Капутин Ю.Е. Информационные технологии планирования горных работ (для горных инженеров)

Подождите немного. Документ загружается.

311

2. руду среднего качества (Рис. 11.3)

3. руду с низким содержанием (Рис. 11.4)

Рис. 11.1. Схема отработки уступа (одного слоя блочной модели

В первом варианте потери принимаются равными нулю из-за высокой ценности руды.

Рис. 11.2. Схема отработки рудного блока богатой руды

Принятая на руднике система контроля качества рудопотоков предусматривает опробование

шлама всех скважин БВР и оконтуривание зон с разными типами руды цветными флажками по

поверхности навала руды. Эти флажки служат ориентиром для экскаваторщиков, производящих

отгрузку руды в забое.

Расчетная формула для определения количества разубоживающей горной массы,

прихватываемой вдоль одной грани элементарного блока, будет выглядеть следующим образом.

PI d = ( h

/ 2tg

β)

γd

**) (11.4)

Величина коэффициента разубоживания в этом случае будет рассчитываться по формуле:

( Pr

cr + PI d

cd ) / ( Pr + PId)

= 1 - ---------------------------------------, (11.5)

Верхняя бровка

уступа

Рудная зона за

пределами

рабочего уступа

Нижняя бровка

вышележащего

уступа

Рабочий уступ

Направление

выемки руды

Рудная зона в

пределах рабочего

уступа

Рудные ячейки

блочной модели с

содержаниями

золота

3.2 6.23.8

3.1

3.2

5.3

4.2 3.9

3.4

3.53.23.2

3.2

2.92.72.8

3.2

1.6 1.9

2.42.2

3.2

1.9

1.41.3 1.3

1.8

9.8

7.3

Элементарный *)

рудный блок

Разубоживающая масса

для богатой руды

h - высота

рабочего уступа

Направление

выемки ⇒

β - угол, при котором

начинает

подрабатываться

верхний контур

взорванной массы

∆

Флажок-указатель

границ отгрузки

горной массы как

руды

312

где

- коэффициент разубоживания в варианте 1;

l - длина элементарного рудного блока или длина линии отгрузки при нескольких гранях отгрузки,

м;

h - высота элементарного рудного блока добычного уступа, м;

β - угол, при котором начинает подрабатываться верхний контур взорванной горной

массы при черпании ковшом экскаватора по подошве уступа (определяется

экспериментально), град.;

- содержание золота в разубоживающей горной массе, г/т;

- содержание золота в элементарном рудном блоке, г/т;

- разубоживающая горная масса в варианте к схеме I, т;

- запасы руды в рассматриваемом элементарном блоке, т;

∆ - расстояние до установки флажка-указателя границы горной массы, отгружаемой

как руда, м.

- удельный вес руды, т/м3;

- удельный вес разубоживающей горной массы, т/м3;

___________________________________

Примечание: *) - элементарным блоком при планировании потерь и разубоживания считается

основная ячейка (блок) блочной модели, в данном случае (10 х 10 х 8 м);

- элементарным рудным блоком, предназначенным к выемке, считается рудный блок, тяготеющий

к взрывной рудной скважине с геометрическими параметрами, зависящими от расстояния между

взрывными скважинами.

**) в случае, если элементарный блок имеет 2, 3 или 4 грани прихватываемой при отгрузке породы,

то коэффициент k будет равен соответственно 2, 3 или 4.

Для второго варианта, когда отрабатываемый блок состоит из руды со средним содержанием,

условно принимается, что потери и разубоживание представляют одинаковые треугольники на

разрезе (рис. 11.3).

В данном случае расчетная формула для определения потерь руды в элементарном отбитом

блоке будут следующей:

II L

= ( h

/ 2tg

β)

γr **) (11.6)

Величина коэффициента потерь здесь будет рассчитываться по формуле:

= Р

II L

/Pr (11.7)

Рис. 11.3. Схема отработки рудного блока руды среднего качества

∆

Элементарный *)

рудный блок

Треугольники

разубоживающей

массы

Рабочий уступ

Направление

выемки

⇒

Треугольники

потерь

руды

hd-высота треугольника

разубоживания

-высота

треугольника потерь

Флажок-указатель

границ отгрузки

горной массы как

руды

313

Расчетная формула для определения количества разубоживающей горной массы,

прихватываемой вдоль одной грани элементарного блока, будет следующей

PII d = ( hd

/ 2tg

β)

γd **) (11.8)

Величина коэффициента разубоживания в этом случае будет рассчитываться по формуле:

( Pr

cr - Р

II L

cr + PII d

cd ) / ( Pr - Р

II L

+ PII d)

= 1 - --------------------------------------------------------- (11.9)

- коэффициент потерь в варианте к схеме II;

- коэффициент разубоживания в варианте к схеме II;

l - длина элементарного рудного блока или длина линии отгрузки при нескольких

гранях отгрузки, м;

- высота треугольника разубоживания элементарного рудного блока, м;

- высота треугольника потерь элементарного рудного блока, м;

β - угол, при котором начинает подрабатываться верхний контур взорванной горной массы при

черпании ковшом экскаватора по подошве уступа (определяется экспериментально), град.;

- содержание золота в разубоживающей горной массе, г/т;

- содержание золота в в элементарном рудном блоке, г/т;

II d

- разубоживающая горная масса в варианте к схеме II, т;

II L

- потери руды в варианте к схеме II, т;

- запасы руды в рассматриваемом элементарном блоке, т;

∆ - расстояние до установки флажка-указателя границы горной массы, отгружаемой

как руда, м.

В третьем варианте, когда блок представлен бедной рудой (рис. 11.4), весь материал приконтактной

зоны идет в отвал (склад бедной руды), и расчетная формула для определения потерь руды будет

III L

= ( h

/ 2tg

β)

γr *) (11.10)

Величина коэффициента потерь в этом случае будет рассчитываться по формуле:

III

= Р

III L

/Pr (11.11)

Элементарный *)

рудный блок

Рабочий уступ

Направление

выемки

⇒

Треугольники

потерь руды

h - высота рабочего

уступа

∆

Флажок-указатель

границ отгрузки

горной массы как

руды

314

Рис. 11.4. Схема отработки рудного блока бедной руды

III

- коэффициент потерь в расчетах к схеме варианта 3 ;

III L

- потери руды в варианте 3, т;

Расчет потерь и разубоживания для рудной зоны.

В общем случае при расчете потерь и разубоживания в рудной зоне, которая рассматривается

как набор элементарных рудных блоков, имеющих хотя бы одну грань соприкосновения друг с

другом, ведется по следующим формулам.

Потери золота в рудной зоне будут составлять

= ∑ P

cri , (11.12)

i=1

где P

L i

- потери руды в элементарном блоке

(в зависимости от ситуации это либо P

L II,

либо P

L III

, т.к. P

L I

= 0), т;

cri - содержание золота в элементарном рудном блоке, расположенном на

контакте «руда – порода», г/т;

i - порядковый номер элементарного рудного блока, расположенного на

контакте «руда – порода»;

n - количество элементарных блоков в рассматриваемой рудной зоне,

расположенных на контакте «руда – порода».

Количество золота в разубоживающей горной массе будет составлять

= ∑ P

, (11.13)

i=1

где P

d i

- разубоживающая масса в элементарном блоке (в зависимости от ситуации это либо

d I

, либо P

d II

, т.к. P

L III

= 0), т ;

- содержание золота в разубоживающей горной массе, прилегающей к рассматриваемому

рудному блоку, расположенному на контакте руда - порода, причем, если количество граней-

контактов рудного блока с породой от 2 до 4-х, то c

берется как средняя величина содержаний по

этим контактам, г/т.

При расчете разубоживания содержание золота в разубоживающей массе берется по

фактической величине содержания в породе на контакте с рассматриваемым блоком, определенной

по результатам оценки блочной модели (при планировании) или эксплуатационной разведки (на

стадии эксплуатации).

Запасы золота в рассматриваемой рудной зоне определяются по формуле

= ∑ V

(11.14)

j=1

- объем элементарного рудного блока, м3. При планировании он принимается

равным блоку модели (10 х 10 х 8 м), а при выемке – объему руды, тяготеющему к

одной взрывной скважине с учетом расстояния

между скважинами во взрывном блоке.

- содержание золота в элементарном рудном блоке, г/т. При планировании оно

принимается равным среднему содержанию в элементарном блоке модели, ,

а при выемке - содержанию в шламе взрывной скважины, определенному в

ходе опробования;

j - порядковый номер элементарного рудного блока в рудной зоне;

m - количество элементарных рудных блоков в отбитой рудной зоне.

Cодержание золота в товарной руде будет определяться по формуле

m n n

315

∑ V

- ∑ P

cri + ∑ P

j=1 i=1 i=1

α = -------------------------------------------------- (11.15)

m n n

∑ V

- ∑ P

+ ∑ P

j=1 i=1 i=1

Планируемое содержание золота в рудной зоне определяется как

∑ V

j= 1

с = ------------------- (11.16)

∑ V

j= 1

Нормативный коэффициент разубоживания для рудной зоны определяется по формуле:

d = 1 - ----------

(11.17)

Нормативный коэффициент потерь для рудной зоны определяется по формуле

p = -------

(11.18)

Рекомендации по снижению потерь и разубоживания на руднике

1. Границу разделения горной массы на руду и породу после взрывания блока необходимо

выносить на поверхность навала руды с помощью разноцветных флажков в соответствии с

приведенной методикой нормирования потерь и разубоживания. Для блоков богатой руды со

стороны, откуда ведется выемка, границу выделять по верхнему контакту «руда – порода», а с

противоположной стороны - от контакта «руда - порода» отступить на величину ∆ = h/tgβ

треугольника разубоживания. Для блоков в руде со средним содержанием отступать от верхнего

контакта «руда – порода» по ходу ведения отгрузки на величину ∆ = h

/tgβ для треугольника потерь

и на величину ∆ = h

/tgβ - для треугольника разубоживания. Для бедных и забалансовых руд

отступать от ближней верхней границы контакта «руда – порода» по ходу ведения отгрузки на

величину ∆ = h/tgβ, а с противоположной стороны границу устанавливать по контакту «руда-порода».

2. Горную массу при выемке треугольников потерь в бедных рудах следует считать

забалансовой рудой и вывозить на склад сверхбедной руды.

11.3. Примеры расчета потерь и разубоживания на открытых горных

работах

11.3.1. Высокогорное месторождение золота

Особенности распределения минерализации на золоторудном месторождении заключаются в

отсутствии четких контактов между рудой и породой. Границы запасов промышленных сортов руд,

316

забалансовых руд и пустых пород определяются по экономически обоснованным бортовым

содержаниям. При этом каждый выделенный сорт руды (богатая, средняя, бедная, забалансовая)

для целей планирования подачи руды на фабрику граничит друг с другом в разном соотношении.

Потери и разубоживание между сортами руды фактически являются условными, так как теряемая

богатая руда на контакте с рудой среднего содержания попадает в руду среднего содержания, а

разубоживающая масса в этом случае представляет собой руду среднего содержания и т.д. Такая

же ситуация сохраняется и на контакте промышленных запасов, оконтуренных по бортовому

содержанию 1,6 г/т с забалансовой рудой. Поэтому на формирование фактических потерь и

разубоживания будут оказывать влияние только контакты промышленного оруденения в процессе

выемки непосредственно с породой, где действительно формируются безвозвратные потери и

фактическое разубоживание.

Уровень потерь и разубоживания для такого типа месторождения, как правило, невелик,

однако при планировании добычи руды оказывает существенное влияние на количество товарной

руды того или иного сорта, содержание в ней золота и выбор параметров селективной выемки руды.

Банковским ТЭО определены четыре основных сорта горной массы, которые планируется

добывать раздельно и направлять в отвалы, склады или непосредственно на переработку:

• Руда высокого и среднего содержания (>2,7г/т);

• Бедная руда (1,6-2,7г/т);

• Забалансовая руда (1-1,6г/т);

• Пустая порода (<1,0 г/т).

Методика определения количества товарной руды каждого сорта и показателей извлечения

заключается в следующем. По слоевым планам блочной модели определяются границы контактов

сортов руды между собой и пустыми породами. При этом выделяется 6 типов контактов:

• Руда богатого и среднего содержания (кварцевое ядро) - с бедной

рудой (Б-б);

• Руда богатого и среднего содержания (кварцевое ядро) - с

забалансовой рудой (Б-з);

• Руда богатого и среднего содержания (кварцевое ядро) - с породой

(Б-П);

• Бедная руда – забалансовая руда (б-з)

• Бедная руда – порода (б-П)

• Забалансовая руда порода (з-П).

На погоризонтных планах карьера с блочной моделью определена протяженность каждого

вида контакта (табл. 11.1).

Таблица 11.1

Протяженность контактов между сортами руд и породой

Протяженность контактов на уступах, м

Отметки

уступов

богатых

и бедных

руд

богатых и

забалансо-

вых

богатых и

породы

бедных и

забалансовых

бедных и

породы

Забалан-

совых и

породы

3700 10 0 0 0 0 0

3690 20 0 0 0 50 0

3680 30 0 0 0 65 33

3670 140 25 25 75 23 23

3660 213 30 30 185 83 58

3650 238 110 35 240 70 88

3640 234 125 0 260 100 75

3630 435 205 53 318 93 120

3620 258 188 0 472 100 155

3610 263 210 38 675 118 212

3600 305 157 50 1170 135 250

317

3590 288 248 63 925 105 375

3580 340 195 68 1080 93 362

3570 270 217 43 1295 143 375

3560 248 250 0 1308 138 350

3550 197 287 0 1192 80 260

3540 170 287 0 595 63 195

3530 125 245 0 712 0 108

3520 132 200 0 408 0 0

3510 190 187 0 165 0 0

3500 15 75 0 0 0 0

Итого 4121 3241 405 11075 1459 3039

Анализ таблицы 5.1 показывает, что руда высокого и среднего содержания граничит с пустыми

породами на небольшом интервале, что указывает на то, что потери богатой руды за счет

смешивания с пустыми породами будут минимальными. Наибольшую протяженность имеет контакт

между бедными и забалансовыми рудами. Это связано с тем, что бедные руды представляют собой

жильное обрамление кварцевого ядра и состоят из множества изолированных участков бедных руд,

граничащих с забалансовыми. Кроме того, в бедные руды включены также и руды высокого и

среднего содержания, находящиеся за пределами кварцевого ядра в виде изолированных блоков и

выделенных при подсчете запасов. Следовательно, теряемые на этом контакте бедные руды будут

попадать в забалансовые, а к бедным рудам будут примешиваться большей частью не пустые

породы, а забалансовые руды. Фактические потери балансовой руды, как и разубоживание, будут

формироваться только на границах с пустыми породами и забалансовыми рудами.

Проектом предусмотрена совместная отбойка всех сортов руды и породы с сохранением

структуры массива (Рис. 11.6). Поэтому потери определенного сорта руды и примешивание к ней

руды другого сорта или породы определялось по форме треугольника при угле наклона выемочного

контура 45 град (угол откоса при экскаваторной выемке взорванного массива) и при вертикальной

границе между сортами руды и породы в пределах вынимаемого слоя. Соотношение протяженности

интервалов сортов руд на выемочном контуре определялось исходя из равенства содержания

золота на границе выемочного контура (Свк), принятому содержанию для разделения руд на сорта

при подсчете запасов (Сбс). Значения Сбс приняты по результатам Банковского ТЭО:

• Для контакта Б-б - Сбс= 2,7 г/т;

• Для контакта Б-з, Б-П - Сбс=1,6 г/т;

• Для контактов б-з, б-П - Сбс=1,6 г/т;

• Для контактов з-П - Сбс=1,0 г/т.

В этом случае длина рудного и породного интервалов на границе между сортами руд при

выемке определится из равенства:

T*Cбc=tp*Cp+tп*Сп,

tp=T(Cбc-Cп)/(Ср-Сп), (11.19)

tп=Т-tр,

где:

T – высота вынимаемого слоя на границе между раздельно вынимаемыми сортами руды;

tр – длина интервала вынимаемого сорта в забое или рудного интервала на границе руды с

породой;

tп – длина породного интервала в забое на границе с вынимаемым сортом руды или

породного интервала на границе руды с породой;

Ср – содержание золота в руде на выемочном контуре (при нормировании среднее

содержание золота для вынимаемого сорта);

Сп – содержание золота в примешиваемой горной массе (при нормировании среднее

содержание в сорте, граничащем с вынимаемым сортом руды);

Сбс- граничное (бортовое) содержание для разделения сортов руды, руды и породы.

318

На основании приведенной зависимости в MSExcel были разработаны программы,

позволяющие рассчитывать количество товарной руды и содержание в ней золота для всех сортов

руд, включая забалансовые, в зависимости от высоты отрабатываемого слоя. Указанные программы

были положены в основу определения рациональных параметров селективной выемки руды

различными комплексами применяемого оборудования.

Основным параметром, определяющим степень селективности выемки пород и

определяющим количество товарной руды и содержание в ней золота, является высота

вынимаемого слоя руды, размеры ковша выемочного оборудования и емкость кузова

автосамосвала. Технико-экономическими расчетами обосновано, что наибольшей эффективностью

обладает вариант с селективной выемкой руды с разделением отбитой руды на уступе на три слоя,

что соответствует применению комплекса выемочной техники, состоящей из трех экскаваторов

обратная лопата Cat 375 с емкостью ковша 3,5 м

. Высота вынимаемого слоя в целике при этом

будет составлять 3,33 м.

На рис. 11.5. приведен график изменения потерь и разубоживания руды в зависимости от

толщины вынимаемого слоя.

Полученные результаты показали, что потери металла для руд высокого и среднего

содержания при селективной добыче практически равны нулю, и даже имеют небольшое

отрицательное значение за счет привноса золота с разубоживающей массой, состоящей в основном

из забалансовой руды. Поскольку содержание в данном сорте руды высокое, выемочный контур,

рассчитанный по вышеприведенным зависимостям, сдвигается в основном в сторону забалансовых

руд. Поскольку протяженность контактов руд высокого и среднего содержания и бедной с

забалансовой рудой большая (см. табл.11.1), то количество примешиваемой за счет них руды со

средним содержанием золота перекрывает потери золота, остающиеся на выемочном контуре с

забалансовой рудой и породой. Фактические потери руды высокого и среднего содержания и бедной

формируются на контакте с породой и забалансовой рудой. В таблице 11.2 приведены фактические

потери руд и металла на этих контактах.

Рис. 5.2. Графики изменения потерь золота и разубоживания

в зависимости от высоты вынимаемого слоя для руд с

содержанием более 1,6 г/т

-0.04

-0.02

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

024681012

Высота слоя при селективной выемке,м

Потери и разубоживание,

Разубоживание,% Потери металла,%

Рис.11.5. Изменение потерь золота и разубоживания в зависимости от высоты вынимаемого

слоя для руд с содержанием более 1.6 г/т.

319

Потери руд низкого содержания и потери забалансовой руды извлекаются вместе с рудой

высокого и среднего содержания, а потери руд высокого и среднего содержания на границе с бедной

рудой, извлекаются вместе с бедной рудой и т.д. Фактическими потерями являются только потери

руды и золота, формирующиеся на контакте с породой. Вся остальная руда извлекается,

направляется на переработку или складируется для дальнейшей переработки.

11.3.2. Железо-марганцевое месторождение

Разубоживание и потери руды достаточно сильно влияют на эффективность горного проекта.

При фиксированной мощности обогатительного передела разубоживание снижает объем

извлекаемого ежегодно металла и удлиняет срок жизни рудника. В результате возрастают удельные

затраты на единицу металла, снижается доход и прибыль компании, а следовательно - и величина

NPV проекта.

Рис. 11.7. Отгрузка руды в забое железо-марганцевого рудника

Потери руды, в свою очередь, приводят к уменьшению извлекаемых запасов месторождения,

т.е. – к уменьшению суммарной прибыли и NPV проекта.

Следовательно, при расчете нормативов разубоживания и потерь в данных горно-технических

условиях следует определить компромисс между количеством теряемой руды и примешиваемой к

руде породы.

При оптимизации календарного плана открытой разработки одного из железо-марганцевых

месторождений (рис. 11.7) с помощью системы NPV Scheduler был проведен анализ влияния потерь

и разубоживания руды на конечную оценку проекта.

320

Рис. 11.6. Схема, поясняющая формирование потерь и разуюоживания руд при добыче их по сортам

А. Потери руды