Сб.: Проблемы разработки полезных ископаемых. Вып.З, А-Ата, 1975.

14. Бурчаков А.С., Воробьев Б.М., Малкин А.С. и др. Проектирование и комплексная оптимизация параметров шахт.-М.; Недра , 1972,-368 с.

15. Болотов Л.А., Стеркина И.Б. Определение степени разведан-ности месторождений, подготавливаемых для промышленного освоения.-В сб. Проблемы методики разведки и геолого-экономической оценки месторождений . М., 1976.

16. Вентцель Е.С. Теория вероятностей.-М.: Наука-, 1969г576 с.

17. Воинков Д.М., Кривцов A.M. Сравнительный анализ разведкии эксплуатации первой залежи Моканского медноколчеданного месторождения (Юж.Урал). Изв. ВУЗов. Геология и разведка, 1969,№10,с.74-79.

18. Временная типовая методика экономической оценки месторождений полезных ископаемых.-М., 1980,-30 с.

19. Галаев Н.З., Кавтаськин А.А. Применение методов математического моделирования для оптимизации технологических параметров рудника.-Л.; Изд.ЛГИ, 1971.

20. Гатов Т.А. Экономическая оценка месторождений цветных металлов.-М.; Недра , 1975,-279 с.

21. Голомолзин В.И. Определение мощности и сроков службы шахт горнорудной промышленности.-М.? Недра , 1972,-120 с.

22. Гольдфельд А.И. Достоверность результатов разведки рудных месторождений цветных металлов.-М., 1972,-68 с.

23. Городецкий П.И. Основы проектирования горнорудных предприятий.-М.; Металлургиздат, 1955,-415 с.

24. Турецкий В.М. Подземная разработка месторождений с неравномерным оруденением.-М.; Недра , 1977,-160 с.

25. Денисов М.Н. Сравнение данных предварительной и детальной разведки с результатами эксплуатации и определение оптимальной плотности разведочной сети (на примере некоторых рудных м-ний).-М., 1969,-95 с.

26. Достоверность и возможности повышения результатов разведки месторождений полезных ископаемых.-Сб.:Материалы сессии экспертно-геологического Совета. М.; Недра , 1965.

27. Дронов Н.В., Серебрянский А.Т., Яковлев М.А. и др. Рекомендации по повышению эффективности отработки месторождения Трудовое. Отчет по НИР ИфиМГП АН Кирг.ССР, Фрунзе, 1983,-17 с.

28. Дронов Н.В., Серебрянский А.Т., Плаксин А.Н. и др. Обоснование рационального порядка отработки оставшихся запасов Алтын-Топканского месторождения. Отчет по НИР ИфиМГП АН Кирг.ССР, Фрунзе, 1982,-22 с.

29. Дронов Н.В., Серебрянский А.Т. Разработка основных методических положений по определению оптимальной производительности рудников (крутопадающие и наклонные месторождения малой и средней мощности). Отчет по НИР ИФиМГП АН Кирг.ССР, Фрунзе,1980, 218 с.

30. Дронов Н.В., Серебрянский А.Т., Головачев М.Н. Определение производительности рудников по горным возможностям на сложных месторождениях.-В сб.: Выбор основных параметров подземной разработки рудных месторождений , Москва, I98If с.129-141.

31. Дронов Н.В. Оптимизация горно-экономических параметров рудников .-Фрунзе,* Илим, 1982,-270 с.

32. Куков Н.А. Экспериментальное и теоретическое обоснование технологии совместных разведочно-эксплуатационных работ и оптимизация её параметров при подземной разработке сложных рудоносных зон .-Диссертация на соискание к.т.н.,-Фрунзе, 1979.

33. Ергалиев А.Е. Методика выбора и сравнительной экономической оценки систем разработки рудных месторождений.-А-Ата; Наука, 1969,-146 с.

34. Звягин П.З. Выбор мощности и сроков службы угольных шахт. М.,* Госгортехиздат, 1963,-468 с.

35. Зималина В.Я., Асадулин Э.Э. и др. Сопоставление утвержденных запасов с данными отработки на Хайдаркаиском месторождении. Отчет САИГИМС, Ташкент, 1966.

36. Зурабишвили И.И. Технология подземной разработки рудных месторождений.-М.; Недра, 1976,-272 с.

37. Иванов В.И. Оценка достоверности разведочных работ. Разведка и охрана недр', 1972, № 6.

38. Именитов В.Р. О методах проектирования подземной разработки руд. Изв. ВУЗов, Горный жур., 1972, № 12.

39. Именитов В.Р., Шепелев И.Т. Проектирование горно-добывающих предприятий с учетом вероятностных характеристик месторождения. Горный журнал, 1968, № 5.

40. Инструкция по расчету мощностей действующих шахт, разрезов и обогатительных (брикетных) фабрик. М., 1974.

41. Классификация запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. М., 1981.

42. Информационное письмо о научном совещании по теории и опыту проектирования подземных рудников. М., ИФЗ АН СССР, 1972.

43. Каждан А.Б., Шумилин М.В., Викентьев В.А. Методические основы количественной оценки разведанности запасов твердых полезных ископаемых. Советская геология, 1974, № II.

44. Калин Б.В. К вопросу о перспективах экономических показателей при проектировании новых шахт. Изв. ВУЗов; Горный журнал, 1931, № 2.

45. Каплунов Р.П. Подземная разработка рудных и россыпных месторождений. -М., 1955.

46. Каплунов Д.Р., Пазынич В.И. Оценка концентрации горных работ при установлении мощности подземных рудников. В кн.: Повышение эффективности извлечения руд из недр при подземной разработке месторождений. М.: изд-во АН СССР, 1975.

47. Каргажанов З.К., Жансеитов Ш.Ф. Нормативные затраты в горной промышленности. М.: Недра, 1976, - 74 с.

48. Карлье Э. Методика количественной оценки месторождений урана. М.: Атомиздат, 1966.

49. Кобахидзе Л.П., Синягин Г.П. и др. Экономика минерального сырья и геологоразведочных работ. М.: Недра, 1976, - 304 с.

50. Ковалев А.Ф. Технический прогресс в горнорудной промышленности. Киев: Техника, 1973, - 142 с.

51. Крейтер В.М. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых. -М.: Госгеолтехиздат, 1961.

52. Кирпота А.Г., Пенский Б.В. Оценка сравнительной экономической эффективности вариантов ввода рудника в эксплуатацию. Сб.: Вопросы экономики разработки месторождений. А-Ата, 1971.

53. Левин Л.В. Учет достоверности запасов при определении производительности карьеров.-В кн.: Работа карьеров в сложных условиях. Л.; Наука-, 1967.

54. Левицкий А.В. Определение производительности рудника. Горный журнал, 1944, № 5,6.

55. Марголин A.M. Оценка запасов минерального сырья. Математические методы.-М., 1974,-260 с.

56. Материалы по методике разведки полезных ископаемых.-М.; Госгеолтехиздат, 1962,-611 с.

57. Матерон Ж. Основы прикладной геостатистики.-М.; 1968,410 с.

58. Назарчик А.Ф. Исследование эффективности разработки жильных местороздений.-М.; Наука, 1972,-260 с,

59. Нургалиев Г.Н. Учет фактора времени при сравнении технических вариантов.~А-Ата; Наука, 1975.

60. Нормы продолжительности освоения проектных мощностей вводимых в действие предприятий.-М.; Экономика, 1975.

61. Нормы продолжительности строительства предприятий,зданий и сооружений. СН 440-72.-М., 1972.

62. Нормы продолжительности и уровень освоения проектных мощностей вводимых в действие объектов цветной металлургии.Приложение № 2 к циркулярному письму МЦМ СССР от 22.08.1975.

63. Нормы продолжительности строительства и задела в строительстве предприятий, зданий и сооружений (СН 440-79). М.,1981, 474 с.

64. Нормы технологического проектирования горнорудных предприятий с подземным способом разработки.-Л., Гипроруда, 1970,-262 с.

65. Нормы технологического проектирования горнорудных предприятий цветной металлургии с подземным способом разработки.-М., Гипроцветмет, 1975,-280 с.

66. Об итогах выполнения государственного плана экономического и социального развития СССР в 1980 году.-Правда , 1981, Ш 24.

67. Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года. Материалы ХХУ1 съезда КПСС,-М., 1982.

68. Покрасс В.Л., Щукин О.Ф. Влияние достоверности исходных данных на выбор оптимальных параметров угольных шахт. В кн.:

69. Проектирование и строительство угольных предприятий , М.; Недра , 1968.

70. Попов Г.Н. Технология и комплексная механизация разработки рудных месторождений.-М.; Недра, 1976,-446 с.

71. Правила технической эксплуатации рудников, приисков и шахт, разрабатывающих месторождения цветных, редких и драгоценных металлов.-М.; Недра, 1980,-105 с.

72. Проектное задание Терексай-Терекканского горно-обогатительного предприятия.-Ташкент, СредазНипроцветмет, 1965.

73. Проектное задание по Джижикрутскому сурьмяно-ртутному комбинату.-Ленинград, Гипроникель, 1965.

74. Ржевский В.В. Проблемы оптимального проектирования горных работ. Г.ж., 1971, № 9.

75. Рогов Е.И., Грицко Г.И., Вылегжанин В.Н. Математические модели адаптации процессов и подсистем угольной шахты.-А-Ата, 1979,-240 с.

76. Сиразутдинов A.M., Смирнов Н.И. Критерий оптимальности в горно-экономических расчетах.-Сб.: Экономика разработки рудных месторождений Казахстана. А-Ата, 1973.

77. Секисов Г.Б. Рациональное использование недр при открытой разработке рудных месторождений.-Фрунзе', Илим, 1978,-206 с.

78. Семенюк В.Д., Матковский Ю.И. и др. Сопоставление разведанных запасов (в блоках) с запасами по данным эксплуатации. Советская Геология, 1962, № 7, с.114-130.

79. Симаков В.А. Оптимизация годовых производительностей рудников.-В сб! Научное совещание по теории и опыту проектир. подземных рудников , ч.1, М., 1972.

80. Симаков В.А. Графо-аналитический метод сравнения вариантов разработки рудных месторождений. Изв.ВУЗов: Геология и разведка , 1971, № 6.

81. Серебрянский А.Т. Погрешность определения запасов месторождений цветных металлов и её влияние на производительность рудников.-В сб.: Оптимальное использование недр при подземной разработке месторождений цветных металлов . Фрунзе: Илим,1983.

82. Серебрянский А.Т. Сравнительный анализ проектной и фактической динамики производительности рудников Киргизии.-В кн.: Состояние и пути внедрения научных исследований и проектных разработок в производство . Фрунзе; Илим, 1978.

83. Серебрянский А.Т., Дронов Н.В. Проблемы восполнения выбывающих мощностей горнорудных предприятий.-В кн.: Повышение эффективности горных работ на предприятиях цветной металлургии Киргизии . Фрунзе,' Илим, 1979.

84. Серебрянский А.Т., Дронов Н.В. Анализ динамики производительности рудников в процессе эксплуатации сложных месторожде-ний.-Вкн.: Горно-экономическая оценка параметров подземнойразработки рудных месторождений. Фрунзе: Илим, 1980. с. 92-101

85. Серебрянский А.Т., Толобекова Б. Вероятностная характеристика сложных месторождений цветных металлов Средней Азии.

86. В сб.: Оптимальное использование недр при подземной разработке месторождений цветных металлов Фрунзе; Илим, 1983, с.52-63.

87. Серебрянский А.Т. Взаимосвязь параметров динамики производительности рудников.-В сб.: Определение параметров промышленных запасов рудных месторождений и их использование . Фрунзе:1. Илим , 1981. с.68-73.

88. Смирнов Н.В., Дунин-Варковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики.-М.; Наука , 1965,-510 с.

89. Совершенствование технологии горных работ на рудниках Иртышского комбината.-А-Ата, 1980,-240 с.

90. Строительные нормы и правила. Ч.Ш, раздел А. Гл.З: "Нормы продолжительности строительства предприятий, очередей,пусковых комплексов, цехов, производств".-М.,Стройиздат,1966.

91. Типовая методика (проект) экономической оценки месторождений полезных ископаемых.-М., 1978.

92. Технический проект рудника Улуу-Тоо. Вскрытие и разработка нижних горизонтов для восполнения выбывающих мощностей. Ташкент, Средазнипроцветмет, 1975.

93. ТЭД о развитии горных работ на предприятиях Хайдаркан-ского комбината. Ташкент, Средазнипроцветмет, 1973.

94. Цой С., Данилина Г.П., Гуц Е.Н. Автоматизация проектирования вскрытия шахтных полей.-А-Ата; Наука, 1971,-236 с.

95. Чернегов Ю.А., Клубничкин М.К. Ценообразование и совершенствование практики экономической оценки новых месторождений. Горный журнал, 1983, N2 4.

96. Шеетаков В.А. Основы проектирования рудников.-Новочер-каск, 1977,-88 с.

97. Шестаков В.А. Обоснование параметров рудников и технологии подземной разработки рудных месторождений.-Новочеркаск, 1979,-84 с.

98. Шестаков В.А., Дронов Н*В., Яковлев М.А., Кучкин В.А. Оптимизация разработки рудных месторождений.-Фрунзе: Илим , 1975,-94 с.

99. Шитов Д.И. Определение проектной производительности каерьеров с учетом её вероятностного характера. Известия ВУЗов'.Гор-ный журнал, 1981, № 3.

100. Щербинин В.М., Семенов Е.Ф. Изучение морфологии и изменчивости оруденения по данным эксплуатации. Разведка и охрана недр, 1973, № II.

101. Яковлев М.А., Жуков Н.А. и др. Выбор систем разработкидля месторождений с неравномерным оруденением.-Фрунзе; Илим, 1978,-116 с.

102. РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ РУДНИКА ПО КОЛИЧЕСТВУ ВЫЕМОЧНЫХ УЧАСТКОВ

103. Формула (3.27) справедлива при системах с многостадийной выемкой,позволяющих вести очистные работы на широком фронте. В этом случае производительность прямо зависит от основного горнотехнического параметра протяженности эксплуатационного участка.

104. Формулу производительности рудника для одностадийной технологии можно записать в следующем общем видек

105. Л= Пэ ■ L Пуь • CLyL » (2)где Пэ количество одновременно отрабатываемых этажей;

106. К количество одновременно отрабатываемых рудных тел;- количество выемочных участков на рудном теле; CLy производительность выемочного участка. Если количество блоков на выемочном участке принять постоянным, формулу (2) можно упростить:1. Н Л

107. Отметим, что условия, заложенные в расчетные формулы (3.21) и (3), на практике проявляются в'комбинации. Условия,принятые при обосновании формулы (3.21), более типичные. Поэтому расчет по формуле (3) будет производиться значительно реже.

108. РАСЧЕТ СРЕДНЕВЗВЕШЕННЫХ ПРИРАЩИВАЕМЫХ ЗАПАСОВ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТРЕТЬЕЙ ОЧЕРЕДИ РУДНИКА

109. Средневзвешенные запасы на третьем интервале составят:1. Бзс = Бп+ (1)

110. Приняв величину интервалов 0,25 & , получимd .(0.375.0.0929+0.75 . 0.1498 +1.25.0,0919+1,75.0,044 Бзс =5/7+ 0,0929 + 0,1498 + 0,0919 +0,044 + 0,01652,25.0,0165 + 2,75 . 0,0049 + 3 .0,0014 + 0,0049 + 0,0014

111. Бп+б * °о3!о145 =Бп + °'98<^ № +0,98.0,35" =." = 1,305л.

112. Средневзвешенная производительность рудника на третьем интервале будет следующей: Яп+Лзс = = = 1.19Лп~1.2Яп

113. Достоверность установленной средневзвешенной производительности рудника для приращиваемых запасов проверим прямым расчетом Jk+JbcP £ (Я«+ЛА).К .2)