Обоснование конструкции и параметров подземной геотехнологии при комбинированной разработке рудных месторождений (19.03.2012)

Автор: Соколов Игорь Владимирович

Все рассмотренные выше варианты подземной геотехнологии соответствовали стратегии освоения месторождения, базирующейся на традиционном нисходящем порядке ведения ОГР и ПГР по последовательной схеме. Сравнительная оценка эффективных вариантов вскрытия и отработки при нисходящем и восходящем порядках ведения ПГР можно считать заключительным этапом исследования. Первый этап оценки эффективности освоения месторождения за весь период работы рудника выполнен по критерию валовой (недисконтированной) прибыли Пр, включающей валовый доход от реализации R, равный Цизв с учетом П и Р (5), и валовые капитальные затраты на строительство рудника Кс и валовые эксплуатационные затраты З на добычу и обогащение всех подземных запасов месторождения.

(max, руб. (7)

) k = KВ k, руб., (8)

, Ккв, Кош и Кок – затраты, соответственно, на проходку главных вскрывающих выработок (стволов, автоуклонов), квершлагов, откаточных штреков и околоствольных выработок и камер, их сумма равна Kв (6), руб.;

k – коэффициент, учитывающий затраты на строительство надшахтного комплекса, приобретение и монтаж стационарного оборудования, транспортных средств, проходческого и технологического (бурового, доставочного, взрывного) оборудования для очистных работ. Значение k = 3 принято по аналогии с ТЭО доработки Молодежного месторождения.

руб., (9)

– эксплуатационные затраты на отработку и обогащение 1 т балансовых запасов переходной зоны и основных запасов, руб./т;

– балансовые запасы, предназначенные для подземной разработки, т;

nэт – количество этажей подземного рудника. Допускается, что переходная зона равняется запасам верхнего подземного этажа.

учитывается изменение эксплуатационных затрат на транспортирование и подъем руды в зависимости от изменения Hк.

= 1259 руб./т и Цизв.= 2163 руб./т (см. табл. 4). При оценке восходящего способа в соответствии с выявленными преимуществами принято:

- исключение разубоживания закладочным материалом при выемке основных запасов ведет к снижению Р в 2 раза, т.е. до 2,7 %;

- уменьшение нормативной прочности закладки до 1,5 МПа приводит к снижению эксплуатационных затрат на закладочные работы в 1,5 раза.

Эффектом размещения в шахте породы от проходки выработок и исключения платы за размещение ее в отвалах пренебрегаем. Зависимости валовой и удельной прибыли при нисходящем и восходящем порядке освоения подземных запасов от Hк показаны на рис. 13.

Рисунок 13 – Зависимость валовой и удельной прибыли при нисходящем и восходящем порядке освоения подземных запасов от Hк

В результате ЭММ установлено, что вариант вскрытия автоуклоном и восходящей выемки в 1,1-2,3 раза эффективнее других вариантов во всем диапазоне изменения глубины карьера (140-440 м). Вторые по эффективности варианты: в диапазоне Hк=140(260 м вскрытие вертикальными стволами и восходящей выемки, в диапазоне Hк=260(440 м – автоуклоном и нисходящей выемки.

ЧДД определяется как разность между дисконтированными суммами ежегодных положительных и отрицательных значений потока финансовых средств в течение оцениваемого периода (горизонта расчета), приведенных к настоящему времени. В качестве шага расчета обычно принимается год. ЧДД (руб.) до налогообложения в виде целевой функции определяется по формуле

(max, руб., (10)

– доход от реализации, получаемый на t шаге расчета, руб.;

– сумма капитальных вложений на том же шаге, руб.;

– сумма эксплуатационных затрат на том же шаге, руб.;

– горизонт расчета, т.е. длительность оцениваемого срока, лет;

Годовые капитальные затраты зависят от суммарной длины главных вскрывающих выработок и скорости их проведения. Годовые эксплуатационные затраты зависят от срока отработки, объема вскрываемых запасов и годовой производственной мощности. При расчете показателей по ЧДД принято:

- вскрытие вертикальными стволами осуществляется сразу на всю глубину 550 м с оборудованием ДДК и одного концентрационного горизонта под локомотивную откатку на 20 м ниже эксплуатационного горизонта;

- при вскрытии автоуклонами отработка ведется поэтапно – при нисходящей выемке, начиная с верхнего этажа, при восходящей – с нижнего;

- строительство вертикальных вскрывающих выработок осуществляется параллельно, горизонтальных – двумя забоями;

- среднемесячные скорости строительства вертикальных выработок по аналогии с проектными данными по руднику «Удачный» с учетом строительства околоствольных выработок и надшахтных комплексов приняты 20 м/мес.; автоуклонов, квершлагов и этажных откаточных штреков – по достигнутым на Учалинском ГОКе – 70 м/мес.

Для расчета ЧДД при восходящей и нисходящей выемке составлены таблицы распределения по годам дохода от реализации, капитальных затрат на вскрытие и эксплуатационных затрат на добычу и обогащение (табл. 7).

Таблица 7 – Показатели эффективности вариантов геотехнологии

В результате ЭММ построены графики ЧДД при нисходящем и восходящем порядке освоения подземных запасов технологией с закладкой и вскрытии вертикальными стволами и автоуклонами при последовательной схеме комбинированной разработки уральского медноколчеданного месторождения с глубиной карьера Hк = 260 м (рис. 14).

Рисунок 14 – ЧДД при нисходящей и восходящей отработке подземных запасов

В результате ЭММ нисходящего и восходящего порядка освоения подземных запасов при последовательной комбинированной разработке медноколчеданного месторождения установлено:

- наиболее эффективным вариантом подземной геотехнологии является вскрытие из карьера авто- и вспомогательным уклонами и поэтажная нисходящая разработка. ЧДД составляет 1406 млн. руб., срок окупаемости – 6,7 лет. Эффект достигается за счет быстрейшего ввода в эксплуатацию рудника (на 4-й год строительства), отсрочки во времени капвложений на строительство нижних этажей (9-й, 15-й и 21-й год), более низких капзатрат даже при более высоких эксплуатационных затратах;

- второй по эффективности вариант вскрытия из карьера авто- и вспомогательным уклонами и поэтажная восходящая разработка. ЧДД составляет 871 млн. руб., срок окупаемости – 13,6 лет;

- при вскрытии вертикальными стволами эффективнее восходящая отработка – ЧДД составляет 379 млн. руб. при сроке окупаемости 20 лет, нисходящая отработка является убыточной – ЧДД отрицательный -43 млн. руб.

Таким образом, нетрадиционная подземная геотехнологии восходящей выемки в определенных условиях (например, при вскрытии вертикальными стволами и отработке с закладкой) обладает заметными стратегическими, технологическими и экономическими достоинствами и должна рассматриваться на стадии определения стратегии освоения месторождения комбинированным способом как альтернатива традиционной – нисходящей (рис. 15). Стратегия разработки рудных месторождений комбинированным способом, основанная на применении восходящей выемки подземных запасов, позволяет использовать преимущества параллельной схемы (исключение действия негативных специфических факторов) и последовательной (полная реализация преимуществ ОГР и использование карьера в качестве выработки, вскрывающей подземные запасы). При этом верхняя граница переходной зоны (предельная глубина карьера) определяется по фактическому положению ОГР и ПГР на конец разработки месторождения, т.е. естественным, а не прогнозным путем. Таким образом, весь период освоения месторождения комбинированным способом оба способа – открытый и подземный развиваются гармонично по присущим им закономерностям, реализуя имманентные преимущества путем их разобщения в пространстве и (или) во времени. При подземной разработке используются все рассмотренные преимущества восходящей выемки. При этом изоляция подземных горных выработок от карьерного пространства сохраняется весь период разработки месторождения, а при выемке переходной зоны осуществляется рассмотренными методами. В соответствии с предложенной классификацией данный вариант идентифицирован как комбинированная (открыто-подземная) разработка по параллельной схеме с полной изоляцией подземных очистных выработок рудным монолитным целиком при выемке основных запасов месторождения и отработкой на последнем этапе переходной зоны.

Рисунок 15 – Параллельная схема комбинированной разработки с восходящей выемкой подземных запасов и отработкой на последнем этапе переходной зоны

Оценка технологических решений, внедрение которых повышает эффективность и безопасность подземной геотехнологии при комбинированной разработке месторождений. Разработанные в соавторстве технические и технологические решения, созданные на основе установленных принципов, систематизаций, зависимостей и методик с использованием экономико-математического моделирования, позволяют повысить эффективность и безопасность подземной геотехнологии при комбинированной разработке рудных месторождений за счет использования карьерного пространства и оборудования при вскрытии и отработке переходной зоны и обеспечения изолированности подземных выработок при очистной выемке (табл. 8).

Таблица 8 – Внедренные технологические решения и полученный эффект

Месторож-дение Технологическое решение Эффект


загрузка...