книги из ГПНТБ / Дайрбеков Ж.О. Проблемы эффективной и рациональной разработки рудных месторождений Казахстана

переработки, с учетом влияния содержания добывае­ мых руд на себестоимость обогащения.

Препятствием на пути повышения качества добы­ ваемых руд является их разубоживание в процессе до­ бычи. Поэтому этот вопрос нуждается в специальном изучении.

§3. Разубоживание руды

иего экономические последствия

Впоследние годы темпы роста добычи руды на ос­ новных предприятиях более высокие, чем темпы роста выпуска металла. Такое положение обусловливается следующими главными причинами:

—расширением фронта очистных работ на глуби­ ну и фланги эксплуатируемых залежей с меньшим со­ держанием металла в отрабатываемых запасах, что вы­

звало снижение среднего содержания металла в ру­ дах;

— вовлечением в эксплуатацию после снижения кондиций «бедных руд», ранее числившихся забалан­ совыми (Лениногорский, ачисайские, джезказганские

идругие рудники);

—повышение разубоживания руд за счет внедре­ ния высокопроизводительных систем очистной выемки, которые позволяют на прежней площади добывать больше руды, но затрудняют ее селективную отбойку. Так, на Лениногорском, Зыряновском и Березовском рудниках при применении высокопроизводительной си­

Внедрение высокопроизводительных систем разра­ боток и механизация процессов отбойки и транспорти­ ровки на рудниках позволили не только резко снизить себестоимость добычи руды, удешевить ее транспорти­ ровку, но и вовлечь в эксплуатацию более бедные руды. Однако это, как правило, одновременно приводило к значительному разубоживанию при добыче и ухудше­ нию качества руды. Так, если при системе с креплени­ ем и закладкой выработанного пространства руды вы­ нимались с разубоживанием 3,5 и редко 7% и с очень низкими потерями, то внедрение . системы блокового обрушения с массовой отбойкой руд и обрушением на­ легающих пород привело к разубоживанию первых до

229

25—30% и значительному увеличению потерь. При этом в отдельных случаях стал невозможен контроль за процессом выемки руд, за уровнем их разубоживания и потерь.

Разубоживание руд при добыче — это не только за­ сорение руды вмещающей породой, но, прежде всего, непроизводительные затраты на добычу, транспорти­ ровку, подъем и переработку на обогатительных фа­ бриках увеличенного объема пустых пород, т. е. это прямой экономический ущерб, в большинстве случаев не оправданный необходимостью. Ущерб от разубоживания зависит, естественно, от объема добычи и мощ­ ности предприяия. Причем ущерб от 1% разубоживания достигает больших размеров, он значительно выше ущерба от потерь сырья, так как последние рано или поздно можно возместить.

Снижение производительности на величину разубоживания вызывается тем, что предприятия, как прави­ ло, не имеют свободных мощностей. Поэтому каждая тонна добавляемой пустой породы снижает добычу и переработку на столько же, на сколько уменьшается добыча кондиционной руды.

Существует путь повышения качества руды за счет выборочной отработки наиболее богатых руд с остав­ лением вклинивающихся маломощных участков и уча­ стков с бедными рудами, что ведет к потере руд. Од­ нако этот путь нельзя признать приемлемым, учитывая, что запасы полезных ископаемых, особенно руд цвет­ ных металлов, весьма ограничены и не возобновляются.

Динамика изменения содержания металлов в сы­ рье, которое поступает на обогатительные фабрики, в определенной степени свидетельствует о тенденции сни­ жения качества добываемых руд во многих месторож­ дениях. Особенно ощутимо снижение содержания ме­ таллов наблюдается на медных рудниках. Например, по сравнению с 1958 г. содержание меди в руде, посту­ пившей на Джезказганскую обогатительную фабрику в 1966 г., снизилось на 20%, в 1971 г.— на 15,6%, на Балхашской фабрике это снижение достигло соответст­ венно 37 и 35,4%.

Разубоживание на рудниках цветной металлургии Казахской ССР варьирует в весьма широких пределах (от 2—3% на открытых работах до 70—80% на мало­ мощных жильных месторождениях, таких, как рудник Бестюбе и Восточно-Коунрадский).

230

Таблица 42

Показатели фактического разубоживання на некоторых рудниках Министерства цветной металлургии Казахской ССР, %

жил, с мощностью их меньше выемочного пространст­ ва, необходимого для нормальной работы.

Данные таблицы 42 свидетельствуют, что на неко­ торых рудниках за последние 5 лет разубоживание уве­ личилось. Например, в 1970 г. по сравнению с 1965 г. разубоживание повысилось на Миргалимсайском руд­ нике с 10,5 до 20,3% ; на Коксуйском (Текелийский комбинат) — с 9 до 16,6%, им. ХХП съезда КПСС — с

ском, им. 40-летия ВЛКСМ и других рудниках разубо­ живание снизилось.

Как уже указывалось выше, степень разубоживания руды при добыче зависит от морфологии, разме­ ров, условий залегания рудных тел, от физических свойств руды и вмещающих пород, то есть от естест­ венных факторов. Но еще в большей степени она за­ висит от применяемых систем разработок. Так, при камерно- и панельно-столбовой системах разубожива­ ние на Джезказганских подземных рудниках находит­ ся в пределах 3—5% и лишь на Южно-Джезказганском руднике оно с 5% в 1966 г. поднялось до 12% в 1970 г. При этой же системе на Миргалимсайском руднике оно находится в пределах 20%. Наибольшее разубожива­ ние наблюдается при системах блокового и подэтаж­ ного обрушения; оно колеблется в пределах от 15—

231

17% (Зыряновский рудник) до 25—29% (Леникогорский и им. XXII съезда КПСС рудники). При слоевом обрушении оно составляет около 5%, при применении камер с закладкой — около 11% (Текели) и на откры­ тых работах — от 4 (Тургайские рудники) до 13% (Ти­ шинский карьер).

Согласно расчетам Казахского института минераль­ ного сырья, ущерб по Лениногорскому руднику от 1% разубоживания составляет 30 тыс. руб., по Текелий-

нат) — 45,5 тыс. руб. В более поздних расчетах (Чайко и др.) [238] были получены несколько другие дан­ ные: по Ачисайскому комбинату (рудники Миргалимсайский и Западный) этот показатель составил 334 тыс.

мышленности Казахской ССР — около 1,4 млн. руб. и по медной — около 1 млн. руб.

Расхождение в суммах ущерба объясняются глав­ ным образом изменением объемов добываемых руд. Данные КазИМСа относятся к 1960 г., вторые — к 1966 г. За это время выросла производительность руд­ ников и изменилась стоимость добычи и переработки руд. Тем не менее расхождение в суммах зависит и от применяемой методики расчета.

Для выработки более совершенной методики под­ счета ущерба от разубоживания проведены большие ис­ следования, на основе которых даны рекомендации. Разумеется, разубоживание руды при добыче или за­ сорение руды пустой породой при отбойке, погрузке и других операциях — процесс неизбежный, но величина засорения зависит как от особенностей залегания и фи­ зических свойств полезного ископаемого и вмещающих его боковых пород, так и, в большей степени, от ме­ тодов, способов добычи и систем разработок.

В горнорудной промышленности невозможно одно­ значно решить проблему повышения качества руд за счет снижения разубоживания, так как предваритель­ но следует выяснить, как это повлияет на производи­ тельность труда, себестоимость добычи и переработку руды, мощность предприятия и величину ущерба от разубоживания.

С этой точки зрения характерен такой пример. Не­ достаточно научно обоснованное применение блокового

232

принудительного обрушения на зыряновских и лениногорских рудниках для отработки рудных тел без чет­ ких границ с частой перемежаемостью рудных и безрудных прослоев большой мощности привело к резко­ му повышению разубоживания руд (с 5—7 до 20— 24%). Поэтому рост производительности труда по руде в 2,5—3 раза практически не повысил ее в расчете на металл (или металлы).

Таким образом, основная задача экономической оценки разубоживания заключается в определении до­ пустимого его уровня, который неразрывно связан с внедрением прогрессивных способов добычи или с установленным уровнем потерь в недрах.

Основу методики подсчета экономического ущерба от разубоживания для богатых железных руд в 1948 г. разработал Р. П. Каплунов, который для оценки обще­ го ущерба от разубоживания предлагал учитывать ущерб при добыче, при транспортировке руды на завод и в металлургическом переделе. В конечном счете ущерб по этой методике выражается в повышении се­ бестоимости чугуна.

Указанная методика была разработана для богатых железных руд и не учитывала их обогащения, харак­ терного для цветной металлургии. Между тем основной экономический ущерб от разубоживания руд цветных металлов ввиду незначительности содержания метал­ лов и относительной стабильности их в концентратах (даже при переработке бедных руд), образуется не в металлургическом переделе, а при обогащении.

При экономической оценке разубоживания следует учитывать не только удорожающие факторы, но ^уде­ шевляющие, которые несколько снижают ущерб. К та­ ким факторам при системах с обрушением следует от­ нести некоторое снижение себестоимости руды от ра­ зубоживания в результате дополнительного выпуска бедных руд, поскольку на нее не производятся затраты на бурение и взрывание, подготовительные и нарезные работы, вентиляцию и водоотлив. Расчеты показывают, что себестоимость 1 т дополнительно выпускаемой разубоженной рудной массы на 40—60% ниже общей стоимости 1 т руды [168].

И, наконец, когда разубоживание приводит к более полному использованию либо увеличению мощности шахты или карьера, нужно учитывать также снижение

233

себестоимости добычи в результате уменьшения прихо­ дящихся на 1 т руды условно постоянных затрат.

Вметодическом руководстве по экономической оценке ущерба от разубоживания, одобренном Госгор­ технадзором Казахской ССР, предлагается учитывать следующие затраты:

—на выпуск, вторичное дробление и доставку разубоживающей массы;

—на сортировку руды;

—на транспортировку разубоживающей массы;

—на переработку пустых пород на обогатительной фабрике;

—ущерб от снижения ценности руд в связи с ухуд­ шением ее качества;

—ущерб от увеличения потерь металлов в хвостах обогащения.

Вновых условиях хозяйствования практически все перечисленные затраты входят в калькуляцию себе­ стоимости добычи и переработки товарной руды. Та­ кие же затраты идут на добычу и переработку пустой породы. Поэтому ущерб от разубоживания равен про­ изведению суммы затрат на добычу, транспортировку

иобогащение 1 т руды и суммы добытой и переработан­ ной пустой породы.

А. А. Сергеев (208) предлагает рассчитывать не­ производительные затраты, вызванные разубоживанием на 1 т добычи, и рекомендует этот расчет произ­ водить по следующей формуле:

і 2р = (Сі— Сг— С3+ С4+ С5),

Rp— разубоживание руды в долях единицы; С1— себестоимость добычи 1 т товарной руды,

руб.; С2— затраты на очистную выемку 1 т товарной

руды с учетом накладных расходов, руб.; С3— затраты на доставку 1 т товарной руды из

очистного забоя на откаточный штрек, руб.; С4 — себестоимость переработки 1 т товарной ру­

ды, руб.; С3— затраты на транспортировку 1 т товарной

руды от рудника до обогатительной фабри­ ки, руб.

Примечание. Показатели затрат на очистную выемку и на доставку до откаточного штрека, то есть тех, которые в формуле

234

идут со знаком минус, не должны приниматься во внимание при системах разработки тонких и весьма тонких рудных жил с ва­ ловой отбойкой руды.

Формула А. А. Сергеева проста, но неудобна, по­ скольку дает показатель на 1 г добычи товарной руды, а не на общепринятый показатель ущерба от 1% разубоживания или от общей годовой добычи. В формуле принят показатель затрат на очистную выемку 1 т то­ варной руды с учетом накладных расходов; на руд­ никах таких расчетов не производят, так как их трудно получить.

В данной формуле не учитывается влияние сниже­ ния содержания полезного компонента, вызванного разубоживанием руды, на извлечение его в концентрат. Учет этого показателя осложняет формулу, и практи­ чески ущерб вычислить невозможно.

Н. Чайко и др. (238) предлагают упростить форму­ лу подсчета объема годовых непроизводительных рас­ ходов, вызванных разубоживанием, и свести ее к сле­ дующему виду:

+^ +^+

ко по Миргалимсайскому и Западному рудникам Ачисайского полиметаллического комбината показывают, что в 1966 г. было добыто и переработано на обогати­ тельных фабриках 319 тыс. т пустых пород главным образом из практически безрудной промежуточной пачки. Непроизводительные затраты на их добычу и переработку составили 2,38 млн. руб., или на 1% разубоживания 282 тыс. руб. Такие расчеты (в тыс. руб.) нами были произведены и по другим предприятиям.

Таким образом, только в свинцово-цинковой про­ мышленности республики в год было добыто и переве-

235

Таблица 43

Расчетные непроизводительные затраты, приходящиеся на 1% разубожнвания руды, добываемой на рудниках свинцовоцинковой и медной промышленности Казахской ССР, тыс. руб.

зено 2463 тыс. т пустых пород, что вызвало непроизво­ дительные затраты в сумме 21,6 млн. руб.

Итак, при всем многообразии предложенных мето­ дов расчета ущерба от разубожнвания необходимо признать правильными два основополагающих усло­ вия, на основе которых должны строиться эти методы: 1) расчет ущерба от разубожнвания должен подсчиты­ ваться на 1% разубожнвания; 2) главным, составляю­ щим ущерб, следует считать затраты на добычу, транспортировку и обогащение пустой породы.

Разумеется, предприятия не могут работать без разубоживания руды — таких методов выемки пока нет. Речь здесь идет об определении оптимальных размеров разубожнвания. Для этого, кроме совершенствования технологии добычи руд и правильного подсчета эконо­ мического ущерба, необходима разработка экономиче­ ских мер по сокращению разубожнвания.

Прежде всего, существующие способы определения показателей потерь и разубожнвания при разработке руд цветных металлов не позволяют получить доста­ точно объективные показатели, не говоря уже о точ­ ных. Этому мешает сложность подсчетов, так как су­

236

ществующие способы определения разубоживания и потерь не позволяют учесть все многочисленные фак­ торы : метод опробования в целике руды и пород, ошиб­ ки во взвешивании руды, определении удельного ее ве­ са, который, как правило, берется средним по место­ рождению, ошибки в определении фактически отбито­ го объема руды и горной массы и др.

В некоторой мере существующая трудность может быть преодолена за счет применения комплекса пока­ зателей. Имеется в виду вместо действующих показа­ телей «коэффициент потерь» (R n) и «коэффициент ра­

зубоживания» (і?р) использовать «коэффициент выпу­ ска неразубоженной руды» (Дн), «коэффициент вы­

пуска разубоженной руды» (і?'р) и «общий коэффи­ циент выпуска руды» (й0).

Дело в том, что при двух показателях (і?п и R p) выпуск при системах с обрушением включает резко от­ личающиеся стадии: выпуск неразубоженной (чистой) руды и выпуск разубоженной руды.

В первой стадии содержание металла в руде равно или близко к среднему его содержанию в балансовых запасах блока, а во второй — его содержание непрерыв­

но снижается и выпуск прекращают при достижении в последней дозе рудной массы минимального бортового содержания металла. Применение предлагаемых трех показателей ( i?„, Rp, R0) будет способствовать опре­

делению количества руды, выпущенной из блока до на­ чала разубоживания. При этом по мере выпуска мож­ но установить закономерность роста разубоживания, определить его величину на любой момент выпуска.

Сложившееся качество руд может быть повышено в результате проведения целого ряда мероприятий. Рассмотрим главнейшие направления повышения каче­ ства руд.

Снижения разубоживания можно достигнуть за счет перехода на системы разработки, не допускаю­ щие большого разубоживания. Это потребует значи­ тельного увеличения фронта очистных работ, что на большинстве предприятий невозможно, ибо повлечет за собой снижение производительности рудника, при­ чем повышение качества выдаваемых руд не сможет компенсировать снижения количества руды. Это при­ ведет к повышению себестоимости добычи руды и

237

ухудшению других технико-экономических показа­ телей.

На предприятиях, применяющих системы с массо­ вым обрушением, где нет специальной службы контро­ ля за выпуском руды и планограмма его часто наруша­ ется, имеется тенденция к преждевременному разубоживанию. Так, в настоящее время на руднике им. XXII съезда КПСС находит широкое применение система принудительного этажного обрушения с одностадий­ ной отбойкой. Она характеризуется сравнительно не­ плохим дроблением массива, относительно низким вы­ ходом негабарита, что способствует нормальному исте­ чению руды из выпускаемых выработок, так как зна­ чительно сократилось ее зависание. Однако это, с дру­ гой стороны, затрудняет регулирование выпуска и разубоживания. Положение усугубляется переходом руд­ ника на подготовку днища блоков с односторонними выработками сечением 2X2,5 м. В таких условиях вы­ пуск руды возможен только на всю высоту блока (25— 30 м). Все это приводит к увеличению разубоживания руды. Причем происходит это не потому, что данной системе свойственно высокое разубоживание, а из-за того, что она была применена на участках с явно не­ подходящими горнотехническими условиями. Такая же ситуация сложилась при применении системы блоково­ го обрушения на Текелийском месторождении, где мощное рудное тело разделено прослоем породы, боко­ вые породы не устойчивы, особенно углисто-глинистые сланцы, да и сама руда также склонна к самообруше-

яию даже при сравнительно небольших площадях об­ нажения.

Применение в таких условиях системы блокового обрущбння привело к разубоживанию более чем на 30 /о (1960 г.— 32,8%) и к потере руды до 20%. Кроме того, самовозгорание сернистых руд вызывало подзем­ ные дожеры. В результате на руднике снизилась про­ изводительность, создались опасные условия труда, что вынудило отказаться от высокопроизводительной си­

стал быстро увеличивать объем добычи и практически достиг проектной мощности.

Проведенные исследования доказали, что для по­ вышения эффективности добычи руд этого уникально­

238