Отчёт Опроведённых мероприятиях в сфере образования для населения г. Москвы в целях повышения качества образовательных услуг по договору №4 от 08. 12. 2011 г раздел 4
Вид материала | Отчет |
6.4.1.1.4.3. Основные требования к технологии добычи руд в зоне вечной мерзлоты 6.4.1.1.4.4. Экономическая эффективность новых технологий |
- Отчет о проведённых мероприятиях в сфере образования для населения города Москвы, 240.51kb.
- Аннотация научно-образовательного материала (ном), 32.65kb.
- Оценка качества образовательных услуг в средних школах города москвы совершенствование, 1063.9kb.
- Постановление Правительства Москвы от 24 апреля 2007 г. N 299-пп о мерах по приведению, 900.03kb.
- Система рейтинговой оценки деятельности педагогов как средство повышения качества образовательных, 140.61kb.
- Кабинет Министров Республики Татарстан постановляет: Утвердить прилагаемые: методические, 1561.95kb.
- Приказ 10. 05. 2011 №307 г. Вытегра Об утверждении Порядка подготовки и публикации, 85.37kb.
- Распоряжение от 6 августа 2011 г. N 820-р о переходе на преимущественно одноканальное, 132.48kb.
- Информация о результатах социологического исследования мнения населения Нижневартовского, 13.17kb.
- Отчет о проведении круглого стола для руководителей и менеджеров образовательных учреждений, 341.07kb.
Расчеты экономической целесообразности применения новой технологии добычи руд выбуриванием показывают, что наиболее приемлема данная технология при разработке ценных руд мощностью рудного тела 0,6 м и менее. Технико-экономическое сравнение способов разработки пологих рудных тел мощностью 0,6 м буровзрывным способом и выбуриванием скважинами большого диаметра для условий рудника «Карнасурт» Ловозерского ГОКа добычным комбайном КД800Э показало, что, несмотря на рост себестоимости добычи 1 т товарной руды на 9…12 усл. руб. за счет повышения извлекаемой ценности на 1 т погашаемых балансовых запасов, прибыль на 1 т возрастает на 13…14 усл. руб.
Разработанные технологические схемы, экономические расчеты и опытно-промышленные испытания для разработки тонких залежей Ловозерского месторождения показали, что новая технология позволяет:
– повысить качество извлечения руд из недр (снизить потери с 18–20 до 3–5 %, разубоживание с 40–46 до 20–22,5 %;
– сократить численность подземных рабочих на 15–20 %;
– улучшить технику безопасности горных работ за счет снижения проявлений горного давления, улучшения вентиляции рабочих мест, снижения пожароопасности, сокращения объемов взрывных работ, выведения людей из очистного пространства;
– снизить затраты на крупное дробление, взрывные работы, транспортирование руды, вентиляцию;
– расширить сырьевую базу предприятия за счет вовлечения в добычу залежей мощностью менее 0,6 м;
– механизировать и автоматизировать основные технологические процессы, сократить объемы ручного труда;
– получить экономическую эффективность по сравнению с применяемой технологией от 1,5 до 6,0 млн. у. е. в год;
– создать технологию добычи руд из маломощных залежей без присутствия людей в очистном пространстве.
6.4.1.1.4. Подраздел Автоматизация и компьютеризация проходческих и добычных горных работ
6.4.1.1.4.3. Основные требования к технологии добычи руд в зоне вечной мерзлоты
Среднее время существования предприятия в зоне вечной мерзлоты составляет 25—30 лет. Поэтому для поддержания уровня добычи, необходимого для удовлетворения потребностей промышленности, нужно ежегодно вводить в строй 1/30 общих производственных мощностей. Средний темп отторжения и полного разрушения площадей естественной биоты пропорционален величине 1/Т, где Т — срок существования единичного добывающего предприятия. Очевидно, что уменьшение экологических последствий от освоения новых месторождений пропорционально увеличению срока Т существования действующих предприятий. Поэтому уровень сохранности естественной биоты в границах тех или иных природно-территориальных комплексов практически прямо пропорционален показателям полноты использования балансовых запасов осваиваемых месторождений. Следовательно, одним из важных экологических требований к применяемой геотехнологии является минимизация потерь и разубоживания руды на всех стадиях технологического процесса.
Вокруг горного предприятия можно выделить несколько зон, отличающихся по глубине разрушения элементов экосистемы и ее способности к самовосстановлению после снятия техногенной нагрузки:
зона полного поражения включает в себя участки поверхности целиком и на весь период существования предприятия, изъятые из естественного кругооборота вещества и энергии. Сюда относятся площади под строениями и другими искусственными сооружениями, дороги с искусственным покрытием, склады и т.д.;
зона первичной сукцессии, в которой разрушаются все составляющие биоценоз популяции с формированием на этой площади зоны первичной сукцессии;
зона деградации, в которой затрагиваются как доминантные виды, так и виды-эдификаторы и деградация биоценоза становится необратимой;
зона самовосстановления, где в той или иной степени затрагиваются доминантные виды, но не затрагиваются виды-эдификаторы и, несмотря на нарастающую деградацию доминантных видов, сохраняются условия для воссоздания основы биоценоза после окончания техногенного воздействия;
зона угнетения экосистемы, где техногенное влияние затрагивает те комплексы популяций, которые не составляют основы данного биоценоза.
Учитывая различную устойчивость разных экосистем к одному и тому же виду техногенного воздействия можно на основании ранжирования этих видов по степени опасности для конкретной экосистемы сформулировать следующие требования к необходимым технологическим решениям при подземном освоении месторождений в криолитозоне:
- замкнутый цикл обращения твердого вещества с возвращением его невостребованной части в выработанное пространство, позволяющий создавать устойчивые конструкции закладочного массива, складировать ценные примеси отходов обогащения в фиксированном выработанном пространстве для извлечения в будущем, предотвращать нарушение экосистемы, исключая выщелачивание металлов и химически активных соединений из хвостохранилищ;
- управление горным давлением методами, исключающими массовое применение лесоматериалов и обрушение поверхности и позволяющими минимизировать объемы доставляемых материалов;
- максимальная полнота выемки балансовых запасов;
- высокая производительность добычных работ, дающая возможность снизить численность персонала до величины, позволяющей применять вахтовый метод освоения месторождений;
- локализация технологической пыли в подземном пространстве.
Первые три требования связаны с формированием закладочного массива в выработанном пространстве. Однако применение традиционных систем с закладкой твердеющими смесями в условиях криолитозоны не приемлемо ввиду необходимости строительства сложных, металлоемких закладочных комплексов, с одной стороны, и, с другой стороны, трудностью формирования цементных смесей в отрицательных температурах. Идея применения ледяной или льдопородной закладки, на первый взгляд, решает проблему. Но, при формировании этих видов закладки необходимо увязывать взаимовлияние таких факторов, как: объем и начальная температура замораживаемой воды, температура рудничного воздуха и скорость его движения, температура горного массива и площадь его контакта с закладкой, температура дробленых пород, их количество, кусковатость, удельная теплоемкость воды, льда, породы, скрытая теплота кристаллизации воды, конечная температура искусственного массива. Поэтому выполнение четвертого требования «обеспечение высокой производительности» связано с необходимостью формирования закладочного массива за короткий промежуток времени, чтобы не допустить отставания от фронта очистных работ.
Анализ месторождений высокоценных и ценных руд в условиях криолитозоны показывает, что эти месторождения представлены главным образом рудными телами небольшой мощности. Результаты анализа горно-геологических условий 122 месторождений цветных металлов показывают, что более 60 % запасов руд сосредоточены в маломощных залежах до 3 м : олово – 79,2 %; вольфрам и молибден – 95 %; полиметаллы – 65,5 %; золото – более 80 %. Причем, основные запасы этих металлов представлены крутопадающими рудными телами (60о и более). Разработка этих месторождений требует высокого уровня механизации труда и эффективных качественных показателей очистной выемки.
Месторождения высокоценных и ценных руд в зоне отрицательных температур Российской Федерации представлены главным образом жильными месторождениями, имеющими сложную морфологию. По элементам залегания рудные тела представлены пологими (0…20о), наклонными (20…50о) и крутопадающими (более 50о) жилами, по мощности - от тонких (до 0,8 м) и маломощных (0,8…3,0 м) до средней мощности (3…20 м) и мощных (более 20 м) рудных зон. По устойчивости руды и породы представлены неустойчивыми (при температурах горного массива близких к нулю или в тектонических зонах), средней устойчивости и устойчивыми. Устойчивость руды и горных пород скачкообразно меняется в зависимости от температуры, вследствие чего большое значение при ведении горных работ имеет температурный режим предприятия. Рудные тела по коэффициенту крепости представлены горными породами средней крепости (f = 4…9) и крепкими (f = 9…15).
Анализ горнотехнических условий разработки отечественных жильных месторождений цветных металлов, слюды и химического сырья показывает, что более 55 % запасов олова сосредоточено в жилах мощностью от 1,8 до 2,9 м. Это создает благоприятные условия для внедрения производительных вариантов систем разработки с механизацией основных и вспомогательных технологических процессов.
Почти половина запасов вольфрама приурочена к маломощным рудным телам. В интервале мощности от 0,8 до 1,3 м сосредоточено 32,9 % запасов металла, а в интервале от 3,3 до 3,8 м — 24,3 %, причем более мощные жилы имеют и более высокое содержание вольфрама. Если рассматривать отдельно балансовые запасы крутопадающих месторождений, то окажется, что 63,8 % металла и 51,1 % руды сосредоточена в рудных телах мощностью более 1,3 м.
Для месторождений молибдена характерно преобладание рудных тел мощностью от 0,3 до 1,3 м; с ними связано 55…60 % балансового металла. Остальные запасы молибдена сосредоточены в рудных телах мощностью от 1,3 до 2,8 м.
На жильных месторождениях сурьмы доминируют рудные тела мощностью от 0,8 до 1,3 м, где сосредоточены 78 % металла и 84 % балансовой руды.
Полиметаллические жильные месторождения с мощностью рудных тел от 1,3 до 3,3 м содержат 38,6 % балансовых запасов и почти 40 % запасов приходится на рудные тела мощностью от 3,3 до 3,8 м.
Мощность рудных тел жильных месторождений ртути, разрабатываемых в настоящее время и перспективных, колеблется от 0,2 до 4,5 м; более 80 % запасов сосредоточены в жилах мощностью от 1,6 до 3,5 м.
Половина балансовых запасов двадцати месторождений флюорита сосредоточена в рудных телах мощностью от 1,3 до 1,8 м, 28 % - в интервале от 0,8 до 2,8 м.
Ниже приводится краткий анализ отдельных примеров формирования закладочного массива в выработанном пространстве с отрицательной температурой.
Экспериментальные работы на одном из рудников цветной металлургии пятидесятых годов показали, что технология формирования льдопородной закладки трудоемка и низкопроизводительна. В период проведения промышленных испытаний было установлено, что скорость замерзания воды в камерах в слое 5…10 см заметно возрастает с понижением температуры воздуха от – 1 до – 10 оС, а при дальнейшем ее понижении скорость процесса изменяется незначительно. Выявлено, что процесс намораживания значительно интенсифицируется при увеличении скорости движения воздуха: при увеличении скорости движения воздуха на 50 % процесс намораживания возрос в 5 раз. Температура горного массива составляла – 7 оС зимой и поднималась в летний период до – 2,5 оС. Температура воздуха оказывает значительное влияние на промерзание горного массива и закладки и является мощным рычагом температурного режима, способного не только удерживать массив в отрицательных температурах, но и при необходимости аккумулировать холод для использования его в летний период. Вода охлаждалась в бассейне до температуры 0,5…1 оС и подавалась в камеру через восстающий центробежным насосом два раза в месяц. Таким образом, камеру емкостью около 1500 м3 заполняли намораживаемым льдом в течение 2…2,5 мес. При смешанной закладке льдом и породой закладочный массив формировали в течение 1…1,5 мес. Опыт такого способа закладки проводили в течение четырех лет и к концу этого срока достигли интенсивности закладки льдом почти 5 000 м3/мес.
При разработке угольного пласта мощностью 1,4…2,0 м и углом падения 27…35о, залегающего на глубине 250 м, температура горного массива на глубине 30 м от поверхности составляла – 7 оС, среднегодовая температура воздуха – 12 оС. Выемка осуществлялась лавами, протяженностью 90 м. Опытные работы показали, что вентиляционная струя с расходом 400 м3/мин при температуре воздуха минус 20 оС обеспечивала получение только 40…50 м3 льда в сутки, что в 4 — 5 раз меньше объема очистных работ.
Промышленное использование льда для закладки выработанного пространства на полиметаллическом руднике, проводимое в пятидесятые годы, позволило достигнуть объема закладочных работ до 40000 м3 в год [6].
Приведенные выше примеры показывают техническую возможность применения льдопородной и ледяной закладок в различных горно-геологических условиях. Выявлено, что благоприятными условиями можно считать территорию с устойчивыми холодными зимами, где число дней с температурой ниже – 10 оС составляет более 100 дней в году.
В работе Фидри С.Е. рассматривается разработка месторождения в зоне отрицательных температур – 6…–7 оС с нижней границей криолитозоны до 300 м. Мощность залежи 2…8 м, угол падения 40…60о, реже 25…30о. Коэффициент крепости руды по Протодьяконову — 10, вмещающих пород 3…10. Применяемые системы разработки (с магазинированием руды и подэтажно-камерной отбойкой) допускали значительные потери и разубоживание руды (до 50 %). Предпринятое повышение эффективности разработки за счет внедрения стадийной выемки и вариантов камерной системы с принудительной посадкой и замораживанием и последующая отработка целиков позволили снизить потери до 16,3 %, а разубоживание до 34,6 %.
Возможность применения льдопородной закладки при разработке крутопадающих рудных тел в условиях вечной мерзлоты рассмотрены в работах Кривошеева И.С., Жука В.Г., Сальманова Р.Н, Мачнева Ф.Ф.. Разработка месторождения проводилась системами с магазинированием руды и подэтажными штреками. Предлагаемый способ заключается в предварительной выемке на первой стадии рудных целиков, заполнении отработанного пространства льдопородной закладкой, отработке остальных запасов блока во вторую стадию. Расчеты показали, что при кусковатости пород закладки 30 мм и температуре - 40 оС количество воды на 1 м3 породы не должно превышать 189 кг, а время замораживания составит около 2 мин. Стоимость 1 м3 закладки при этом составляет около 2 у. е.
Эффективность извлечения полезных ископаемых при разработке Иультинского оловянно-вольфрамового месторождения, расположенного в зоне отрицательных температур, представленного жилами мощностью 0,2…3,0 м и углом падения от 25 до 90о, предлагается повысить за счет механизации вспомогательных работ при зачистке руды.
В работах Курсакина Г.А. отражен опыт разработки месторождения высокоценных руд. Крутопадающие, средней мощности рудные зоны отрабатывают системой с магазинированием руды (варианты с надштрековыми и междукамерными целиками и горизонтом скрепирования). Достигнутые показатели производительности труда составляют: забойного рабочего по системе разработки — 5,6 м3/чел. - см, на очистной выемке — 6,7 м3/чел. - см. Разубоживание руды — 14…21 % при выдержанном контакте и устойчивых вмещающих породах; на участках с неустойчивыми вмещающими породами и при неравномерном обнажении висячего бока разубоживание достигает 42 %. Применение варианта с использованием магазинированной руды в качестве временной закладки позволило снизить разубоживание руды до 24 %.
Светлинское оловянно-вольфрамовое месторождение представлено жилами небольшой мощности с углами падения 45…90о. С глубиной отдельные рудные тела образуют зону сближено залегающих кварцевых жил мощностью 35…50 м, при этом насыщенность рудным кварцем однометровой мощности рудной зоны увеличивается с 0,16 до 0,22 м. Коэффициент крепости руды 12…15, вмещающих пород — 14…16. Контакты жил и вмещающих пород четкие, околожильные изменения проявляются наиболее часто в окварцевании и сульфитизации. Объемная плотность руды и вмещающих пород в среднем составляет 2,75 т/м3 , влажность отбитой руды – 2 %. На месторождении применяется система разработки с магазинированием руды и мелкошпуровой отбойкой. Разубоживание руды в среднем составляет 45 %.
В работах Иванова В.И., Ушакова В.М., Красных С.Н., Русило П.А. наиболее полно изложены результаты применения технологических схем и опытно-промышленных испытаний применения льдопородной закладки при различных вариантах разработки месторождения Северо-Востока в криолитозоне с нижней границей более 400 м. Простирание рудных зон составляет от 200…300 до 600…1300 м, мощность от 3 до 25 м, угол падения 50…80о. Простирание жил от 50 до 400 м, мощность от 0,1 до 4,5 м, угол падения 65…90о. Средняя мощность рудных зон 7 м, жил — 1,3 м. Преобладающий угол падения рудных тел 85о. Рудные тела мощностью до 3 м составляют 7,8 % от общих запасов месторождения, мощностью от 3 до 5 м — 24,7 %, свыше 5 м — 67,5 %. Рудные тела и вмещающие породы крепкие и устойчивые за исключением участков, примыкающих к тектоническим нарушениям. Коэффициент крепости руд и пород — 10…12. Традиционные системы разработки месторождения с магазинированием руды не обеспечивают в этих условиях необходимой выемки полезного ископаемого, обладают низкой производительностью труда. Потери руды составляют 15…30 %, разубоживание — более 30 %.
Опытно-промышленные испытания намораживаемой породной закладки выработанного пространства, выполненные институтом ВНИИ-1 [11] на одном из золотодобывающих предприятий, показали техническую возможность применения льдопородной закладки при камерной системе разработки. Установлен температурный режим заложенного льдопородного массива и вмещающих пород при отработке приповерхностного участка месторождения. Температура породной закладки в опытном блоке при формировании закладочного массива составляла –7 оС, вмещающих пород – 12 оС. Во втором блоке температура вмещающих пород достигала –20…–23 оС, тем не менее к октябрю месяцу температура закладочного массива стабилизировалась в обоих случаях до минус 6 оС. В течение последующего 21 месяца изменение температуры закладочного массива и вмещающих пород не превышало 0,5 оС. Достигнутая нормативная прочность закладки 1,5…3,0 МПа полностью обеспечила необходимую устойчивость массива.
Процесс возведения ледяного целика выполняют в три стадии: заполнение неровностей днища камеры; поэтапное намораживание льда в установившемся режиме; возведение ледяного массива под кровлю. По этой схеме на одной из шахт было наморожено девять искусственных ледяных целиков длиной 50 м, шириной 3,5…4 м и высотой 2,2…2,5 м. Продолжительность возведения ледяного целика составила 35…40 сут со средней скоростью намораживания 6…9 см/сут при колебании температуры атмосферного воздуха от –32 оС до –8 оС. Объем намороженного льда составил 3 500 м3. За счет исключения потерь в междукамерных целиках добыто дополнительно 2 800 м3 золотоносных песков.
На другой шахте было наморожено восемь ледяных целиков длиной 50 м, шириной 3 м, высотой 2,6 м. Возведение целиков совмещалось во времени с ведением нарезных работ. Средняя скорость намораживания целика составила 8…12 см/сут. Температура воздуха колебалась от –15 до –40 оС. Дополнительно извлечено 1 800 м3 песков при общем объеме закладки 2 800 м3.
Отмечается, что «интенсификация процесса намораживания целика может быть достигнута путем применения агентов с более высокой теплоаккумулирующей способностью. Одним из таких агентов является керосин. При отрицательных температурах керосин трудно возгораем, поэтому пожароопасность при его применении с этой целью незначительна».
В целом делается вывод, что ледяные целики обладают значительной несущей способностью, а фактические затраты на 1 м3 льда не превышают 6-7 у. е.
В работах Дядькина Ю.Д., Паненкова Ю.И., Симонова К.С., Гелескула В.Н., Карасева Ф.А. отражен опыт разработки рудных целиков между заложенными камерами, закладка которых упрочнялась методом искусственного замораживания с применением охлаждающих установок.
Практический интерес представляют технологические схемы разработки месторождений полезных ископаемых в зоне многолетней мерзлоты, исследуемые в Швеции, Норвегии, США, Канаде, Дании, Исландии [4]
На одном из объектов шведской компании «Болиден» [30] ледяная закладка применялась при разработке рудной залежи по простиранию 300 м, мощностью 6 м, высота слоя составляла 6 м, температура горного массива - + 5 оС, температура охлаждающего воздуха –20 оС, скорость движения воздуха 4…5 м/с. Число рабочих дней в году — 225. Представлена применяемая технологическая схема выемки руды под ледяным целиком. Отмечается, что важными этапами способа разработки с закладкой льдом являются:
- охлаждение породного массива в районе горных выработок, подлежащих закладке, созданием циркуляции холодного воздуха с температурой от – 15 до – 20оС, в результате чего нулевая изотерма располагается в горном массиве на расстоянии 1…2 м от стенки выработки;
- образование ледяного массива путем поочередного заливания слоев воды на уже замерзший ранее массив с периодическим охлаждением слоя пропусканием холодного воздуха;
- сохранение ледяного массива замерзшим путем пропускания над ним холодного воздуха с одновременным извлечением руды под ледяной закладкой.
Важно, чтобы охлаждающий поток воздуха, имеющий температуру от – 15 до – 25оС и скорость 4…5 м в секунду, не смешивался и не пересекался с вентиляционной струей.
Установлены следующие константы ледяной закладки: плотность 918 кг/м3, теплоемкость 0,5 ккал/кг, теплота плавления 80 ккал/кг, коэффициент Пуассона 0,5. Найдено, что при современной технике охлаждения применение способа целесообразно при температуре горного массива не свыше 10оС.
Ледяная закладка применима как из чистой воды, так и с добавлением “хвостов“ обогатительной фабрики (мелкого материала) до 70 % по весу. При этом вязкость и ползучесть закладки меняются, что в конечном итоге влияет на скорость опускания (сползания) закладки по мере углубления горных работ. При применении ледяной закладки в условиях, когда нет вечной мерзлоты, во избежания быстрого плавления льда (и оседания, обрушения пород) добавление хвостов обогащения целесообразно: закладка становится более прочной и температуроустойчивой.
В работах исследователей Финляндии, Швеции, Гренландии, Канады рассматривается способ крепления выработанного пространства путем заполнения его льдом. Отмечается, что применение такого способа разработки полезного ископаемого возможно в северных районах земного шара, где можно комбинировать искусственные и естественные способы получения льда в необходимых количествах и по приемлемым ценам. Имеются установки, позволяющие получить 1 000 м3 снега в час при расходе воды 400 м3/ч. Расчеты показывают, что затраты на искусственное получение 1м3 льда составляют 0,5 долл. США. В зависимости от климатических условий на 1 м3 добытой руды потребуется до 2 м3 льда. При этом затраты на закладку 1 м3 выработки составит 1 долл. США. Себестоимость 1 т добытого полезного ископаемого возрастет до 4 долл. (при 2 долл. без закладки выработанного пространства льдом).
Горным институтом технического университета Клаузал проведены лабораторные исследования возможности применения замораживаемой закладки в условиях, соответствующих арктическим. Исследования для смеси, состоящей из отходов флотации и 20…30 % воды, определялись время замерзания и получаемая прочность в зависимости от применяемого состава и температуры. При этом рассматривалось охлаждение воздухом и охлаждение с помощью специально подаваемого по трубам хладагента.
Наиболее дешевым способом получения льда считается получение его из снега, лежащего на склонах гор, и из искусственного снега. Глетчерный лед предлагается аккумулировать в старом карьере для применения его в последующем на подземных работах. Приводятся расчеты экономической целесообразности применения глетчерного льда в качестве закладочного материала и описаны рудники, на которых можно применять данный способ.
По расчетам применение предлагаемой технологии позволит снизить себестоимость подземной добычи до 15 норв.крон/т, приближаясь к себестоимости открытых горных работ (10 норв.крон/т), получить дополнительную прибыль от разработки участков залежей низкосортных руд [4].
Анализ особенностей экосистемы криолитозоны, сырьевой базы, технологических схем и технических решений разработки отечественных и зарубежных месторождений в зоне отрицательных температур показал жизненную необходимость создания экономически эффективной экотехнологии добычи полезных ископаемых, обеспечивающей сохранение неустойчивых экосистем криолитозоны. При этом необходимо отметить следующие важные моменты.
- Экосистемы криолитозоны обладают рядом геологических, биологических и географических особенностей, требующих при определении путей освоения запасов месторождений в условиях отрицательных температур нового подхода и поиска нестандартных технологических, экологических, экономических, организационных решений и требований, в частности:
замкнутый цикл обращения твердого вещества с возвращением его невостребованной части в выработанное пространство, позволяющий создавать устойчивые конструкции закладочного массива, складировать ценные примеси отходов обогащения в фиксированном выработанном пространстве для извлечения в будущем, предотвращать нарушение экосистемы, исключая выщелачивание металлов и химически активных соединений из хвостохранилищ;
управление горным давлением методами, исключающими массовое применение лесоматериалов и обрушение поверхности и позволяющими минимизировать объемы доставляемых материалов;
максимальная полнота выемки балансовых запасов;
высокая производительность добычных работ, дающая возможность снизить численность персонала до величины, позволяющей применять вахтовый метод освоения месторождений;
локализация технологической пыли в подземном пространстве.
- Анализ опыта отработки отечественных и зарубежных месторождений в условиях криолитозоны показывает, что до настоящего времени не разработан механизм оптимизированного формирования льдопородного закладочного массива в выработанном пространстве, вследствие чего время выполнения закладочных работ в 4—5 раз больше добычных работ. Показатели потерь и разубоживания ценных руд при их добыче из недр имеют недопустимо высокие значения.
- До настоящего времени разработка технологических схем добычи полезных ископаемых на многолетнемерзлых месторождениях не увязывалась с экологическими особенностями криолитозоны.
- Дальнейшее развитие минерально-сырьевого комплекса Российской Федерации связано с освоением ресурсов криолитозоны.
Разработана концепция новой экотехнологии подземной разработки месторождений в условиях криолитозоны, которая определяет пути преобразования развития минерально-сырьевого комплекса Сибири и Дальнего Востока России, направленные на увеличение объемов добычи полезных ископаемых, являющимися не рентабельными при применении традиционных систем разработки месторождений.
6.4.1.1.4.4. Экономическая эффективность новых технологий
Экономическая эффективность при разработке маломощных месторождений на примере разработки Дукатского месторождения. Внедрение систем с закладкой при разработке месторождений в зоне отрицательных температур обеспечивает минимальные потери и разубоживание руды, высокую производительность труда и экономию трудовых ресурсов, создает возможность внедрения механизированных комплексов и оборудования. Экономическая эффективность зависит от конкретных горно-геологических условий и имеет разные значения при разработке различных участков месторождения.
Известно, что снижение себестоимости закладки до 3–4 усл. руб./м3 делает экономически целесообразным применение систем разработки с закладкой не только для добычи ценных и средней ценности руд, но и для выемки бедных руд. Уменьшение суммарных потерь и разубоживания руды в 5–10 раз (с 30–55 % в системах с обрушением руды и вмещающих пород до 3–6 % в системах с закладкой) минимально снижает промышленное содержание на 10–15 %, что создает экономическую основу для вовлечения в отработку забалансовых запасов.
Расчет экономической целесообразности применения льдопородной закладки при разработке Дукатского месторождения подземным способом показал, что применение системы разработки с льдопородной закладкой выработанного пространства в третьей рудной зоне позволяет увеличить производительность забойного рабочего в 2–3 раза, снизить объем подготовительно-нарезных работ в 1,8–2,0 раза, эксплуатационные потери в 5–6 раз, разубоживание руды в 1,3–1,5 раза с общим экономическим эффектом более 12 млн. усл. руб. в год. Результаты экономической эффективности, полученные при сравнении систем с закладкой выработанного пространства льдопородной закладкой, системы с магазинированием руды и с камерной системой без закладки, представлены в табл. 9.
Таблица 9.
Расчетные технико-экономические показатели различных систем подземной разработки применительно к Дукатскому месторождению
Наименование показателей | Формула расчета | Система с магазинированием | Восходящая система с ЛПЗ | Камерная система | Камерная система с ЛПЗ |
Балансовые запасы, тыс. т | Б | 380 | 380 | 380 | 380 |
Содержание ПИ в балансовых запасах, % | с | 9 | 9 | 9 | 9 |
Содержание ПИ в разубоженных породах, % | в | 0,6 | 1,1 | 0,46 | 0,9 |
Геологическая мощность рудного тела, м | | 1,8 | 1,8 | 6,0 | 6,0 |
Выемочная мощность очистного пространства, м | | 2,1 | 1,9 | 7,3 | 6,7 |
Коэффициент потерь, % | п = П/Б | 21,2 | 2,9 | 14,5 | 5,1 |
Количество вмещающих пород, тыс. т | В | 141,1 | 105,5 | 91,1 | 45,5 |
Количество потерянной руды, тыс. т | П | 80,6 | 11,1 | 55,1 | 19,4 |
Количество добытой горной массы, тыс. т | Д = Б–П+В | 436,7 | 474,4 | 416 | 406,1 |
Содержание ПИ в горной массе, % | а = с·(Б–П)/Д+ +Вв/Д | 6,36 | 7,24 | 7,11 | 8,09 |
Коэффициент разубоживания, % | Р = В/Д | 32,3 | 22,2 | 21,9 | 11,2 |
Коэффициент извлечения запасов из недр,% | Ки = Да/(Бс) | 0,81 | 1,01 | 0,86 | 0,96 |
Валовая ценность 1 т балансовых запасов (Цо – оптовая цена, усл. руб.) | Цб = 0,01· схЦо | 135 | 135 | 135 | 135 |
Коэффициент извлечения ПИ на ОФ, % | И | 0,81 | 0,81 | 0,81 | 0,81 |
Извлекаемая ценность, отнесенная к 1т погашенных балансовых запасов, усл. руб. | Ци = ЦбиКи | 88,6 | 110,4 | 94,04 | 104,9 |
Себестоимость добычи 1 т товарной руды с учетом транспорта, усл. руб. | Сд+т | 29,0 | 34,6 | 39,9 | 43,8 |
Себестоимость переработки, усл. руб. | Спер | 8,6 | 8,6 | 8,6 | 8,6 |
Суммарная себестоимость, усл. руб. | Стов = Сд+т + +Спер | 37,6 | 43,2 | 48,5 | 52,4 |
Суммарная себестоимость 1 т товарной руды на 1 т погашенных балансовых запасов, усл. руб. | С = Д/(БСтов) | 43,2 | 53,93 | 53,1 | 56,0 |
Прибыль (+), убытки (–) на 1 т погашенных балансовых запасов, усл.руб | Пр = Ци – С | 45,4 | 67,2 | 40,9 | 48,9 |
Выпуск продукции в расчетном году, тыс. т | Пр год | 50 | 200 | 180 | 250 |
Годовая экономическая эффективность, млн усл. руб | Э = Пр.год Пр | 2,27 | 13,4 | 7,36 | 12,2 |