На правах рукописи

Баракаева Ирина Давлетовна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ

РАЗУБОЖИВАНИЯ РУД

Специальность:

25.00.22 – «Геотехнология (подземная, открытая и строительная)»

Авто реферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Якутск – 2011

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения РАН

Научный руководитель: доктор технических наук Ткач Сергей Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Гриб Николай Николаевич доктор технических наук, профессор Фрейдин Анатолий Маркович

Ведущая организация: Институт горного дела ДВО РАН

Защита состоится “28“ февраля 2012 г. в 1000 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 003.020.01 при Учреждении Российской академии наук Институте горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения РАН по адресу: 677980, г. Якутск, проспект Ленина, д. 43.

Факс (4112)33-59-30; E-mail: [email protected]

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГДС СО РАН.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направить в адрес Института.

Автореферат разослан “” _ 20 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук С.М. Ткач

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Переход к рыночной экономике столкнул горные компании России с проблемой исчерпания и ухудшения качества минерального сырья. С увеличением затрат на разведку, добычу, переработку и транспортировку полезных ископаемых их запасы, оцененные и поставленные на государственный баланс 20 лет назад, оказались экономически неактивными на 20-80% и более, что привело к кризисному положению минерально-сырьевой базы (МСБ). При этом средние, крупные и уникальные месторождения до неузнаваемости изменили морфологию рудных тел, уменьшив рудоносность и увеличив прерывистость кондиционного оруденения. Это сопровождается не столько уменьшением запасов в целом, сколько ростом доли неактивных запасов. Особенно ярко такое положение наблюдается в северных, сибирских и восточных горнодобывающих регионах России.

В этих условиях экономически активные запасы, числящиеся на балансе месторождений по сути являются разубоживающей массой, т.к. они на 50-80% окружены рудами, ценность которых меньше, чем предстоящие затраты даже в одном - двух технологических процессах (например на добычу и рудоподготовку).

Для россыпных и рудных месторождений различных типов характерна кластерная организация, приводящая к тому, что в объеме балансовых и забалансовых запасов явно превалирует доля некондиционных порций, кусков и малых участков, не вскрываемых редкой разведочной сетью. Учитываемая при разведке и разработке месторождений рудоносность не отражает эту основную часть геолого-экономического разубоживания полезных ископаемых в массиве и определяет по-новому актуальность, казалось бы, уже во многом исчерпанной темы.

В современных условиях теория разубоживания приобретает качественно новое направление, в частности, в связи с развитием концепций кластерной организации месторождения, комбинированных геотехнологий, эксплуатационных кондиций, геолого-технологического картирования, внутрирудничной предконцентрации и сортировки полезных ископаемых непосредственно на карьерах и рудниках, а также широким применением автоматизированных технических средств оперативного контроля качества. Произошедшие перемены, и появившиеся в результате этого новые факты, не укладываются в рамки традиционных теоретических представлений о понимании разубоживания как потери качества полезных ископаемых в процессе добычи, выражающегося в снижении содержания полезного компонента в добытой минеральной массе по сравнению с содержанием его в месторождении. Все это и определило актуальность темы исследования.

Основой диссертационной работы послужили результаты исследований, выполненных автором в качестве исполнителя плановых госбюджетных НИР ИГДС СО РАН: «Обоснование и разработка концепции и основ конструирования мобильных геотехнологий рационального освоения недр криолитозоны, адаптированных к кластерной организации рудного вещества» (2004-2006 гг.); «Разработка концепции и основ конструирования эффективных геотехнологий освоения и сохранения недр криолитозоны, в том числе адаптированных к кластерной организации рудного вещества» (2007-2009 гг.), а также проекта РФФИ «Дальний Восток» № 06-05-96120 (2006гг.).

Основная идея заключается в том, что эффективное освоение рудных и россыпных месторождений полезных ископаемых должно базироваться на комплексном исследовании георесурса, повышении полноты необходимой и достаточной представительности всей горно-геологической информации с использованием технологических достижений мировой горной науки, практики и расширенном понимании разубоживания руд.

Целью диссертационного исследования является разработка научно обоснованных методических рекомендаций по повышению эффективности разработки месторождений на основе нового подхода к оценке разубоживания руд.

Поставленная цель определила решение следующих взаимосвязанных задач исследования:

1) составить библиографию с начала прошлого века доступных публикаций по разубоживанию руд, выявить эволюцию в терминологии и формулах, методах оценки, обозначениях и учитываемых факторах и на этой основе оценить сложившееся состояние вопроса теории и практики основных подходов к рассмотрению понятия и сущности разубоживания руд, его методов определения и учета;

2) разработать комплексный показатель разубоживания руд с учетом природной рудоносности месторождений;

3) исследовать степень и характер влияния комплексного показателя общего разубоживания полезного ископаемого на эффективность добычи и переработки руд при освоении рудных и россыпных месторождений;

4) с разработанных позиций оценить необходимые и возможные резервы эффективного освоения крупнообъемных месторождений золота в условиях Севера;

5) разработать методические рекомендации, обеспечивающие повышение эффективности разработки месторождений на основе рационального снижения общего разубоживания руд.

Объект исследования: система управления полнотой и качеством извлечения запасов полезных ископаемых из недр.

Предмет исследования: новые принципы оценки разубоживания полезных ископаемых при освоении рудных и россыпных месторождений.

Методы исследований. Для достижения цели и решения поставленных задач использованы методы системного анализа, научного обобщения достижений мировой и отечественной науки и практики, аналитических и графоаналитических исследований, методов аналогий, теории вероятности и математической статистики.

Научная новизна исследования состоит в следующем:

1) показана объективная необходимость обоснования нового методического подхода к оценке разубоживания руд в связи с произошедшими изменениями в развитии теории и практики освоения недр;

2) показано, что новый подход к оценке разубоживания руд и песков ведет к пониманию механизма технологического преобразования георесурса и актуализации правильного понимания геологической среды, рационального использования внутрирудничной сортировки и направлений развития теории и практики опробования минерального сырья, принципов эксплуатационных кондиций, нормирования потерь и разубоживания полезных ископаемых;

3) введено новое расширенное понятие «кондиционная рудоносность, которое в отличие от традиционного, учитывает долю кондиционных кусков и порций в заданном контуре планируемой к отработке части месторождения и измеряется в масштабных уровнях выемочных участков (выемочных единиц);

4) предложен и обоснован комплексный показатель (общее разубоживание), включающий в себя три составляющие: горно-технологическое, конструктивное, геолого-экономическое разубоживание. Учет данного показателя позволит обеспечить наиболее полное использование георесурса на основе снижения объемов добычи и переработки пустой породы и некондиционной руды, что имеет важное значение для практики горнорудной промышленности;

5) разработана методика оценки степени и характера влияния общего разубоживания на эффективность добычи и переработки руд, позволяющая оперативно управлять показателем общего разубоживания, на основе своевременного изменения его составляющих;

6) на основе исследований возможных пределов изменения общего разубоживания и его составляющих компонентов и степени их влияния на эффективность (прибыльность) освоения месторождений твердых полезных ископаемых показано, что геопотенциал преобладающего числа месторождений при действующих подходах и правилах оценки качества извлечения полезных ископаемых из недр кратно недоиспользуется;

7) дана оценка перспектив эффективного освоения крупнообъемных золоторудных месторождений в условиях Севера.

Научные положения, выносимые на защиту:

1) Новый подход к оценке разубоживания руд, отличающийся учетом комплексного показателя, включающего в себя разубоживание традиционное горнотехнологическое (в процессе добычи) и новые составляющие: конструктивное (от несовпадения плановых и фактических контуров рудных тел и выемочных участков) и геолого-экономическое (обусловленного требованиями подсчета и оконтуривания запасов).

2) Методика оценки степени и характера влияния общего разубоживания на эффективность добычи и переработки руд, позволяющая принимать стратегические и оперативные решения в условиях изменчивой горно-геологической обстановки при освоении месторождений.

3) Научно обоснованные методические рекомендации по повышению эффективности разработки месторождений, в т.ч. крупнообъемных, на основе нового подхода к оценке разубоживания руд.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждается достаточным объемом аналитических и графоаналитических исследований, обеспечивается корректным использованием апробированных методов исследования и представительным объемом статистической информации, фактических данных эксплуатации месторождений, а также удовлетворительной сходимостью оценочных данных и результатов специальных натурных экспериментов, проведенных на разных геологических объектах другими лабораториями ИГДС СО РАН.

Практическая значимость исследования: основные выводы и предложения диссертации могут быть использованы при определении приоритетных направлений исследований в области геотехнологии освоения месторождений, подготовке нормативно-методических материалов по рациональному недропользованию, а также на действующих предприятиях и при их проектировании.

Реализация результатов исследования. Результаты работы использованы при разработке и реализации научно-исследовательской работы для государственных нужд Республики Саха (Якутия) по проекту: «Разработка основных принципов рационального освоения и сохранения недр криолитозоны, эффективных геотехнологий отработки месторождений в условиях Севера», 2006 г.

Личный вклад автора состоит в постановке задачи; сборе, обработке, анализе и интерпретации статистических данных; новом представлении понятия «разубоживание руд»; разработке методики оценки степени и характера влияния общего разубоживания на прибыль; выявлении и соизмерении резервов повышения эффективности освоения рудных и россыпных месторождений при управлении разубоживанием; реализации и апробации результатов исследования.

Апробация работы. Основные научные положения и результаты исследования докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на международных симпозиумах и научных конференциях в 2005-2007 г.г., 2011 г. (Якутск 2005 г., г., 2011 г., Москва, 2005 г., 2007 г., Новосибирск, 2006 г., Красноярск, 2006-2007, Пекин, 2006 г., Дубай, 2007 г., Нерюнгри, 2007 г., Санкт-Петербург, 2007 г., Екатеринбург, 2007 г., Хабаровск, 2011 г.), научных семинарах и заседаниях ученого совета ИГДС СО РАН.

Публикации. Основные положения диссертационной работы нашли полное отражение в 19 публикациях, в том числе в 3 статьях в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 200 наименований. Общий объем работы включает 160 страниц машинописного текста, 20 таблиц, 50 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Научно-методической базой исследования послужили труды ученых и специалистов по проблемам учета, определения, экономической оценки последствий потерь и разубоживания; комплексного освоения и использования недр; эксплуатационных кондиций; опробования, оконтуривания запасов и повышения эффективности освоения рудных и россыпных месторождений: М. И. Агошкова, Я. М. Адигамова, А. С.

Астахова, Б. Н. Байкова, П. П. Бастана, С. А. Батугина, В. Г. Боргера, В. А. Викентьева, А. В. Волкова, Т. А. Гатова, Г. И. Герасименко, М. Д. Глейзера, В. И. Гончарова, В. М. Гудкова, Н. В. Дронова, А. Б. Каждана, М. М. Константинова, А. В. Костина, Р.

И. Логинова, Г. М. Малахова, А. Ф. Назарчика, Б. К. Оводенко, А. Н. Омельченко, М.

Д. Онищенко, Е. И. Панфилова, В.Н. Попова, В. Пояркова, Е. П. Прокопьева, С. Я.

Рачковского, Я. З. Рашковского, В. П. Рыжова, Г. В. Секисова, А. А. Сергеева, А.А.

Сидорова, А. Симакова, С. М. Ткача, А. М. Фрейдина, Н. А. Хрущова, Е.Д. Черного, В. А. Шестакова, В. Г. Шитарева, Б. П. Юматова, М. А. Яковлева и многих других, а также систематические и многолетние труды и информационные материалы ИРГИРЕДМЕТ, ИГД СО РАН, ИГД ДВО РАН, ИГД УрО РАН, ИПКОН РАН, ВИЭМС и др.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

Первое защищаемое научное положение.

Новый подход к оценке разубоживания руд, отличающийся учетом комплексного показателя, включающего в себя разубоживание традиционное горнотехнологическое (в процессе добычи) и новые составляющие: конструктивное (от несовпадения плановых и фактических контуров рудных тел и выемочных участков) и геолого-экономическое (обусловленного требованиями подсчета и оконтуривания запасов).

Действующая система оценки разубоживания руд, базирующаяся, главным образом, на потерях качества полезного ископаемого только в процессе добычи, сформировалась в прежних, ныне значительно изменившихся экономических, горногеологических, технологических, экологических условиях. Основным ориентиром предлагаемой концепции выступает комплексный показатель, затрагивающий природные процессы образования месторождений и их рудоносность, вопросы опробования и оконтуривания запасов на стадии разведки, собственно проблемы примешивания пустой породы и некондиционных руд непосредственно в процессе добычи, а также исследование вопроса недоизвлечения попутных полезных компонентов из недр.

Показатель общего разубоживания ( Rо ) можно представить в следующем виде:

где Rгт - горно-технологическое разубоживание; Rк - конструктивное разубоживание;

Rгэ - геолого-экономическое разубоживание.

Рассмотрим сущность каждой составляющей комплексного показателя.

1. Горно-технологическое разубоживание (Rгт ). Борьба с таким разубоживанием и его профилактика в практике разработки месторождений насчитывает тысячелетия, однако систематические научные исследования в этой области в России начались в конце первой половины ХХ века. В современной практике разработки месторождений полезных ископаемых для определения разубоживания руды при добыче широко используется формула, основанная на сопоставлении содержания полезного компонента в погашенных балансовых запасах и в добытой рудной массе:

где Со - среднее или средневзвешенное содержание полезного компонента в отработанных запасах (выемочной единице), С д – содержание в добытой руде.

Как правило, к изменению (уменьшению) содержания полезного компонента при добыче руды ведут следующие составляющие добытой рудной массы Qд : вмещающие рудное тело пустые горные породы (почвы, кровли, в ряде случаев и вышележащие ранее обрушенные породы) (Qпп ); породы с некондиционным содержанием полезного компонента (Qпс ); некондиционные руды Qнр С учетом (2) и вышеперечисленных составляющих, формулу разубоживания (Rгт ) можно записать в виде где Спс – среднее содержание полезного компонента в породе с некондиционным содержанием, Снр - среднее содержание полезного компонента в некондиционной руде.

Общий коэффициент горно-технологического разубоживания (Rгт ) при этом будет равен сумме частных коэффициентов разубоживания:

кондиционным содержанием полезного компонента; Rнр - разубоживание некондиционной рудой.

Необходимо заметить, что потери богатой рудной мелочи как составляющие разубоживания руд в данном случае не учитываются. Как показатель снижения качества руд в процессе их добычи, учет потерь мелких богатых фракций руды является приемлемым. Однако они не отражают собственно механизм примешивания некондиционных составляющих к отрабатываемой руде в заданном контуре. И так как эксплуатационные запасы руды рассчитываются в виде алгебраической суммы разведанных запасов, разубоживания и потерь (с отрицательным знаком), то при этих расчетах в (3) слагаемое потерь мелких богатых фракций руды следует опустить и учесть эту составляющую в потерях.

2. Конструктивное разубоживание (Rк ). В 50-60-х годах в практике и литературе стало встречаться новое понятие – конструктивное разубоживание. Его появление было вызвано стремлением объяснить и оправдать сильно возросший уровень разубоживания на ряде рудников.

Переход на отработку месторождений системой принудительного блокового обрушения, которая обеспечила увеличение объема добычи руды, производительности труда и, как следствие, снижение себестоимости, сопровождался объединением рудных тел неправильных, сложных форм в мощные рудные зоны и включением в добычу, наряду с промышленными рудами, участков, бедных по содержанию. Многие исследователи в 80-х гг. отмечали, что выемка рудных залежей, в зависимости от сложности строения, содержит в контурах до 30-35 % и более породных включений. Валовая выемка подобных залежей сопровождается высоким коэффициентом конструктивного разубоживания.

В 90-х гг. исследователи, во главе с д.т.н. А.М. Фрейдиным, определили конструктивное разубоживание как потерю качества добываемых руд, обусловленную вовлечением в отбойку некондиционных запасов, прослоев и включений пустых пород.

Ученые отмечают, что величина указанного типа разубоживания определяется, главным образом, морфологическим строением залежей полезных ископаемых, применяемой системой разработки, параметрами отбойки руды, а также несовпадением сложных границ рудных тел с контурами выемочного блока (выемочной единицы).

3. Геолого-экономическое разубоживание (Rгэ ) представляет собой показатель снижения качества совокупности кондиционных кусков и порций в общих запасах горной массы по сравнению со средним содержанием полезного компонента в этой горной массе, вследствие природной неравномерности распределения содержания полезного компонента, проектируемой технологии опробования и оконтуривания запасов в соответствии с современными требованиями разведки и оценки месторождения.

Формально, коэффициент геолого-экономического разубоживания руд можно определить по аналогии с коэффициентом горно-технологического разубоживания и окончательно представить в виде:

где Ск – среднее содержание компонента в массе руды, состоящей из всей совокупности кондиционных кусков и порций в отрабатываемом блоке; Сi (i = 1,2,3) – среднее содержание i-того типа некондиционных кусков и порций в данном блоке;

Qi (i = 1,2,3) - масса руды i-того типа; в качестве i-того типа некондиционных кусков и порций выступают пустые горные породы (пропластки, слои включения, приконтурные участки и др.), породы с некондиционным содержанием полезного компонента и некондиционные порции руды соответственно; Qo – масса руды в отрабатываемом блоке.

Одним из первых методов оценки геолого-экономического разубоживания можно считать учет показателя кондиционной рудоносности, который представляет собой долю кондиционных кусков и порций в заданном контуре планируемой к отработке части месторождения и измеряется в масштабных уровнях выемочных участков (выемочных единиц).

Показано, что коэффициенты геолого-экономического разубоживания и кондиционной рудоносности связаны соотношением:

где K р - коэффициент кондиционной рудоносности; qo - запасы полезного компонента в общих природных запасах рудной массы; qк - запасы полезного компонента в кондиционных кусках и порциях.

Однако подсчет запасов с помощью коэффициента рудоносности ведется только в тех случаях, когда в процессе разведки по разведочным выработкам невозможно оконтурить отдельные рудные тела. В этом случае их оконтуривают в процессе эксплуатационной разведки. Коэффициент рудоносности, определяемый современными методами по редкой разведочной сети, не вскрывает многие особенности всей иерархии неоднородностей поля содержаний полезного компонента.

Геологическая информация об особенностях рудоносности, кластерной организации месторождения, конструктивного и геолого-экономического разубоживания нарастает постепенно, начиная с этапов анализа геолого-тектонических факторов локализации и прогноза месторождения до его эксплуатационной разведки и разработки. Но максимальный прирост информации имеет место уже на этапах эксплуатационного опробования и собственно разработки. В результате природной иерархии уровней неоднородности геологических полей и кластеризации месторождений многое обнаруживается только на этапе выемки полезного ископаемого.

Взаимоотношения трех составляющих разубоживания руд при добыче можно продемонстрировать с помощью диаграммы Венна (рис. 1).

Рисунок 1 - Диаграмма Венна, характеризующая соотношение трех составляющих разубоживания руд при разработке месторождений: Rгт - горно-технологическое; Rк - конструктивное, Rгэ - геолого-экономическое.

Заметим, что все три составляющие разубоживания изменяются, как показано в диссертации, в широких пределах в зависимости от горногеологических условий и систем разработки. При этом горно-технологическое и конструктивное разубоживание включают в себя части геолого-экономического разубоживания и друг друга.

Следует особо отметить, что современные тенденции развития геотехнологий предполагают потенциально эффективные мероприятия в борьбе с общим разубоживанием в решающей степени за счет уменьшения геолого-экономического разубоживания.

И именно здесь в последнее десятилетие выявляются большие резервы повышения эффективности новейших технологий. В этом свете проблема и методы борьбы с разубоживанием и потерями руд при добыче, а также оценки эффективности комбинированных геотехнологий и профилактических мероприятий становятся более актуальными, приобретая важные новые теоретические и практические аспекты.

Второе защищаемое научное положение.

Методика оценки степени и характера влияния общего разубоживания на эффективность добычи и переработки руд, позволяющая принимать стратегические и оперативные решения в условиях изменчивой горно-геологической обстановки при освоении месторождений.

В рамках нашего исследования, с учетом комплексного показателя разубоживания, прибыль от отработки участка месторождения можно представить следующей преобразованной формулой:

где П – прибыль от отработки в единицу времени некоторого блока руды V ; Q – запасы руды в блоке, вынимаемые в единицу времени (производительность); C – среднее содержание полезного компонента в запасах Q ; J – коэффициент извлечения металла при переработке руды; P – коэффициент потерь.

Отметим, что (7) содержит четыре новых параметра: Pи – потери вследствие неучета и (или) недоизвлечения попутных полезных компонентов в запасах; Rгт - горно-технологическое разубоживание; Rк - конструктивное разубоживание; Rгэ - геолого-экономическое разубоживание. При этом сущность потерь вследствие неучета и (или) недоизвлечения попутных полезных компонентов в запасах состоит в том, что для десятков крупных и ряда уникальных месторождений давно подсчитаны и утверждены запасы многих попутных компонентов, однако при разработке таких месторождений попутные компоненты явно недоизвлекаются, а в ряде случаев совсем не извлекаются.

С достаточным приближением для рассматриваемой задачи модель относительного изменения прибыли в зависимости от изменения факторов, входящих в (7), можно представить в следующем виде:

DП DQ DC DJ DP DP DR DR

P, Pи, Rгт, Rк, Rгэ, W, З, Ц на относительное изменение прибыли.

Из (8) видно, что относительное уменьшение коэффициентов разубоживания на - гт, - к, - гэ, (при неизменных затратах З и других факторах) ведет к отRгт Rк Rгэ носительному росту прибыли на величину, равную Переменные множители f (Rгт ), f (Rк ) и f (Rгэ ) при равных относительных изменениях горно-технологического, констf(Ro) Рисунок 2 - Возможные пределы изменения коэффициентов f (Rгт ), f (Rк ), f (Rгэ ) разубоживания ситуация практически рентгенорадиометрической сепарации (РРС) на более 40 месторождениях (в т.ч. Якутии) показал, что доля выхода хвостов в 75% случаях превышает 75%, составляя, в редких случаях, более 90%. Общий интервал значений выхода хвостов по всем этим объектам находится в пределах 18-92%. Это, в определенной мере, и является нашей первой оценкой геолого-экономического разубоживания.

Пределы изменения горно-технологического разубоживания на рудных месторождениях, по многочисленным данным М.И. Агошкова, Д.Р. Каплунова, А.М. Фрейдина, Г.В. Секисова, В.Н. Попова, Н.В. Дронова и др., на месторождениях разных видов и типов составляют: редко 2-3%, чаще 30-40% и редко 50-60% и более.

Отмеченное выше свидетельствует о значительных недостаточно вскрытых возможностях повышения эффективности использования запасов многих рудных и россыпных месторождений за счет выбора рациональных вариантов мероприятий в борьбе с разубоживанием руд путем анализа дерева возможных решений на всех стадиях разработки и реализации проекта освоения месторождений.

При одинаковом характере влияния трех типов разубоживания Rгт, Rк, Rгэ на относительное изменение прибыли (формула (9) и рис. 2), степень их влияния существенно различна практически на всех месторождениях.

На рисунке 3 показано влияние относительного изменения общего разубоживания на относительное изменение прибыли. Из графика видно, что если общее разубоживание не превышает 50 % ( Ro 0,5 ), то относительное изменение прибыли при таDRo менения общего разубоживания на относиОтметим, что современные тенденции тельное изменение прибыли развития геотехнологий предполагают потенциально эффективные мероприятия в борьбе с общим разубоживанием (Ro ), где будет превалировать неравенство:

т.е. относительное уменьшение общего разубоживания (Ro ) в решающей степени будет достигаться за счет уменьшения геолого-экономического разубоживания (Rгэ ). Тогда и относительный рост прибыли по (9) будет обеспечен (потенциально) в решающей степени за счет уменьшения геолого-экономического разубоживания.

Как правило, мероприятия по снижению разубоживания руд, не только требуют определенных вложений, но и ведут к росту удельных затрат. Согласно (9) относительный рост затрат ведет к относительному уменьшению прибыли Важно, чтобы относительный рост прибыли от уменьшения общего разубоживания (Ro ) существенно превышал относительное падение прибыли от роста затрат.

Для желаемой компенсации повышения затрат снижением разубоживания необходимо, чтобы относительное уменьшение разубоживания было в раз больше, чем относительный рост затрат.

Данное обстоятельство приводит к тому, что:

большом (более 0,5) разубоживании, чем при малом (рис. 4а);

2. при любом разубоживании кратно легче погасить (предупредить) рост затрат при малых L =, чем при больших (рис. 4б).

потенциала месторождения = (1 - R ) при модальных значениях всех видов разубоi живания Ri (кривая 2) и степень падения возможной прибыли на единицу погашаемых запасов руды (рис. 5).

Рисунок 5 – Степень занижения геопотенциакак правило, около 0,5 и выше. Это ла рудного (россыпного) месторождения от пример, золоторудных месторождений, кратно недоиспользуется при современных геотехнологиях и инструктивных материалах по оценке и учету потерь и разубоживания.

Третье защищаемое научное положение.

Научно обоснованные методические рекомендации по повышению эффективности разработки месторождений, в т.ч. крупнообъемных, на основе нового подхода к оценке разубоживания руд.

Мировые тенденции развития комбинированных технологий добычи и переработки руд создают потенциальные условия эффективного кратного сокращения добычи и переработки породных и рудных порций, ценность которых меньше, чем предстоящие (на разных этапах добычи и переработки) затраты, создавая при этом экономические предпосылки наиболее полного использования георесурса месторождений.

В то же время, рациональное использование этих благоприятных предпосылок в перспективе требует заблаговременного рассмотрения и последующего решения ряда проблемных стратегических задач.

По мнению многих ученых одной из важнейших перспективных задач рассматривается перспектива эффективного освоения многих российских крупнообъемных золоторудных месторождений.

Оценку потенциальных резервов эффективного освоения крупных месторождений на основе нового метода оценки геолого-экономического разубоживания и рудоносности можно проиллюстрировать в виде таблицы (табл. 1).

Таблица 1 – Оценка потенциальных резервов эффективного освоения крупнообъемных месторождений живания содержания основного и попутных компонентов Теоретическая основа предста- Кратное повышение сти конечных продуктов добычи, предконцентрации и 1,5-2,5 и более раза, а Как известно, затраты на используемые горнодобывающей промышленностью ресурсы кратно возрастают в условиях рыночных отношений и глобализации, современного технологического уклада в мировом минерально-сырьевом комплексе в России и особенно в ее регионах Севера, Сибири и Дальнего Востока. В этих условиях требуется оценить возможность и изыскать резервы изменения сложившейся ситуации.

Для выявления составляющих возможных резервов снижения затрат при переходе к освоению крупнообъемных месторождений нами использованы геологопромышленные модели золоторудных месторождений, отличающиеся способами разработки и технологией переработки руд, опубликованные С. А. Емельяновым (ГКЗ МПР России) и Р. С. Поляковым (ИГЕМ РАН).

Три выборки содержат 92 золоторудных месторождения, в том числе 33 российских, по которым разработаны ТЭО в период 1995-2003 гг.

По золотосеребряным месторождениям приводятся средние содержания условного Au с учетом Ag. По остальным месторождениям содержания попутных компонентов (Pb, Zn и др.) и низкие содержания Ag не учитывались. Рассматривая и несколько преобразуя и дополняя построенные в этой работе многочисленные корреляционные зависимости параметров оценки месторождений, выделим отмеченные авторами зависимости, важные для аргументации рассматриваемой проблемы (рис. 6):

- с ростом производительности рудника по руде снижаются удельные издержки: при кучном выщелачивании (КВ) – в 2 раза, открытых горных работах (ОГР) – в 5 раз, подземных горных работах (ПГР) – в 6 раз;

рудах при подземном, открытом способах разработки и кучном выщелачивании уменьшается более чем, соответстРисунок 6 – Зависимости удельных издервенно, в 10, 7 и 6 раз (рис.6).

жек от производительности по руде: 1 – при подземных работах (ПГР); 2 – при открытых отрабатываемой залежи, увеличивая ее кондиционную сплошность, что крайне важно для развития стратегии эффективного освоения МСБ криолитозоны.

При этом кондиционная сплошность отрабатываемой залежи приводит к кратному сокращению конструктивного и геолого-экономического разубоживания, повышению качества добытого минерального сырья, упрощению ведения горных работ, улучшению технико-экономических показателей, а также существенному повышению содержания золота, в том числе и за счет ряда попутных ценных компонентов.

Освоение крупнообъемных месторождений как регионально значимых объектов является основой благосостояния государства в целом. Вместе с тем, их выявление и освоение требует значительных капиталовложений, что предполагает государственную поддержку в части принятия государственных мер по привлечению отечественных и иностранных инвестиций, снижению налоговых, тарифных ставок и др.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований в работе дано решение актуальной научно-практической задачи: разработка научно обоснованных методических рекомендаций по повышению эффективности разработки месторождений на основе нового подхода к оценке разубоживания руд.

Основные научные результаты работы заключаются в следующем.

1. Показана необходимость пересмотра и модернизации сложившегося подхода к смысловому пониманию разубоживания и адаптации его к реальностям современного геологоразведочного и горного производства.

2. Предложен новый подход к оценке разубоживания руд, ведущий к пониманию механизма технологического преобразования георесурса и актуализации правильного понимания геологической среды, рационального использования внутрирудничной сортировки и направлений развития теории и практики опробования минерального сырья, принципов эксплуатационных кондиций, нормирования потерь и разубоживания полезных ископаемых.

3. В соответствии с новым подходом к оценке разубоживания руд предложен комплексный показатель (общее разубоживание), включающий в себя три составляющие: горно-технологическое, конструктивное, геолого-экономическое разубоживание, учет которого позволит обеспечить наиболее полное использование георесурса на основе снижения объемов добычи и переработки пустой породы и некондиционной руды, что имеет важное значение для практики горнорудной промышленности.

4. Разработана методика оценки степени и характера влияния общего разубоживания на эффективность добычи и переработки руд, позволяющая оперативно оценить влияние изменения составляющих разубоживания на эффективность горного производства и принимать соответствующие тактические и стратегические решения в условиях изменчивой горно-геологической обстановки при освоении месторождений.

5. На основе разработанной методики исследованы степень и характер влияния комплексного показателя общего разубоживания полезного ископаемого на эффективность добычи и переработки.

- Установлено, что если общее разубоживание Rо находится в пределах менее 0,5, 0,5-0,8 и более 0,8, то диапазон относительного изменения прибыли при этом составляет 1-10%, 10-40% и 40-100%, соответственно.

- Показано, что при любых отношениях затрат к цене кратно легче погасить (предупредить) рост затрат при большом (более 0,5) разубоживании, чем при малом;

при любом разубоживании кратно легче погасить (предупредить) рост затрат при малых отношениях затрат к цене, чем при больших.

- Доказано, что при известном общем разубоживании прибыль и геопотенциал месторождений занижаются до 70%, а при учете только горно-технологического разубоживания аналогичного значения занижение составляет около 25%, что говорит о кратном недоиспользовании потенциала золоторудных месторождений.

6. Оценены основные резервы эффективного освоения крупнообъемных месторождений золота в условиях Севера, позволяющие кратно повысить среднее содержание в переработанной руде, ценность 1 т руды, потенциал собственно месторождений и сократить общие затраты в 1,2-3 раза:

- повышение среднего содержания основных и попутных компонентов на основе нового метода оценки рудоносности и геолого-экономического разубоживания, комплексного освоения ресурсов недр и комплексной переработки минерального сырья, трансформации теоретических основ представительного опробования месторождений;

- расширение ассортимента конечных продуктов (в частности, за счет извлечения попутных компонентов) на основе рационального использования комбинированных технологий добычи, предконцентрации и обогащения руд, кучного и подземного выщелачивания, рудосортировочных комплексов.

7. Выявлены составляющие возможных резервов снижения затрат при переходе к освоению крупнообъемных месторождений на основе геолого-промышленных моделей золоторудных месторождений, отличающиеся способами разработки и технологией переработки руд:

- с ростом производительности рудника по руде снижаются удельные издержки: при кучном выщелачивании, открытых и подземных горных работах – в 2, 5, 6 раз, соответственно;

- с ростом производительности рудника по руде снижается среднее содержание в добываемой руде: при кучном выщелачивании, открытых и подземных горных работах – в 6, 7, 10 раз, соответственно.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

В научных журналах и изданиях, рекомендуемых ВАК РФ:

1. Батугина, Н.С. Новая оценка разубоживания руд и его влияния на эффективность разработки месторождения / Н.С. Батугина, И.Д. Джемакулова, С.М. Ткач // Горн. информ. - аналит. бюл. / МГГУ – 2007. – № 2. – С. 124-129.

2. Ткач, С.М. Пути уменьшения ошибок оценки количества и качества запасов рудных и россыпных месторождений/ С.М. Ткач, И.Д. Баракаева, П.А. Омельяненко // Горн. информ. - аналит. бюл. / МГГУ – 2007. – № 8. – С. 49-54.

3. Батугина, Н.С. Факторы внешней и внутренней среды как элементы управления эффективностью функционирования горных предприятий / Н.С. Батугина, И.Д.

Баракаева, С.М. Ткач // Горн. информ. - аналит. бюл. / МГГУ – 2008. – № 10. – С. 70В прочих научных изданиях:

4. Батугина, Н.С. Новые оценки разубоживания руд при разработке месторождений / Н.С. Батугина, И.Д. Джемакулова, С.М. Ткач // «ГЕО-Сибирь-2006»; сб.

матер. Междунар. науч. конгресса «ГЕО-Сибирь-2006», г. Новосибирск, 24-27 апр.

2006 г. - Новосибирск: СГГА, 2006. – Т.5. – С. 229-234.

5. Батугина, Н.С. Условия компенсации неблагоприятных изменений управляемых и неуправляемых факторов внешней и внутренней среды при разработке рудных месторождений / Н.С. Батугина, И.Д. Баракаева, С.М. Ткач //«Современные технологии освоения минеральных ресурсов»: материалы 5-й Международной научно-практической конференции, г. Дубай, 20-30 марта 2007 г. – Красноярск: СФУ, 2007. - Вып. 5. – С. 296 - 302.

6. Баракаева, И.Д. Управление качеством минерального сырья на основе нового подхода к оценке разубоживания руд / И.Д. Баракаева // «Проблемы недропользования»: материалы I молодежной научно-практической конференции, г. Екатеринбург, 14 февр. 2007 г. – Екатеринбург: УрО РАН, 2007. – С. 60-70.

7. Баракаева, И.Д. Типология горнодобывающих предприятий в свете управления разубоживанием руд / И.Д. Баракаева, Н.С. Батугина //«Проблемы освоения недр в ХХI веке глазами молодых»: 4 Международная научная школа молодых ученых и специалистов, г. Москва, 6-9 нояб. 2007 г. – М.: ИПКОН РАН, 2007. – С. 160-162.

8. Батугина, Н.С. Разработка экономических механизмов повышения эффективности освоения минерально-сырьевых ресурсов Якутии / Н.С. Батугина, И.Д. Баракаева // «Проблемы комплексного освоения георесурсов»: материалы IV всероссийской научной конференции с участием иностранных ученых, г. Хабаровск, 27- сент. 2011 г. в 2 т. – Хабаровск, 2011. – Т.2. – С. 36-43.