» » Общие положения и понятия о комбинированной разработке рудных месторождений

Общие положения и понятия о комбинированной разработке рудных месторождений

16.08.2016

Комбинированным называется способ разработки месторождения твердых полезных ископаемых двумя или более принципиально различными технологиями.
Критериальным признаком комбинированной разработки является применение указанных различных технологий горных работ в зонах взаимного их геомеханического влияния.
Обязательное условие эффективности комбинированной разработки — наличие единой схемы вскрытия месторождения для всего периода его эксплуатации.
К принципиально различным технологиям, исторически сложившимся и в различной степени применяющимся в горно-добывающей промышленности, относят следующие: физико-механические, физико-химические и химико-биологические.
Группа физико-механических технологий включает в себя традиционные технологии открытой и подземной разработки месторождений, а также технологию разработки с использованием ядерного взрыва.
Сущность их состоит в механическом воздействии на монолитные или разрыхленные массивы руды с целью отделения от них части с последующим дроблением и транспортированием руды к месту переработки.
При физико-химических технологиях путем растворения, выплавления, выщелачивания, обжига и других физико-химических процессов преобразуют твердые рудные и нерудные полезные ископаемые в жидкое или газообразное состояние, извлекают их в таком виде из массивов горных пород и транспортируют на пункты переработки.
Химико-биологические технологии основаны на способности определенных видов бактерий образовывать или разрушать некоторые минералы, преобразуя их до уровня полезных ископаемых, которые извлекают из недр одним из указанных ранее способов.
В результате сочетания во времени и в пределах одного месторождения различных технологий выделяются обобщенные варианты комбинированного способа разработки:
1) совместная во времени и в пространстве открытая, подземная и физико-химическая отработка месторождения;
2) последовательная открыто-подземная или подземно-открытая разработка; физико-химические способы могут присутствовать в любом из этих подвариантов;
3) повторная разработка месторождения в любом сочетании подземных, открытых и физико-химических способов.
С учетом высказанных пояснений по вариантам комбинированной разработки уместно прокомментировать прозвучавшие ранее определение и понятие.
Для однозначного понимания и толкования используемых терминов и положений требуются четкие критерии как для распознавания их, так и для размежевания с подобными или похожими.
В нашем случае с учетом этих условий определение рассматриваемого способа можно сформулировать следующим образом.
Комбинированным называется способ разработки месторождения несколькими принципиально различными технологиями, осуществляемыми в зонах взаимного геомеханического влияния при единой схеме вскрытия месторождения.
Из этого определения следует, что разработку месторождения (одного и того же) нельзя будет отнести к категории комбинированной, если оно не имеет единой схемы вскрытия и, что очень важно, если различные технологии очистных работ (открытая разработка, подземная добыча, физико-химические методы) не испытывают взаимного геомеханического воздействия.
Вскрытие месторождения, как отмечает член-корр. РАН Л.A. Пучков, относится к категории системных, т.е. определяющих принципиальные характеристики выбранной технологии: системы разработки, транспортные коммуникации, схемы проветривания рудника и карьера и т.п.
И, наконец, о так называемых переходных зонах. Понятие о них появилось в последние годы и предполагается как бы обязательность их в схемах комбинированной разработки.
Получается нонсенс. С одной стороны, проповедуется всё единое: и вскрытие, и технологические схемы, и т.д. С другой, — выделяют переходную зону как особую структуру в схеме комбинированной разработки. Дальше — больше: обособляя эту зону, рекомендуют для добычи руды в ней составлять отдельный проект.
Тем самым обесценивается в целом идея единого технологического пространства — основы комбинированной разработки и неоправданно осложняются геомеханические, технологические и экономические процессы.
Таким образом, сам факт появления переходной зоны является показателем некачественности схемы вскрытия или схемы комбинированной разработки месторождения в целом.
Между тем переходная зона (если она появляется) — это издержки последовательного перевода добычных работ с открытой технологии на подземную. То есть предполагается, что сначала по самостоятельному проекту открытым способом отрабатывается верхняя часть залежи, а затем составляется самостоятельный проект на доработку месторождения подземным способом. А где-то на промежуточных этапах спонтанно может вклиниться физико-химическая технология. Значит может появиться ещё одна непредвиденная (значит — неподготовленная) переходная зона.
В итоге утрачиваются многие достоинства комбинированной разработки как единой технологии в едином пространственно-временном поле.
Следовательно, в едином проекте комбинированной разработки месторождения следует избегать переходных зон, а в проектах развития уже существующих разработок (открытых или подземных), если не удается избежать появления переходных зон, то объемы их должны быть сведены к минимуму.
Правда, в учебниках всё излагается так, как и должно быть. И это — правильно. Практика, однако, отличается и часто весьма существенно от теории. Это касается не только переходных зон. И вот почему.
Даже если абстрагироваться от влияния природных, социальных и им подобных факторов на технологию и экономику разработки рудных месторождений, существует ряд специфических начальных условий, определяющих схемы и результативность комбинированной разработки.
Во-первых, в нашей стране, да, пожалуй, и в мире, не существует ещё предприятия, которое было бы изначально спроектировано и его деятельность реализована по такой схеме комбинированной разработки, о которой говорится в этом разделе.
Во-вторых, и это главное, все действующие предприятия, на которых воплощается идея комбинированной разработки, начинались как самостоятельные карьер или подземный рудник и затем спустя много времени подключали альтернативную технологию для доработки запасов руд.
Из изложенного следует, что горно-рудная промышленность пока не может похвастаться примером использования комбинированного способа разработки «в чистом виде».
Тем не менее, даже не полное, иногда фрагментарное применение этого способа освоения рудных месторождений демонстрирует его достоинства настолько очевидно, что комбинированная технология бурно развивается, а подчас становится единственным вариантом решения проблемы отработки запасов руд.
Существует еще понятие «повторная разработка рудных месторождений». Такой вариант освоения запасов руд предполагает, что на месторождении ранее, как минимум однажды, уже добывали полезное ископаемое каким то из существовавших в то время методов. Назовем эту разработку первичной.
По каким-либо важным в тот период причинам добыча полезного ископаемого была прекращена.
Спустя определенное время условия (политические, социальные, экономические, технологические и пр.) изменились, и люди, вспомнив о существовании этого месторождения, возвращаются к нему.
Следует заметить, что целью повторной разработки месторождения могут быть не всегда те полезные ископаемые, которые добывали в первом случае (т.е. при первичной разработке), а совершенно другие.
Такое в истории рудодобывающих предприятий встречается весьма часто Например, на многих полиметаллических рудниках Алтая и Сибири ранее (десятки и сотни лет назад) добывали золото, серебро, позже — медь. Некоторые из них были объектом добычи железных руд из так называемой «железной шапки» — карбонатных руд, покрывающих сверху основные залежи.
Другой особенностью месторождений, намеченных к повторной разработке, становится необходимость весьма тщательной разведки и обследования состояний не только оставленных запасов руд, но и уже разрабатывавшегося шахтного (или карьерного) поля, особенно в тех случаях, когда документация о предшествовавших горных работах не сохранилась или не совсем полная.
Повторная разработка таких месторождений представляет собой no-существу разновидность комбинированной разработки, когда первичные и повторные горные работы разобщены во времени, но выполняются в пределах одних и тех же шахтных (карьерных) полей.
Намеченное к повторной разработке месторождение во всем остальном не отличается от других (т.е. еще не затронутых горны ми работами) и может осваиваться с помощью открытой, подземной и комбинированной технологий.
Однако следует подчеркнуть, что вследствие отмеченных ранее обстоятельств в геомеханическом отношении повторная разработка месторождений во многом аналогична комбинированной в части возникающих процессов, ситуаций и методов решения задач.
В связи с изложенным возникает следующее замечание. Иногда в комплекс повторной разработки включают переработку отвалов карьеров и рудников. Согласиться с этим нельзя, так как переработка отвалов не включает в себя процессов горных работ. А представляет лишь утилизацию отходов производства. Аналогичной процедуре подвергают также и отходы металлургических заводов, химических предприятий, теплоэлектростанций и т.п., эту процедуру к горному производству отнести уж никак невозможно.
Когда несколько лет назад автор выступал с докладом по этой теме, один из слушателей упрекнул его в том, что никакой новой концепции комбинированной разработки месторождений не было представлено. Несколько удивившись тогда такому восприятию доклада, автор заметил, что речь шла об особенностях комбинированного способа. Теперь можно добавить: об особенностях, совокупность которых является основанием для рассмотрения комбинированного способа в качестве самостоятельного способа освоения месторождения, отличающегося как от открытого, так и от подземного.
Таким образом, комбинированный способ — это не простое механическое сочетание одновременной или последовательной отработки одного месторождения открытым или подземным способами. Комбинированная разработка — это самостоятельная система освоения запасов полезных ископаемых на месторождении с присущей только ей идеологией горного производства, формирующей требования к закономерностям управления геомеханическими, технологическими и финансово-экономическими процессами.
Только такой подход позволяет выявить (увидеть) во всей полноте особенности комбинированного способа, использование которого повышает на порядок эффективность освоения месторождения, нежели любой из названных ранее способов. Рассмотрим и проанализируем некоторые особенности комбинированного способа разработки рудных месторождений.