книги из ГПНТБ / Байков, Б. Н. Технико-экономическое нормирование потерь и разубоживания полезных ископаемых при добыче

ВНБабкав ТехникоВСЛучко

Экономическое

нормирование

потерь

и разубоживания

£

полезных

ископаемых

при

добыче

і г

М о с к в а 1974

ВВЕДЕНИЕ

Вопросу рационального использования недр в нашей стране издавна уделяется большое внимание. В период 1936—1946 гг. группа сотрудников Института горного дела АН СССР под руко­ водством акад. А. М. Терпнгорева впервые в мировой практике выполнила ценную научно-исследовательскую работу по анализу использования недр в СССР. В результате ее были установлены структура и уровень потерь полезных ископаемых при разработке угольных и рудных месторождений, выявлены источники потерь, разработана классификация и даны ркомендации по их опреде­ лению и учету [67]. Тем самым было положено начало широкому развитию в нашей стране научных исследований в области рацио­ нального использования недр.

На протяжении последующих 30 лет исследованию данного воп­ роса были посвящены труды многих советских ученых. К наиболее значительным в этой области относятся работы Н. В. Мельникова, М. И. Агошкова, В. В. Ржевского, П. И. Городецкого, Г. М. Мала­ хова, Р. П. Каплунова, А. Н. Омельченко, К. Л. Пожарицкого, А. С. Астахова, А. А. Сергеева, В. В. Куликова, В. А. Шестакова, Я- М. Адигамова, В. А. Симакова, М. И. Глейзера и др.

Накопленный за этот период научный материал позволил пе­ рейти от разрозненных разработок к широким методическим ис­ следованиям, выполняемым различными институтами и отдельны­ ми специалистами в этой области.

Актуальность вопроса обусловливается высокими потерями по­ лезных ископаемых при их добыче и переработке. Как было отме­ чено в материалах Межотраслевого научно-технического совещания по рациональному использованию запасов полезных ископаемых при добыче (Москва, 1969 г.), потери многих видов полезных иско­ паемых при добыче за последние годы не только не снижаются, но к существенно возрастают. Так, в угольной промышленности за последние 13 лет, несмотря на увеличение удельного веса откры­ той добычи, потери угля в среднем по отрасли увеличились до 26%, а в Карагандинском и Кузнецком бассейнах, добывающих высококачественные коксующиеся угли, в недрах теряется 30—45% балансовых запасов.

3

Аналогичная картина наблюдается и в черной металлургии. На­ пример, на рудниках Криворожского бассейна потери составляют 15—20%, а по рудоуправлению им. Коминтерна, где разрабатыва­ ется богатая руда, они превышают 25%.

Величина потерь полезных ископаемых на горных предприятиях

ната около одной трети балансовых запасов (роговиковые руды) не отрабатывается и почти целиком теряется в недрах [60].

Учитывая, что потери полезных ископаемых образуются из вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов, следует отметить, что теряется не только сырье, которое могло бы быть использовано в народном хозяйстве, но и часть средств, затрачен­ ных на разведку, строительство рудников, подготовку месторожде­ ний к эксплуатации и частично на операции по очистной выемке.

Последствия потерь не ограничиваются утратой иевозобновляемых природных ресурсов, что будет ощущаться в будущем. В еще большей степени они проявляются в форме прямого экономическо­ го ущерба для народного хозяйства страны в настоящее время.

Наибольший ущерб наносится экономике народного хозяйства при потерях высокоценных полиметаллических руд. Например, ве­ личина годового экономического ущерба от потерь с учетом цен­ ности извлекаемых из руды полезных компонентов, отнесенная к 1% потерь, составила: по комбинатам Краснореченскому и «Сиха-

счет примешивания пустых пород или некондиционного полезного ископаемого. Вследствие этого увеличиваются эксплуатационные расходы на рудниках и затраты на транспортирование и перера­ ботку примешиваемых пород на обогатительных фабриках. Удель­ ный вес примешиваемых пород в добытой рудной массе на руд­ никах черной и цветной металлургии составляет 20—30%, а в от­ дельных случаях 50% и более.

Высокие потери полезных ископаемых в недрах, а также сни­ жение в процессе добычи содержания полезных компонентов в ру­ де обусловлены главным образом следующими причинами. Во-пер­ вых, отсутствием у работников горных предприятий материальной заинтересованности в рациональном расходовании недр. Горные

4

предприятия получают месторождения полезных ископаемых бес­ платно и расход балансовых запасов не влияет на себестоимость добычи 1 т полезного ископаемого. Во-вторых, тем, что уровень планируемых допустимых потерь и разубоживания устанавливает­ ся, как правило, без экономического обоснования [3, 7, 14, 21, 29, 33, 64, 75].

Очевидно, для правильного планирования показателей добычи полезных ископаемых, разработки мероприятий по снижению их потерь, оценки хозяйственной деятельности горнодобывающих предприятий в отношении правильной отработки месторождений, а также для экономического стимулирования улучшения использо­ вания минерально-сырьевых ресурсов необходимо иметь норматив­ ные потери и разубоживание. Методология их определения должна учитывать горно-геологические, технологические, организационные и экономические условия эксплуатации месторождения.

Правильно установленные и экономически обоснованные нор­ мативы потерь и разубоживания — это показатель экономически целесообразной на данном уровне технологии ведения добычных работ, полноты и качества извлечения полезных ископаемых при добыче. Увеличение потерь выше нормативных повлечет за собой недополучение прибыли предприятием и недополучение сырья про­ мышленностью. И наоборот, необоснованное занижение потерь мо: жет привести к неоправданному перерасходу трудовых и матери­ альных средств на добычу той части полезного ископаемого, кото­ рую нецелесообразно добывать по экономическим соображениям. Повышение уровня разубоживания приведет к излишним затратам на добычу и переработку пустых пород, а снижение его против ус­ тановленных нормативов может привести к нецелесообразным по­ терям полезного ископаемого.

Таким образом, проблема нормирования потерь полезных иско­ паемых заключается в решении вопроса о допущении в том или ином случае экономически оправданных потерь и разубоживания на данном уровне технологии добычных работ.

Рациональная, нормативная величина потерь и разубоживання, как отмечают А. Н. Омельченко и М. И. Глейзер [47], должна сочетать в себе элементы как бережного отношения к использова­ нию выявленных запасов сырья, так и экономного расходования сил и средств на его добычу и переработку.

В свете решений сентябрьского (1965 г.) Пленума ЦК КПСС в связи с осуществляемой в нашей стране новой экономической ре­ формой появились благоприятные условия для решения указанной проблемы на основе технико-экономических расчетов.

Крупным шагом в решении указанных задач явилась разработ­ ка специальной проблемы создания единых методов определения, учета и экономической оценки полноты и качества извлечения твердых полезных ископаемых, при добыче и переработке с целью установления эффективности использования недр.

5

IНОРМИРОВАНИЯ ПОТЕРЬ

ИРАЗУБОЖИВАНИЯ ПРИ ДОБЫЧЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

§1. Практика определения допустимых потерь

иразубоживания

Впрактике эксплуатации месторождений подземным и откры­ тым способами допустимые потери и разубоживание устанавли­ ваются по применяемым системам и технологии разработки в це­

лом для горнодобывающего предприятия без учета специфики от­ работки отдельных выемочных блоков (участков). При этом уро­ вень потерь и разубоживания на стадии как эксплуатации место­ рождений, так и проектирования предприятий принимается в боль­ шинстве случаев ориентировочно — по статистическим данным.

В течение более трех десятилетий в горной науке и произвол* стве для определения нормативных потерь и разубоживания полез­ ных ископаемых при добыче применялись и применяются более десяти различных методов нормирования. В основу большинства из них положены технические приемы определения нормативов — по размерам целиков, характерным для применяемых систем разра­ ботки, по статистическим данным о величине потерь и разубожи­ вания, образуемых в результате применения той или иной тех* нологической схемы разработки и т. п. •

До настоящего времени проектные организации и горные пред* приятия при выборе систем разработки не уделяли должного вни­ мания экономическим последствиям потерь и разубоживания. При проектировании предприятий потери и разубоживание обычно при­ нимаются по статистическим данным и нередко по единым норма* тивам потерь, составленным для всех систем разработки', приме­ няемым в горнорудной промышленности страны и включений!«' ö «Нормы технологического проектирования и технологических пока* зателей». Такая постановка вопроса значительно упрощает. pä6öту проектных организаций и в то же время снимает с них ответт ственность за обоснование проектных потерь. В результате' суще­

7

жеиия об извлечении запасов из недр и чаще всего нормирование носит формальный характер.

Вопросами нормирования потерь полезных ископаемых при разработке угольных месторождений занимается в основном Все­ союзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (ВНИМИ). К 1967 г. этим институтом и его филиалами, а также комбинатами угольной промышленности раз­ работаны и утверждены временные нормативы потерь угля для следующих угольных комбинатов: Донбассантрацит, Кузбассуголь, Интауголь, Карагандауголь, Ростовуголь, Челябинскуголь, а так­ же для Подмосковного, Кизеловского и Иркутского угольных бас­ сейнов.

Указанные нормативы потерь разработаны на основании анали­ за и обобщения фактических материалов, накопленных комбина­ тами, отдельными шахтами в процессе эксплуатации месторожде­ ний, а/ также на основе результатов наблюдений за проявлением

.горного давления в подготовительных выработках на границах с очистными работами. Нормативы содержат:

1) конструктивные схемы систем разработок, наиболее рас: лространенных в данном районе;

2)описание условий, при которых целесообразно применение той или иной системы разработки (или ее разновидности);

3)таблицы параметров системы разработки, наиболее распро­ страненной в данных горно-геологических условиях;

4)таблицы возможного минимума и максимума потерь при данной системе разработки;

5)таблицы нормативов потерь по площади и мощности место­ рождения, общие для всех систем разработки.

Все таблицы составлены таким образом, чтобы для большин­

ства случаев применения типовых систем разработки значения нор­ мативов потерь определялись непосредственно по таблицам или несложным интерполированием по смежным значениям нормати­ вов для основных параметров типовой системы разработки.

Такой способ нормирования в какой-то степени допустим для угольных месторождений, так как они представлены пластами, имеющими, как правило, несложное геометрическое строение, сход­ ные элементы залегания и горнотехническую характеристику в ус­ ловиях одного и того же бассейна: Однако, несмотря на это, для установления нормативного уровня эксплуатационных потерь ис­ пользование одних статистических данных недостаточно. Как бы ни были представительны статистические данные, нормативный уровень потерь и разубоживания в каждом конкретном случае должен быть экономически обоснован.

Нормирование потерь и разубоживания руды при разработке железорудных месторождений проводится не на каждом горнодо­ бывающем предприятии; Часто планирование потерь и разубожи­ вания базируется на статистических показателях работы рудника за прошлые годы.

8

В Криворожском железорудном бассейне применяются устарев­

ском бассейне является то, что нормативы составлялись для систе­ мы разработки в целом по бассейну для усредненных горно-геоло­ гических условий.

Уральским филиалом ВНИМИ разработаны нормативы потерь и разубоживаиия для рудников Нижне-Тагильской группы железо­ рудных месторождений [45]. В основу нормирования положены наблюдения и исследования, проведенные институтом на рудни­ ках Нижне-Тагильского металлургического комбината. Размеры потерь и разубоживаиия руды, связанные с выпуском ее из блока, установлены с учетом результатов лабораторных наблюдений на моделях, а также экспериментальных работ в опытных блоках.

Составленные нормативы не содержат конечных значений, от­ ражающих целесообразные размеры потерь и разубоживаиия для конкретных условий (участков) Нижне-Тагильских железорудных месторождений. Предполагается, что нормы в каждом отдельном случае должны быть получены на основе рекомендаций и ориен­ тировочных значений, приводимых в таблицах.

Для систем разработки с обрушением руды и вмещающих по­ род даны предельные значения целесообразных величин количест­ венных и качественных потерь.

При нормировании Уральским филиалом ВНИМИ были рас­ смотрены следующие виды потерь:

1)связанные со сложной конфигурацией рудных тел и текто­ ническими нарушениями;

2)от неполноты выпуска руды из блоков;

3)вызванные отклонением буровзрывных скважин от заданного направления.

Для определения указанных видов потерь даны формулы, при­

меры расчета, а также целесообразное соотношение размеров по­ терь и разубоживаиия в зависимости от содержания железа в ру­ де. Приведены рекомендации по экономическому обоснованию ре­ шений об отработке (или оставлении невынутыми) выклиниваю­ щихся частей рудных тел.

Эти нормативы в какой-то степени способствовали более упо­ рядоченной отработке запасов. Формулы, приведенные в указан­ ных нормативах, давали возможность с достаточной точностью определять количество теряемой руды.

В работе [45] приведены примеры определения оптимальных со­ отношений потерь и разубоживаиия для конкретных условий отра­ ботки блоков, однако в ней отсутствуют необходимые методиче­ ские указания, какими формулами в каких случаях необходима пользоваться при определении этих соотношений.

Для составления нормативов потерь на предприятиях цветной металлургии Казахской ССР применяется «Методика составления

9