» » Управление запасами месторождения

Управление запасами месторождения

18.08.2016

Термин «управление запасами» можно расшифровывать и кратко, и пространно, однако в любом случае он содержит два важнейших направления:
• охрана и рациональное использование недр;
• эффективное извлечение из недр и переработка полезных ископаемых.
Если эти направления считать целью управления запасами, то для достижения её необходимо решить следующие основные задачи:
• изучение количества запасов руд (объемов руд и их разновидностей) и качества полезных ископаемых в рудах, их распределение по месторождению;
• учет движения запасов руд и полезных компонентов в них в процессе освоения месторождения (уменьшение вследствие добычи и потерь, увеличение в результате эксплуатационной разведки);
• изменение количества и качества запасов руд из-за пересмотра эксплуатационных кондиций, которые формируются под совокупным воздействием геологических и технико-экономических факторов. Последнее может быть выполнено как без изменения критериев качества (например, с использованием распространенного критерия — бортового содержания Сб), так и с изменением критерия качества на новый, более эффективный.
Каждая из обозначенных задач носит проблемный характер и изложение методик их решения заняло бы не один десяток страниц.
Да, это и не является нашей целью, так как необходимый материал хорошо изложен в специальных учебниках и научных публикациях. Рассмотрим в конспективной форме подходы к решению этих задач.
Первоначально запасы руд месторождения и их качество (содержание полезных компонентов) определяются на основании информации, полученной с помощью геолого-разведочных скважин, которые пробурены с земной поверхности.
Носителями информации являются керны и стенки скважин. Обработка этой информации позволяет получить исходные данные для оконтуривания залежи и определения показателей качества (важнейший из них — содержание полезных компонентов).
Если рудное тело не имеет четких контактов с вмещающими породами, то его оконтуривание производится путем соединения точек с одинаковыми показателями кондиций, например, бортового содержания полезного компонента.
Таким образом, в этом случае поверхность, обозначающая границу (контур) рудной залежи, не является физической величиной, а представляет величину гипотетическую, т.е. воображаемую, но характеризующуюся вполне конкретными значениями физических величин (кондиций) на её поверхности. Благодаря этому контур залежи воспринимается в виде линий (в плоскости) или объемной фигуры (в пространстве).
Для построения контуров рудных тел предложено и используется довольно большое количество методов, но для всех обязательным является критерий бортового содержания как основа оконтуривания залежи.
На основании таких построений формируется рудная залежь и подсчитывается её объем V, умножив который на среднюю плотность руды у, получают балансовые запасы Q, выраженные в тоннах.
Определение объемов рудных залежей V, так же как и представительных значений у — задачи сложные и неопределенные. Предложено множество методик их решения с различной степенью точности результатов. Выбор методики решения во многом зависит от условий залегания рудного тела и требуемой точности результата.
Особенность горно-рудного производства заключается в том что, в отличие от угольных, сланцевых, калийных и других подобных горных производств здесь конечной целью добычи является не руда, а какие-то элементы, содержащиеся в ней (полезные компоненты).
Распределение их в рудной залежи весьма неравномерное и, как правило, стохастическое. Это обстоятельство весьма негативно влияет на ритмичность горного производства и обогащения руды.
Ho на ещё более ранней стадии указанный фактор затрудняет правильную оценку кондиций, выбор критериев их эффективных значений.
Эта проблема является определяющей в оконтуривании и оценке рудных месторождений. Она же не имеет достаточно удовлетворительного однозначного решения. Особенно заметно это стало в связи с переходом на рыночную экономику, когда требуется более глубокое обоснование кондиций и в то же время менее жесткая их регламентация.
Как было отмечено ранее, одним из путей продвижения в этом направлении стало предложение о выделении понятия «эксплуатационные кондиции», позволяющее более гибко управлять запасами выемочных единиц в зависимости от конкретных геологических и технологических условий участка месторождения.
В качестве выемочной единицы принимают участок месторождения, оконтуренный с применением постоянных или эксплуатационных кондиций, технологически обособленный способом добычи (открытым, подземным и др.), параметрами систем разработки, характеризующийся геологической однородностью, схожими технологическими показателями руд и в пределах которого можно:
• организовать оперативный контроль количества и качества добываемой руды;
• осуществить определение фактических потерь и разубоживания руды при добыче.
При открытой технологии разработки выемочными единицами могут быть часть уступа, уступ, рудная залежь или месторождение в целом в границах карьера.
При подземной разработке — этаж, камера, эксплуатационный блок, участок или всё месторождение.
Идее более глубокого обоснования уровня кондиций с одновременной возможностью маневрирования конкретными их значениями посвящен ряд предложений последнего времени.
С точки зрения концепции комбинированной разработки месторождений привлекательна методика расчета таких кондиций, основанная на принципах оптимизации потерь и разубоживания руд при добыче, тесно связанная с кондиционными требованиями к запасам и предложенная для открытой разработки.
В этой методике исходят из того, что эксплуатационные кондиции, помимо геологических, существенно зависят от технологических и организационно-технических условий разработки.
Поэтому при оптимизации указанных показателей формируются два вида ограничений.
Функциональное ограничение первого вида записывается как следующее условие:
Управление запасами месторождения

которое означает, что на предприятии вследствие его технических возможностей в течение года не может быть погашено балансовых запасов Q больше некоторой величины Qо.
Величина Qо может измениться лишь в том случае, если изменится производственная мощность перерабатывающего звена (обогатительной фабрики).
Функциональное ограничение второго вида записывается как условие:
Управление запасами месторождения

означающее, что максимально возможный объем перерабатываемой рудной массы может быть ограничен сбытом продукции, транспортными возможностями карьера, требованиями к качеству руды, к её усреднению. Ограничение (8.2) сохраняется, до тех пор пока производственная мощность горно-добывающего производства не полностью используется по перечисленным причинам.
На основании решения задачи оптимизации эксплуатационных потерь и разубоживания при действии условий (8.1) и (8.2) разработаны методы расчета динамичных «плавающих» кондиций:
Управление запасами месторождения

где Cб1, Сб2 — бортовое содержание металла в условиях функциональных ограничений первого и второго видов соответственно, доли единицы; С — среднее содержание металла в балансовых запасах, доли единицы; в1, в2 — среднее содержание металла в разубо-живающих породах при первом и втором ограничениях соответственно, доли единицы; Bн — нормативный коэффициент примешивания, доли единицы; nн — геологический коэффициент вскрыши, т/т; k1, k2 — эмпирические коэффициенты линейного уравнения регрессии выхода концентрата по среднему содержанию металла в руде; Цк — цена 1 т металла в концентрате, руб/т; Зд, Зп и Зв — удельные затраты на добычу (без погашения вскрыши), переработку руды и производство 1 т вскрыши соответственно, руб/т.
С помощью зависимостей (8.3) и (8.4) устанавливают нижнюю и верхнюю границы «коридора» оптимизации бортовых содержаний металла на контурах выемочных участков с учетом их доли в сбыте концентрата в объеме производства предприятия.
Как и другие, рассмотренная методика решения задачи небезупречна, и к ней тоже есть вопросы. Ho подход к решению и постановка вопросов в нем, безусловно, прогрессивны и перспективны. Особенно когда речь идет о выемочных участках с резко отличающимися показателями кондиций и когда они находятся в непосредственном контакте друг с другом, при том что добыча на них осуществляется различными способами (например, открытым и подземным), как это имеет место при комбинированной разработке.
В пределах установленного зависимостями (8.3) и (8.4) интервала изменения кондиций окончательный выбор варианта бортового содержания можно осуществить с использованием экономического критерия чистого дисконтированного дохода ЧДД или внутренней нормы доходности ВНД.
Общие абсолютные погрешности определения запасов руд MQ и компонентов Mк можно вычислить по известным формулам из теории ошибок:
Управление запасами месторождения

Управление запасами месторождения

mS, mMt, myt, mCt — технические погрешности определения площади залежи, средней мощности, плотности руды в массиве, среднего содержания; mS — абсолютная погрешность оконтуривания залежи; mMr, myr, mCr — погрешности аналогии (репрезентативности).
Для примера можно отметить, что по данным, приведенным в работе, относительные величины расхождений запасов руды и металла, полученные по эксплуатационной разведке и эксплуатации на Ждановском медно-никелевом месторождении, составили 10 % и 27 %.