В связи с тем, что на горных предприятиях принято планировать ведение горных работ на период календарного года, поэтому величины потерь и разубоживания руды по стадиям отработки запасов слоя необходимо учитывать раздельно, так как проходка разрезной выработки может осуществляться в один отчетный временной период, а выемка оставшихся запасов слоя - в другой. Следовательно, учет показателей извлечения необходимо производить дифференцированно.
Нормирование показателей извлечения из недр при разновременной отработке запасов слоевой системой с плоским днищем предусматривается осуществлять в два этапа: первоначально определяются величины потерь и разубоживания на проектные параметры слоя, затем - на условия отработки запасов по каждой стадии.
При этом:
Пн=Пн1+ Пн2, т, (1)
Вп=ВI+ ВII, т, (2)
где Пн и Вп - величины потерь руды в массиве и разубоживания породой на проектные параметры слоя (плоского днища), т; ПI и ПII, ВI и ВII - величины потерь и разубоживания по I-ой и II-ой стадиям отработки запасов слоя, т.
Потери руды в массиве и разубоживание руды породой при ведении работ на геологических контактах являются взаимосвязанными - при изменении контура отработки запасов (высотного положения почвы слоя) изменяются величин данных потерь и разубоживания. Данные потери и разубоживание руды определяются вариантно-аналитическим методом по критерию максимальной прибыли с 1 т погашенных балансовых запасов полезного ископаемого, на основе сравнения экономических последствий выемки запасов руды по контурам отработки. Величины потерь и разубоживания, соответствующие контуру отработки с максимальным значением прибыли, принимаются как нормативные уровни [1-4].
а
|
б
|
в
|
г
|
д
|
е
|
Рисунок 1. Схемы двухстадийной отработки слоев: а, б - с расположением разрезной выработки по центу; в, г - с расположением разрезной выработки по восстанию пласта; д, е - с расположением разрезной выработки по падению пласта; I, II - стадии отработки слоя
Для расчетов потерь и разубоживания используется показатель (µ), определяющий взаимосвязь основных технико-экономических и горно-геологических параметров, существенно влияющих на уровни потерь и разубоживания руды, и устанавливающий соотношение длин участков руды (bр) и породы (bп) по ширине выработки, по ее почве на оптимальном контуре отработки в приконтакной зоне (рис. 1), определяемое из выражения [1]:
, (3)
где bр - величина рудного контакта по ширине слоя (плоского днища) на оптимальном контуре отработки, м; bп - величина породного контакта по ширине слоя (плоского днища) на оптимальном контуре отработки, м; Цвм - средневзвешенная ценность полезных компонентов в 1 т вмещающих пород, руб.; Стов, - полные затраты на 1 т товарной массы, руб.; Ис - сквозной коэффициент извлечения; Цб - средневзвешенная ценность полезных компонентов в 1 т балансовых запасов, руб.; γр - объемная плотность руды в массиве, т/м3; γп- объемная плотность пород в массиве, т/м3.
Этап 1. Определение показателей извлечения на проектные параметры слоя
Потери руды в массиве по почве в пределах ширины слоя:
, т, (4)
, м. (5)
Разубоживание породой по почве в пределах ширины слоя:
, т, (7)
, м, (8)
где bсл - ширина отрабатываемого слоя, м; Lсл - длина слоя, м; α - угол наклона контакта по ширине слоя, град.
Этап 2. Определение показателей извлечения на условия отработки запасов по каждой стадии
Величины прирезки породы и потерь руды в массиве по каждой стадии отработки запасов определяются расположением разрезной выработки по ширине слоя - по центру слоя, по восстанию или по падению рудного контакта (рис. 1).
1. Расчет показателей извлечения при расположении разрезной выработки по центру слоя (рис. 1, а,б):
для I стадии отработки запасов слоя - проходка разрезной выработки:
- величина прирезаемых пород определяется по выражениям:
если 0,5(bсл-bрв) ≤ bп ≤ 0,5(bсл+bрв) (рис. 1 а), то
, т, (9)
если bп > 0,5(bсл+bрв) (рис.1,б), то
, т. (10)
- величина потерь руды в массиве,
если 0,5(bсл-bрв) ≤ bп ≤ 0,5(bсл+bрв) (рис. 1 а), то,
, т, (11)
если bп > 0,5(bсл+bрв) (рис.1,б), то ПI=0.
для II стадии отработки запасов слоя - расширение до проектных контуров слоя:
- величина прирезаемых пород
ВII=Вп - ВI, т. (12)
- величина потерь руды в массиве
если 0,5(bсл-bрв) ≤ bп ≤ 0,5(bсл+bрв) (рис. 1 а), то
ПII=Пн -ПI, т, (13)
если bп > 0,5(bсл+bрв) (рис.1,б), то , т.
2. Расчет показателей извлечения при расположении разрезной выработки по восстанию геологического контакта (рис. 1. в, г):
для I стадии отработки запасов слоя:
- величина прирезаемых пород,
если bп≤bрв, то величина прирезаемых пород на I стадии равна суммарному разубоживанию руды в почве в пределах ширины слоя (рис. 1, в) , т,
если bп>bрв (рис. 1, г), то
, т, (14)
- величина потерь руды в массиве,
если bп≤bрв, то
, т. (15)
если bп>bрв, то величина потерь руды в массиве по I стадии равна ПI=0.
для II стадии отработки запасов слоя:
- величина прирезаемых пород,
если bп≤bрв, то величина прирезаемых пород на II стадии равна ВII=0,
если bп>bрв, то ВII=Вп - ВI;
- величина потерь руды в массиве,
если bп≤bрв, то
ПII=Пн-ПI,т, (16)
если bп>bрв, то величина потерь руды в массиве на II стадии равна всем потерям руды в массиве по почве в пределах ширины слоя и определяется по формуле 13.
3. Расчет показателей извлечения при расположении разрезной выработки по падению геологического контакта (рис. 1, д,е):
для I стадия отработки запасов слоя:
- величина прирезаемых пород,
если bр < bрв (рис. 1, д), то
, т, (17)
если bр ≥ bрв (рис. 1, е), то Вп1=0;
- величина потерь руды в массиве,
если bр < bрв, то , т,
если bр ≥ bрв, то
, т, (18)
для II стадия отработки запасов слоя:
- величина прирезаемых пород,
если bр < bрв, то ВII=Вп - ВI,
если bр ≥ bрв, то , т,
- величина потерь руды в массиве,
если bр < bрв, то ПII=0,
если bр ≥ bрв, то ПII=Пн -ПI.
Предлагаемый методических подход дифференцированного нормирования потерь и разубоживания руды по стадиям отработки позволяет вести расчет показателей извлечения из недр, при разновременной отработки запасов. Данная методика легко адаптируется для автоматизированного расчета в виде программных продуктов для ПК, что позволяет более точно планировать показатели извлечения из недр при разновременной отработке запасов и упрощает работы по их расчету.
Рецензенты:
- Гилев Анатолий Владимирович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой ГМиК ФГАОУ ВПО СФУ, г. Красноярск.
- Косолапов Александр Иннокентьевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой ОГР ФГАОУ ВПО СФУ, г. Красноярск.