Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Исследование и развитие комбинированной (открыто-подземной) геотехнологии с учетом качества руды и экологических последствий
ВАК РФ 25.00.21, Теоретические основы проектирования горно-технических систем

Автореферат диссертации по теме "Исследование и развитие комбинированной (открыто-подземной) геотехнологии с учетом качества руды и экологических последствий"

На правах рукописи

Чала Дечасса Кебеде

УДК622.27; 622.234; 622.121

Исследование и развитие комбинированной (открыто-подземной) геотехнологии с учётом качества руды и экологических последствий

Специальность: 25.00.21. "Теоретические основы проектирования горнотехнических систем "

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Москва 2004

Работа выполнена в Московском государственном горном университете.

Научный консультант - Заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор Ломоносов Геральд Георгиевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Малкин Анатолий Степанович;

доктор технических наук, профессор Брюховецкий Олег Степанович;

доктор технических наук, профессор Кашпар Леонтий Николаевич

Ведущая организация: ФГУП "ГИПРОЦВЕТМЕТ".

Защита состоится "Н" цА 2004 г. в <5~час. на заседании диссертационного совета Д. 212.128.03 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, 6. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат диссертации разослан "/9" 2004 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук Мельник В .В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Дальнейшее развитие теории и технологии комбинированной (открыто-подземной) разработки рудных месторождений является важнейшим условием повышения эффективности горного производства. Эта проблема имеет множество аспектов, из которых в наибольшей мере изучались вопросы установления границ между открытыми и подземными горными работами; геомеханики массивов горных пород в связи с взаимовлиянием горных работ в карьере и подземном руднике; общие методологические вопросы, в частности, классификации основных технологических решений; переоценки запасов и др. В меньшей степени изучены такие стороны проблемы, как использование особенностей комбинированной разработки для более эффективного управления качеством продукции горного производства, а также для снижения интенсивности воздействия горных работ на окружающую природную среду и повышения использования ресурсов земных недр.

Диссертация посвящена решению этих аспектов весьма широкой проблемы совершенствования комбинированной (открыто-подземной) разработки на примере золоторудных месторождений Эфиопии.

Работа выполнялась в Московском государственном горном университете в соответствии с программами НИР по темам: "Развитие теории и создание малоотходных ресурсосберегающих технологий открытой и подземной добычи твёрдых полезных ископаемых" (госбюджетная НИР №ТО - 332 ДС); "Развитие теории и методологии квалиметрии в геотехнологии" (раздел в госбюджетной НИР МДГ - 459 ДС).

Цель работы: дальнейшее развитие теории и технологии комбинированной (открыто-подземной) разработки коренных золоторудных месторождений и создание на этой основе условий для существенного улучшения технолого-экономических показателей производства.

Идея работы заключается в том, что при принятии основных технологических решений предлагается использовать то обстоятельство, что при комбинированной (открыто-подземной) разработке месторождений могут быть созданы относительно более благоприятные условия для существенного улучшения качества добытой руды и уменьшения общих экологических последствий горного производства.

Методы исследования:

анализ и обобщения в области теории и мировой практики комбинированной разработки рудных месторождений;

- теория вероятностей и математическая статистика;

- экономико-математическое моделирование;

- аналитические и графо-аналитические исследования.

Основные положения, защищаемые в диссертации:

1. Комбинированная (открыто-подземная) разработка рудных месторождений способна существенно увеличить потенциал горного производства в области повышения качества руды. Дополнительные

1 I РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ 1

I библиотека } !

возможности повышения качества руды при её добыче возникают за счёт рационального сочетания элементов технологических схем открытых и подземных горных работ с созданием условий для более полного использования достоинств каждого из способов разработки.

2. При современном горнодобывающем производстве с его мощным и дорогостоящим оборудованием традиционные способы повышения качества руды, основанные на применении селективных технологий отбойки и выемки, как правило, неэффективны из-за значительного недоиспользования производственного потенциала горных и транспортных машин. Более перспективными способами управления качеством руды являются технологии добычи с крупно- и мелкопорционной предконцентрацией, сортировкой, а также с усреднением рудной массы, основанные на использовании рентгенорадиометрических средств сепарации и оперативного контроля качеством. Технологии добычи с внутрирудничной предконцентрацией при сохранении высокой производительности горного и транспортного оборудования по объёму добытой рудной массы могут на 40...60% снизить количество пустой породы в добытой руде, вдвое увеличив в ней содержание и общее количество металла, создавая более благоприятные условия для общего повышения эффективности горнометаллургического производства. Перепуск рудной массы, добытой в карьере, через подземный технологический комплекс рудника позволяет повысить стабильность качества руды в 2...3 раза. При использовании же для этих целей специальных подземных усреднительных систем, реально повышение коэффициента усреднения карьерной рудной массы в 5...8 раз.

3. Существующие методы обоснования границ между карьером и подземным рудником, базирующиеся на сравнении граничного и контурного коэффициентов вскрыши, в современных условиях комбинированной (открыто-подземной) разработки становятся недействительными, так как в них недостаточно отражены интересы подземного рудника и эффективность разработки месторождения в целом. На первой стадии выполнения комплексного проекта следует устанавливать не конечную глубину карьера, а - некую пространственную граничную зону, в пределах которой должна быть одинаково выгодна разработка запасов руды открытым, подземным или совместным открыто-подземным способами. Окончательное решение о границах между карьерным и рудничным полями должно приниматься как можно ближе ко времени подхода горных работ к этой зоне.

4. При проектировании положения граничной зоны между открытыми и подземными горными работами необходимо соблюдение важнейшего условия - сохранение для подземных горных работ такого количества и суммарной ценности балансовых запасов руды, которые бы обеспечивали экономическую целесообразность строительства подземного рудника при наиболее полном использовании ресурсов месторождения в целом. В качестве критерия оптимальности положения граничной зоны между карьерным и рудничным полями следует использовать показатель общей прибыли от комбинированной разработки месторождения. На первых

стадиях комплексного проектирования ввиду относительно малой достоверности прогноза коэффициента дисконтирования нецелесообразно учитывать факторы времени вложения капитала и рисков, если сроки подхода горных работ к граничной зоне превышают 6 лет после выполнения проекта.

5. Комбинированная (открыто-подземная) разработка твёрдых полезных ископаемых при рациональном сочетании и определённых технологических решениях по открытым и подземным горным работам может обеспечить заметное смягчение общих негативных последствий горного производства на окружающую природную среду. Одно из условий этого - максимально возможное совмещение производственных объектов карьера, рудника и смежных производств. Проектирование общего производственного комплекса карьера и подземного рудника должно осуществляться на интегральной основе, а не в интересах каждого из производств в отдельности. В качестве критерия комплексной оценки воздействия горных технологий на окружающую среду рекомендуется использовать предложенный в диссертации комплексный показатель Л, учитывающий площадь земель, нарушаемых горным и перерабатывающим производствами, масштабы добычи и качество добытой руды.

6. Разработанная в диссертации оригинальная систематизация технологических схем комбинированной (открыто-подземной) разработки рудных месторождений, базирующаяся на использовании важной функциональной характеристики горного производства - рудопотока, наиболее полно (количественно и качественно) отражает содержание горнотехнологических схем. Предложенная структура систематизации представляет собой динамичную систему множества векторов, в рамках которой можно более объективно оптимизировать комбинации открыто-подземных технологических схем и управлять ими в процессе их функционирования.

В диссертации предложена концепция рационального освоения золоторудных месторождений Эфиопии, основанная на разработанных в диссертации принципах рационального сочетания способов добычи с учётом современных достижений горной науки и технологий, в которой учитываются особенности природных и социальных условий, а также перспективы развития экономики государства.

Научная новизна работы заключается в следующем:

выполнен научно-технический анализ состояния способов комбинированной (открыто-подземной) разработки рудных месторождений, в результате которого установлены актуальные направления их развития с учётом качества добытых руд и экологических последствий от горного и перерабатывающих производств;

на основе изучения проблемы качества рудо-минерального сырья, сформулированы принципиальные условия и пути совершенствования комбинированной разработки рудных месторождений. Доказано, что

комбинированная (открыто-подземная) технология добычи создаёт дополнительные возможности для более эффективного управления качеством руд и снижением воздействия на окружающую среду, чем в отдельности открытый и подземный способы;

выявлены основные факторы воздействия комбинированных (О1крьпо-подземных) технологий разработки на окружающую среду и предложен новый критерий относительной экологической опасности горного производства, основанный на совместном учёте факторов: площадь земель, нарушенных горными и перерабатывающими предприятиями; объём добычи и качество добытой руды;

разработаны научные принципы методологии разграничения карьерного и рудничного полей, обеспечивающей наилучшее использование запасов и наиболее эффективную эксплуатацию месторождения в целом;

предложена систематизация комбинированных технологических схем, основанная на количественно-качественной оценке системы рудопотоков, отображаемых в векторном виде, с обозначением их направлений и количественных характеристик по объёму, качеству руды и изменчивости этих показателей во времени и в пространстве;

установлен ряд зависимостей комбинированного (открыто-подземного) горного производства, связанных с качеством руды и экологическими последствиями при различных условиях разработки рудных месторождений.

Достоверность научных положений и результатов исследования обеспечена надёжностью и представительностью исходных данных, сходимостью результатов моделирования и статистической оценкой установленных взаимосвязей.

Практическое значение работы состоит в следующем:

выявлены перспективные направления развития методов управления качеством руды при комбинированной (открыто-подземной) разработке месторождения;

разработаны конкретные технологические схемы добычных работ в зоне совместной разработки, включающие в себя процессы предконцентрации и усреднения, позволяющие существенно улучшить качество добытой руды, уменьшить воздействие на окружающую среду и снизить затраты в сфере добычи и переработки;

предложенная в работе методология относительной оценки воздействия горных работ на окружающую природную среду позволяет производить градацию различных вариантов технологических решений, в том числе и при комбинированной разработке месторождений, и способствует более обоснованному выбору технологий горных работ;

разработанная в диссертации методика разграничения карьерного и рудничного полей создаёт благоприятные условия для повышения эффективности разработки месторождения в целом и существенного улучшения использования его минеральных ресурсов;

на основе разработанной систематизации технологических схем комбинированной (открыто-подземной) добычи руды представляются реальные возможности для создания гибких комбинаций производственных процессов добычи золотосодержащих руд с учётом конъюнктуры рынка;

предложенная в работе концепция будущего освоения коренных золоторудных месторождений Эфиопии определяет условия для наиболее эффективного извлечения запасов недр при максимально возможном сохранении природной среды.

Личный вклад автора диссертационной работы заключается в организации и выполнении исследований, теоретическом и научно-методическом обосновании методик и выполнении конкретных технологических решений.

Реализация работы. Разработанные по результатам исследований научно-методические материалы предложены для практического применения министерству промышленности Эфиопии. В учебный процесс MГГУ внедрены методика разграничения карьерного и рудничного полей, систематизация комбинированных горнотехнологических схем и методика относительной экологической оценки технологических решений.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на международных конференциях и семинарах, в том числе: "Неделя горняка" в Московском государственном горном университете • (2002, 2003 гг.); "Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр" в Российском государственном университете Дружбы народов (2002 г.); "Наукоёмкие химические технологии - 2002" (г. Уфа, 2002 г.); "Новые идеи в пауках о земле" в Московском государственном геологоразведочном университете" (2003 г.); "Экологическая безопасность как ключевой фактор устойчивого развития" в Московском государственном горном университете (2003 г.); "Комбинированная геотехнология: развитие способов добычи и безопасность горных работ" в Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова (2003 г.).

Публикации. Всего по теме диссертации автором опубликовано и сдано в печать 16 статей. Опубликованы статьи в Горном журнале, Горном информационно-аналитическом бюллетене, в журнале "Маркшейдерия и недропользование", а также в других изданиях.

Объём работы. Диссертация состоит из 283 страниц машинописного текста, включающих введение, шесть глав и заключение, а также 86 рисунков, 21 таблицу и список использованной литературы из 263 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Анализ теории и практики открыто-подземной разработки руд

В диссертации проанализирована работа 131 горного предприятия СНГ и других стран мира, имеющих опыт открыто-подземной разработки месторождений полезных ископаемых, и изучены ранее выполненные исследования в области комбинированной геотехнологии.

Значительный вклад в становление и развитие комбинированной геотехиологии внесли учёные - горняки: М.И. Агошков, В.В. Ржевский, К.Н. Трубецкой, Д.Р. Каплунов, П.И. Городецкий, Н.Э. Зурков, В.Л. Шашурин, Б.П. Юматов, А.И. Арсентьев, В.В. Куликов, В.А Шестаков, А.А. Вовк, А.К. Полищук, Б.Н.Захваткин, В.А. Щелканов, Г.И. Чёрный, Д.М. Казикаев, В.Ф. Абрамов, М.Ф. Шнайдер, В.К. Вороненко, Г.В. Секисов, А.Д. Черных, В.Н. Шубодёров, В.Д. Гордин, В.Н. Калмыков, А.И. Коваленко, Ю.В. Демидов, Г.Г. Милехин, Т.М.Мухтаров, М.В. Рыльникова, В.Н. Игнатов, Ю.И. Разорёнов.

По проблеме комбинированной открыто-подземной разработки твёрдых полезных ископаемых к настоящему времени выполнено большое количество исследований. Начало современных научных работ в этой области относится к середине прошлого века. К тому времени появились первые крупные горные предприятия с комбинированной разработкой месторождений, на которых стали серьезно проявляться сложные технические, технологические и организационные проблемы открыто-подземного способа, в том числе при повторной, совместной и последовательной разработке. Объектами такой технологии на территории бывшего Советского Союза были месторождения: Норильское полиметаллическое, уральские железо- и меднорудные, Хибинское апатитовое, криворожские железорудные, Зыряновское свинцов-цинковое и некоторые др. В Северной Европе это было железорудное месторождение Кируна, в Южной Африке - ряд кимберлитовых алмазоносных трубок, в Канаде и США в основном полиметаллические и золоторудные месторождения. Проблемы, возникающие при взаимном влиянии открытых и подземных горных работ, при их совместном использовании на одном месторождении, стали систематически публиковаться, начиная с 50-х годов 20-го века, на страницах Горного журнала, "Mining Magazine", "Mining Jornal" и других горнотехнических периодических изданий.

Для условий комбинированной открыто-подземной разработки рудных месторождений изучению подвергались многие вопросы, основные из которых следующие:

- Общие методические аспекты комбинированной разработки, классификации способов разработки и основных технологических решений.

- Геомеханика массива горных пород в зонах открытых и подземных работ, а также в зонах совместного их воздействия с целью оценки устойчивости массивов и создания методов их укрепления.

- Совершенствование методологии оптимизации границ между карьерным и рудничным полями.

- Использование подземных горных выработок для вскрытия нижних -Создание подземных дренажных систем для карьеров.

Изучение возможностей создания и эффективности функционирования вентиляционных систем карьеров на основе использования подземных горных выработок.

- Проблемы вентиляции подземного рудника в условиях наличия действующего карьера.

Использование выработанного пространства карьера для снижения объемов горно-капитальных работ, затрат на транспорт горной массы и размещения поверхностного комплекса рудника.

Методология переоценки запасов полезных ископаемых при комбинированной открыто-подземной технологии их добычи.

- Оптимизация параметров открыто-подземного яруса при совместной разработке рудных месторождений.

- Технология безопасного производства открытых горных работ в зоне, ранее отработанной подземным рудником.

- Взаимовлияние взрывных работ в карьере и в руднике при совместной разработке месторождения.

- Оценка возможностей и обоснование повышения производственной мощности совместного открыто-подземного горнодобывающего предприятия.

- Совершенствование технологических схем совместной открыто-подземной разработки рудных месторождений.

- Доработка запасов руды в бортах и в дне карьера с помощью подземных горных выработок.

- Вопросы обеспечения качества рудной массы при совместной открыто-подземной разработке рудных месторождений.

Проблема комплексного освоения ресурсов недр при комбинированной разработке месторождений твёрдых полезных ископаемых.

- Технолого-экономические вопросы комбинированной разработки рудных и нерудных месторождений.

Общемстодические аспекты, включающие в себя обобщение мирового опыта, основную терминологию, классификации, вопросы взаимной увязки способов разработки, формулирование проблем и постановку задач исследований, рассматривались пачиная с 60-х годов и по настоящее время, в работах Б.П. Юматова, В.А Щелканова, А.И. Арсентьева, Д.М. Казикаева, В.В. Куликова, Г.В. Секисова, Д.Р. Каплунова, В.И. Шубодёрова, А.Д. Черных, Ю.В. Демидова, М.Ф. Шнайдера, В.Ф. Абрамова, М.В. Рыльниковой и других учёных. В их работах были наиболее широко поставлены актуальные вопросы и проведены оригинальные исследования технологий открытых и подземных горных работ в условиях комбинированной разработки рудных месторождений. При этом такие учёные, как Б.П. Юматов, ВАюЩелканов, Г.В. Секисов, А.И. Арсентьев,

рассматривают комбинированную технологию с позиции открытых горных работ, а В.В. Куликов, Д.Р. Каплунов, Ю.В.Демидов, В.Н. Калмыков, В.Ф. Абрамов, М.В. Рыльникова и ряд других изучают проблему с позиций подземной разработки.

Второй, по частоте постановки исследований, это геомеханический аспект. Практически в подавляющей части работ вопросу устойчивости массива горных пород при открыто-подземной разработке месторождений уделяется наибольшее внимание. По существу, вопросы геомеханики являются решающими в этих исследованиях, что естественно, так как это отражает физическую возможность безопасного производства горных работ. Среди работ, в наибольшей мере посвященных изучению геомеханики и устойчивости горных массивов при открыто-подземной разработке, следует отметить труды В.В. Куликова и Д.М. Казикаева.

Вопрос обоснования границ между карьером и подземным рудником при проектировании возникает одним из первых. С научно-методических позиций на разных стадиях его изучали и совершенствовали методику проектирования П.И. Городецкий, В.В. Ржевский, Г.М. Малахов, А.И. Арсентьев, Б.П. Юматов, К.Н. Трубецкой, В.А. Шестаков и многие другие ученые.

Развитие технологий горных работ и учёт всё большего числа факторов делает объективно необходимым постоянное совершенствование методологии разграничения открытых и подземных горных работ. В числе основных учитываемых при этом факторов в современных условиях должны быть качество руды и экологические последствия горного производства. Первые работы, в которых было предложено учитывать качество руды при установлении конечной глубины карьера, были выполнены в 60...70-е годы. Это были работы Г.Г. Ломоносова, Г.В. Секисова, В.Г. Близнюкова, Ж.В. Бунина, С.С. Резниченко и др. Безусловно, что и в современных условиях вопрос объективного учёта фактора качества руды при установлении границ между карьером и рудником, а также при выборе направлений и порядка развития горных работ в карьере и в руднике, остаётся весьма актуальным. Вместе с тем наименее развитым направлением исследований пока остаётся управление качеством руд в процессе совместной открыто-подземной разработки. Практически имеются лишь отдельные работы, где рассматривается проблема оптимизации рудопотоков. В плане постановки наиболее близка настоящей диссертации работа Ю.И. Разорёнова, в которой рассматриваются вопросы критерия экономической оценки комбинированной разработки месторождений, методология оценки запасов руд, последовательность комбинированной разработки месторождений, технологические решения подземных и открытых горных работ с формированием рудопотоков разносортных руд из карьера и подземного рудника.

Другой, не менее актуальной, является проблема объективного учёта экологического фактора при открытом и подземном способах разработки. При комбинации этих способов появляются возможности для определённой

взаимной компенсации вредного влияния каждого из способов разработки на окружающую среду.

2. Проблема и методы обеспечения качества продукции на современных горнорудных предприятиях

Качество продукции на любом производстве является одним из основных показателей, характеризующим эффективность его функционирования. От качества рудо-минерального сырья зависят его востребованность, конкурентоспособность горного предприятия, а соответственно и экономические результаты деятельности.

Качество добытой руды в основном зависит от природного качества руды в недрах месторождения, а также от технологии её добычи. Чем ниже качество руды в недрах, тем более сложные технологии горных работ необходимо применять для обеспечения требований потребителей. В связи с интенсивной эксплуатацией месторождений в мире наблюдается закономерный процесс истощения запасов недр. Так, в золоторудной промышленности среднее содержание металла в разрабатываемых месторождениях за последнее столетие снизилось с нескольких десятков грамм до одного - двух граммов на одну тонну руды. В целом ухудшение вещественного состава руд (то есть снижение содержания полезных компонентов и повышение вредных) приводит в сфере обогащения и переработки руд к повышению капитальных и текущих затрат и снижению конкурентоспособности конечной продукции.

Кроме вещественного состава руд, для перерабатывающих предприятий большое значение имеет его стабильность в рудопотоке. В реальных условиях значение фактора стабильности качества руды нередко даже более важно, чем содержание металла. Объясняется это высокой инерционностью металлургического (золотоизвлекательного) или любого другого перерабатывающего руду производства, которое не может оперативно, вслед за изменением качества рудного сырья, менять свой технологический режим. В результате, колебания качества рудного сырья приводят к ухудшению функционирования всей технологической системы и снижению показателей перерабатывающего предприятия.

Как следствие этих обстоятельств, горнодобывающие предприятия в области управления качеством своей продукции должны одновременно решать три задачи:

1. Формирование среднего содержания основных компонентов в добытой руде, соответствующее оптимальному для потребителей уровню.

2. Обеспечение стабильного состава рудной массы, что означает минимизацию отклонений характеристик качества руды от среднего их значения в календарные сроки (сутки, смену).

3. Достижение однородности состава руды внутри каждой её партии, поступающей потребителю.

Все эти задачи решаются различными технологическими и организационными методами. Различны и критерии оценки их выполнения. В

каждом из способов добычи выработались свои методы достижения поставленных задач в соответствии с особенностями технологии открытой и подземной добычи. Но в основе методов управления качеством руд и на открытых и на подземных работах лежат общие физические принципы. Формирование качества руд осуществляется за счёт выполнения разделительных (сепарационных) и усреднительных (смесительных) процессов и операций.

При разделительных процессах (операциях) производится отделение от общего объёма рудной массы части объёмов пустых горных пород и наиболее бедной руды, в результате чего повышается содержание металла (полезных компонентов) в добытой рудной массе.

С другой стороны, при усреднительных действиях происходит смешивание объёмов разнокачественных руд в общую рудную массу, что приводит к снижению размаха колебаний и показателя изменчивости качества руды. Так, среднеквадратическое отклонение в суммарном объёме рудной массы будет тем ниже, чем большее число порций разнокачественной руды будет объединено в общий объём. И, наконец, однородность состава рудной массы тем большая, чем мельче дозы, в которых смешиваются разносортные руды в общую рудную массу.

В работах проф. Г.Г. Ломоносова предложена классификация горнотехнологических методов управления качеством полезных ископаемых при подземной разработке. По этому принципу в нашей диссертации систематизированы методы управления качеством руд для всего открыто-подземного комплекса (рис. 1). При комбинированной разработке появляются возможности для расширения методов управления качеством руд в общей технологической схеме за счёт увеличения общего их числа в объединенной схеме, а также за счёт их комбинаций.

Системы разработки и их параметры в значительной мере воздействуют на содержание металла в добытой руде. Это проявляется через уровень разубоживания и потерь руды. Чем более массовая технология добычи и выше её параметры, тем большее засорение отбитой руды, а соответственно и ниже содержание металла в добытой руде. По этой причине ниже уровень потерь и разубоживания при шпуровой отбойке и отбойке скважинами малого диаметра, при меньших высотах уступа в карьере и меньших параметрах очистных забоев в руднике. Открытые горные работы, отличающиеся самым мощным горным и транспортным оборудованием и соответственно наиболее масштабным производством, как правило, обеспечивают добычу с высоким уровнем разубоживания. Но с другой стороны, в карьере и более благоприятные условия для снижения уровня потерь до самого минимального уровня.

Существенно понизить уровень разубоживания и потерь руды при открытой и подземной добыче можно за счёт селективных технологий. Однако на практике с начала интенсивной индустриализации горного производства происходит сокращение таких технологий. Это связано с применением всё более мощной горной техники, которая конструктивно не

Принципы и методы управления качеством рудной массы при комбинированной (открыто-подземной) разработке месторождений

Разделительные (сепдрационные) 1 1 ^ * * > Смесительные (усреднительные)

Изменением систем разработки в карьере и в руднике, а также их параметров Регулированием последовательности разработки запасов в целом по месторожденияю

1

Селективной отбойкой и выемкой руды и вмещающих пород Смешиванием разнокачественных рудопотоков, поступающих из забоев, в карьере и в руднике

Обособленной доставкой и складированием типо-сортов руды Регулированием режима выемки и погрузки руды в забоях карьера и рудника

Внутрирудничной (внутрикарьерной) предконцентрацией рудной массы Стабилизацией качества рудной массы в подземных усреднительных системах

Выполнением части процессов обогащения руды в подземной обогатительной фабрике Усреднением рудной массы в складах карьера и на поверхности рудника

Регулированием качества руды в общием карьерно-рудничном рудопотоке

Рис. 1.

предназначена для использования при селективной выемке. При этом резко снижается их главное достоинство - высокая производительность. Поскольку стоимость такого оборудования весьма высокая, то на практике это способствует значительному увеличению затрат не только в сфере добычи, но также обогащения и переработки. Кроме того, происходит рост минеральных и других отходов на этих производствах, а следовательно и дальнейшее ухудшение экологической обстановки. Более прогрессивным в этих условиях является формирование качества руд при добыче за счёт применения технологий предконцентрации и сортировки руд, основанных на использовании современных технических средств контроля качества руд (ядерно-физических, в том числе рентгенорадиометрических), а также электронно-компьютерных средств управления.

Технологии добычи с применением специальных сепараторов, основанных на новых технических средствах, в последнее время интенсивно разрабатываются для добычи руд чёрных и цветных металлов, а также для золото- и платиносодержащих руд и руд редкоземельных элементов. Начало таким технологиям относится к 50-60-х годам прошлого века при добыче урановых руд. Проблема оперативного контроля качества нерадиоактивных руд в производственных условиях горнодобывающего предприятия пока ещё окончательно не решена. Особенно сложно решается это задача для анализа состава отбитой руды в развале (из - за непостоянного её гранулометрического состава и загрязнённости), . очистном блоке и транспортных средствах. Кроме того, не все химические элементы хорошо коррелируют с ядерными характеристиками. Так, корреляцию содержания золота в руде с у- излучением устанавливают не по прямым, а по косвенным признакам. Вместе с тем создание технологий добычи с формированием качества руд на базе использования ядерно-физических средств - это наиболее прогрессивное из современных направлений совершенствования горного производства.

Усреднительным (смесительным) методам управления качеством руд на зарубежных горных предприятиях уделяется большое внимание. Всё большее значение решению этому вопросу стали в последние годы уделять и на российских горных предприятиях.

3. Исследования технологии добычи с предконцеитрацией и рудосортировкой рудной массы

В диссертации под термином "предконцентрация" понимается процесс повышения содержания полезных компонентов в рудной массе, осуществляемый до её обогащения путём частичного породоотделения. Рудосортировка представляет собой разделение рудной массы на технологические сорта (по содержанию металла или типам руд). В результате предконцентрации исходная рудная масса разделяется на более концентрированную (богатую) рудную массу и отходы предконцентрации, представляющие собой пустую породу или рудную массу с очень низким (ниже допустимого) содержании полезных компонентов. При рудосортировке

Способы предконцентрации и рудосортировки

Рис.2. Систематизация способов предконцентрации и рудосортировки рудной массы при открыто-подземной разработке рудных месторождений

из исходной рудной массы получают два (или большее число) разносортных или разнотипных руд, отличающихся вещественным составом.

В настоящее время российскими и иностранными фирмами предлагается большой ассортимент технических средств оперативного анализа вещественного состава минеральных сред. На базе ядерно-физических анализаторов создаются сепараторы для предконцентрации и рудосортировки рудной массы. Наиболее известны установки фирм: Outo Kumpu Оу (Финляндия), Gunsens sorteks Ltd.(Великобритания), Gromeks (США), Ore Corters Ltd (Канада) и др. Эти сепараторы предназначены для использования их в стационарных условиях на обогатительных фабриках для предварительной (до обогащения) отсортировки руд и для породоотборки. Использовать существующие конструкции сепараторов в условиях карьера и рудника весьма сложно из-за того, что для их эффективной эксплуатации необходимо предварительно отмывать, дробить и классифицировать рудную массу по фракциям. Выполнять эти операции в призабойном пространстве практически нереально. Поэтому для горнодобывающих предприятий более приемлемы технологии предконцентрации с порционным разделением, когда величина дозы (порции),отделяемой от общего объёма рудной массы, составляет не более 20... 100 кг. Наиболее крупные дозы определяются ёмкостью кузова автосамосвала или вагона, ковша ПДМ или экскаватора. Конечно, степень разделения пустых пород от рудной массы при этом будет значительно ниже, чем или при покусковой сепарации на обогатительной фабрике. Но, тем не менее, за счёт такого способа предконцентрации можно отделять до 30...50% пустых пород. А это значит, что на это количество сократится грузопоток рудной массы из карьера и рудника на обогатительную фабрику и соответственно повысится её качество.

В принципе, предконцентрация и рудосортировка в процессе добычных работ могут осуществляться (рис. 2) относительно крупными, средними и мелкими дозами (порциями). Крупнопорционная технология соответствует единичным дозам в объёме транспортного сосуда (вагона, кузова автосамосвала). Для открытых горных работ это составляет 25... 100 т, а для подземных рудников 6... 40 т. Среднепорционная предконцентрация (рудосортировка) достигается в дозах, равных емкости ковшей погрузочного оборудования. То есть для карьеров это 10... 15 т, а для подземных работ 2,5... 10 т. Мелкопорционная предконцентрация осуществляется при величине дозы, равной весу среднего (по размеру) куска рудной массы. При этом масса одной порции составит порядка 70... 100 кг. Дальнейшее уменьшение доз предконцентрации, а также применение покусковой сепарации, чрезмерно усложняет технологию горных работ и резко снижает объёмную производительность горного оборудования. Но в определённых условиях эффективное применение этих технологий не исключается. Для мелкопорционной и покусковой предконцентрации (рудосортировки) необходимо создание специальных сепараторов, адаптированных к горным условиям.

Рис. 3. Взаимосвязь показателей предконцентрации:

V- коэффициент предконцентрации; ^ор~ выход отходов;

- относительное содержание металла в отходах предконцентрации

С введением операций породоотборки возникает необходимость перемещения и утилизации пустых пород внутри рудника (карьера), что требует существенного изменения схемы транспорта. Так, из-за появления встречных рудо - и породопотоков возникает необходимость корректировки схем вскрытия.

Наиболее простые технология и организация добычных работ имеют место при крупнопорциониой предконцентрации, осуществляемой в дозах равных грузоподъемности транспортных средств. Технологическая схема для рудника при этом следующая: автосамосвал, бункерная ПДМ или самоходный вагон после загрузки в очистном блоке проходит через пункт оперативного контроля качества руды, откуда дистанционно получает команду на движение к месту разгрузки. Это может быть один из рудоспусков или бункеров с рудой разного качества, либо породоспуск. Дозы в объёме свыше ёмкости автосамосвала или вагона (например, в объёме рельсового состава), с позиции предконцентрации, теряют смысл, так как при этом эффект отделения пустых пород будет близок к нулю. Для карьеров, применяющих на добычных работах автосамосвалы грузоподъёмностью свыше 75 т, также весьма низок результат такой технологии предконцентрации. Поэтому при проектировании технологических схем добычи руд с предконцентрацией следует ориентироваться на меньшие дозы.

Относительно более результативными (по степени разделения компонентов рудной массы) являются технологические схемы добычи со среднепорционной предконцентрацией. Но наиболее эффективными, с позиции степени разделения компонентов рудной массы, в условиях горнодобывающего предприятия, являются мелкопорционная предконцентрация и рудосортировка. Вместе с тем такая технология требует более глубоких изменений в технологической схеме добычных работ, поскольку в неё вводится новый элемент - сепаратор. При этом рудная масса из забоя или блокового рудоспуска грузится в рудоприёмный бункер, из которого поступает на скребковый конвейер, над которым расположен рентгенорадиометрический аппарат контроля качества рудной массы. На выходе с конвейера расположено автоматическое устройство, обеспечивающее работу заслонки, направляющей порции рудопотока в рудное или породное отделения рудоспуска, в зависимости от результатов экспресс-анализа на конвейере.

На рис. 3 приведены графики, отражающие основные взаимосвязи показателей мелкопорционной предконцентрации.

4. Стабилизация качества руды в карьере и подземном руднике

Пространственное распределение показателей качества полезных ископаемых в недрах чаще весьма неравномерное, что обусловливается генезисом месторождений. Колеблемость качества полезных ископаемых в месторождениях, которая наблюдается до начала горных работ, представляет его природную (геологическую) изменчивость. За меру оценки изменчивости качества руд обычно принимают вероятностно-статистические показатели:

размах колебаний, среднеквадратическое отклонение, дисперсию, коэффициент вариации, контрастность, а при многопараметрической оценке -случайные функции и др. Диапазон изменения этих характеристик для рудных месторождений, как правило, очень велик.

Технологическая изменчивость, накладываясь на природную, образует результирующее её значение в выходящем из рудника (карьера) рудопотоке. Степень трансформации изменчивости качества руд при горных работах принято оценивать коэффициентом усреднения, представляющим собой отношение показателя изменчивости на начальном и конечном этапах добычных работ. На численное значение показателей изменчивости большое влияние оказывают объемы руды, в которых оценивается колеблемость показателя качества. Стабилизация качества руды при её добыче представляет собой сложный многоэтапный процесс, в каждом из которых решается задача уменьшения изменчивости в определённом диапазоне частот и объёмов. При этом процесс стабилизации в руднике (карьере) начинается с наиболее крупных объёмов и завершается порциями, равными ёмкости транспортных сосудов или ковшей погрузочных машин (экскаваторов).

Первое и наиболее крупнообъёмное смешивание руд предопределяется направлением и последовательностью разработки запасов месторождения. При открытых горных работах порядок отработки запасов карьерного поля может меняться лишь в плане и в глубину. Подземный способ в этом отношении обладает относительно большими возможностями, так как позволяет отрабатывать запасы месторождения в любом направлении, в том числе - и снизу вверх. В этих условиях с объединением рудопотоков карьера и рудника значительно расширяются технологические возможности для сглаживания природного колебания качества руд уже на первой стадии, то есть за счёт общего календарного и текущего планирования горных работ в карьере и подземном руднике.

Можно выделить следующие этапы формирования стабильного качества рудной массы в общей технологической схеме карьера и рудника, которые предопределяются:

- принятыми границами эксплуатационных (очистных) блоков в карьере и руднике;

- системами разработки и их параметрами в каждом блоке, а также типом и параметрами погрузочного и доставочного оборудования;

- режимом выемки (выпуска) руды из блоков;

- количеством эксплуатационных блоков (забоев), находящихся в одновременной разработке и формирующих общий рудопоток;

- наличием и типом усреднительных систем.

Способы стабилизации качества руд могут быть организационными и технологическими. Организационные способы осуществляются за счёт организационно-управляющих мероприятий при календарном и текущем планировании горных работ, а также при управлении конкретными рудопотоками, начиная от забоев и кончая потребителями. В основу

планирования горных работ закладывается условие добычи определённою количества металла в конкретные сроки:

где Qi и CCj - соответственно объёмы добычи из каждого эксплуатационного блока и среднее содержание металла в каждом из этих объёмов.

Путём подбора различных соотношений объёмов добычи руд разного качества из каждого блока устанавливается общий объём руды, который необходимо добыть. Число сочетаний из количества блоков т, находящихся в одновременной разработке и, можно определить по выражению:

Планирование горных (добычных) работ, то есть соотношений конкретных объёмов добычи из возможного сочетания m, устанавливается экономико-математическими расчётами, в том числе - с использованием линейного программирования или другого математического аппарата. В современных условиях эта задача решается по компьютерным программам, основанным на быстродействии компьютеров, обеспечивающих перебор возможных вариантов и выбор наиболее близких к оптимальному. В разработке математических и экономико-математических методов обоснования параметров рудопотоков принимали участие большое число исследователей. Наибольший вклад в решение этой проблемы внесли П.П. Бастан, Е.И. Азбель, Н.Н. Волошин, В.Ф. Вызов, Ф.Г. Грачёв, В.М. Гудков, В.В. Ершов, B.^ Зарайский, Д.Р. Каплунов, Г.Г. Ломоносов, И.Л. Манилов,М.Г. Новожилов, ЯШ. Ройзен, Г.В. Секисов, A.M. Эрперт, М.А. Ястребинский и другие учёные.

К технологическим способам стабилизации качества руд относятся способы, основанные на создании и использовании специальных конструктивных систем усреднения, вносящих определённые коррективы в технологическую схему рудника (карьера). Эти усреднительные системы могут быть бункерного или штабельного типа. Как правило бункерные системы применяются в подземных рудниках, а штабельные - в карьерах и на промплощадках рудников. Хотя в определённых условиях и в подземных рудниках могут использоваться штабельные усреднительные склады. Бункеры в подземных рудниках могут быть однокамерными и многокамерными.

При многокамерном усреднении добываемая рудная масса разделяется на сорта (например, по содержанию контролируемого компонента) с последующей бункеризацией каждого сорта в отдельных подземных бункерах, из которых она дозами в определенной последовательности поступает на общий конвейер. В результате дозаторная камера подъема постоянно заполняется качественно однородной рудной массой. Расчеты,

Способы стабилизации качества руды при комбинированной разработке

Рис. 4. Возможные способы стабилизации состава рудной массы при совместной открыто-подземной разработке

выполненные применительно к условиям одного из рудников, показали, что данная технологическая схема стабилизации обеспечивает заданный объем добычи с требуемой однородностью качества при четырех емкостных отделениях и стандарте отклонения содержания в каждом сорте руды 5=0,785. Колебания качества выдаваемой руды после смешивания на сборочном конвейере составляют 0,392, что соответствует диапазону колебаний среднего содержания полезного компонента ± 1 % для доз массой 80-100т.

Способ стабилизации качества добываемой рудной массы путем внутрирудничного усреднения нашёл широкое применение в зарубежных странах. Для условий открыто-подземной разработки принципиально возможные способы стабилизации рудной массы представлены на рис.4.

5. Экологические аспекты комбинированной разработки рудных месторождений

Горное производство занимает особое место в формировании и развитии процессов, ухудшающих природную среду. Наиболее масштабные изменения природы начинаются именно с горных работ, трансформирующих земную поверхность и недра и создающих условия для различных негативных явлений, приводящих к эрозии ландшафта и почв и, как следствие, сокращению сельскохозяйственных площадей, усилению запылённости атмосферы, загрязнению подземных вод, рек и водоёмов, находящихся далеко за пределами горных отводов. Все эти факторы непосредственно влияют на флору и фауну, существенно ухудшая среду обитания людей. После процессов добычи полезных ископаемых в загрязнение среды обитания включаются обогатительные, металлургические, химические, энергетические и другие производства, имеющие более токсичные технологии и выбросы. Количество минеральных и других отходов этих производств в основном предопределяется характеристиками минерального сырья, то есть - качеством продукции горнодобывающих предприятий.

Открытые и подземные работы в разной мере воздействуют на природу. Наиболее явные негативные последствия наблюдаются при открытом способе добычи, при котором площади земель, отчуждаемых под собственно карьеры, а также под внешние отвалы, транспортные и другие коммуникации, а также под другие объекты инфраструктуры, в десятки раз выше, чем при подземных горных работах. Степень трансформации земной поверхности при открытых горных работах также существенно выше. Причём образующийся при этом рельеф местности неустойчивый, подверженный самообрушению. Рекультивация земной поверхности не восстанавливает естественное состояние природной среды.

Но и от деятельности подземных рудников при определённых условиях последствия могут оказаться не менее опасными, причина чего -более глубокое проникновение подземных горных работ в недра и относительная скрытость их последствий в земной толще. Из-за сравнительно меньшего проявления этих последствий на земной поверхности

возможна не достаточно объективная и полная оценка ущерба природе, особенно на более позднюю перспективу, когда они могут спровоцировать локальные и более масштабные геотектонические процессы.

Комбинированная открыто-подземная разработка месторождений, как правило, усиливает негативные экологические последствия горного производства, поскольку при этом происходит взаимное наложение последствий каждого из способов разработки. Однако при рациональном сочетании технологических решений в определённой мере возможно смягчение общих негативных результатов.

Первое и непременное условие управляемого и соответственно более благоприятного развития экологических процессов - это комплексное проектирование всего горнодобывающего производства (открытого и подземного), вне зависимости от последовательности применения способов разработки на данном месторождении. При этом проектирование должно базироваться на интегральном подходе к принятию технологических решений, связанных с эксплуатацией месторождения. Интегральный принцип заключается в том, что все основные решения принимаются исходя из интересов не каждого, а совокупности заинтересованных производств. Именно на основе этого принципа составляются государственные и другие стандарты на продукцию и услуги. За критерий оптимальности при обосновании параметров стандартов принимается - обеспечение лучших показателей по всей цепи смежных производств и потребителей. В условиях проектирования горного предприятия с предполагаемой в будущем сменой способа разработки, в качестве одного из критериев должен быть минимум вреда от экологических нарушений при разработке месторождения в целом. Основными субъектами интегральной оценки при этом должны выступать карьер, рудник и обогатительная фабрика. Не исключена необходимость включения в этот состав и перерабатывающих производств.

Одной из целей комплексного проектирования должно быть наиболее рациональное использование ресурсов месторождения и потенциальных возможностей каждого из способов разработки для получения наилучших общих результатов. В плане смягчения экологических последствий при этом должен решаться вопрос максимального совмещения в пространстве и во времени общего пягна деятельности всех субъектов производства. Земельные отводы необходимо устанавливать с перспективой в целом для всей совокупности смежных производств с учётом фактического их использования карьером и рудником. Особенно продуктивным может стать совмещение производственных площадей карьера и подземного рудника с созданием общих капитальных и других объектов длительного пользования -подземных сооружений для дренажа и водоотлива, вентиляции карьера и подъёма горной массы с его глубоких горизонтов; размещения железнодорожных станций; транспортных, энергетических и других коммуникаций, а также объектов поверхностного комплекса; расположения устьев подземных вскрывающих и вентиляционных горных выработок внутри контура карьера и пр. Безусловно, что при таком подходе к

проектированию расположение и параметры ряда производственных объектов могут оказаться менее удобным для карьера и рудника, чем это было бы при раздельном проектировании. Однако с позиции получения лучших общих результатов это правомерно. Аналогично, требования государственных стандартов являются не самыми лучшими для каждого из предприятий, задействованных в производстве и потреблении конкретной продукции, но они оптимальные в общих интересах и поэтому выгодны каждому из этих производств.

Следует отметить, что при сложившейся системе проектирования не учитываются в должной мере интересы последующего способа разработки, что, в конечном счёте, отрицательно сказывается не только на его показателях. Последующая разработка (чаще подземная) во многом ведётся в условиях, существенно худших, чем в первой стадии эксплуатации месторождения. К числу наиболее характерных усложнений для нормального функционирования рудника можно отнести следующие: подработка и сокращение перспективных запасов полезного ископаемого; наличие высоких и неустойчивых бортов карьера; скопления в контурах карьера вод грунтового и осадочного происхождения; нарушенность массива горных пород, создающая дополнительные проблемы устойчивости массива и вентиляции; дополнительные сложности при размещении основных производственных объектов и инфраструктуры по причинам, зависящим от прошлой деятельности карьера и др. Из-за невозможности использования основных производственных объектов карьера, построенных без учёта их дальнейшего использования подземным рудником, обычно осуществляют строительство на новых территориях.

При оценке воздействия на окружающую среду горных работ и перерабатывающих рудное сырьё производств логично исходить из того, что первоисточниками всех экологических последствий являются три основных фактора: площадь земель, нарушаемых горными работами; объемы добычи горной массы; а также качество рудного сырья, поставляемого потребителям. Заметим, что площадь нарушенных земель представляет в основном функцию от объёмов добычи руды и пустых пород. Если площадь поверхности Земли, нарушенная горными работами, и общие объёмы добычи горной массы - факторы прямого воздействия горного производства на природу, то действия фактора "качество добытой руды" проявляются в основном за пределами горнодобывающего производства, то есть при обогащении и переработке руд. Именно вещественный состав рудного сырья и его стабильность определяют объёмы (площади) отвалов, хвостохранилищ, шлакоотвалов и других типов складов минеральных отходов. При этом, чем ниже содержание полезных компонентов и меньше его стабильность в рудопотоке, тем больше выход минеральных отходов и выше их вредность, поскольку для улучшения показателей обогащения и переработки в условиях низкокачественных руд уменьшается тонина измельчения и увеличиваются расход и концентрация химических реагентов.

Из уравнения баланса металла в руде и в конечных продуктах общее количество минеральных отходов Уо в зависимости от количества руды У^ и

содержания металлов в руде а^ в продуктах ап и отходах переработки ао,

можно представить в виде:

ап~ар

V =У о Р а.~а

(3)

п о

При этом количество продуктов переработки определится из выражения:

п Ра.-а,

(4)

п о

Следовательно, удельный выход минеральных отходов переработки руды, в зависимости от содержания в ней полезных компонентов, составит:

V -У0-а«-аР °~Уп ар-%

(5)

В целом, удельный выход минеральных отходов при добыче и переработке, зависящих от горнодобывающих производств, можно представить в виде:

Здесь V, - удельный выход пустых пород при горных работах;

т

общий объём пустых пород, выдаваемых из карьера (рудника) при добыче руды в количестве

Ели отнести величину V к площади всех хранилищ минеральных отходов, получаемых при добыче и переработке данной руды, то полученный показатель, по своей сути, предопределяет пространственные параметры природной среды, нарушаемой горными и перерабатывающими предприятиями, а также уровень её загрязнения минеральными и другими отходами:

Этот показатель предлагается в качестве базового для относительной оценки экологических последствий при различных вариантах технологий горного производства на конкретном месторождении.

6. Научно-технический анализ и совершенствование методологии разграничения карьерного и шахтного полей при комбинированной разработке месторождений

Принципиальное решение о положении границ между карьером и подземным рудником при проектировании принимается на базе граничного коэффициента вскрыши, устанавливаемого из условия равенства себестоимости добычи вновь прирезаемых запасов открытым и подземным способами. Вместе с тем, на практике всегда существовало стремление к дальнейшему увеличению конечной глубины карьеров. С этой целью при расчётах граничного коэффициента вскрыши неоднократно предлагалось учитывать ряд дополнительных факторов, как-то: мощность наносов, разработка которых дешевле скальных вскрышных пород (А. С. Фиделев и др.); попутную добычу горных пород, которые могут быть реализованы для полезного использования (В.В. Ржевский); особенности месторождений нагорного типа, когда затраты на открытую добычу практически мало зависят от глубины карьера (К.Н. Трубецкой), и другие.

Стремление к увеличению глубины открытых горных работ естественно, особенно для карьеров, приближающихся к своим проектным контурам. Обычно это связано с проблемой дальнейшего функционирования предприятия в условиях отставания со строительством подземного рудника, при наличии мощной горной техники, большой практики открытой добычи и отсутствии местного опыта подземных горных работ. К тому же в процессе эксплуатации месторождения могут быть обнаружены новые, а также включены в разработку какие-то ранее не учтённые запасы руды, пригодные для открытой добычи. Решающими в вопросе дальнейшего расширения границ карьера, как правило, являются факторы дефицита времени и средств на строительство подземного рудника.

В этой ситуации при принятии решения о границах открытых горных работ нередко отказываются от первоначально принятого принципа равенства себестоимостей добычи открытым и подземным способами, пренебрегая также факторами ухудшения условий безопасности производства, снижения производительности труда, а также экологическими последствиями. Для обоснования целесообразности дальнейшего углубления конкретного карьера, как правило, изыскиваются и другие доводы. Но объективно с глубиной открытых горных работ лавинно нарастают проблемы снижения устойчивости бортов карьеров, вентиляции карьерного пространства, транспортирования интенсивно возрастающих объёмов вскрыши, размещения минеральных и других отходов горного производства и др.

Конечно, пересмотр первоначально установленных границ между карьерным и шахтным полями при изменении исходных позиций, принятых при проектировании, естественен и логичен. Однако при этом необходимо соблюдение первого и весьма важного принципа комбинированного способа добычи, а именно - сохранение определённого объёма и ценности запасов руды, обеспечивающих целесообразность строительства подземного

рудника при наиболее полном использовании ресурсов месторождения в целом.

Одновременно необходимо более жёстко учитывать экологический фактор. При этом следует понимать, что существующие нормативы платы горных предприятий за землю, содержание и фактические затраты на рекультивацию нарушенных территорий нельзя рассматривать как справедливые компенсации, адекватные реальному ущербу, наносимому окружающей среде. По существу эти меры в нынешнем их виде не могут серьёзно стимулировать переход на природощадящие горные технологии. Необходимо также учитывать и то обстоятельство, что расширение границ карьера обычно сопровождается пересмотром кондиций, в результате чего снижается качество добытой руды и, как следствие, увеличиваются затраты на обогащение, возрастает количество отходов в сфере обогатительного и перерабатывающих производств.

Очевидно, что приоритетным в интересах государства должно быть обеспечение наиболее полного и рационального использования принадлежащих ему земных недр при максимальном сохранении окружающей среды, а для инвесторов - это достижение наибольшей эффективности вложения капитала. Вместе с тем, при сложившейся практике установления границ между открытыми и подземными работами в полной мере не отражаются интересы ни государства, ни производства. Всё сказанное предопределяет необходимость при современных условиях комбинированной разработки рудных месторождений вернуться к некоторым исходным позициям методологии обоснования границ между открытыми и подземными горными работами.

Одной из характерных особенностей метода установления конечных границ карьера на основании граничного коэффициента вскрыши является то, что получаемый при этом результат - однозначный, определяемый на графике как точка пересечения кривых коэффициентов вскрыши (граничного и контурного) или себестоимостей при открытой и подземной добыче. При сложной конфигурации залежи, может быть получено и большее количество точек пересечения, но суть от этого не меняется, поскольку метод определяет конкретную глубину карьера. Высокая точность обоснования глубины карьера, на первый взгляд, вполне убедительна, если не учитывать достоверность исходных данных проекта и если в перспективе явно не предвидится строительство подземного рудника. Полученная при этом точность границ - кажущаяся, соответствующая пониманию вопроса на тот период времени, когда они устанавливались.

Вместе с тем, если строительство подземного рудника является объективно необходимым, то при проектировании в целях наиболее эффективной эксплуатации всего месторождения следует устанавливать не чёткую границу, а пространственную граничную зону, в пределах которой разработка может быть одинаково выгодна как одним, так и другим способами, в том числе и совместно открыто-подземным. Такой подход обеспечивает в процессе эксплуатации более благоприятные условия

Рис. 5 Зависимость границ между карьерным и шахтным полями от критерия эффективности

1 - нарастающие с глубиной затраты на открытую разработку месторождения; 2 - затраты на подземную разработку запасов шахтного поля, снижающиеся по мере углубления карьера, 3 -общие затраты на комбинированную открыто-подземную разработку месторождения, 4 • суммарная прибыль от комбинированной разработки месторождения, 5 - себестоимость открытой добычи, 6 - себестоимость подземной добычи

Таблица исходных и расчётных данных

Запасы Извлекаемая Себестоимость при Затраты на разработку месторояие ния Валовая прибыть

Яру- руды • Ценность ценность руды при способах добычи по ярусам нарастающим итогом по ярусам нарастающим итогом

сы ярусах руша добыче способами Всего

0 арусах открыт подзем оперыт С подзем открыт подоем открыт гкшем открыт Р^ подим Рм открыт подзем Р.

ти г. г. с,, 3„. 13,. 13™ И>. 1Р-

1 3800 53200 45769 50540 10 20 38000 76000 38000 419264 7769 -25460 7769 46563 54332

2 4227 108720 93499 103284 11 21 52000 99272 90000 319992 41499 4012 49268 42551 91819

3 2954 79760 68593 75772 13 22 38402 65000 128402 254992 30191 10772 79459 31779 111238

4 2000 52000 44727 49400 18 23 36000 46(100 164402 208992 8727 3400 88186 28379 116565

5 1598 68530 58935 65103 25 24 48950 46992 213352 162000 9985 18111 98174 10268 108439

6 1960 54880 47196 52136 35 25 68600 49000 281952 113000 -21404 3136 76767 7132 83899

7 2076 66430 57129 63108 57 26 108384 54000 390316 59000 -51255 9108 25512 -1977 25525

8 2185 63360 54489 57024 82 27 179185 59000 569521 0 -124696 -1976 -99184 0 -99184

Всего 20801) 546880 470331 516367 - - 569521 495264 - - -99184 21103 - - -

для полного использования достоинств каждого из способов разработки, поскольку точное установление границ карьерного и шахтного полей на несколько десятилетий вперёд практически не реально.

Для выбора критерия обоснования положения граничной зоны в диссертации на численном примере (см. табл.) рассмотрена задача разграничения карьерного и шахтного полей, что позволило наглядно и объективно сравнить результаты решения при различных показателях эффективности. Месторождение характеризуется запасами руды по глубине себестоимостью их добычи открытым и подземным способами и другими показателями, приведёнными (в условных единицах) в таблице. Там же представлены и результаты расчёта нарастающих с глубиной затрат на снижающихся (по мере углубления карьера) затрат на подземную добычу запасов руды , оставшихся неизвлечёнными после открытых работ.

Кроме того, рассчитаны общие затраты по комбинированной открыто-подземной добыче руды, т.е. = Здесь « - общее

количество ярусов; - граничный и промежуточный ярусы.

По этим данным построены графики 1, 2 и 3 (рис. 5), отражающие соответственно затраты , и их сумму в зависимости от

положения граничной зоны. Отметим, что на кривой 3 имеется область минимума, которую можно рассматривать как определяющую некий ярус месторождения по высоте, разработка которого одинаково эффективна как открытым, так и подземным способом. Высотный размер этого яруса целесообразно принимать равным высоте этажа подземного рудника или кратным высоте добычного уступа в карьере.

При принятии основных технологических решений горного производства более актуально использовать в качестве критерия не затраты, а прибыль, получаемую от реализации этих решений. При обосновании положения граничной зоны по критерию суммарной прибыли от комбинированной разработки возникает необходимость учёта ценности руды, зависящей от содержания металла и его цены. Но если ограничиться лишь учётом ценности руды в недрах, то конечный результат практически не меняется. Поэтому необходимо устанавливать также и извлекаемую ценность рудной массы, зависящую от способа добычи. При этом прибыль для каждого способа горных работ устанавливается как разница между соответствующей извлекаемой ценностью и затратами на добычу. Общая прибыль от комбинированной открыто-подземной разработки месторождения, в зависимости от положения граничной зоны выражается в

виде , где и - прибыль, получаемая при открытой

и подземной разработке соответствующих ярусов месторождения.

Поскольку извлекаемая ценность руды зависит от уровня потерь и разубоживания в карьере и руднике, то граничная зона между ними, при прочих равных условиях, может сместиться в любую сторону. Так, согласно графику зависимости суммарной прибыли оптимальное положение граничной зоны (кривая 4 на рис. 5) несколько сместилось в пользу подземных работ. Естественно, что в случаях, когда показатели потерь и разубоживания в карьере окажутся лучше, чем в подземном руднике, уточнение границ произойдёт в пользу открытых горных работ.

Если же сравнить положение среднего уровня граничной зоны с конечной глубиной карьера , полученной на основании сравнения

себестоимостей открытых и подземных горных работ (отрезки кривых 5 и 6), то можно отмстить, что глубина карьера, рассчитанная по предлагаемой методике, стала на 20% меньшей. Но вместе с тем суммарная прибыль от разработки всего месторождения повысилась почти на 7,5%. К тому же и интенсивность экологической нагрузки в районе горных работ снижается. Таким образом, в качестве критерия оптимизации положения граничной зоны при комбинированной разработке месторождения следует принимать суммарную валовую прибыль от совместного применения открытого и подземного способов добычи.

И, наконец, о факторе времени. Безусловно, что при обосновании основных технологических решений, рассчитанных на длительную перспективу, необходим учёт времени вложения капитала. В наибольшей мере современным требованиям отвечает интегральный экономический показатель - чистый дисконтированный доход (ЧДД). Вместе с тем достоверность оценки изменения коэффициента дисконтирования на сроки свыше 6 лет относительно невысокая, что делает практически неоправданным учёт фактора времени в тех проектных решениях, реализация которых превышает эти сроки. Поэтому при установлении граничной зоны между карьерным и шахтным полями, выемка запасов которых будет осуществляться через 6 и более лет, учитывать время вложения капитала не целесообразно. В случаях же проектирования карьера с меньшими сроками эксплуатации, в том числе при поэтапном расширении его границ в условиях, когда на месторождении не предполагается подземный способ, а также при необходимости четкого выделения границы внутри ранее установленной граничной зоны, в расчётах необходимо в полной мере учитывать факторы времени и рисков.

7. Исследование и обоснование технологических схем комбинированной разработки рудных месторождений с учётом качества руды и экологических последствий Разработкой и обобщением горнотехнологических схем занимались многие авторы. По открытым горным работам наибольший вклад в этом вопросе внесли профессора Е.Ф. Шешко, Н.В. Мельников, П.И. Томаков, Б.П. Юматов, B.C. Хохряков, Н.Д. Золотарёв, Н.Н. Медников и многие

другие. При этом с позиции изучаемой темы, то есть технологических схем добычи с формированием качества полезного ископаемого, следует отметить работы Г.Г. Ломоносова, Ф.Г. Грачёва, В.Н. Зарайского, В.Ф. Бызова, П.П. Бастана, П.Э. Зуркова, Г.В. Секисова, В.Г. Близнюкова Н.С. Буктукова, Ройзена, Эрперта и других учёных - специалистов в области открытых горных работ.

По систематизации технологических схем подземной добычи полезных ископаемых, в том числе с управлением их качеством, следует отметить работы Д.Р. Каплунова, Г.Г. Ломоносова, А.В. Старикова., АЛ. Кавтаськина В.В. Ершова, А.С. Давидовича, В.И. Левина, М.Ф. Шнайдера и В.А. Шестакова. Изучением и развитием технологических схем при комбинированной разработке рудных месторождений занимались Б. П. Юматов, В.А. Щелканов, А.Д. Черных, П.И. Гушко, В.В. Куликов, Д.М. Казикаев, А.А. Вовк, Г.И. Черный, П.Э. Зурков, Т.Х. Мухтаров, В.Н. Калмыков, М.В. Рыльникова. Вопросы качества рудопотоков в комбинированных (открыто-подземных) технологических схемах изучал Ю.И.Разорёнов. Вместе с тем, несмотря на наличие определенного количества работ по изучению технологических схем комбинированной разработки месторождений, необходимо отметить, что практически очень мало работ, в которых исследуются вопросы влияния технологических схем на качество добытой рудной массы, систематизации технологических схем с учетом этого признака и разработки на этой основе перспективных технологических решений.

В диссертации технологическая схема комбинированной разработки месторождения рассматривается как комплекс взаимосвязанных производственных процессов горных работ, осуществляемых при совместном функционировании карьера и подземного рудника в общем технологическом комплексе. Кроме производственных процессов открытых и подземных горных работ, комбинированные технологические схемы характеризуются также:

• структурой комплексной механизации горных, транспортных и вспомогательных работ в карьере и подземном руднике;

• открытым и подземным выработанными пространствами, в которых осуществляются производственные процессы горных работ и формируется качество рудной массы;

• рудо- и породопотоками, связывающими отдельные производственные процессы (а соответственно горные и транспортные машины) в единую технологическую систему.

В диссертации в основу классификации технологических схем комбинированной (открыто-подземной) добычи руд предлагается заложить базовые функциональные характеристики карьера и рудника - их рудопотоки. Рудопотоки целесообразно представить в виде системы векторов (рис. 6), каждый из которых характеризуется направлением, а также скалярной величиной:. производительностью рудопотока содержанием

Рис. 6. Систематизация комбинаций технологических схем открытой и подземной добычи с формированием качества рудной массы

компонентов в руде а; изменчивостью производительности 8д,

изменчивостью показателя качества руды , а также ценностно-стоимостными данными. В результате горно-технологическая схема превращается в носителя большого объёма информации об основных количественно-качественных и экономических показателях технологии добычи. Это создаёт благоприятные условия для рассмотрения неограниченного числа потенциально возможных сочетаний технологических схем открытой и подземной добычи в рамках непрерывной модели, а также для общей и дифференцированной оценки их основных технолого-экономических характеристик. При этом любые конкретные технологические схемы могут быть преобразованы из векторной формы в традиционную форму изображения.

Каждый из производственных процессов, входящих в технологическую схему, в принципе может выполняться различными способами. При этом и результаты выполнения производственных процессов будут разными. Так, отбойка руды в подземном руднике и буровзрывные работы в карьере могут осуществляться валово, селективно или с взрыворазделением руды и боковых горных пород. Причём конкретных вариантов таких работ и в карьере, и в руднике может быть множество. Аналогично погрузка руд разного качества (а также руды и пустой породы) в карьере или выпуск руды и её доставка в подземном руднике может осуществляться валово или раздельно. Раздельными (посортно) или валовыми могут быть рудничный и карьерный транспорт рудной массы и её складирование. В горных выработках подземного рудника и в контурах карьера могут выполняться работы по предконцентрации и сортировке рудной массы. Причём эти работы могут быть основаны на дискретных крупнопорционных, среднепорционных или мелкопорционных технологиях или на использования покусковых сепараторов. И в карьере, и в подземном руднике возможно также осуществление множества вариантов работ по стабилизации (усреднению) состава рудной массы. Причём технических возможностей для этого в подземном руднике больше, чем в карьере, поскольку в руднике более эффективно можно использовать силы гравитации в подземных бункерных системах. И, наконец, дозы смешивания порций рудной массы в подземном руднике (из-за меньших рабочих параметров горного и транспортного оборудования) ниже, что позволяет вести процессы усреднения более глубоко и результативно. Конечно, всё это связано с дополнительными затратами, но их необходимо соотносить с лучшими показателями качества добытой руды. Кроме того, технологические возможности открытых и подземных добычных работ значительно увеличиваются (особенно в золоторудной промышленности) с применением кучного и подземного выщелачивания бедных руд. В результате обобщения всех возможных вариантов работ формируется многовариантная динамическая модель совокупности производственных процессов добычи руды.

Из всего разнообразия технологических решений в рамках общей модели по экономическому критерию выявляются оптимальные варианты технологической схемы. Согласно данному алгоритму в диссертации были изучены и определены перспективные комбинации вариантов технологии открытой и подземной добычи, могущие обеспечить наиболее эффективное управление качеством руд.

8. Предлагаемые технологические решения и общая концепция разработки коренных золоторудных месторождений Эфиопии

Поскольку коренные золоторудные месторождения Эфиопии (на примере Лега-Демби) в основном представлены жильными залежами различной мощности (с глубинами проникновения в земную толщу до 1000 м и более), то оконтуривание запасов может осуществляться в виде:

• отдельных и сближенных жил, имеющих мощности от долей до нескольких метров с последующей их выборочной разработкой;

• рудных зон (штокверков) с общей мощностью рудной зоны до нескольких десятков метров, предопределяющей валовую выемку.

В обоих случаях, как правило, необходимо комплексное проектирование открыто-подземной разработки залежей с выделением в них граничной зоны между запасами карьера и подземного рудника в соответствии с положениями диссертации. При этом глубины карьеров должны устанавливаться из условия обеспечения наиболее полного и экономически эффективного освоения всех запасов месторождения с учётом минимального воздействия горного производства на окружающую природную среду. В этой связи нецелесообразно превышать оптимальные значения границ открытых горных работ. Глубины карьеров могут составлять, в зависимости от мощности залежей и других (природных, экономических, социальных) условий, от 100... 150 до 200...250 м. Более глубокие карьеры возможны для разработки мощных залежей в пустынных районах в условиях, когда подземные горные работы явно нецелесообразны.

При открытых добычных работах в верхней части месторождений необходимо стремиться к чёткой отработке запасов по контактам залежей, для чего необходимо параметры горных работ на этих участках снижать до разумного минимума, сокращая тем самым потери и разубоживание руды. Поэтому на добычных работах следует использовать скважины меньшего, чем на вскрышных работах, диаметра. Кроме того, может оказаться эффективным применение на добычных работах вместо экскаваторов колёсных погрузчиков в комплексе с автосамосвалами.

Для всех технологических вариантов добычных работ целесообразно создание на промплощадке карьера (рудника) пунктов предконцентрации золотосодержащих руд. Из отделённых при предконцентрации минеральных отходов возможно в дальнейшем доизвлечение остатков золота за счёт кучного выщелачивания. В подземной части технологии добычи золотосодержащих руд возможны следующие

33 I библиотека | С Петербург

< ОЭ зев ШШТ

Рис.7. Варианты технологий выемки руды из блока:

а - с раздельной выемкой и сухой закладкой выработанною пространства с бетонным покрытием слоёв (1 - рудопоток, 2 - закладка, 3 - бетон );

Ь — с валовой выемкой и закладкой выработанного пространства отходами предконцентрации (1 - сепаратор, 2 - закладка);

с -с валовой выемкой, призабойной предконцентрацией и подземным выщелачиванием отходов предконцентрации

(1 - пункт предконцентрации, 2 - слои утилизированных отходов, орошаемых химическими реагентами, 3 - окна в бетоне).

- Для выемки относительно мощных штокверковых месторождений применение традиционных систем разработки (с магазинированием руды, с подэтажными штреками, с подэтажным обрушением и др.) с массовой отбойкой и выпуском руды из очистного блока. При этом необходимо использовать технологии с призабойной или участковой предконцентрацией с последующим размещением минеральных отходов в выработанном пространстве, с подземным выщелачиванием остатков золота из этих отходов.

- Для извлечения относительно крупных (в том числе, сближенных) рудных тел необходимо стремиться выделять в каждом рудном теле очистные блоки, содержание металла в которых будет более высоким (не менее чем в 2...4 раза). Во втором случае выемку запасов из очистного блока можно производить одним из следующих вариантов технологиями подземной добычи (рис. 7):

• с раздельной выемкой жильной и породной массы с последующей закладкой породной массой выработанного пространства (рис. 7а);

• с валовой выемкой с призабойной предконцентрацией рудной массы в очистном блоке с последующей закладкой выработанного пространства отходами предконцентрации (рис. 7Ь);

• с валовой выемкой, призабойной предконцентрацией рудной массы и с подземным выщелачиванием отходов предконцентрации, утилизированных в выработанное пространство (рис. 7с).

В качестве основного доставочного оборудования рекомендуется при извлечении жил использовать малогабаритные погрузочно-доставочные машины с ёмкостью ковша менее 1 м3, например, "М1сго8соор 0Т-500ИЕ" с ковшом ёмкостью 0.4 м3, способных работать в горных выработках и забоях шириною 1.0 м. Подземную предконцентрацию можно осуществлять и в более стационарных (чем в призабойном пространстве) условиях, для чего оборудуются участковые пункты. Достоинством такого технологического решения является возможность использовать более мощную (в том числе, стационарную) технику и более совершенную организацию производства. Наиболее мощные общерудничные комплексы управления качеством руды оборудуются в околоствольных дворах рудников и на их поверхности. При этом могут быть созданы более благоприятные условия для применения покусковой сепарации, обеспечивающей самые лучшие результаты предконцентрации. Однако для покусковой сепарации золоторудной массы необходима организация более сложного производства с механическим дроблением, отмывкой и классификацией рудной массы по крупности кусков. Кроме того, следует учитывать, что по мере удаления от забоя в процессе многократных перегрузок происходит дополнительное перемешивание рудной массы, что усложняет процесс сепарации. Поэтому при применении предконцентрации и сортировки усреднение рудной массы желательно производить после процессов сепарации.

Рис. 8. Подземный усреднительный комплекс для совместной эксплуатации рудником и карьером

а и Ь - возможные трассы потока рудной массы из карьера, c - рудопсток подземного рудника.

Важным условием формирования качества рудной массы, обеспечивающим (наряду с относительно высоким содержанием золота) высокие показатели обогащения и извлечения золота на золотоизвлекательной фабрике, является стабилизация (усреднение) состава рудной массы. Подземный рудник обладает, по сравнению с карьером, значительно большими возможностями для более равномерного перемешивания рудной массы, поскольку в подземном руднике рудная масса, в процессе добычных работ, подвергается более интенсивному физическому воздействию, связанному с выпуском, доставкой, перепуском и другими процессами. Кроме того, в подземном руднике ввиду меньшей мощности горного и транспортного оборудования дозы смешивания рудной массы меньшие, что создаёт условия для относительно лучшего, чем в карьере, усреднения состава руды. Поэтому при перепуске рудной массы, добытой в карьере, через систему подземных горных выработок обеспечиваются более высокие показатели стабилизации качества рудной массы. Ещё более улучшаются эти показатели при применении подземных усреднительных систем. Достоинства таких усреднительных систем, по сравнению с усреднительными складами, расположенными на земной поверхности, в том числе и карьерных, заключаются в значительно меньшем их воздействии на окружающую среду.

На рис. 8 показан один из вариантов комбинированной технологической схемы с подземным усреднительным комплексом, который способен эффективно обслуживать общий рудопоток карьера и подземного рудника. Как альтернативный этому варианту может быть усреднительный склад на поверхности, состоящий из трёх штабелей, один из которых находится в состоянии отгрузки, второй - в загрузке и третий - в резерве.

Поскольку очевидно, что в будущем на территории Эфиопии будет осуществляться интенсивная эксплуатация большого числа месторождений полезных ископаемых, то в интересах государства должна быть разработана научнообоснованная концепция основных положений этого развития. Благоприятным обстоятельством является то, что пока горное производство в силу своего слабого развития не нанесло непоправимого ущерба окружающей природной среде. Поэтому ещё есть время для поиска технологических способов и средств, максимально соответствующих современным и будущим условиям страны. Использование же традиционных технологий, применяемых при освоении большинства месторождений полезных ископаемых в развивающихся странах, грозит недополучением потенциально возможных прибылей и серьезными нарушениями среды обитания с весьма негативными последствиями.

Первая, предлагаемая для условий Эфиопии, концептуальная позиция заключается в необходимости своевременно предусмотреть для разработки коренных золоторудных месторождений (с крутым падением и с глубоким проникновением рудных тел) комбинированную (открыто-подземную) технологию разработки. При этом важной горно-технологической проблемой является оптимальное обоснование для каждого из месторождений границ

между способами разработки. Необходимо понимать, что чрезмерное углубление карьеров приводит не только к интенсивному удорожанию добычи, но и к лавинообразному усилению негативного воздействия всего комплекса производств на окружающую среду. При расчётах следует исходить из интегральных интересов государства в целом, объективно учитывая все достоинства и последствия разных технологий добычи.

Второе концептуальное положение состоит в необходимости сокращения при подземной разработке штокверковых зон с максимальным выделением относительно крупных жил и других рудных тел, пригодных для их раздельной выемки. При этом разработка относительно бедных руд в карьере и в руднике, образовавшихся в результате выделения штокверковых зон, должна сопровождаться применением предконцентрации рудной массы на основе современных радиометрических средств контроля качества рудной массы и её сепарации. Для доизвлечения золота из отходов предконцентрации, особенно при добыче окисленных руд, необходимо предусмотреть технологии кучного (в карьере и на поверхности рудника), а также подземного выщелачивания. После выщелачивания отходы предконцентрации вместе с заведомо пустыми породами должны утилизироваться в выработанном пространстве карьера и рудника.

Третье положение. При проектировании разработки месторождения комбинированным (открыто-подземным) способом следует создавать максимально возможное количество общих для карьера и рудника производственных объектов, что позволит существенно снизить не только общие производственные затраты, но и уменьшит площади отчуждаемых земель.

И, наконец, четвёртое положение заключается в том, что за критерий эффективности вариантов технологий разработки месторождения следует принимать суммарную прибыль от эксплуатации месторождения в целом, с учётом относительного экологического воздействия комплекса горнодобывающего, обогатительного и золотоизвлекательного производств, оцениваемого по предлагаемой в диссертации методологии.

Расчёт экономической эффективности для условий месторождения "Лега-Демби" выполнялся укрупнённо и отдельно по группам технологических решений. Так, с применением предлагаемой методологии разграничения карьерного и рудничного полей обеспечивается повышение валовой прибыли примерно на 10% по сравнению с использованием традиционной методики проектирования, что для рассматриваемого варианта составляет порядка 18 млн. долл. Ш.

Оценивая эффективность от реализации технологических решений с предконцентрацией рудной массы, мы исходили из того, что при этом происходит:

• экономия средств на выполнение наиболее трудоёмких производственных процессов доставки, внутрирудничного

транспорта, подъёма и транспорта руды до обогатительной фабрики;

• увеличение выпуска продукции (золота) из-за роста извлечения металла и его выхода при переработке концентрированной руды;

Для расчёта приняты следующие исходные значения:

- общее сокращение пустых пород, выдаваемых из рудника в составе рудной массы, при новой технологии в среднем составляет 50%;

- повышение содержания золота в добытой рудной массе при традиционной технологии - 4 г/т, а при новой - 8 г/т;

- если мощность предприятия по товарному золоту при традиционной технологии составляет 4 т/год, то она быть достигнута при снижении добычи рудной массы вдвое. С сохранением же объёмов добычи руды на прежнем уровне достигается двойное увеличение производства золота.

Расчётная экономическая эффективность технологических решений по управлению качеством рудной массы оценивалась сравнением конечных результатов при новой и традиционной технологиях. В качестве базового критерия был принят чистый дисконтированный доход предприятия:

где - соответственно длительность периода, на который ведётся расчёт и шаг расчёта; Ц( - цена золота в t-м году; - объём производства золота в ^м году; К^С^А/ - соответственно капитальные и эксплуатационные затраты и амортизационные отчисления в t-м году; Е -норма дисконта, принятая равной ставке за банковский кредит.

В результате укрупнённых расчётов по реализации предлагаемых решений только в части повышения качества рудной массы получено превышение валовой прибыли более чем на 2,5 млн. долл. в год по сравнению с традиционной технологией. В данных расчётах не была учтена дополнительная экономия средств от снижения нагрузки на окружающую природную среду. Эта экономия возникает из-за снижения затрат на приобретение и аренду земельных площадей и в связи с экономией части затрат на рекультивацию земель и другие восстановительные операции по сравнению с традиционной технологией.

Заключение

В диссертации, на основе выполненных автором исследований, изложены научно обоснованные технические и технологические решения, внедрение которых будет способствовать ускоренному развитию экономики Эфиопии.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Выявлены основные мировые тенденции в современном развитии комбинированных (открыто-подземных) технологий разработки рудных месторождений. Направления этого развития определяются необходимостью дальнейшего повышения эффективности эксплуатации глубоко проникающих в земную толщу залежей. Наряду с традиционными проблемами (такими, как: геомеханика в условиях взаимного влияния открытых и подземных горных работ, обоснование конечной глубины карьера, установление во времени и в пространстве порядка проведения открытых и подземных горных работ, выбор технологических схем горных работ в карьере и в руднике), всё острее возникают проблемы более эффективного управления качеством руды при её добыче, а также вопросы экологии. Все эти проблемы необходимо максимально учитывать на базе интеграции технологических схем карьера и рудника при комплексном проектировании горных предприятий. Оптимальное решение этих проблем важно для будущего развивающихся стран, обладающих значительным потенциалом минеральных ресурсов.

2. Установлено, что комбинированная (открыто-подземная) разработка рудных месторождений может создать дополнительные возможности для повышения качества руды в процессе её добычи, а также для сокращения темпов загрязнения окружающей среды. Достигнуть этих результатов можно за счёт рационального сочетания технологий открытых и подземных горных работ, путём максимального использования технологических достоинств каждого из способов разработки при их комбинации, с внедрением в производство новых технических и технологических решений.

3. Традиционные способы повышения качества руд за счёт селективных технологий очистных работ для современного горного производства, оснащаемого мощной и дорогостоящей техникой, неэффективно, поскольку эта техника не предназначена для селективной выемки. Использование в этих условиях селективных технологий приводит к значительному недоиспользованию мощности горного оборудования и соответственно к значительному удорожанию горных работ. Основные способы формирования качества руды при её добыче в настоящих условиях должны базироваться на крупно-, средне- и мелкопорционной предконцентрации с применением рентгенорадиометрических сепараторов в сочетании со стабилизацией состава рудной массы в подземных и поверхностных усреднительных системах. Такая технология способна обеспечить повышение содержания металла в добытой руде в два и более раз, снизив объём пустых пород в составе рудной массы на 40...60%.

4. Показано, что перепуск рудной массы из карьера через подземные горные выработки способствует повышению стабильности качества руды в 3...6 раз, что объясняется многократным её перемешиванием при гравитационном перемещении и перегрузочных работах в технологической

схеме подземного рудника, а также - меньшими, чем в карьере, порциями смешивания.

5. Доказано, что при традиционном методе обоснования границ между карьером и подземным рудником, основанным на сравнении контурного и граничного коэффициентов вскрыши, в современных условиях применения открыто-подземного способа разработки месторождений недостаточно учитываются интересы подземных горных работ, а также - в целом эффективность разработки месторождения.

6. Предложено при проектировании комбинированной разработки рудных месторождений руководствоваться принципами разграничения карьерного и рудничного полей, согласно которым следует:

• производить совместное проектирование карьера и подземного рудника;

• устанавливать между ними не чёткую границу, а граничную зону по высоте яруса, в пределах которой одинаково выгодно вести разработку этих запасов как одним, так и другим способом, в том числе и совместно;

• сохранять для подземных горных работ определённые объёмы и промышленную ценность запасов руды, которые бы обеспечивали экономическую целесообразность строительства подземного рудника при наиболее полном и эффективном использовании ресурсов месторождения;

• в качестве критерия эффективности проекта комбинированной разработки месторождения рекомендуется использовать показатель валовой прибыли. При достижении горными работами граничной зоны в сроки свыше 6 лет нецелесообразно на этой стадии проектирования учитывать время вложения капитала, финансовые риски и другие факторы, которые не могут быть достаточно точно спрогнозированы па эти сроки.

7. Рекомендовано при совместном проектировании карьера и подземного рудника использовать интегральный принцип, согласно которому необходимо стремиться к получению наиболее выгодных общих экономических показателей, а не исходить из интересов каждого из производств в отдельности.

8. В качестве критерия оценки относительного воздействия на природную среду различных вариантов горных технологий предложено использовать разработанный в диссертации комплексный показатель , учитывающий площади земной поверхности, нарушенных горными и перерабатывающими руду производствами, масштабы добычи и качество добытой руды.

9. Разработана оригинальная систематизация технологических схем комбинированной разработки рудных месторождений, в основу которых заложена динамичная система рудопотоков, позволяющая оптимизировать технологию добычных работ в рамках общей модели.

10. Предложена концепция освоения золоторудных месторождений Эфиопии, базирующаяся на учёте особенностей горно-геологических и

социальных условий основных золоторудных месторождений страны, а

также на принципах рационального сочетания способов разработки

месторождений с учётом современных достижений горной науки.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Ломоносов Г.Г., Чала Дечасса Кебеде. Экология и комбинированная разработка рудных месторождений. - Маркшейдерия и недропользование. - 2002,- №4.

2. Чала Дечасса Кебеде. Направление решения проблемы снижения воздействия горного производства на окружающую среду при комбинированной разработке рудного месторождения // Мат -лы первой международной конференции "Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр". - М.; - 2002.

3. Чала Дечасса Кебеде, Аданеч Бархану Вольдьсеньет. Горноэкологические проблемы в Эфиопии // Мат -лы восьмой международной научно-технической конференции по проблемам наукоёмких химических технологий. - Уфа, 2002.

4. Чала Дечасса Кебеде. Эколого-правовые проблемы, гражданско-правовая ответственность и возмещение ущерба в Эфиопии при ведении горных работ. //Мат-алы восьмой международной научно-технической конференции по проблемам наукоёмких химических технологий. - Уфа: 2002.

5. Ребриков Д.Н., Чала Дечасса Кебеде. О систематизации технологических схем комбинированной (открыто-подземной) разработки рудных месторождений. У1 международная конференция "Новые идеи в науках о Земле".- М.: 2003.

6. Ребриков Д.Н., Чала Дечасса Кебеде, Дюдин Ю.К. Геоэкологические проблемы добычи и переработки техногенного сырья при комбинированном способе разработки месторождений. //У1 международная конференция "Новые идеи в науках о Земле". - М.Г 2003.

7. Ломоносов Г.Г., Чала Дечасса Кебеде. Принципы формирования качества руды при комбинированной разработке рудного месторождения. - Горн, инф.-анал. бюл. - 2003, - №2.

8. Ломоносов Г.Г., Чала Дечасса Кебеде. Экологические аспекты комбинированной разработки рудных месторождений. Горн, инф.-анал. бюл.- 2003, №2.

9. Ребриков Д.Н., Чала Дечасса Кебеде, Дюдин Ю.К. Геоэкологические проблемы по обоснованию технологий утилизации отходов горнорудного производства. // У1 международная конференция: "Новые идеи в науках о Земле". - М.: 2003.

10. Чала Дечасса Кебеде. Методика обоснования границ между карьерным и шахтным полями. Горн, инф.-анал. бюл. - 2003, №5.

11.Ломоносов Г.Г., Чала Дечасса Кебеде. Новый подход к обоснованию границ между карьерным и шахтным полями. // П Международная науч.-

42

техн. конф.: "Комбинированная геотехнология. Развитие способов добычи и безопасность горных работ". - Магнитогорск, 2003.

12. Бугров В.А., Чала Дечасса Кебеде. Состояние минерально-сырьевой базы Эфиопии. Горный журнал, - 2003, №7.

П.Ломоносов Г.Г., Манкевич В.В., Чала Дечасса Кебеде. К вопросу методологии разграничения карьерного и шахтного полей при комбинированной разработке рудных месторождений. - Горный журнал, 2003, №9.

14. Чала Дечасса Кебеде, Аданеч Бархану Вольдьсеньет. Извлечение полезных ископаемых как решение проблемы экологической безопасности. // Мат.-лы УП Международной конференции студентов и молодых учёных "Экологическая безопасность как ключевой фактор устойчивого развития ". - МГГУ, 2003, (в печати).

15. Чала Дечасса Кебеде. Экология и общая концепция разработки коренных золоторудных месторождений Эфиопии. // Мат -лы У11 Международной конференции студентов и молодых учёных: "Экологическая безопасность как ключевой фактор устойчивого развития ". - МГТУ, 2003, (в печати).

16. Чала Дечасса Кебеде. Пути снижения экологической нагрузки при комбинированной разработке рудных месторождений. // Мат-лы У11 Международной конференции студентов и молодых учёных "Экологическая безопасность как ключевой фактор устойчивого развития ". - МГГУ, 2003, (в печати).

Подписано в печать 22. 01. 2004 г. Формат 60x30/16

Объём 2 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 569

Типография Московского государственного горного университета 1119991, ГСП-1, Москва, Ленинский пр., д. 6

чм 07 98

Содержание диссертации, доктора технических наук, Чала Дечасса Кебеде

Введение.

1. Анализ теории и современных тенденций комбинированной разработки рудных месторождений.

1.1. Основные положения, актуальность проблемы.

1.2. Обзор практики открыто-подземной разработки месторождений твёрдых полезных ископаемых.

1.3. Анализ научных работ по тематике комбинированной геотехнологии.

1.4. Современные аспекты комбинированной геотехнологии.

1.5. Цель, задачи и методы исследования.

2. Проблема обеспечения качества продукции современных горнорудных предприятий.

2.1. Сущность проблемы качества рудного сырья.

2.2. Зависимость эффективности перерабатывающих производств от вещественного состава руд.

2.3. Значение стабильности качества продукции горнодобывающего предприятия.

2.4. Принципы управления качеством рудной массы при добыче открытым и подземным способами.

2.5. Технологии добычи с предконцентрацией и рудосортировкой рудной массы.

2.6 Стабилизация качества руд в карьере и подземном руднике.

2.7. Технологическая эффективность процессов управления качеством руд при их добыче.

3. Экологический аспект проблемы комбинированной разработки рудных месторождений.

3.1 Основные положения воздействия горного производства на окружающую среду.

3.2. Пути снижения экологической нагрузки при комбинированной разработке рудных месторождений.

3.3. Обоснование критерия экологичности горного производства.

4. Научно-технический анализ и совершенствование методологии установления границ между открытыми и подземными горными работами при комбинированной разработке залежей.

4.1 Принципы обоснования границ между открытыми и подземными горными работами.

4.2. Анализ современных методологий разграничения рабочих зон карьера и подземного рудника.

4.3. Исследования и совершенствование методологии обоснования границ между открытыми и подземными горными работами.

4.3.1. Анализ влияния некоторых природных, технологических и экологических факторов на границу между способами добычи руды при использовании принципа равенства текущих затрат или текущей прибыли.

4.3.2. Исследование зависимости границы между открытыми и подземными способами добычи руды по критериям "суммарные затраты" и "суммарная валовая прибыль".

4.4. Методика оптимизации границ открытых и подземных горных работ, а также зоны совместной открыто-подземной разработки.

5. Исследование и обоснование технологических схем комбинированной разработки рудных месторождений с учетом качества добычи и экологических последствий.

5.1. О сущности и классификации способов, систем и технологических схем комбинированной разработки месторождений.

5.2. Систематизация комбинаций технологических схем совместной открыто-подземной добычи руд.

5.3. Количественно-качественная характеристика технологических схем комбинированной разработки рудных месторождений.

6. Основные золоторудные месторождения Эфиопии и особенности условий их освоения.

6.1 Общие сведения о потенциале горнорудного производства Эфиопии.

6.2. Геологические и горно-технические условия золоторудного месторождения Лега- Демби.

6.3. Предлагаемые технологические решения.

6.4. Общая концепция разработки коренных золоторудных месторождений Эфиопии.

6.5. Эффективность технологических решений.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Исследование и развитие комбинированной (открыто-подземной) геотехнологии с учетом качества руды и экологических последствий"

Актуальность проблемы. Дальнейшее развитие теории и технологии комбинированной (открыто-подземной) разработки рудных месторождений является важнейшим условием повышения эффективности горного производства. Эта проблема имеет множество аспектов, из которых в наибольшей мере изучались вопросы установления границ между открытыми и подземными горными работами; геомеханики массивов горных пород в связи с взаимовлиянием горных работ в карьере и подземном руднике; общие методологические вопросы, в частности, классификации основных технологических решений; переоценки запасов и др. В меньшей степени изучены такие стороны проблемы, как использование особенностей комбинированной разработки для более эффективного управления качеством продукции горного производства, а также для снижения интенсивности воздействия горных работ на окружающую природную среду и повышения использования ресурсов земных недр.

Диссертация посвящена решению этих аспектов весьма широкой проблемы совершенствования комбинированной (открыто-подземной) разработки на примере золоторудных месторождений Эфиопии.

Работа выполнялась в Московском государственном горном университете в соответствии с программами НИР по темам: "Развитие теории и создание малоотходных ресурсосберегающих технологий открытой и подземной добычи твёрдых полезных ископаемых" (госбюджетная НИР №ТО - 332 ДС); "Развитие теории и методологии квалиметрии в геотехнологии" (раздел в госбюджетной НИР МДГ - 459 ДС).

Цель работы: дальнейшее развитие теории и технологии комбинированной (открыто-подземной) разработки коренных золоторудных месторождений и создание на этой основе условий для существенного улучшения технолого-экономических показателей производства.

Идея работы заключается в том, что при принятии основных технологических решений предлагается использовать то обстоятельство, что при комбинированной (открыто-подземной) разработке месторождений могут быть созданы относительно более благоприятные условия для существенного улучшения качества добытой руды и уменьшения общих экологических последствий горного производства.

Методы исследования'. анализ и обобщения в области теории и мировой практики комбинированной разработки рудных месторождений;

- теория вероятностей и математическая статистика;

- экономико-математическое моделирование;

- аналитические и графоаналитические исследования.

Основные положенияt защищаемые в диссертации:

1. Комбинированная (открыто-подземная) разработка рудных месторождений способна существенно увеличить потенциал горного производства в области повышения качества руды. Дополнительные возможности повышения качества руды при её добыче возникают за счёт рационального сочетания элементов технологических схем открытых и подземных горных работ с созданием условий для более полного использования достоинств каждого из способов разработки.

2. При современном горнодобывающем производстве с его мощным и дорогостоящим оборудованием традиционные способы повышения качества руды, основанные на применении селективных технологий отбойки и выемки, как правило, неэффективны из-за значительного недоиспользования производственного потенциала горных и транспортных машин. Более перспективными способами управления качеством руды являются технологии добычи с крупно- и мелкопорционной предконцентрацией, сортировкой, а также с усреднением рудной массы, основанные на использовании рентгенорадиометрических средств сепарации и оперативного контроля качеством. Технологии добычи с внутрирудничной предконцентрацией при сохранении высокой производительности горного и транспортного оборудования по объёму добытой рудной массы могут на 40.60% снизить количество пустой породы в добытой руде, вдвое увеличив в ней содержание и общее количество металла, создавая более благоприятные условия для общего повышения эффективности горнометаллургического производства. Перепуск рудной массы, добытой в карьере, через подземный технологический комплекс рудника позволяет повысить стабильность качества руды в 2.3 раза. При использовании же для этих целей специальных подземных усреднительных систем, реально повышение коэффициента усреднения карьерной рудной массы в 5.8 раз.

3. Существующие методы обоснования границ между карьером и: подземным рудником, базирующиеся на сравнении граничного и контурного коэффициентов вскрыши, в современных условиях комбинированной (открыто-подземной) разработки становятся недействительными, так как в них недостаточно отражены интересы подземного рудника и эффективность разработки месторождения в целом. На первой стадии выполнения комплексного проекта следует устанавливать не конечную глубину карьера, а - некую пространственную граничную зону, в пределах которой должна быть одинаково выгодна разработка запасов руды открытым, подземным или совместным открыто-подземным способами. Окончательное решение о границах между карьерным и рудничным полями должно приниматься как можно ближе ко времени подхода горных работ к этой зоне.

4. При проектировании положения граничной зоны между открытыми и подземными горными работами необходимо соблюдение 6 важнейшего условия — сохранение для подземных горных работ такого количества и суммарной ценности балансовых запасов руды, которые бы обеспечивали экономическую 1{елесообразностъ строительства подземного рудника при наиболее полном использовании ресурсов месторождения в г(елом. В качестве критерия оптимальности положения граничной зоны между карьерным и рудничным полями следует использовать показатель общей прибыли от комбинированной разработки месторождения. На первых стадиях комплексного проектирования ввиду относительно малой достоверности прогноза коэффициента дисконтирования нецелесообразно учитывал» факторы времени вложения капитала и рисков, если сроки подхода горных работ к граничной зоне превышают 6 лет после выполнения проекта.

5. Комбинированная (открыто-подземная) разработка твёрдых полезных ископаемых при рациональном сочетании и определённых технологических решениях по открытым и подземным горным работам может обеспечить заметное смягчение общих негативных последствий горного производства на окружающую природную среду. Одно из условий этого - максимально возможное совмещение производственных объектов карьера, рудника и смежных производств. Проектирование общего производственного комплекса карьера и подземного рудника должно осуществляться на интегральной основе, а не в интересах каждого из производств в отдельности- В качестве критерия комплексной оценки воздействия горных технологий на окружающую среду рекомендуется использовать предложенный в диссертации комплексный показатель Д, учитывающий площадь земель, нарушаемых горным и перерабатывающим производствами, масштабы добычи и качество добытой руды.

6. Разработанная в диссертации оригинальная систематизация технологических схем комбинированной (открыто-подземной) разработки рудных месторождений, базирующаяся на использовании важной функциональной характеристики горного производства - рудопотока, наиболее полно (количественно и качественно) отражает содержание горнотехнологических схем. Предложенная структура систематизации представляет собой динамичную систему множества векторов, в рамках которой можно более объективно оптимизировать комбинации открыто-подземных технологических схем и управлять ими в процессе их функционирования.

В диссертации предложена концепция рационального освоения золоторудных месторождений Эфиопии, основанная на разработанных в диссертации принципах рационального сочетания способов добычи с учётом современных достижений горной науки и технологий, в которой учитываются особенности природных и социальных условий, а также перспективы развития экономики государства.

Научная новизна работы заключается в следующем: выполнен научно-технический анализ состояния способов комбинированной (открыто-подземной) разработки рудных месторождений, в результате которого установлены актуальные направления их развития с учётом качества добытых руд и экологических последствий от горного и перерабатывающих производств; на основе изучения проблемы качества рудо-минерального сырья, сформулированы принципиальные условия и пути совершенствования комбинированной разработки рудных месторождений. Доказано, что комбинированная (открыто-подземная) технология добычи создаёт дополнительные возможности для более эффективного управления качеством руд и снижением воздействия на окружающую среду, чем в отдельности открытый и подземный способы; выявлены основные факторы воздействия комбинированных (открыто-подземных) технологий разработки на окружающую среду и предложен новый критерий относительной экологической опасности горного производства, основанный на совместном учёте факторов: площадь земель, нарушенных горными и перерабатывающими предприятиями; объём добычи и качество добытой руды; разработаны научные принципы методологии разграничения карьерного и рудничного полей, обеспечивающей наилучшее использование запасов и наиболее эффективную эксплуатацию месторождения в целом; предложена систематизация комбинированных технологических схем, основанная на количественно-качественной оценке системы рудопсггоков, отображаемых в векторном виде, с обозначением их направлений и количественных характеристик по объёму, качеству руды и изменчивости этих показателей во времени и в пространстве; установлен ряд зависимостей комбинированного (открыто-подземного) горного производства, связанных с качеством руды и экологическими последствиями при различных условиях разработки рудных месторождений.

Достоверность научных положений и результатов исследования обеспечена надёжностью и представительностью исходных данных, сходимостью результатов моделирования и статистической оценкой установленных взаимосвязей.

Практическое значение работы состоит в следующем: выявлены перспективные направления развития методов управления качеством руды при комбинированной (открыто-подземной) разработке месторождения; разработаны конкретные технологические схемы добычных работ в зоне совместной разработки, включающие в себя процессы предконцентрации и усреднения, позволяющие существенно улучшить качество добытой руды, уменьшить воздействие на окружающую среду и снизить затраты в сфере добычи и переработки;

- предложенная в работе методология относительной оценки воздействия горных работ на окружающую природную среду позволяет производить градацию различных вариантов технологических решений, в том числе и при комбинированной разработке месторождений, и способствует более обоснованному выбору технологий горных работ; разработанная в диссертации методика разграничения карьерного и рудничного полей создаёт благоприятные условия для повышения эффективности разработки месторождения в целом и существенного улучшения использования его минеральных ресурсов; на основе разработанной систематизации технологических схем комбинированной (открыто-подземной) добычи руды представляются реальные возможности для создания гибких комбинаций производственных процессов добычи золотосодержащих руд с учётом конъюнктуры рынка; предложенная в работе концепция будущего освоения коренных золоторудных месторождений Эфиопии определяет условия для наиболее эффективного извлечения запасов недр при максимально возможном сохранении природной среды.

Личный вклад автора диссертационной работы заключается в организации и выполнении исследований, теоретическом и научнометодическом обосновании методик и выполнении конкретных технологических решений.

Реализация работыв Разработанные по результатам исследований научно-методические материалы предложены для практического применения министерству промышленности Эфиопии. В учебный процесс МГТУ внедрены методика разграничения карьерного и рудничного полей, систематизация комбинированных горно-технологических схем и методика относительной экологической оценки технологических решений.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на международных конференциях и семинарах, в том числе: "Неделя горняка" в Московском государственном горном университете (в 2002, 2003 гг.); "Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр" в Российском государственном университете Дружбы народов (2002 г.); "Наукоёмкие химические технологии - 2002" (г. Уфа, 2002 г.); "Новые идеи в науках о земле" в Московском государственном геологоразведочном университете" (2003 г.); "Экологическая безопасность как ключевой фактор устойчивого развития" в Московском государственном горном университете (2003 г.); "Комбинированная геотехнология: развитие способов добычи и безопасность горных работ" в Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова (2003 г.).

Публикации. Всего по теме диссертации автором написано и сдано в печать 16 статей. К моменту представления диссертации к защите опубликованы статьи в Горном журнале (2 шт.), в Горном информационно-аналитическом бюллетене (3 шт.), в журнале "Маркшейдерия и недропользование" (1 шт.), а также в других изданиях (7 шт.), в которых отражены основные результаты исследования.

Объём работы. Диссертация состоит из 283 страниц машинописного текста, включающих введение, шесть глав и заключение, а также 86 рисунков, 21 таблицу и список использованной литературы из 263 наименований и 16 работ автора диссертации.

Заключение Диссертация по теме "Теоретические основы проектирования горно-технических систем", Чала Дечасса Кебеде

Выводы по гл. 5;

1. При изучении технологических схем комбинированной разработки рудных месторождений для характеристики рудопотоков, начиная от выпуска рудной массы, целесообразно использовать вероятностно- статистические показатели. И лишь для оценки изменчивости качества руды в недрах необходимо использовать другие характеристики, учитывающие распределение содержания компонентов в пространстве.

2. Для решения практических задач управления качеством руды и его прогнозирования, в том числе при комбинированной разработке чрезмерное переусложнение аналитических моделей, например, созданием их на базе теории случайных функций не целесообразно. Основной причиной этого является отсутствие банка реальных данных о фактических параметрах входящих в эти модели величин.

3. Одной из наиболее важных характеристик, от которых зависит степень изменчивости показателей качества в рудопотоке, является величина п, определяющая количество исходных элементов в истоках технологической схемы (число забоев, выпускных дучек, очистных участков и др.), количество средств погрузки руды (ПДМ) и др. Аналогично влияет на конечные результаты трансформации качества руды и количество производственных процессов, участвующих в технологической схеме. По этой причине перепуск рудной массы из карьера в подземные горные выработки обеспечивает значительное положительное воздействие на качество рудопотока.

6. Основные золоторудные месторождения Эфиопии и особенности условий их освоения.

6.1 Общие сведения о потенциале горнорудного производства

Эфиопии.

Республика Эфиопия (рис.6.1.) расположена на севера- востоке Африки. Граничит с Суданом, Эритреей, Джибути, Сомали и Кенией. Территория страны составляет 1,1 млн. км2. Население- около 65 млн. чел. (середина 2000 г.).

По рельефу Эфиопию принято делить на три крупных района: Эфиопское нагорье, Сомалийское плато и впадину Эфиопского рифта, переходящую в депрессию Афар. Около 40% территории страны располагается выше 1500м над уровнем моря и природно- климатические различия определяются, прежде всего высотной зональностью. Горнодобывающая промышленность Эфиопии развита пока ещё недостаточно. Но с 1991г., когда Правительство страны приняло решение о переходе к рыночной экономике, темпы развития этой отрасли (как и других) значительно ускорились. Так, за 10 лет с 1991 г. по 2001 г. доля горной промышленности в ВВП страны возросла с 0,5 до 5,0%. При этом на долю производства цементного сырья приходится 50,7% общей стоимости продукции горной промышленности, соли 24,9%, золота 11,3%, строительного камня 4,4% [242, 245]. В этом определенную положительную роль сыграл приход в экономику страны целого ряда иностранных компаний.

В Эфиопии известны залежи различных полезных ископаемых (см.табл.6.1). В позднепротерозойских складчатых поясах размещаются месторождения и проявления золота, платины, меди, свинца, цинка, железа, редких металлов, графита, талька, асбеста и ряда других полезных ископаемых. К фанерозойским отложениям платформенного чехла приурочены газ и проявления нефти, индустриальное сырье и строительные материалы. Молодые осадочные отложения рифтовых впадин содержат месторождения галита, калийных солей, соды, гипса, серы. Молодые вулканогенные образования включают месторождения серы. Кроме того, страна обладает большими запасами термальных вод, связанных с вулканической деятельностью в рифтовых зонах

Список основных месторождений полезных ископаемых Эфиопии

Заключение.

В диссертации, являющейся квалификационной работой, на основе выполненных автором исследований, изложены научно обоснованные технические и технологические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики государства — Эфиопия.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Выявлены основные мировые тенденции в современном развитии комбинированных (открыто-подземных) технологий разработки рудных месторождений. Направления этого развития определяются необходимостью дальнейшего повышения эффективности эксплуатации глубоко проникающих в земную толщу залежей. Наряду с традиционными проблемами (как-то: геомеханики в условиях взаимного влияния открытых и подземных горных работ, обоснования конечной глубины карьера, установления во времени и в пространстве порядка проведения открытых и подземных горных работ, выбора технологических схем горных работ в карьере и в руднике), всё острее возникают проблемы эффективного управления качеством руды при её добыче, вопросы экологии, большей интеграции технологических схем карьера и рудника. Все эти проблемы

Ш необходимо максимально учитывать при проектировании горных предприятий в развивающихся странах, особенно там, где имеются потенциальные условия для создания и развития мощного горного производства.

2. Установлено, что комбинированная (открыто-подземная) разработка рудных месторождений может создать дополнительные возможности для повышения качества руды в процессе её добычи, а также для сокращения темпов загрязнения окружающей среды. Достигнуть этих результатов можно за счёт рационального сочетания технологий открытых и подземных горных работ, путём максимального использования технологических достоинств каждого из способов разработки при их комбинации и внедрения в производство новых технических и технологических решений.

3. Традиционные способы повышения качества руд за счёт селективных технологий очистных работ для современного горного производства, оснащаемого мощной и дорогостоящей техникой, не эффективно, поскольку эта техника не предназначена для селективной выемки. Использование в этих условиях селективных технологий приводит к значительному недоиспользованию её мощности и, соответственно, к удорожанию горных работ. Основными способами формирования качества руды при её добыче в настоящих условиях должны базироваться на крупно-, ю средне- и мелкопорционной- предконцентрации с применением рентгенорадиометрических сепараторов в сочетании со стабилизацией состава рудной массы в подземных и поверхностных усреднительных системах. Такая комплексная технология способна обеспечить повышение содержания металла в добытой руде в 3.5 и более раз, снизив объём пустых пород в составе рудной массы на 40. .60%.

4. Показано, что перепуск рудной массы из карьера через подземные горные выработки способствует повышению стабильности качества руды в 3.6 раз, что объясняется многократными её перепусками и перегрузками в технологической схеме подземного рудника, а также — меньшими, чем в карьере, порциями смешивания.

5. Доказано, что традиционный метод обоснования границ между карьером и подземным рудником, основанный на сравнении контурного и граничного коэффициентов вскрыши, в современных условиях применения открыто-подземного способа разработки месторождений не действителен, так как при этом не достаточно учитываются интересы подземных горных работ, а также - в целом эффективность разработки месторождения.

6. Предложено при проектировании комбинированной разработки рудных месторождений руководствоваться принципами разграничения карьерного и рудничного полей, согласно которых необходимо:

• производить совместное проектирование карьера и подземного рудника;

• устанавливать между ними не чёткую границу, а граничную зону по высоте яруса, в пределах которой одинаково выгодно вести разработку этих запасов как одним, так и другим способом, в том числе и совместно;

• сохранение для подземных горных работ определённых объёмов и ценности запасов руды, которые бы обеспечивали экономическую целесообразность строительства подземного рудника при наиболее полном и эффективном использовании ресурсов месторождения;

• в качестве критерия эффективности проекта комбинированной разработки месторождения рекомендуется использовать показатель валовой прибыли. При достижении горными работами граничной зоны в сроки свыше 8 лет не целесообразно на этой стадии проектирования учитывать время вложения капитала, финансовые риски и другие факторы, которые не могут быть достаточно точно спрогнозированы на эти сроки.

7. Рекомендуется при; совместном проектировании карьера и подземного рудника использовать интегральный принцип, согласно которому необходимо стремиться к получению наиболее выгодных общих экономических показателей, а не исходить из интересов каждого из производств в отдельности.

8. В качестве критерия оценки относительного воздействия на природную среду различных вариантов горных технологий рекомендуется использовать, разработанный в диссертации, комплексный показатель Л, учитывающий площади земной поверхности, нарушенных горными и перерабатывающими руду производствами, масштабы добычи и качество добытой руды.

9. Предложена оригинальная систематизация технологических схем комбинированной разработки рудных месторождений, основанная на направлениях, а также их количественных и качественных характеристиках рудопотоков.

10. Разработана концепция освоения золоторудных месторождений Эфиопии, базирующаяся на учёте особенностей горно-геологических и социальных условий основных золоторудных месторождений страны, а также на принципах рационального сочетания способов разработки месторождений с учётом современных достижений горной науки.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Чала Дечасса Кебеде, Москва

1. Абрамов В.Ф, Денисенко М.А., Толстых С.А. Комбинированная разработка рудных месторождений. Учебное пособие.- М:МГИ, 1982 -61 с.

2. Абрамов В.Ф, Толстых С.А. Повторная и комбинированная разработка рудных месторождений. Учебное пособие.- М:МГИ, 1990 -83 с.

3. Аврамов В.Е, Азбель Е.И, Ефремова Н.И. Планирование эксперимента и прогнозирование качества сырья на горных предприятиях. Новосибирск: Наука, 1979 - 297 с.

4. Агошков М.И. Определение производительности рудника. М., Металлург издат, 1948,272 с.

5. Агошков М.И., Гольдман Е.А., Кривенков А.А. Экономика горнорудной промышленности. М.: Недра, 1986. 264 с.

6. Агошков М.И., Каплунов Д.Р., Шубодеров В.Н., Гордин Д.В. Открыто-подземный способ освоения месторождений крепких руд. М.,ИПКОН, 1992, 185с.

7. Агошков М.И., Козаков Е.М. Учёт фактора времени в горноэкономических расчётах// Вопр. Экономики. -1985. „N«11. -с.72-76.

8. Агошков М.И., Терпогосов З.А., Шитаров В.Г. Параметры кондиций в процессе разработки месторождений. Горный журнал, 1982, N«7, с. 38-39.

9. Агошков М.И., Терпогосов З.А., Шитаров В.Г.Обоснование целесообразности добычи забалансовых запасов на действующих горных предприятиях. Горный журнал, 1989, №2, с. 11-13.

10. Агошков М.И. Развитие идей и практики комплексного освоения недр. Тез.докл. Кривой Рог, 1990, с. 3-10.

11. Агошков М.И., Малахов Г.М. Подземная разработка рудных месторождений М., "Недра", 1996, 663 с.

12. Адигамов Я.М., Мининг С.Э. Нормирование потерь полезных ископаемых при добыче руд. М., Недра, 1978.

13. Алтае в М.А., Шорманов A.M., Мукаев Тт.м. Определение толщины потолочин руды под дном карьера при переходе с открытых работ на подземные //Журнал Комплексное использование минерального сырья. -Атма-Ата. -1989. -№3-c.3-7.

14. Андросов А.Д. Технология разработки глубоких карьеров Якутии. -Новосибирск: Наука, 1996-195 с.

15. Арене В.Ж. Физико-химическая геотехнология. М.: МГГУ, 2001, 655 с.

16. Арене В.Ж. Геотехнологичёские методы добычи полезных ископаемых. -М.: Недра, 1975.

17. Арсентьев А.И. Вскрытие и системы разработки карьерных полей. М.: Недра, 1981.278 с.

18. Арсентьев А.И. Определение производительности и границ карьеров. М.: Недра, 1970.

19. Арсентьев А.И. Принятие решения о параметрах карьера. Л., ЛГИ, 1981

20. Арсентьев А.И., Полищук А.К., Захваткин Б.Н. Открытая разработка руд, потерянных при подземной добыче. Л., Наука, 1970.

21. Архипов А.В., Родионов С.Н. Методика определения границ карьера при открытом и комбинированном способах разработки месторождений. -Апатиты: Изд. КНЦ АН СССР. 1990. -110 С.

22. Астафьев Ю.П. Теоретические основы моделирования системы-карер и управление запасами с учетом надежности оборудования. Авт. Докт. Дис. М., МГИ, 1971.

23. Астахов А.С. Экономическая оценка запасов минерального сырья. М., Недра, 1981.

24. Астахов А.С., Каменский Л.Е., Чернегов Ю.А. Экономика горной промышленности. М., Недра, 1982.

25. Базылев В.Г. Управления добычными работами при открытой разработке месторождений железных руд. Тула, ТПИ, 1973.

26. Бастан П.П, Азбель Е.И, Ключкин Е.И. Теория и практика усреднения руд. М: Недра, 1979 - 254 с.

27. Бастан П.П, Костина Н.К. Смешивание и сортировка руд. М: Недра, 1990- 167 с.

28. Бастан П.П. Исследование усреднения качества железных руд при открытой разработке.Автореф. дисс. на соиск. учен.степени д-ра HayiL, Свердловск- 1973.

29. Бастан П.П., Болошин Н.Н. Усреднение руд на горнообогатительных предприятиях. М: Недра, 1981 - 279 с.

30. Батугин С.А., Яковлев В.Л. Закономерности развития горного дела. Якутск, ЯНЦ СО РАН, 1992, с. 114.

31. Бедрань Н.Г, Скробогатова Л.М. Переработка и качество полезных ископаемых. М: Недра, 1986 - 7-31 с.

32. Беневольский Б.И. Золото росии. Проблемы использования и воспроизводства минерально-сырьевой базы. М.: Геоинформцентер, 2002,462 с.

33. Богачев А.Ф. Управления запасами горной массы и надежность работы карьера. М., Недра. 1979, 200 с.

34. Боголюбов А.А., Ермолаева Л.А. Опыт применения комбинированной системы разработки и показатели работы крупнейших подземных . рудников за рубежом /ЦНИИЧерметинформация. -М., 1991, 64 с.

35. Бойко С.В.Формирование качества небокситового алюминевого сырья в процессах добычи и рудоподготовки. Автореф. на соиск.учен. степени к.т.н., Красноярск-1991.

36. Большаков А.Ю. Системы ядернофизического опробования для управления качеством руд. Ленинград: Недра, 1979 186 с.

37. Борщ-Компониец В.И., Макаров А.Б. Горное давление. -М.: Недра, 1986.-271 е.,

38. Броников Д.М. Подходы к выбору систем подземной разработки иопределению производственной мощности рудника. Сборник "Актуальные проблемы освоения месторождений и использования минерального сырья. М., МГТИ, 1993.

39. Броников Д.М., Замесов Н.ф., Богданов Г.И. Разработка руд на больших глубинах. М., Недра, 1982.

40. Бубнов В.К., Голик В.И., Капканщиков A.M. и др. Актуальные вопросы добычи цветных, редких и благородных металлов. Акмола, 1995 г. 601 с.

41. Бубнова Г.А, Соков А.Л, Чернегов Ю.А. Оптимизация качества руды на горно-обогатительных комбинатах. М: Недра, 1978 - 127 с.

42. Буханков А.А., Рухманов В.И., Кавтаськин А.А. Подземный рудосортировочный комплекс. Вопросы разработки месторождений Дальнего Востока. Владивосток: ДВГУ, 1990. С. 67-69.

43. Буянов М.И. Изыскание эффективных методов определения оптимальных показателей полноты и качества извлечения руды из недр при открытой разработке месторождений шток вер ко во го типа. Дис.на соискание ученой степени к.т.н.

44. Бызов В.Ф. Исследование систем и параметров усреднения качества железных руд на карьерах. Автореф. дисс. на соиск.учен. степени д-ратехн. Наук, Кривой Рог-1980.

45. Бызов В.Ф. Управления качеством продукции. М.: Недра, 1991.

46. Бызов В.Ф. Усреднительные системы на горно-обогатительных предприятиях. М:Недра, 1988 220 с.

47. Бызов В.Ф., В ил кул Ю.Г., Ицхакин В.Д. Управление рудопотоками рудника горно-обогатительного комбината в режиме усреднения. Тез.докл. Кривой Рог, 1990. С.28.

48. Васильев М.В., Вереса Ф.И» др. Опыт открытой разработки рудных месторождений США. М.: Недра, 1981.

49. Вовк АЛ., Черный Г.И. Разработка месторождений полезных ископаемых комбинированным способом.-Киев: Наукова думка, 1965,192 с.

50. Воробьев А.Е., Гладуш А.Д. Геохимия золота. Ресурсы и технологии росии. М.:РУДН, 2000, 430 с.

51. Воробьев А.Е., Голик В.И., Лобанов Д.П. Приоритетные пути развития горнодобывающего и перерабатывающего комплекса Севера-Кавказского региона. Владикавказ, РУХС, 1998, 358 с.

52. Воронюк А.С. Особенности комплексного вскрытия рудных месторождений. М., ИПКОН АН СССР, 1986, 77 с.

53. Воронюк А.С. Рациональные схемы вскрытия мощных месторождений наклонными рудовыдачными выработками. М., Наука, 1972.

54. Временная методика определения экономической эффективности затрат в мероприятия по охране окружающей среды. В сборнике "Методы и практика определения эффективности капиталовложений и новой техники".М., Наука, 1982, с. 108-114.

55. Временные правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния горных разработок месторождений руд цветных металлов с неизученным процессом горных пород. Л., В НИМИ, 1986.

56. Галаев Н.З. Управление состоянием массива горных пород при подземной разработке рудных месторождений. М., Недра, 1990, с. 177.

57. Галченко Ю.П. Особенности комплексного освоения жильных месторождений. Сборник "Актуальные проблемы освоения и использования минерального сырья". М., МГГИ, 1993.

58. Голик В.И., Пагиев К.Х., А лборов И.Д. и др. Теория и практика добычи и переработки руд. Владикавказ, 1997, 498 с.

59. Гордеев А.И. Системно-оптимизационная оценка комбинированной геотехнологии. Автореф. дисс. на соиск. Учен.Степени к.т.н, Магнитогорск, 2000. 19 с.

60. Гордин Д.В. Обоснование высоты открыто-подземного яруса при комплексном способе разработки протяжённых железорудных месторождений:Автореф. Дисс. к.т.н,- М., 1988.

61. Горная энциклопедия.том-5 СССР-Яшима./ под. Ред. Е.А.Козловский- М.:Советская энциклопедия, 1991541 с.

62. Горные науки на рубеже 21 веке. /Материалы международной конференций./ -М: 1997.

63. Горные науки. Освоение и сохранение недр земли. /РАНЛГН,РАЕН,МИА; Под ред. К.Н. Трубецкого. -М.: Изд -во Академии горных наук, 1997. -478 с.

64. Горный терминологический словарь / под. Ред. Л.И. Барона -М.: Недра, 1987, -254 с.

65. Грачев Ф.Г. Теория и практика усреднения качества минерального сырья. М.: Недра, 1983. -81 с.

66. Грачев Ф.Г.Управление качеством сырья на горнорудных предприятиях. М.: Недра, 1977, 207 с.» 67 Турецкий В.М. Подземная разработка месторождений снеравномерным оруденением. М.: Недра, 1977. 160 с.

67. Давидкович А.С., Отгонбилэг Ш. Динамика рудопотоков. М.:Недра, 186 с.

68. Демидов Ю.В.О классификации систем комбинированной разработки рудных месторождений // Горный журнал. -1995. -№4.-С.16-19.

69. Дёмин A.M. Устойчивость открытых горных выработок и отвалов. -М.: Недра, 1973.

70. Дронов Н.В.Оптимизация горно-экономических параметров рудников. Фрунзе, 1982, 280 с.

71. Дубынин Н.Г., Фесенко В.И.Совершенствование технологии выемки тонких наклонных жил. Новосибирск, "Наука", Сибирское отделение, 1974, 109 с.

72. Дубынин Н.Г.Выпус к руды при подземной разработке. М.:Недра, 1965.

73. Евстропов Н.А. Основы управления качеством в горнодобывающей и металлургической отраслях промышленности. М: ВИСМ, 1979 -210с.

74. Егоров П.В., Бобер Е.А., Кузнецов Ю.Н., Косьминов Е.А, Решетов С.Е., Красюк Н.Н. Основы горного дела. М.: МГГУ, 2000, 404 с.

75. Единые правила охраны недр при разработке месторождений твердых полезных ископаемых. М.: Недра, 1987.

76. Ершов В.В. Геолого-маркшейдерское обеспечение управлением качества. М.: Недра, 1986, 126 с.

77. Жарков В.А., Леонов Ю.Г., Сафонов Ю.Г. Приоритетные направления научных исследований в области геологических, геохимических, геофизических и горных наук по изучению, освоению и сбережению недр Росии. М.:ИПКОН РАН, 1996, 213 с.

78. Зарайский В.Н, Николаев К.П, Казанский К.В Усреднение руд. М: Недра, 1975 -294 с.

79. Зарайский В.Н., Стрельцов В.Н. Рациональное использование и охрана недр на горнодобывающих предприятиях. М.:Недра, 1987.

80. Зверьков В.И. Эффективность методов подземной разработки месторождений руд резко различного качества.Красноярск, КИЦМиЗ, 1976,63 с.

81. Зинуров А.В. Разработка комбинированной геотехнологии выемки запасов в основании бортов карьеров (на примере медноколчеданных месторождений Урала), Автореф. дисс. на соиск. учен. Степени к.т.н.,Магнитогорск-1999- 23 с.

82. Зубков А.В. Основные направления совершенствования открытых т горных работ на больших глубинах ft Уголь. -1993. -№ 10. -с.43-45.

83. Зурабишвили И.И. Технология подземной разработки рудных месторождений.М., Недра, 1976.

84. Зурков П.Э. Классификация открыто-подземных методов разработки переходных этажей // Действие промышленных взрывов на массив горных пород и сооружения. -1965. -Вып. 51. -С.49-55.

85. Игнатов В.Н. Обоснование эффективной технологии подземной добычи руд при открыто-подземном способе разработки.Автореф. дисс. на соиск.учен. степени д-ра техн. наук.Новочеркасск, 1998.

86. Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. М., Недра, 1984.

87. Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, склонных к горным ударам. -Л.: ВНИМИ. -1989.

88. Инфантьев А.Н. Вскрытие и подготовка мощных рудных месторождений.М., 1978.

89. Исследования по рудоподготовке, обогащению и комплексному использованию руд цветных и редких металлов руд цветных. -Ленинград: 1978.

90. Кавтаськин А.А. Применение методов экономико-математического моделирования на ЭВМ для выбора систем разработки и оптимизации их параметров // Организация и управление горным производством. -Свердловск, 1973. -С.59-60.

91. Кавтаськин А.А. Рудоподготовка. Владивосток, 1994 - 145 с.

92. Кавтаськин А.А., Звонаров М.И.,Науменко Ю.Д. Сплошная подэтажная отработка маломощных рудных месторождений по простиранию с применением самоходной техники, закладки и рудоподготовки. Владивосток, ДВУ, 1991, 164 с.

93. Казикаев Д.М. Совместная разработка рудных месторождений. М., Недра, 1967.

94. Калмыков В.Н. Классификация способов отработки приконтурных запасов // Подземная разработка мощных рудных месторождений. -Екатеринбург: Изд-во УПИ, 1993. с. 5-8.

95. Калмыков В.Н., Рыльникова М.Н. Проблемы комбинированной разработки месторождений ценных руд и пути их решение. М., МГГУ, Симпозиум "Неделя горняка", 1998, с. 60-61.

96. Каплунов Д.Р, Манилов И.А. Стабилизация качества руды при подземной добыче. -М: Недра, 1983 -236 с.

97. Каплунов Д.Р. Комплексное освоение рудных месторождений: проектирование и технология подземной разработки. М: ИПКОН РАН, 1998.

98. Каплунов Д.Р. О принципах проектирования комбинированной разработки месторождений при комплексном освоении недр. // Актуальные проблемы освоения месторождений и использования минерального сырья.- М.: МГГУ, 1993. -с.133-147.

99. Каплунов Д.Р. Развитие производственной мощности подземных рудников при техническом перевооружении. Наука, 1989 - 262 с.

100. Каплунов Д.Р., Б люм Е.А., Болотов Б.Б., Левин В.И., Сергеев В.И., Развитие подземной добычи при комплексном освоении месторождений. М., Наука, 1992, с. 256.

101. Каплунов Д.Р., Ломоносов Г.Г. Обоснование проектных решений по освоению рудных месторождений в свете экологических проблем. Тез. Докл. Научно-технической конференции "Экологические проблемы горного производства".М., ИАЦГН, 1993. С. 99-100.

102. Каплунов Д.Р.,Шубодеров В.И. Перспективы разработки рудных месторождений комбинированным способом. Горный журнал, -N«8, 1997, с.16-18.

103. Киковка В.Е. Обоснование рациональных параметров рабочей зоны карьера при отработке крутопадающих месторожджений этапами с внутренним отвалообразованием. -Автореф. дисс. на соиск. учен. Степени канд. Техн. Наук, Днпропетровск, 1990. -16с.

104. Кириченко И.П. Химические способы добычи полезных ископаемых. М.: АН СССР. 1958- 103 С.

105. Коваль В.Т., Кашкин Д.Ю., Коваль Е.В. Подготовка перехода горнодобывающих предприятий на устойчивое развитие. Горный журналь, №7, 199, с. 49-50.

106. Комплексное осваение минерально-сыревых ресурсов.М: ИПКОН АН СССР, 1989 199 с.

107. Комплексный трёхъярусный открыто-подземный способ разработки мощных рудных месторождений. М: ИПКОН АН СССР, 1985 -46 с.

108. Куликов В.В. Совместная и повторная разработка рудных месторождений. М., Недра, 1980, 327 с.

109. Куликова Е.Ю. Экологическая безопасность при освоении подземного пространства в крупных городах. М.: МГТУ, 2001, 374 с.

110. Курсакин Г.А. Развитие геотехнологии подземной разработки золоторудных месторождений дальневосточного региона. Автореф. Дисс. на соиск. Учен. Степенид-ра тех. Наук, Хабаровск,2000 43с.

111. Литовченко Т.В. Технико-Экономическое обоснование оптимальных рудопотоков и технологии подземной добычимногокомпонентных и разносортных руд. Автореф. дисс. на соиск.Учен.Степени к.т.н, Новочеркасск, 1999 19 с.

112. Ломоносов Г.Г, Каплунов Д.Р, Левин В.И. Технологические схемы рудников.- М: 1985 62 с.

113. Ломоносов Г.Г. Горная квалиметрия. Мггу, 2000- 200 с.

114. Ломоносов Г.Г. Управления качеством продукции горного предприятия. М: 1985 - 42 С.

115. Ломоносов Г.Г. Формирование качества руды при открытой добыче. Недра, 1975- 223 с.

116. Ломоносов Г.Г., Жигалов М.Л. Основные принципы управления качеством руд на подземных рудниках. Горный журнал, №2, 1991.

117. Ломоносов Г.Г., Зейнуллин А.А., Игисинов Ж.Т., Куттыкбаев К.К. Стабилизация качества руд в Жезказкганских рудниках. Горный журнал, №3, 1999, с. 49-50.

118. Ломоносов Г.Г. Основные проблемы подземных рудников и концепция их технического перевооружения. Гоный журнал, №7, 1997, с.3-5.

119. Маевский A.M. Переход с открытых горных работ на подземные. -Киев УМК ВО 1991-63 с.

120. Макаров С.В. Современное состояние и прогноз развития основных производственных процессов очистной выемки на подземных рудниках // ЦНИИцветмет экономики и информации. -М., 1985.-45с.

121. Малахов Г.М. Комбинированные системы разработки.- Кривой Рог:-1963 -30 с.

122. Малахов Г.М., Лубенец В.А., Колодезнев А.С., Статкевич В.М. Определение экономически целесообразной глубины разработки богатых руд. Горный журнал, 1983,Ху7.

123. Методология проектирования горных предприятий.Справочник. М., Недра, 1986.

124. Милехин Г.Г., Александров В.А. Переход с открытых горных работ на подземные камерами ромбовиднойформы. Санкт-Петербург, 1995,80 с.

125. Миняев Б.К. Разработка медноколчеданных месторождений. -М.: Недра, 1980.- 232 с.

126. Мухтаров Т.М. Комбинированный способ разработки месторождений полезных ископаемых. -М.Наука, 1998. 321с.

127. Новожилов М.Г., Ройзен Я.Ш., Эрперт A.M. Качество рудного сырья черной металлургии. М., Недра, 1977.

128. Нормы технологического проектирования горнодобывающих предприятий металлургии с подземным способом разработки (приложение к ВНТП 13-2-93). -С.П.: Гипроруда, 1993. -288с.

129. Нурматов Н.Г. Определение граничного коэффициента вскрыши методом сравнения экономической эффективности капитаювложений при открытом и подземном способах разработки. -Алма-Ата: Изд. ВИНИТИ, 1978. -83с.

130. Основные направления развития открыто-подземного способа разработки месторождений. М: ИПКОН АН СССР, 1987 - 125 с.

131. Отаров К.М. Разработка и обоснование устойчивых параметров консокогорных месторождений открыто-подземным способом (на примере "Слепой залежей" Тырныаузского месторождения). Автореф. дисс. насоиск. учен.степени к.т.н.Владикавказ, 1999- 19 с.

132. Открыто-подземная разработка мощных рудных месторождений. Апатит: РАН КНЦ - 1995 - 105 с.

133. Охрана окружающей среды при проектировании и эксплуатации рудников (Мосинец В.И., Шестаков В.А., Авдеев O.K., Мельниченко в'.М.). М., Недра, 1981.

134. Ошимянский И.Б. Рациональные варианты вентиляционной системы при отработке верхнего яруса открыто-подземной разработки месторождений.Тез. док научн. Техн. Семинара. -Кривой Рог: КГРИБ -1990.

135. Пешков М.Х. Экономическая оценка горных проектов. М: Мггу, 2003-419 с.

136. Повышение эффективности использования самоходного оборудования на подземных рудниках цветной металлургии. -М.: ЦНИИцветмет экономики и информации. Горное дело. Вып. 7. 1987.-390 с.

137. Повышение эффективности комплексного открыто-подземного способа разработки месторождений. /Отв. Редактор М.И.Агошков. М.: ИПКОН АН СССР, 1988. 172 с.

138. Потемкин Л.А. Охрана недр и окружающей природы. М., Недра, 1977.

139. Проектирование предприятий с подземным способом добычи полезных ископаемых. Справочник. М., Недра, 1991.

140. Разоренов Ю.И. Оптимизация рудопотоков при разработке сложных рудных месторождений подземно-открытым способом. Автореф. Дисс. на соиск.* Учен. С тепени.д-ра техн. Наук., Новочеркасск, ЮРГТУ, 2000-31 с.

141. Ржевский B.B. О ткрытые горные работы. Часть 2. Технология и комплексная механизация. М.,Недра, 1985.

142. Ржевский В.В., Бурчаков А.С. Вскрытие и отработка месторождения блок-стволами. М., МГИ, 1984, 54 с.

143. Рыльникова М.В. Комплексное освоение рудных месторождений комбинированным способом. Магнитогорск: МГТУ, 1998, 135с.

144. Рыльникова М.В. Обоснование параметров комбинированной геотехнологии освоения медно-колчеданных месторождений Урала: Автореф.дисс.д-ра. Техн. Наук. -Магнитогорск. -1999.

145. Самусенко А.К., Григорьев В.В., Волков Ю.В. и др. Отработка Учалинского медноколчеданного месторождения комбинированным способом //Горный журнал. -1994. -№6.-с. 11-14.

146. Сборные статьей минстерства черной металлугий СССР Вып. 27 Труды института горного дела. /Комбинированная разработка рудных месторождений/. Свердловск, 1969 165 с.

147. Секисов Г.В. Минеральные объекты и их рациональное использование. М.Наука, 1994.

148. Секисов Г.В. Технологические основы минерало-подготовки. М.: Наука, 1993.

149. Секисов Г.В., Хакулов В. А., Брюховецкий О.С. И ДР. Обоснование критерия оптимизации порядка и технологии выемки при комбинированной разработке сложнострукту^ных месторождений. Тез.докл. Кривой Рог, 1990, с.45.

150. Семеновский В.Н. Основы проектирования рудников. М. Госгортехиздат, 1968.

151. Симаков В.А. Трыкин В.Н. Экономическая эффективность посортной и валовой добычи руды. М.:Недра, 1987.

152. Славиковский О.В. Погрузочно-транспортный комплекс рудника. -М.: Недра, 1990. -184 с.

153. Сластунов С.В., Королева В.Н., Коликов К.С., Куликова Е.Ю., Воробьев А.Е. и др. Горное дело и окружающая среда. М.:Логос, 2001,271 с.

154. Слепцов М.Н., Азимов P.LLL, Мосинец В.Н. Подземная разработка месторождений цветных и редких металлов. М., Недра, 1986.

155. Совершенствование комплексной (открыто-подземной) разработки рудных месторождений./Тезисы докладов научно-технического семинара/. Кривой Рог: 1990 - 131 с.

156. Совершенствование методов усреднения руд.(материалы 4 всесоюзного совещания, г.Фрунзе: Илим 1984 -274 с.

157. Созонов В.А. Исследование вопросов подземной подработки карьеров и выбор способов наблюдений за устойчивостью их поверхности. Авт. Дисс.на соиск. Уч. Степени к.т.н. Кривойрог, 1969 г.

158. Соколоа М.С. Анализ развития геотехнологических методов добычи полезных ископаемых. Дисс. к.т.н. -М.1988.

159. Соколов И.В. Основание подземной геотехнологии выемки подкарьерных запасов при комбинированной разработке уральских медноколчеданных месторождений.Автореф. дисс. Учен. Степени к.т.н., Екатеринбург-2000-24с.

160. Справочник по горнорудному делу/ под.ред.В.А. Гребенюка, Я.С. Пыжьянова, И.А. Ерофеева- М.:Недра, 1983, 815 с.

161. Справочник. Открытые горные работы / К.Н.Трубецкой, М.Г.Потапов, К.Е Виницкий, Н.Н Мельников и др.-М.:горное бюро, 1994,590 с.

162. Терентев В.И, Черных А.Д. Комплексная открыто-подземная разработка прибортовых и подкарьерных запасов рудных месторождений. М: ИПКОН АН СССР-1988 -242 С.

163. Терещенко С.В., Марчевская В.В., Максимов В.И. Формирование руды повышенного качества из добытой рудной массы. М., МГГУ, Симпозиум "Неделя горняка", 1998, с. 123-127.

164. Тернер Д. Вероятность, статистика и исследование операций. -М: Статистика, 1976. -432 с.

165. Терпогосов Э.А. Предельные показатели качества запасов отдельных участков месторождений, В кн. "Кпроблеме рационального использования недр". М., ИПКОН АН СССР, 1979, с. 59-76.

166. Технологические схемы разработки полезных ископаемых. -Караганда: 1983 159 с.

167. Технология добычи и усреднения руд на месторождениях средней азии. Фрунзе: ИЛИМ, 1989 - 136 с.

168. Трубецкой К.Н О совместном вскрытии карьерного и шахтного полей при комбинированной разработке месторождений. ФТПРПИ, 1968, №4, 58-63 с.

169. Трубецкой К.Н., Галченко Ю.П. Принципы построения экологически безопасных технологий. М., Горный вестник 4-5, 1999, с.21-28.

170. Трубецкой К.Н., Пешков А.А., Мацков Н.А. Методы оценки инвестиций горных предприятий // Известия ВУЗов. Горный журнал. -1993.-№2.

171. Трунов И.Т. К оценке эффективности комплексного использования минеральных ресурсов. Горный журнал. 1997.-№12.-с.56.

172. Харченко В.А., Таскаев А.В. Эколого-экономическое развитие горно-промышленного региона. Тез. Докл. Научно-технической конференции "Экологические проблемы горного производства". М., ИАЦГН, 1993, с. 11-122.

173. Холодняков Г.А. Методологические принципы проектирования открытой разработки комплексных месторождений. Горн. Журн.-1990, -.N«7, с. 19-21.

174. Холодняков Г.А., Егин Б.А. Пути решения эколого-технологических задач на открытых горных работах. Угол.-1995,-Февраль, с.52-53.

175. Хомяков В.И. Повышение эффективности подземной разработки руд черных металлов.М., Недра, 1989.

176. Хохряков B.C. Оценка эффективности инвестиционных проектов открытых горных разработок.- Екатеринбург:УГГА, 1996. -179 С.

177. Храпко О.И., Гардаш Н.К., Доминчев В.Н. и др.Особенности открытых горных работ в зоне подземных пустот на НКГГОКе. Днепропетровск, 1992, 40с.

178. Цыгалов М.И. Подземная разработка с высокой полнотой извлечения руд. М., Недра, 1985.

179. Черных А.Д, Балашов В.В. Комплексная открыто-подземная разработка рудных месторождений системами с обрушением. //Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР. М. - 1988.

180. Черных А.Д, Бруюховецкий О.С, Логинский А.П. Доработка запасов руд за контурами карьеров с закладкой выработанного пространства. //Итоги науки и техники// ВИНИТИ АН СССР.- М-1987.

181. Черных А.Д, Брюховецкий О.С. Эффективность открыто-подземной разработки месторождений полезных ископаемых. Цветметинфор.мация, М., 1988, 52 е.

182. Черных А.Д, Калишевский И.А, Маевский А.М, Гордин Д.В. Параметры комплексной разработки месторождений.-Днепропетровск "Сч" 1993 - 318 с.

183. Черных А.Д. Исследование технологии и параметров открыто-подземной доработки приконтурных запасов кварцитов КМА. Авт. Дисс. насоиск. Уч. Степени к.т.н М.: 1981.

184. Черных А.Д. Классификация способов открыто-подземной разработки месторождений по направлению и времени выемки полезных ископаемых //Комплексная переработка железных руд КМА, -Белгород,-!982, 254с.

185. Черных А.Д. Определение основных параметров комплексной открыто-подземной разработки рудных месторождений.- Киев ИГН АН У СССР- 1988-54 С.

186. Чесноков Н.И, Петросов А.А. Разработка месторождений урана системами с твердеющей закладкой. Энергоатомиздат: 1983 - 129137 с.

187. Чесноков Н.И., Петросов А.А. Системы разработки месторождений урановых руд.М.:Атомиздат, 1972. 344.

188. Шадрин А.Г.Условия и критерии безопасности разработки месторождений комбинированным способом. Тез. Докл. Научн. -техн. Семинара "Совершенствование комплексной (открыто-подземной) разработки месторождений". Кривой Рог. -1990. -с. 105106.

189. Шестаков В.А., Секисов Г.В., Баранов Е.Г. Новый метод определения границ открытых горных работ. Изв.Академии наук Киргизской ССР, Том 3,. 1961, с. 47-63.

190. Шестаков В.А. Сравнительная оценка и пути совершенствования систем подземной разработки месторождений цветных металлов. Фрунзе, ИПИМГ, 1966. 256с.

191. Шестаков В.А. Управление качеством продукции на горных предприятиях. -Новочеркасск, 2001- 262 с.

192. Шестаков В.А. Управление качеством продукции на горных предприятиях. -Новочеркасск, 1993. 81 с.

193. Шестаков В.А., Игнатов В.Н., Литоввченко Т.В. Оценка ущерба окружающей среде от горных работ. Горный информац. -анал. Бюлл. М.: МГТУ, 1997, №2.

194. Шестаков В.А., Игнатов В.Н., Литовченко Т.В. Оценка ущерба окружающей среде от горных работ. Горный информац.-анал. Бюлл. М.:МГГУ,1997,№2.

195. Шестаков В.А., Игнатов В.Н., Разоренов Ю.И., Семенов М.И.Научные основы открыто-подземной добычи руды в современных экономических условиях. Новочеркасск, 1998 - 232 с.

196. Шестаков В.А.Проектирование горных предприятий. М, МГГУЛ995. 509 с.

197. Шестаков В.А.Рациональное использование недр. М.:Недра, 1990. 223.

198. Шитарев В.Г., Салманов М.И.Параметры карьеров при комплексном использовании недр. М., Недра, 1990.

199. Шнайдер М.Ф, Вороненко В.К, Сейдалиев А.С. Подземная разработка месторождений полезных ископаемых под действующими карьерами.- КазНИИИНТИ, 1987 55 с.

200. Шнайдер М.Ф, Вороненко В.К. Совмещение подземных и открытых разработок рудных месторождений. М: -Недра -1985 131 с.

201. Шупов Л.П. Математические модели усреднения. М., Недра, 1978, 287 с.

202. Шурыгин А.И. Оценка эффективности комбинированного метода в условия разработки >ч дегтярского медно-колчеданного месторождения. Автореф дисс.на соиск. учен.степени к.т.н., Сверхювск-1965.

203. Щавинский Г.В. Обоснование границ отработки при открыто-подземном способе добычи железных руд //Основные направления развития открыто-подземного способа разработки месторождений: Сб. научн. Тр. -М.: -М.:ИПКОН АН СССР, 1987. -127-134.

204. Щавинский Г.В., Кругликов А.Г. Переспективы комплексной открыто-подземной разработки Лебединского месторождения.Горный журнал, № 56, 1997, с. 52-54.

205. Щелканов В.А. Комбинированная разработка рудных месторождений. М., 1974, 231 с.

206. Щелканов В.А. Научные основы комбинированной разработке рудных месторождений. Дисс. на соиск.Учен. степ, д-ра технических наук. Сведловск, 1972 -241 е.

207. Щелканов В.А. Подземные выработки на карьерах. М: Недра,1982- 129 с.

208. Щелканов В.А. Состояние и задачи комбинированных способов разработки месторождений, тез. Докл. Кривой Рог, 1990, с. 15-20.

209. Щелканов В.А., Кучерявенко И. А. Классификация технологических схем комбинированной разработки рудных месторождений, тез.докл. Кривой Рог, 1990, с.67-69.

210. Юматов Б.П, Секисов Г.В, Буянов М.И. Номирование и планирование полноты и качества выемки руды на карьерах.- М: Недра, 1987- 182 с.

211. Юматов Б.П. Технологии открытых горных работ при комбинированной разработке рудных месторождений. М., Недра, 1966.

212. Юматов Б.П., Боголюбов Б.П., Ходинов А.С. и др. Определение мощности потолочин при открытой разработке зон, нарушенных подземными выработками. Горный журнал, -1962. -jY« 11.

213. Юматов Б.П., Бунин Ж.В. Строительство и реконструкция рудных карьеров. М., Недра, 1970.

214. Юматов Б.П., Валатка З.И., Секисов А.Г., ЗыковН.В.Управление рудо-потоками на карьерах с использованием ЭВМ. Горный журнал, № 12, 1984 33-41.

215. Юматов Б.П., Коробейников В.Ф., Бунин Ж.В., Чаплыгин Н.Н. Перспективное планирование качества рудного сырья в карьере Агаракского комбината. Изв.ВУЗов, Горный журнал, №9, 1971, с. 913.

216. Юматов Б.П., Секисов А.Г.и др. Новый метод стабилизации качества руды при перспективном и годовом планировании. Геология и разведка, Изв.ВУЗов №8, М.,1983, с. 140-144.

217. Ястеребинский М.А., Кирюшина О.Г. Оценка стоимости земле, водо-и лесоресурсов в современных условиях. М., МГТУ, Симпозиум "Неделя горняка", 1998, с. 8-13

218. Analysis of large scale non-coal underground mining metods. Washington, 1974 605 p.

219. Anatomy of a mine from prospect to production -ogden (Utah), 1979.

220. Billay A. Y., Kisyers F.M., Schneider J. The geology of Lega Dembi gold deposits, Southern Ethiopia: implications for Pan-African gold exploration. Abstract volume 32 issue 5, 1997.p 491-504. (Forum Spriger Link Mineralum deposita, internet).

221. Borshch-Romponiets, V., Fedorov В., Kolesnikova M. Elementary plane and mine surveying. M., Mir, 1986-326.

222. Brawner C.O. Resent lesson that have been learned in open pit mine estability// mining Engineering, 1986. August pp823-830.

223. Brawner C.O. Stability in Coal mining. Proceedings of the firest international on stbility Coal mining Vnncover,British, Columbia, Canada. 1978-496p.

224. Brawner C.O.,StaceyP.F., Strak R.A. Successful application of with pitwall movement "Canad.Mining and Metallurgy. Bull." Vol.70,N768,1977,pp83-99

225. BrawnerC.O. Open-pit slope stability: Around the world//J.Can.Cimbull. 1977.V.70 N783 p83-89.

226. Brown E.T. Analytical and Computational Methods in Engineering Rock mechanics.London, 1987.-259p.

227. Carson M.A. Kirkby M.J. Hill slope form and process.London, 1972,475р.

228. Charles Jaeger Rock mechanics and Engineering. London, 1972, 417p.

229. Down C.G., Stocks J Enviromental impact of mining, London: applied science publ. 1977,371p.

230. Economic analysis of pit slope Design // J. Can Cim-Bull. 1977 V.70 N783, pp 100-108.

231. Exid D.Slides in very deep cuts Comparison between predictions and actual behavior in Italian.// Rev. Ital. Geotech. 1968 N3-18p.

232. Goodman R.E. The deformability of joints " Determination of the Jnst. Fu. Modulus of deformation of Rock ASTM.Special Tech.publ. 477, 1970, pp 174-196.

233. Hamerla M.J., The massive sulphides and magnetite deposits of Northern Ethiopia, "Geologic", 1978, v.21.

234. Hand Ioroslav Исследование эффелтивности усреднения руд для доменной плавки. "Hutnicke Listy", 1969, 24,№5.

235. Hoek Е., Bray J. Rock slop Enginering. London The Jnst. Of mining and metallurgy. 1974-309p.

236. Institution of mining and metallyrgy, Transacticus, section A, Vol. 91

237. January. 1972. P. 122-124.

238. International Journal Rock mechanics and "mining Sci. And geomechanics. Abstr. " Vol. 13, N. 12, pp. 139-150.

239. Jaeger J.C., and Cook N.G.W. Fundamentals of rock mechanics. London, 1976, 585p.

240. Jelen D. Minepal occurrenes of Ethiopia, Addis Abeba, 1966. 720 p.

241. Mineral operations Department. Promotional Document of Industrial Minerals of Ethiopia .Volume I, Issue I, Ministry of Mines and Energy, Ethiopia, April, 2001.

242. Mineral operations Department. Platinum of Ethiopia Volume 1, Issue 1, Ministry of Mines and Energy, Ethiopia, June, 2000.

243. Mineral operations Department. Promotional Document of Tantalum Potential of Ethiopia .Volume 1, Issue 1, Ministry of Mines, Ethiopia, July, 2001.

244. Mineral Prospects of Ethiopia, Ministry of Mines and Energy, Ethiopia, 2001.

245. Mining Annual Review, Ethiopia, 2002.

246. Mining Journal Special Supplement. Ethiopia, June, 2002

247. Mining Magazin. June. 1987.

248. Nichols T.C Astudy of rock stresses and enginering geology in quarriesof the barre granite of Vermont- Washington, 1986, 31 p.

249. Opencast / Underground gold mining at American Girl // Minig Magazin.-1991.-164.101.p.4.

250. Ore Mining. Transl. From the rus. by v.Adol. transl. Ed. A.Beknazarov, Moscow, 1970.

251. Penthz D. "Methods of Evaluation and analysis of stability of rock slops".Symposium on stability for open pit mining, Vancover, 1970.

252. Platinum potential of Etiopia, June, 2000.

253. Recomendation to improve premining investigations in metal and non metal mining.-Harrisburg (pa.), 1977-160p.

254. Rzhevsky V.V Open cast mining Technology and integerated mechanization. Moscow, Mir, 1987, 495 p.

255. Supeppit gust keeps getting bigger /Sydde // M. // Austral Mining. -1995. -87. № Зю-р. 24-25.258Terzzaghi R. "Stability of steep slops in hard un weatheared Rock" , Geotechnique VOL. 12 N 4 1962.

256. Worldwide dictionary of mineral industries education and reaserch.

257. Bastoon, Gulf, 1968.451 p.

258. Горный журнал, №7-8, 1996, Сепарационный комплекс "Радос".

259. Каплунов Д-Р., Калмыков В.Н., Рыльникова М.В.

260. Комбинированная геотехнология, М., Изд. РиМ,2000.

261. Список публикаций автора диссертации

262. Ломоносов Г.Г., Чала Дечасса Кебеде. Экология и комбинированная разработка рудных месторождений. Маркшейдерия и недропользование. - 2002.- №4.

263. Чала Дечасса Кебеде, Аданеч Бархану Вольдьсеньет. Горноэкологические проблемы в Эфиопии. // Мат.-лы восьмой международной научно-технической конференции по проблемам наукоёмких химических технологий. Уфа. 2002.

264. Ребриков Д.Н., Чала Дечасса Кебеде. О систематизации технологических схем комбинированной (открыто-подземной) разработки рудных месторождений. YI международная конференция "Новые идеи в науках о Земле".- М., 2003.

265. Ребриков Д.Н., Чала Дечасса Кебеде, Дюдин Ю.К. Геоэкологические проблемы добычи и переработки техногенного сырья при комбинированном способе разработки месторождений. //VI международная конференция "Новые идеи в науках о Земле". М., 2003.

266. Ломоносов Г.Г., Чала Дечасса Кебеде. Принципы формирования качества руды при комбинированной разработке рудного месторождения. Горн, инф.-анал. бюл. - 2003, - №2.

267. Ломоносов Г.Г., Чала Дечасса Кебеде. Экологические аспекты комбинированной разработки рудных месторождений. Горн, инф.-анал. бюл.- 2003, №2.

268. Ребриков Д.Н., Чала Дечасса Кебеде, Дюдин Ю.К. Геоэкологические проблемы по обоснованию технологий утилизации отходовгорнорудного производства. // YI международная конференция: "Новые идеи в науках о Земле". М., 2003.

269. Чала Дечасса Кебеде. Методика обоснования границ между карьерным и шахтным полями. Горн, инф.-анал. бюл. 2003, Х°5.

270. Ломоносов Г.Г., Чала Дечасса Кебеде. Новый подход к обоснованию границ между карьерным и шахтным полями. // П Международная науч.-техн. конф.: "Комбинированная геотехнология. Развитие способов добычи и безопасность горных работ". Магнитогорск, 2003.

271. Бугров В.А., Чааа Дечасса Кебеде. Состояние минерально-сырьевой базы Эфиопии. Горный журнал, 2003, №7.

272. Ломоносов Г.Г., Манкевич В.В., Чала Дечасса Кебеде. К вопросу методологии разграничения карьерного и шахтного полей при комбинированной разработке рудных месторождений. Горный журнал, 2003, №9.