» » Особенности проектирования комбинированной разработки рудного месторождения

Особенности проектирования комбинированной разработки рудного месторождения

18.08.2016

Согласно нормативным документам, разработке горного проекта на освоение месторождений с применением любой технологии предшествует составление и защита ТЭО кондиций по месторождению и содержащимся в нем полезным ископаемым. Это документ, в котором намечены и достаточно четко очерчены все принципиальные решения по освоению месторождения.
Формально этот этап не относят к проектированию. Однако, хотим мы того или нет, но в составленном и, что важно, — в защищенном и утвержденном ТЭО кондиций содержатся все важнейшие качественные и количественные параметры горного предприятия и их обоснование.
Более того, при проектировании предприятия отклонения от содержащихся в ТЭО кондиций решений не допускаются уже и формально.
В проекте предприятия развиваются, углубляются и прорабатываются более детально те идеи, которые заложены в ТЭО кондиций отрабатываемого месторождения и утверждены протоколом Государственной комиссии по запасам Российской Федерации (ГКЗ РФ).
В целом проект предприятия по освоению месторождения комбинированным способом включает в себя все разделы, предусмотренные соответствующими нормативными документами по проектированию горных объектов.
Созданию любого проекта на разработку месторождения полезных ископаемых предшествует анализ данных геолого-разведочных работ. С некоторой спецификой направленности проекта на комбинированную разработку рудного месторождения схема такого анализа изображена на рис. 7.1.
Особенности проектирования комбинированной разработки рудного месторождения

Некоторые основные элементы приведенной схемы были подробно рассмотрены в предыдущих разделах, включая этап выделения запасов месторождения, предназначаемых для отработки открытым и подземным способами.
На некоторых этапах, обозначенных на схеме (рис. 7.1), например, таких как «Оценка условий залегания рудных тел», «Оценка достоверности геологической информации», «Оценка гидрогеологических условий», «Оценка геомеханических условий», «Геометризация месторождения по показателям свойств руд» мы не останавливаемся, т.к. они представляют собой типовые задачи соответствующих учебных дисциплин («Геометрия недр», «Гидрогеология и инженерная геология», «Геомеханика») и изложены в соответствующих учебниках в полном объеме, достаточном для решения рассматриваемой здесь задачи проектирования рудников.
He останавливаясь на составе проектной документации и требованиях к нему, подробно регламентируемых нормативными документами, обратим внимание на некоторые положения, которые в них не рассмотрены.
Разновидности проектов на комбинированную разработку месторождения

Проекты комбинированной разработки бывают двух принципиально различных типов: 1) проект на освоение нового месторождения (или залежи), где особенности и достоинства комбинированной технологии могут проявиться со всей полнотой и 2) проект на доработку (или повторную разработку) месторождения после первоочередной открытой (или подземной) разработки. В последнем случае, разумеется, многие достоинства комбинированной разработки будут утрачены.
Тем не менее, в ситуациях, соответствующих второму типу проектирования, можно в определенной мере компенсировать утраченные позиции, если заблаговременно, до окончания работ по предшествующей технологии (например, открытой) составить проект на ведение последующих горных разработкок (к примеру, подземных).
При этом необходимо стремиться к тому, чтобы до окончания горных работ в карьере были бы произведены по меньшей мере вскрытие и подготовка первой очереди отработки шахтного поля. В этом случае не только работники рудника, но и карьера успеют ещё ощутить достоинства совместной разработки месторождения.
Обязанность генпроектировщика или подразделения предприятия, ответственного за подготовку стратегии его развития, заключается в том, чтобы своевременно обратить внимание руководства эксплуатирующей компании на необходимость своевременного принятия соответствующих решений.
При составлении проекта предприятия для комбинированной разработки месторождения формирование его разделов, подбор и оценка исходных данных, определение технических характеристик и подбор оборудования, расчеты технологических параметров процессов и др. производятся так же, как и при составлении проекта для любого другого горного предприятия с монотехнологией освоения месторождения.
Однако технологические, технико-экономические, экологические и другие расчеты параметров проекта, в которых отражаются взаимодействия открытых, подземных и иных используемых технологий добычи руды, определяются в соответствии с рекомендациями, содержащимися в предыдущих разделах учебника.
Важнейшая задача проектирования заключается в том, чтобы не растерять, не обесценить всё позитивное, что дает комбинированная разработка месторождения, не допустить того, чтобы её достоинства трансформировались в недостатки, что иногда наблюдается в практике горного производства в неумелых руках.
А такое становится возможным, если:
• геоло-горазведочные работы выполнялись без учета особенностей технологий освоения месторождения, особенно в части методики подсчета и выбора критериев оценки запасов;
• составлен и в определенной мере реализован проект раздельного вскрытия месторождения для различных технологий его освоения;
• приняты раздельные технологии и схемы водозащиты горных объектов, грузопотоков, энергетических и иных коммуникаций;
• разработаны некомплексные меры по охране недр, по экологической защите окружающей среды, включая схемы размещения и формирования специализированных объектов (отвалов пород, хвостохранилищ, захоронения дренажных вод и рассолов и др.);
• при проектировании и приобретении технологического, погрузо-доставочного, транспортного и другого оборудования для каждой технологии допущена некомплексность, неуни-версальность техники, что не позволяет обеспечить использование её в смежных технологиях и приводит к увеличению капитальных и эксплуатационных затрат;
• управление геомеханическими процессами осуществляется при недостаточном учете их взаимовлияния при различных технологиях добычи руды, что может привести к непрогнозируемым и опасным результатам;
• при строительстве объектов предприятия на земной поверхности не были учтены характеристики всех применяющихся технологий добычи и, особенно, геомеханические последствия, что может вызвать необходимость даже их перемещения на другое место вследствие возникновения деформаций поверхности;
• кадры специалистов проектных организаций и предприятий не владеют знаниями в области особенностей ведения горных работ при комбинированной разработке месторождения, что чревато самыми тяжелыми последствиями.
Перечисленные и другие упущения и ошибки, содержащиеся в проектах или допускаемые при эксплуатации, можно в различной мере откорректировать и даже устранить, когда придет понимание неизбежности комбинированной разработки различными технологиями при освоении месторождения.
И чем раньше это наступит, тем больше шансов сохранить средства и даже вернуть часть потерянного.
Системное проектирование

Системный подход — это метод решения сложных проблемных задач, содержащий в своей основе представление об объектах как системах с выявленной в них целостностью многочисленных связей.
В определенных условиях, т.е. в каждом конкретном случае, в качестве совокупно влияющих и основных определяющих могут выступать различные факторы. Как значимость, так и их количество можно варьировать опять-таки в зависимости от условий и решаемой задачи.
Следует особо подчеркнуть, что системность проектирования горно-добывающего предприятия для комбинированной разработки месторождения заключается прежде всего в составлении единого проекта по всему комплексу производственных процессов.
Особенности проектирования комбинированной разработки рудного месторождения

Как отмечает член-корр. РАН Л.А. Пучков, объект проектирования следует рассматривать в этих условиях как горную систему. Системный подход обеспечивает максимальное раскрытие достоинств комбинированной технологии освоения месторождения.
Анализ используемых программных систем автоматизированного проектирования горно-добывающих предприятий показывает, что в большинстве случаев они затрагивают проектирование отдельных технологических процессов и операций. А чаще всего используются для автоматизации трудоемких расчетов.
Между тем, прошло уже немало времени, с тех пор как отечественные ученые сформулировали современные принципы проектирования горно-добывающих производств, ориентированные на создание и использование экономико-математических моделей, требующие вследствие своей многофакторности системного подхода.
Решение задач при системном анализе выполняют на основе количественной оценки взаимодействия их составных частей.
Выявление такого взаимовлияния становится возможным вследствие применения методов математической статистики, обработки информации, многофакторного анализа, физического и математического моделирования.
Важными становятся методы оптимизации.
Таким образом, исследование объектов как систем позволяет преодолеть сложности проектирования таких многофакторных горно-добывающих производств, какими являются комбинированные технологии.
Системный анализ при проектировании позволяет избежать нежелательных последствий и ошибок от принятия неверных решений.
При системном исследовании реальных (проектируемых) объектов используют теоретические структуры, называемые «моделями системы», в которых выделяют некоторое количество уровней значимости взаимовлияющих факторов.
Например, по методике, приведенной в работе, на основе инженерного анализа объекта можно выделить несколько уровней, соответствующих иерархической структуре технологии комбинированной разработки рудных месторождений (рис. 7.2).