Богуславский Э.И. Управление качеством руды

Подождите немного. Документ загружается.

выживаемость горно-рудных предприятий в условиях динамично

меняющейся конъюнктуры отечественного и мирового рынков,

становятся актуальными для каждого производителя.

Меняющееся состояние рынка требует создания мобильной,

эластичной системы горно-технологического менеджмента, в

которой основное значение имеет управление качеством руды.

Концептуально можно выделить следующие этапы менеджмента:

1.6Определение цен на добытую руду в зависимости от ее

качества и конъюнктуры рынка.

2.6Формирование границ рудных тел при рассмотрении

вариантов рациональных кондиций качества руд в массиве.

3.6Расчет оптимальных затрат и отпускных цен на добытую

руду при рассматриваемых кондициях качества руд (по блокам,

горизонтам, рудным телам и др.).

4.6Формирование планов горных работ по принципу

соответствия рыночных цен и расчетной отпускной цены на

добытую руду оптимального качества.

5.6Оперативное управление горными работами и

непосредственное регулирование качества добычи руды.

Этап1. Этот этап декларирует изначальность рыночных

требований в методических подходах и процедурах оптимального

управления горными работами. Здесь рассмотрим только основные

концепции горно-технологического менеджмента, базирующиеся на

управлении качеством руды.

Рыночная цена на добытую руду

д.м

д.р

ЦЦ а

/6100,

где

д.р

д.м

– соответственно рыночные цены добытой руды

и содержащихся в ней металлов (полезных компонентов),

относящиеся непосредственно к горному производству; a

–

содержание металлов в добытой руде, или кондиции,6%.

При этом

д.м

может быть выделена из общей рыночной

цены на металлы следующим образом:

д.м

6=6

– Ц

– П,

где

– цены на металлы в соответствии с конъюнктурой рынка;

, Ц

и Ц

– цены обогащения, металлургического передела и

транспорта соответственно; П – прочие рыночные факторы.

Задача усложняется нелинейными зависимостями этих цен

от содержания металла в руде (a

), концентрате (a

), а также

расстояний транспортировки руды, концентрата и металлов.

Этап2. Выполнение работ этого этапа ранее позволяло

весьма ориентировочно, а иногда и за гранью достоверности

оконтуривать рудные тела и проводить подсчет запасов по

бортовому и среднему содержаниям полезных компонентов в руде.

Последнее время созданы мощные профессиональные

компьютерные программы (пакеты) типа Data Mining. Они

позволяют при наличии детальной геологической информации с

высокой надежностью оконтуривать рудные тела по заданному

бортовому содержанию, определять мощность, размеры по

простиранию и падению, углы залегания рудных тел, средние

содержания, запасы и другие параметры блоков, горизонтов, рудных

тел и месторождений.

Для примера укажем на такую работу, выполненную

совместно с С.В.Кирюковым и А.А.Шныптевым по одному из

месторождений цветных металлов. Анализировалось рудное тело с

широким диапазоном содержания полезных компонентов. Для

заданных вариантов бортового содержания от 3 до 7 условных

единиц (у.е.) с использованием пакета Data Mining построены

контуры рудного тела, определены средние содержания, балансовые

запасы руды и полезных компонентов в зависимости от бортового

содержания:

Бортовое содержание, у.е. 3 4 5 6 7

Средняя мощность рудного тела, м 65 50 38 28 20

Среднее содержание металла, у.е. 5,8 6,6 7,5 8,2 9,0

Балансовые запасы руды, млн. м

45,8 35,2 23,1 15,4 10,2

Балансовые запасы тыс. т 788,8 606,7 515,4 374,9 273,1

Особую значимость для следующих этапов представляет

зависимость выделяемой мощности рудного тела и среднего

содержания от рассматриваемых условных вариантов бортового

содержания полезных компонентов (рис.11.1). Мощность рудного

тела меняется от 65 до 106м, что предполагает возможность

применения различных систем разработки.

Этап.3. Для установленных элементов залегания с разным

бортовым содержанием рудного тела выбираются технологии их

разработки. Необходимо определить затраты на добычу руды. Это

может быть выполнено обычным проектным расчетом, однако

многообразие систем разработки, природных, конструктивных,

технологических, экономических и других условий и факторов

требует поиска рациональной технологии и оптимальных параметров

и показателей.

Основой решений большинства горных проектных задач в

современных условиях являются математические и, в первую

очередь, экономико-математические методы моделирования. Темпы

и качество поиска оптимальных решений в период перехода к

рыночным отношениям стали одним из главных факторов

восстановления и развития народного хозяйства.

Ранее бытовавшие методы, основанные на инженерных

расчетах ограниченного числа вариантов, выбранных зачастую по

3 4 5 6 7 8 9

Рис.11.1. Зависимость мощности рудного тела m

и среднего содержания металла в руде – 

ср

от бортового содержания – 

борт

m, м



ср

, у.е



ср



борт

, у.е

интуитивным соображениям, давали результаты, существенно

зависящие от компетентности, эрудиции и других индивидуальных

качеств специалиста.

Разработка и использование экономико-математических

моделей значительно улучшают, облегчают и ускоряют выбор

оптимальных технических и экономических решений. В последние

15-206лет все больше организаций берут на вооружение этот весьма

прогрессивный метод, а рекомендации по принципам и методологии

его использования все шире публикуются в научно-технической

литературе.

Пусть для условий рассматриваемого рудного тела выбраны

три системы разработки:

6система с открытым выработанным пространством и

отбойкой руды из подэтажных штреков (рис.11.2, кривая61);

6то же из подэтажных ортов (кривая62);

6система подэтажного обрушения руды и вмещающих

пород секциями ромбовидной формы (кривая63).

По результатам имитационного экономико-математического

моделирования для различных диапазонов мощности рудного тела

определены оптимальные технико-экономические показатели

рассматриваемых систем разработки. Анализ участковой

себестоимости добычи руды (рис.11.2) позволяет выделить области

рационального использования рассматриваемых технологий: при

мощности рудного тела m6<620256м – система подэтажных

5 15 25 35 45 55 65 75

Мощность рудного тела, м

Удельные затраты, у.е./т

Рис.11.2. Участковая себестоимость добычи

руды при рассматриваемых вариантах систем

разработки

штреков; при 2066m66356м – система подэтажных ортов; при

m6>6356м – система подэтажного обрушения руды и вмещающих

пород.

Эти данные позволяют рассчитать отпускные цены на

добытую руду для каждой из систем разработки при установленных

кондициях ее качества. Такие оценки могут быть сделаны

усредненно по всему рудному телу и отдельно по блокам,

горизонтам и др.

Этап4.6В границах безопасного управления горным

давлением и сдвижением, рациональной отработки запасов и

защиты окружающей среды, комплектуются эксплуатационные

блоки, панели, забои, которые обеспечивают заявленное

потребителем и оптимизированное по технологии содержание

полезных компонентов в усредненном или раздельных рудопотоках.

При этом контролируется главное условие: отпускные цены на

добытую руду, определенные на этапе 3, должны быть не выше

рыночных. На этой основе разрабатываются прогнозы, создаются

годовые, полугодичные, ежеквартальные и т.д. планы горных работ.

Можно выделить следующие стадии формирования планов

горных работ:

6прогнозирование горных работ на значительный период с

учетом вероятных требований рынка.

6перспективное планирование отработки одного или группы

горизонтов с определением порядка и последовательности развития

горных работ, обеспечивающих установленное качество руды.

6текущее планирование отработки блоков с определением

объемов и темпов подготовительных, нарезных и собственно

очистных работ, позволяющих выйти на расчетное качество руды.

Прогнозирование горных работ может выполняться на

период от 3 до 5-76лет, а при многолетнем стабильном рынке на

продукцию рудника, и на бóльшие периоды. Основные результаты

этого этапа – выявление тенденций развития горно-капитальных и

горно-подготовительных работ. Под контролем действующего или

вновь созданного бизнес-плана прогноз обеспечивает долгосрочную

инвестиционную политику предприятия.

Перспективное планирование ведется обычно на период не

более 36лет. Увеличение временного интервала до 5-76лет приводит

к низкой точности и необходимости многократной корректировки

планов в связи с изменением мировых и отечественных цен и спроса

на товарную продукцию горного предприятия.

Годовой план добычи руды распределяется по блокам с

подготовленными и готовыми к выемке запасами руды. Задача

распределения нагрузки на выемочные блоки пока зачастую

решается лобовыми расчетами с опорой на профессионализм

технического руководства рудника. Однако на ряде передовых

предприятий уже применяются компьютерные методы.

Разработаны методики и созданы программные средства

решения этой задачи. В Санкт-Петербургском горном институте,

например, созданы алгоритмы и программы (Э.И.Богуславский,

В.Б.Мельник, А.А.Шныптев, О.В.Эрих) для оптимального

распределения нагрузки на очистной блок или забой с учетом

заданного среднего содержания полезных компонентов в

рудопотоке, плана по добыче руды и производства металлов (в

фортране, паскале, пакете Excel):





/61006=6М

;

ппп

QM 

/6100,

при системе ограничений

maxmin i ii

QQQ 

;

maxппminп



;

maxпmin

QQQ 

где i – номер блока; Q

– годовой объем руды извлекаемый из блока;



–

среднее содержание полезных компонентов в руде,

поддерживаемое в период эксплуатации i-го блока, %; Q

–

плановый годовой объем добычи рудника (устанавливается

конкретным потребителем или рыночным спросом); 

– плановое

значение содержания полезного компонента в рудопотоке, %; Q

i min

i max

– минимально и максимально возможная добыча руды из

блока, принимаемая с учетом горно-геологических и горно-

технических факторов, влияющих на процесс добычи в i-м блоке.

Текущее планирование может выполняться на полгода,

квартал, месяц или декаду и состоит в непрерывном уточнении

информации по требованиям рынка, геологическим условиям и

горно-техническим возможностям.

Для оперативного получения геологической информации

целесообразно использование современных методов опробования, в

частности при бурении скважин. На основе статистического анализа

выявляются основные закономерности распределения полезных

компонентов в объеме готовой к выемке руды и анализируется

характер изменения качества по длине, ширине, высоте блока и

динамика его изменения на выработках выпуска.

Этап5.6Можно выделить следующие стадии этого этапа:

6оперативное планирование нагрузок на забои для подбора

шихты;

6регулирование добычи руды для поддержания стабильного

качества.

Оперативное планирование нагрузок на забои, блоки, панели

выполняется с целью подбора оптимальной шихты для отгрузки

руды потребителю в количественном (например, железнодорожный

состав) или временном (смена, сутки и др.) вариантах. Оно

выполняется ежесуточно, ежесменно и требует обоснованного

динамичного управления качеством руды за счет разделения или

усреднения рудопотоков, организации транспорта, подъема,

бункеризации, аккумуляции, складирования и др. При этом

выделяются активные, пассивные, консервируемые и закрываемые

забои, блоки, панели, т.е. картина ведения очистных, нарезных,

подготовительных, горно-капитальных и других работ постоянно

меняется.

Надежное планирование этих работ возможно с

использованием специальных компьютерных программ управления,

созданных с учетом результатов выполнения первых четырех

этапов.

Регулирование добычи руды выполняется в течение смены и

обеспечивает поддержание ее постоянного качества. Широкое

применение самоходного оборудования, имеющего высокую

мобильность, создает благоприятные условия для управления

качеством руды в процессах погрузки и доставки. Для управления

работой погрузочно-доставочных машин целесообразно

использовать промышленные компьютерные системы.

РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основной

1.6Ломоносов Г.Г. Горная квалиметрия: Учеб. пособие / МГГУ. М., 2000.

2.6Каплунов Д.Р. Стабилизация качества руды при подземной добыче /

Д.Р.Каплунов, И.А.Манилов. М.: Недра, 1983.

Дополнительный

3.6Агошков7М.И. Изменение качества руды в процессе выпуска и

управление им при системах разработки с обрушением руды и вмещающих пород /

М.И.Агошков, В.П.Рыжов, Р.М.Гринев // Горный журнал. 1968. №64.

4.6Арсеньев7С.П. Внутрикарьерное усреднение железных руд /

С.П.Арсеньев, А.Д.Прудовский. М.: Недра, 1980.

5.6Бастан7П.П. Теория и практика усреднения руд / П.П.Бастан,

Е.И.Азбель, Е.И.Ключкин. М.: Недра, 1979.

6.6Бастан7П.П. Усреднение руд на горно-обогатительных предприятиях /

П.П.Бастан, Н.Н.Болошин. М.: Недра, 1981.

7. Близнюк7Г.И. Разработка средств управления качеством добываемой и

обогащаемой руды / КФ6АН СССР. Апатиты, 1985.

8. Богуславский7Э.И. Основные концепции управления горными работами

рудников в условиях рынка // V Международный горно-геологический форум

«Минерально-сырьевые ресурсы стран СНГ» / СПГГИ. СПб, 1997.

9.6Богуславский7Э.И. Управление качеством руды - основа горно-

технологического менеджмента // Горный журнал. 1998. №610.

10.6Гличев7А.В. Управление качеством продукции / А.В.Гличев,

М.И.Круглов. М.: Экономика, 1979.

11.6Ершов7В.В. Геолого-маркшейдерское обеспечение управления

качеством руды. М.: Недра, 1986.

12.6Каплунов7Д.Р. Основные проблемы освоения недр при подземной

разработке рудных месторождений / Д.Р.Каплунов, Г.Г.Ломоносов // Горный

журнал. 1999. №61.

13.6Красиков7Ю.Д. Стабилизация работы горных предприятий: Учебник

для вузов / Ю.Д.Красиков, В.И.Постиков, А.А.Топорков. М.: Недра. 1995.

14.6Ломоносов7Г.Г. Управление качеством продукции горного

предприятия / МГИ. М., 1984. Ч.1. М., 1985. Ч.2.

15. Методические положения по стабилизации качества добываемого

сырья при подземной разработке рудных месторождений / Д.Р.Каплунов,

Е.В.Жиганов, Е.А.Жовтис и др / ИГД АН Республики Казахстан. М.-Алма-Ата,

1992.

16.6Отгонбилэг7Ш. Управление рудной массой. М.: Недра, 1996.

17.6Подготовка минерального сырья к обогащению и переработке / Под

ред. В.И.Ревнивцева. М.: Недра, 1987.

18.6Поротов7Г.С. Основы статистической обработки материалов разведки

месторождений: Учеб. пособие / ЛГИ. Л., 1985.

19.6Управление качеством: Учебник для вузов / С.Д.Ильенкова,

Н.Д.Ильенкова, В.С.Мхиторян и др. М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1998.

20.6Шестаков6В.А. Управление качеством продукции на горных

предприятиях / НПИ. Новочеркасск, 1993.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.................................................................................................................666666663

1.6Цель и задачи курса. Основные понятия..........................................................666666664

2.6Влияние качества руд на обогащение и металлургический передел..............666666668

2.1.6Взаимосвязь основных стадий производства горно-металлурги-

ческой продукции............................................................................................666666668

2.2.6Основные характеристики качества руды, регламентируемые

потребителем (ОФ)..........................................................................................66666610

2.3.6Закономерности влияния содержания полезных компонентов на

обогатительный и металлургический процессы............................................66666611

2.4.6Влияние качества руды и его стабильности на экономические

показатели горно-обогатительного предприятия..........................................66666613

3.6Вероятностно-статистические методы при управлении качеством руды......66666615

3.1.6Распределение случайных величин.........................................................66666617

3.2.6Числовые характеристики распределения случайных величин.............66666622

4.6Геологические факторы, определяющие качество руды и его стабильность

при добыче..............................................................................................................66666628

5.6Технологические факторы, обеспечивающие качество и стабильность

рудопотока..............................................................................................................66666634

6.6Организационно-технические факторы, позволяющие регулировать и

поддерживать качество и стабильность рудопотока...........................................66666645

7.6Экономические факторы, определяющие выбор схем, средств,

оборудования и способов управления качеством руды......................................66666656

8.6Критерии и модели оценки изменчивости качества руды в запасах..............66666659

9.6Контроль качества руды и его стабильности...................................................66666662

10.6Принципы и этапы управления качеством руды при добыче.......................66666666

11.6Управление качеством руды – основа горно-технологического

менеджмента..........................................................................................................66666669

Рекомендательный библиографический список..................................................66666676