Совершенствование геологического обеспечения горных работ при разработке урановых месторождений Стрельцовского рудного поля

Пшенников, Владлен Андреевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Совершенствование геологического обеспечения горных работ при разработке урановых месторождений Стрельцовского рудного поля
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование геологического обеспечения горных работ при разработке урановых месторождений Стрельцовского рудного поля"

ПШЕННИКОВ Владлен Андреевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ ПРИ РАЗРАБОТКЕ УРАНОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ + СТРЕЛЬЦОВСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ

Специальность 25.00.11 - Геология, поиски и разведка твёрдых полезных ископаемых, минерагения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора геолого-минералогических наук

КРАСНОКАМЕНСК - 2007

003054207

Работа выполнена в ОАО «Приаргунское производственное горно-химическое объединение» Федерального агентства РФ по атомной энергии и на кафедре Гидрогеологии и инженерной геологии ГОУ ВПО «Читинский государственный университет» Федерального агентства по образованию

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Овсенчук Василий Афанасьевич

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

член-корр. РАН Величкин Василий Иванович;

доктор геолого-минералогических наук Татаринов Александр Васильевич;

доктор геолого-минералогических наук Юргенсон Георгий Александрович

Ведущая организация ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский

институт химической технологии»

Защита состоится 23 марта 2007 г. в 10 час. на заседании диссертационного совета Д 212.299.01 при Читинском государственном университете (г.Чита, ул.Александро-Заводская, 30, зал заседаний ученого совета)

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 672039, г.Чита, ул. Александро-Заводская, 30, ЧитГУ, ученому секретарю совета Д 212.299.01

Факс:(3022)26-43-93; Web-server: www.chitgu.ru; E-mail: root@chitgu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Читинского государственного университета

Автореферат разослан «¿i» ЯН&ЙРЯ 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета _ р

канд. геол.-минерал. наук ¡Z&^c^&f Н.П.Котова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Объектом исследования явились урановые руды Стрельцовского месторождения - типичного представителя одноимённого рудного поля в юго-восточном Забайкалье, на базе которого работает самое крупное в России горно-добывающее предприятие по производству урана в г. Краснокаменск Читинской области.

Предметом исследования явились производственные процессы, связанные с эксплуатационной разведкой, геологическим обеспечением всего комплекса очистных работ от проектирования до поставки товарной руды на гидрометаллургический завод (ГМЗ), продукцией которого является закись-окись урана.

Состояние разработки проблемы. Актуальность. Переход от плановой экономики к рыночным отношениям потребовал пересмотра концепции рентабельности производства. Вхождение России в мировой рынок налагает на производителя жесткие требования к качеству производимой продукции и диктует уровень цены, а значит и уровень себестоимости продукции. Невыполнение этих условий чревато производителю банкротством.

Прибыльность горного предприятия во многом зависит не только от уровня технологичности производственных процессов, но и от качества отрабатываемой руды, то есть от качества сырьевой базы предприятия.

При освоении месторождений полезных ископаемых и переработке руд необходимо знать четыре ведущих параметра: запасы полезного компонента, его содержание в каждом из рудных тел, их морфологию - сложность их строения и статистическое распределение в них металла.

Эти элементы геологической информации позволяют создать модель управления процессом как рудоподготовки балансовых руд к добыче, так и оптимизировать формирование рудопотоков добытой руды, т.е. разделять ее на сорта, направляемые на наиболее экономичные технологии её переработки. Рациональное использование недр в условиях рыночной экономики требует разработки новых принципов формирования товарных руд.

Несмотря на то, что эти параметры не новы, в определении каждого из них допускаются просчеты, на которые автор обратил особое внимание в предлагаемой работе. Новое решение проблемы подсчета запасов, определение в них среднего содержания и сложности конфигурации рудных тел, а также распределение в них металлов настолько необходимы, что только при достоверной информации о них можно решать задачи проектирования, текущего планирования и эксплуатации месторождений - все это позволяет повысить эффективность ведения горных работ.

Таким образом, возникла сложная и безусловно актуальная научно-техническая проблема, имеющая большое народнохозяйственное значение, потребовавшая создания научных принципов управления рудопотоками при добыче урановых руд с целью минимизации затрат и оптимизации технологии добычи и переработки в условиях рыночной экономики.

Цель работы - упростить и повысить качество геологического обеспечения эксплуатационных работ, обосновать новые направления этой важной горно-геологической проблемы при добыче и переработке урановых руд.

Для достижения поставленной цели должны быть решены следующие основные задачи исследования.

1. Оценка существующих методов подсчёта запасов для выбора наиболее достоверного, используя результаты разведки и добычи за длительный период эксплуатации.

2. Исследование горно-геологических признаков рудных образований для систематизации их как объектов разработки, основываясь на их сортовом составе.

3. Изучение параметров рудных образований по форме и распределению в них урана для унификации приёмов проектирования и проведения очистных работ.

4. Установление зависимости между распределением металла в недрах и в товарной руде с учётом технологии их выемки, используя математический аппарат и статистические данные эксплуатации.

5. Определение границ содержаний урана в рудопотоках для рационального разделения руд на сорта для дальнейшей их переработки.

Основная идея работы заключается в использовании комплексного подхода поэтапного формирования качества товарных руд на всех стадиях, от подсчета запасов до получения готового продукта. Такой подход позволяет применить принцип динамического программирования, согласно которому общая эффективность работы предприятия определяется суммой частных эффектов на каждом этапе.

Методы исследования. Строительство крупного горнопромышленного комплекса на базе месторождений урана Стрельцовского рудного поля началось задолго до окончания их разведки и проводилось в условиях отсутствия аналогов, недостаточности и неопределенности имеющихся исходных данных, что потребовало широких комплексных исследований горно-геологических и горнотехнических условий локализации уранового оруденения. Основой исследований стали результаты систематических повсеместных натурных наблюдений за трещиноватостью и устойчивостью руд и пород; морфологией рудных тел; характером изменчивости рудных контуров, мощности рудных тел и содержания полезного компонента в рудах и др.

Сбор, систематизация и анализ результатов наблюдений проводились с целью типизации и классификации горно-геологических и горнотехнических условий залегания рудных образований и разработки методов прогноза для оценки технико-экономических показателей производства природного урана.

В крупных масштабах поставлены промышленно-экспериментальные работы, в том числе по подземному выщелачиванию скальных урановых руд, по кучному выщелачиванию забалансовых, беднобалансовых и балансовых скальных руд в различных литологических разностях пород.

Широко использован метод аналитических исследований. Проверка результатов аналитических исследований осуществлялась путем сопоставления

расчетных данных с экспериментальными и фактическими данными по эксплуатации. При выполнении работы использован метод экономико-математического моделирования. Экспериментальные данные по кучному и подземному выщелачиванию получены в лабораториях ЦНИЛа ОАО «ПГТГХО», фактические данные - на рудниках и гидрометаллургическом заводе (ГМЗ) предприятия.

При проведении исследований использовались методы: ранжирования геофизического (радиометрического) опробования по контрастности урановых руд в естественном залегании и в добытой горнорудной массе, компьютерных технологий математического моделирования для оперативного подсчёта запасов и прогнозирования сортового состава добываемых руд.

Научная новизна работы и личный вклад автора. Диссертация посвящена проблеме управления качеством геологического обеспечения эксплуатационных работ на крупнейшем горнорудном предприятии, работающем в новых экономических условиях. Её научная новизна заключается в следующем.

1. Основываясь на личном опыте, накопленном на предприятии за многие годы (с 1973 г.), по сбору, обобщению, анализу экспериментальных натурных работ по совершенствованию геологического обеспечения горно-химического предприятия, автором осуществлено дальнейшее развитие изучаемой проблемы о Земле. Это повышает значение геологических исследований в оптимизации производственных процессов, снижает затраты на производство единицы готовой продукции, сокращая время рудоподготовки полезного ископаемого к добыче.

2. Используя данные многочисленных натурных наблюдений, контроля и сопоставления результатов, полученных разными методами, автор модернизировал управление технологическим процессом горно-химического предприятия на основе новых принципов получения, обработки и использования геологической информации при очистных работах в условиях отработки сложно-структурных месторождений урана, что открывает перспективы их применения и на не урановых горнорудных предприятиях..

3. На экспериментальных материалах автором обоснован, разработан и опробован в производственных условиях новый способ подсчёта запасов с использованием методов треугольников и четырёхугольников с разнонаправленными диагоналями, обеспечивающий малые расхождения между подсчитанными в недрах и извлечёнными запасами полезного компонента (< 1 %); метод исключает субъективный фактор при группировке исходных данных при производстве подсчёта запасов.

4. На основе оперативно-статистических обобщений разработана номограмма для определения содержания урана в отбиваемой горнорудной массе, а также допускаемого при этом разубоживания, позволяющая оперативно управлять процессом извлечения металла из недр.

5. Впервые для выявления закономерностей распределения урана в рудных телах применены дифференциальные зависимости вместо ранее используемых интегральных. На их основе разработан алгоритм расчёта прогноза сортового состава добываемых руд в зависимости от сортового состава руд в недрах.

6. Автором разработана технологическая классификация рудных тел, являющаяся основой определения сортового состава товарных руд, что обеспечивает эффективность их дальнейшей переработки.

7. Впервые получена эмпирическая зависимость, выражающая интенсивность перемешивания при трансформации руды от недр к добытой (в транспортных сосудах) по содержаниям в ней урана.

Автор непосредственно участвовал в сборе и обработке материалов по классификации рудных образований месторождений Стрельцовского рудного поля, в проведении опытно-промышленных работ по подземному и кучному выщелачиванию, в создании экономико-математической модели оценки технологий производства природного урана и выбора ее оптимального варианта, в разработке статистического метода оперативного подсчета запасов и методики прогнозирования сортового состава руд по содержанию полезного компонента.

Защищаемые научные положения:

1. Подсчет запасов методом четырехугольников ведется по двум парам треугольников (опирающихся на диагонали четырехугольника), среднее значение суммарных запасов по которым является наиболее точным.

2. Зависимость распределения металла от его содержания в рудах выражается дробно степенно-показательной дифференциальной функцией вида:

Ах"

у =-, где у - выход руды в %, х - содержание полезных компонентов;

е'"

А, Ь и п - параметры распределения конкретной функции, определяющей сортовой состав руд для различных способов их переработки.

3. Классификация на основе статистического распределения урана в рудных образованиях Стрельцовского рудного поля, позволяющая выделить три технологические группы рудных тел.

4. Эмпирическая закономерность формирования сортового состава товарных руд от интенсивности перемешивания на стадиях отбойки, выпуска и транспортировки выражающаяся функциией:

¡3 (с) = А* сЬ /ехр (п*с),

где А, Ь и п - параметры распределения для содержания урана - с.

Достоверность научных выводов, положений и рекомендаций подтверждается:

- представительностью исходных данных по результатам отработки 86 эксплуатационных блоков, по которым проанализированы: изменчивость рудных контуров, распределение запасов металла по классам содержания полезного компонента, показателю сложности рудных залежей;

- результатами опытно-промышленных и экспериментальных исследований, подтвержденных большим объемом эксплуатационных работ по добыче богатых руд нисходящей слоевой выемкой с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью и переработкой руды на ГМЗ, кучным и подземным выщелачиванием скальных урановых руд;

- результатами экономического анализа проведенных экспериментальных, опытно-промышленных и эксплуатационных работ;

- 100 % сходимостью прогнозируемого сортового состава товарных руд с фактическими рудопотоками, выдаваемыми из стволов шахт.

Практическую ценность представляет:

1. Разработанная автором горно-геологическая классификация рудных залежей, использование которой позволяет:

- прогнозировать горно-геологические условия отработки рудных залежей еще на стадии детальной разведки;

- использовать при выборе технических решений не принципы аналогий, а закономерности и связи, установленные для месторождений Стрельцовского рудного поля.

2. Разработанная автором математическая модель определения сортового состава товарных руд позволяет обеспечить подготовку всего комплекса исходных данных для проектирования и принятия решений при оперативном планировании производства урана на дальнейшую перспективу с минимальными затратами.

3. Методика оперативного статистического подсчета запасов полезного компонента в недрах, позволяющая значительно упростить контроль за их состоянием в процессе отработки, автоматизировать процесс подсчета запасов при помощи ЭВМ.

Реализация исследовании. Результаты исследований автора внедрены в практику при проектировании рудников ОАО «ППГХО», используются при эксплуатации и освоении месторождений Стрельцовского рудного поля.

Принципы типизации рудных залежей широко использованы при эксплуатационной разведке, выборе способа подготовки и технологии очистных работ.

Математическая модель определения сортового состава товарных руд, внедренная в производство ОАО «ППГХО», позволяет расклассифицировать все объемы текущей добычи руды по технологиям переработки: богатая руда направляется на переработку на гидрометаллургический завод с высоким показателем извлечения полезного компонента (до 97 %), рядовая и бедная по.содержанию полезного компонента руда перерабатывается кучным выщелачиванием. Данная технология позволяет оптимизировать эксплуатационные затраты горнорудного предприятия.

Способ подсчета запасов методом четырехугольников с разнонаправленными диагоналями применяется для оперативного контроля за их состоянием в недрах на рудниках ОАО «ППГХО».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались:

- на научном симпозиуме «Неделя горняка - 2004» в Московском государственном горном университете и научно-технической конференции Читинского государственного университета;

- на заседаниях научно-технического совета ОАО «ППГХО»;

- на совместном заседании научно-технических советов Всероссийского проектно-изыскательского и научно-исследовательского института промышленной технологии (ВНИПИПТ) и Всероссийского научно-исследовательского института химической технологии (ВНИИХТ);

- на учёном совете Института природных ресурсов, экологии и криологии (ИПРЭК) СО РАН.

- на расширенном заседании кафедр «Гидрогеология и инженерная геология», «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» «Открытые горные работы» Читинского государственного университета.

Публикации. По результатам выполненных работ опубликовано 2 монографии, 20 статей, 1 тезисы доклада.

Объем н структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и заключения, содержит 170 страниц машинописного текста, в том числе: 7 таблиц, 26 рисунков, список использованных источников из 83 наименований, 4 приложения.

В главе 1 дана краткая геологическая характеристика месторождений Стрельцовского рудного поля.

В главе 2 произведён анализ кондиционных требований к подсчёту запасов и обоснован наиболее достоверный способ подсчёта запасов.

В главе 3 дан анализ рудных тел по их форме (морфологии и мощности) и содержанию урана, выраженных как средним его значением, так и статистическим распределением по классам содержания.

В главе 4 изложена методика классификации рудных образований на основе комплексного изучения их параметров, главным из которых является вероятностно-статистическое распределение урана по классам его содержаний.

В главе 5 предложена методика прогнозирования товарных руд по данным распределения урана в недрах и даны рекомендации по совершенствованию технологических процессов при добыче и переработке урановых руд.

Работа выполнена в процессе комплексного изучения результатов детальной разведки и разработки сложноструктурных месторождений урановых руд Стрельцовского рудного поля при консультации д-ра техн. наук Овсейчука В.А. в период 1985-2005 гг. по целевой программе «Уран России» и государственному контракту № 528.02.3.1.29/10-05/2634.

По вопросам переработки урановых руд автор пользовался консультациями д-ра техн. наук. Литвиненко В.Г. При выполнении технико-экономической оценки систем разработки урановых руд, строительства урановых рудников использованы рекомендации и консультации канд. техн. наук Култышева В.И. и Мишарина А.И.

Автор весьма признателен коллегам, поддерживающим идею и направление исследований, многих из которых уже нет в живых, это - Л.Н. Лобанов, Г.А. Красавин, М.Г. Песин, A.C. Шилов, И.И. Шишкин. Здравствующим: Первому вице-президенту Академии горных наук Е.А. Котенко, докторам техн. наук Б.Н. Хоментовскому и В.А. Овсейчуку, кандидатам техн. наук А.Г. Кузнецову, А.И. Мезину, И.В. Павлову и М.И. Капитонову.

Автор приносит искреннюю благодарность специалистам, проявившим интерес к работе и оказавшим помощь при подготовке диссертации, - д-ру геол.-минерал. наук Ю.В. Павленко, д-ру геол.-минерал. наук, профессору А.И. Трубачеву, д-ру техн. наук, профессору O.A. Баландину, всем, кто помог в проведении исследований, сборе информации по тематике диссертации, оформлении материалов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Объектом изучения явились 19 урановых месторождений Стрельцовско-го рудного поля, которые приурочены к кальдере проседания. В процессе вулканической деятельности, происходившей в мезозойский период, кальдера была заполнена вулканогенным и осадочным материалом. Почти все породы кальдеры и граниты фундамента палеозойского возраста являются рудовме-щающими.

Автор диссертационной работы с 1972 г. изучал строение месторождений и рудных тел как объектов разработки с учётом требований перерабатывающих производств, для чего необходимо было определить их сортовой состав на основе статистического распределение в них урана, что очень важно для выбора эффективных вариантов дальнейшей переработки.

Первое защищаемое научное положение. Подсчет запасов методом четырехугольников ведется по двум парам треугольников (опирающихся на диагонали четырехугольника), среднее значение суммарных запасов по которым является наиболее точным.

Особенности способа изложены в главе 2 диссертационной работы. За основу подсчёта взят метод изолиний равных метропроцентов с тем, чтобы избежать процедуры исключения «ураганных» проб, что, по мнению автора, является неправильным, так как рудные тела в основном состоят из богатых рудных включений, по объёму занимающих не более 10 % рудных тел, а запасы металла, заключенные в них, достигают 90 %.

В процессе работы над проблемой выяснилось, что отклонения в результатах подсчёта могут превысить ±13 % в зависимости от субъективно построенных вариантов изолиний (рис.1), а, когда запасы подсчитывались по каждому треугольнику, образованному в результате изменения направлений диагоналей в прямоугольнике, то появились прямоугольники с максимальным и минимальным значением метропроцента. Среднее из двух значений принято за истинное. Способ проверялся опытно-промышленной отработкой рудных участков. Отклонений более чем в 1 % не наблюдалось. В настоящее время метод используется при подсчете запасов урана на рудниках ОАО «ППГХО».

Надо отметить, что этот способ абстрактный - контуры рудных тел не отстраиваются, как при подсчете методом разрезов или проекций на вертикальную (горизонтальную) поверхность, а используется только цифровой материал, полученный в процессе опробования при геологоразведочных или эксплуатационных работах. Последнее обстоятельство позволяет применять компьютерную технологию и выполнять подсчёт в автоматизированном режиме.

Как показала практика, реализация предложенного способа подсчёта запасов требует создания базы данных опробования. Часто пополнение базы данных не даёт изменения в результатах подсчёта, другими словами - встречаются случаи, когда сгущение плотности разведочной сети не требуется.

На рисунке 1 изображён опытно-промышленный участок в изолиниях равных метропроцентов. При построении изолиний выяснилось, что по одним и тем же исходным данным можно изобразить множество вариантов «поверхностей» метропроцентов. На фрагментах рисунка: 1 а) и б) приведены два вариан-

ддг

Шей влижайшегв ^УтГ.- 22 713.6

12УтН+21Ут%_ 22713 6 +17141,7 ------2-V..

= 19927,65

Рис. I. Принципиальная схема подсчёта 'запасов способом разнонаправленных диагоналей. Для прямоугольников в схемах в) и г) показаны два значения подсчёта (минимальное взято в рамки),

средняя величина между которыми достоверна.

та построения изолиний. Из графических схем рисунка: 1 в) и г) видно, что задача упрощается, если рассматриваемую площадь разделить на треугольники. Изолинии, заключённые в каждом из треугольников, можно рассматривать изолировано от всего участка. При этом в каждом треугольнике в зависимости от направления диагоналей значения метропроцентов будут разными.

Таким образом, в каждом квадрате в результате вычислений при изменении направления диагоналей появились максимальные и минимальные значения (последние взяты в рамки). В данном случае общая сумма минимальных значений составляет 17141,7, а максимальных - 22713,6 м3 %. Среднее арифметическое значение их равно 19927,65 м3 %. Общий запас металла (М) по опытно-промышленному участку равен объёму метропроцентов, умноженному на объёмную массу вмещающих пород: М = 19927,65 м3 % х 2,5 т / м3 = 49819 т. В результате опытно-промышленных работ с данного участка по учёту на автомобильной рудоконтрольной станции (АРКС) было добыто 50 тыс. т урана.

Внизу центральной части рисунка 1 представлен метод ближайшего района (метод Болдырева). Данный метод даёт однозначное решение, но запасы, как показывает практика, завышаются за счёт распространения на равные площади как низких содержаний полезного компонента, так и высоких (!).

Второе защищаемое научное положение. Зависимость распределения металла от его содержания в рудах выражается дробно степенно-показательной дифференциальной функцией вида: Ахн

у = где у — выход руды в % или долях единицы, х — содержание

полезных компонентов; А, Ь и п - параметры распределения конкретной функции, определяющей сортовой состав руд для различных способов их переработки.

Материал изложен в главе 3. В исследовании распределения мощности рудных тел по интервалам большое место заняло изучение морфологии рудных тел. Контуры реальных рудных тел на месторождениях имеют сложные очертания.

Практическое значение разработки заключается в том, что предложенный метод может быть использован для подсчёта запасов любого твёрдого полезного ископаемого. Метод облегчает и ускоряет подсчёт запасов; он может быть автоматизирован с использованием компьютерных технологий.

Для определения средней мощности рудных тел предложена приведенная мощность, которая определяется по формуле, полученной при решении квадратного уравнения

тр = 0,25/7--Уя2 -165 , М (1)

Приведенную длину лучше определять по формуле

¿ = — ,м, (2)

тг

а показатель сложности рудного тела в сечении - по формуле

Сл = у (3)

В качестве пример приведены два рудных тела с контурами отработки горизонтальными слоями (рис.2), Параметры этих тел помещены в табл. I.

я)

б)

Рис. 2. Примеры рудных тел жилообразной формы с показателями сложности 1,35 (а) и 5,0 1б)

Таблица 1

Параметры рудных тел, изображённых на рисунке 2

Рисунки Площадь рудного тела (Б, м2) Длина контура рудного тела (П, м) Приведенная мощность рудного тела (Шр, м) Приведенная длина рудного тела (Ц м) Протяжённость рудного тела (1, м) Коэффициент сложности формы рудного тела (Сл=Ь/1)

2 а) 396 341 2,36 168 124 1,35

2 6) 1560 1345 2,30 678 132 5

Практическая значимость приведенной мощности заключается в том, что по этому показателю можно закладывать ширину очистного пространства.

Практическая значимость приведенной длины состоит в том, что она определяет длину очистных горных выработок (заходок), требуемых для отработки рудных тел.

Эти величины можно использовать как при проектировании, так и при планировании работ по добыче полезных ископаемых.

Статистическое распределение урана в рудных телах Стрельцовского рудного поля заняло в исследованиях ведущее место, что изменило представление о путях нахождения среднего содержания металла в рудных телах и в сортовом составе добываемых товарных руд, Эта категория имеет большое значение для оптимизации переработки товарных руд на гидрометаллургическом производстве.

Проблема усреднения содержания металла в добываемых рудах всегда являлась одной из сложнейших в горном деле. Академик М.И. Агошков стабилизацию качества руд относил к числу основных по рациональному использованию недр. Он призывал к необходимости разработки соответствующих мероприятий совместными усилиями горняков, обогатителей, металлургов и экономистов.

Выдача потребителям минерального сырья с заданной однородностью контролируемых параметров является трудной задачей ввиду сложной пространственной неоднородности распределения полезного компонента в горном массиве. Гидрометаллургическое производство особо чувствительно к изменению содержания урана в рудопотоке. Колебания содержания поставляемой руды более чем на 15 % создают значительные трудности в её переработке, требующие изменения технологического режима, что приводит к увеличению затрат на переработку, а, главное, уменьшает количество извлеченного урана.

На основе анализа большого фактического материала удалось найти дифференциальную функцию распределения урана по его содержанию (4) или плотность распределения руды по классам содержаний

К =/(х) = А*хь / ет йх, (4)

где И. - выход руды в процентах или долях единицы - дискретная величина, зависящая от содержания металла - «х»,

где х - аргумент, численно равный содержанию урана, %;

А. Ь и n - расчетные коэффициенты, находящиеся решением уравнений с использованием фактического распределения металла в природных рудных телах. названные параметрами распределения, д.опи еа.

е — основание натурального логарифма.

Неопределённый интеграл этой функции имеет вполне определённое значение, равное единице или 100 %

Р = J7(.V)¿A- = J = 1 = 100 % , (5)

Нахождение параметров Л, Ь и п для дифференциальной функции производится по формуле

у = А/ ехр(п(6)

Для нахождения данных параметров используется оригинальная программа «EURIiKA», разработанная в Институте математики СО РАН (г, Новосибирск). В неё заносятся фактические выходы руды по каждому классу содержаний урана. В приведенном примере использовано 10 классов значений аргумента - программа может принять 24 уравнения для нахождения трёх неизвестных параметров.

В качестве иллюстрации на рис. 3 приведен вид выходного экрана программы «EUREKA» с данными расчета параметров А, Ь и п.

Принимаем согласно выходного экрана компьютера следующие значения параметров: А = 2,5; b = 0,5 м Я = 37. Формула (6) приобретет вид

Y=2.5*x"-,/EXP(37*x).

—.....- fa re fc

So loe

jU «cL

Рис. 3- Вид выходного экрана программы «EUREKA»

Подставляя найденные параметры в формулу (6) и используя значения классов содержания металла, построим кривую выходов руды (рис. 4 - сплошная линия). Значения их приведены в таблице 2. Сумма выходов составит 1.

г 0,18 -

]

1 га ¡ s а ^ ; s 0,16 0,14 0,12

3 0,10 \ "

i ä ! ч 0,08 0,06 \ (

I S 0,04 ¡

i ш 0,02 х- * • —

0,00 ' ~ - - - .

j 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 Классы содержаний, содержание урана С=х/100 i I I

Рис. 4. Кривые выходов руды (сплошная линия) и урана (пунктирная) по классам содержаний, доли ед.

Таблица 2

Сравнение выходов руды и металла в изучаемой выборке

№№ Содержание Выход руды Выход металла

классов урана, по классам. по классам,

содержании %% доли единицы доли единицы

1 0,005 0,1469 0,0184

2 0,015 0,1758 0,0659

3 0,025 0,1567 0,0980

4 0,035 0,1281 0,1121

5 0,045 0,1003 0,1129

6 0,055 0,0766 0,1054

7 0,065 0,0575 0,0935

8 0,075 0,0427 0,0800

9 0,085 0,0314 0,0667

10 0,095 0,0229 0,0544

11 0,105 0,0166 0,0437

12 0,115 0,0120 0,0346

13 0,125 0,0087 0,0271

14 0,135 0,0062 0,0210

15 0,145 0,0045 0,0161

16 0155 0,0032 0,0123

17 0165 0,0023 0,0093

18 0,175 0,0016 0,0071

19 0,185 0,0011 0,0053

20 0,195 0,0008 0,0040

Итого 0,045 1 1

Неопределённый интеграл в функции (7) с показателем "Ь+1" выражает количество урана, так как при перемножении степенных функций их показатели складываются

Среднее содержание урана определится как отношение интегралов (7) к (5). Данное отношение выразится формулой

Умножив построчно содержание металла на выход руды и поделив на среднее содержание по выборке, получим кривую выходов металла. Их сумма также равна единице.

Наиболее точное значение среднего содержания по выборке в примере соответствует абсциссе точки пересечения кривых (оно равно 0,045%).

Научное значение разработки по выявлению закономерностям распределения урана в рудных телах, заключается в том, что впервые были использованы дифференциальные зависимости вместо ранее применяемых интегральных. Это позволило разработать математический аппарат для прогнозирования сортового состава добываемых руд, зная сортовой состав руд в недрах.

Все поднятые вопросы в результате исследования имеют большое практическое значение для управления формированием количественных и качественных показателей добываемых руд еще на стадии проектирования по данным геологоразведочных работ. Они в полной мере могут быть реализованы при условии совершенного учёта, с применением компьютерных технологий.

Предложенные автором параметры: показатель сложности, приведенная мощность и длина, а также спрессованная мощность, являются элементами математической модели размера и формы рудных тел в цифровом их выражении. Имея их в качестве исходных данных, можно определять объёмы нарезных и очистных горных выработок без привлечения графического материала и, что самое главное, решать задачи планирования и управления технологическим процессом извлечения полезного ископаемого из недр, используя вычислительные машины.

Третье защищаемое научное положение. Классификация на основе статистического распределения урана в рудных образованиях Стрельцов-ского рудного поля, позволяющая выделить три технологические группы рудных тел.

Материал изложен в главе 4. В народном хозяйстве используются самые разнообразные полезные ископаемые - это уголь и нефть, железные руды и руды редких и рассеянных элементов. Очень большая группа элементов находится в горной породе в мизерном количестве (тысячные и десятитысячные доли

(7)

Ср =

(8)

процентов), но, тем не менее, она является рудой и из неё извлекается рений, галлий и другие редкие и рассеянные элементы

На урановых месторождениях содержание металла колеблется от сотых долей до первых десятков процентов. На месторождениях золота выдающемуся содержанию соответствует самородок, учесть вероятность его встречи при планировании добычи - трудная, но решаемая с помощью методов математической статистики задача.

Первенство в изучении контрастности урановых руд принадлежит французским учёным: Ж. Матерон впервые применил статистический метод в геологии, а Э. Карлье использовал его для изучения урановых месторождений.

Работы этих учёных переведены на русский язык Рощиным Ю.В., который разработал для урановой отрасли методику по обработке геолого-геофизических данных, а Л.Ч. Пухальский обобщил все материалы, с использованием законов логарифмически нормального распределения, в виде теории контрастности урановых руд.

Первое время эти законы устраивали производство до тех пор, пока не были открыты весьма богатые и контрастные рудные тела. Как показала практика, интегральные кривые, используемые предшествующими исследователями, не точно характеризуют особенности урановых руд. Компьютерные технологии позволяют получить и аппроксимировать любые распределения урана в руде в виде функции, выраженной дифференциальными кривыми (рис. 5), которые, как правило, лево асимметричны. Предполагалось, что, если ось абсцисс масштабировать в виде логарифмической шкалы содержаний, то все вопросы будут решены.

Руды Стрельцовского месторождения уникальны и не вписываются в те закономерности и функциональные связи, которые определяются общепринятой теорией контрастности на основе логнормального распределения.

В основу методики автором положены дифференциальные функции вместо интегральных. Использование дифференциальных кривых в виде полигонов, построенных в Декартовой (прямоугольной) системе координат в метрическом, а не логарифмическом масштабе, дало возможность установить целый ряд отличительных признаков, главным из которых является количество в них богатых руд с содержанием более 0,5 %.

Статистические данные, полученных для каждого рудного тела величин, выраженных в виде рассмотренного распределения руды и металла, содержащегося в ней, представляют собой некоторую математическую модель количественного соотношения запасов различных по содержанию сортов руды в анализируемом рудном теле. Такая модель, в сочетании с другими характеристиками, даёт возможность решать ряд практических задач, рассмотренных ниже.

На предприятии в настоящее время база данных создаётся по каждому очистному блоку в виде таблиц технологических параметров руд, исходя из данных повагонеточного учёта выдаваемой руды.

Результаты математической обработки статистической выборки удобно изображать в виде кривых распределения. Для построения кривых в прямоугольной системе координат на оси абсцисс наносится класс по содержанию

урана, а на оси ординат - доля руды и металла по каждому классу. В настоящее время компьютерная техника позволяет решать эту задачу в автоматизированном режиме. Все кривые выражаются дробно-степенно-показательными функциями (формула 6).

На основе анализа большого объема материала по распределению урана в балансовых рудах автором разработана классификация рудных образований для месторождений Стрельцовского рудного поля.

Классификация рудных тел по сортовому составу включает в себя следующие признаки (табл. 3):

а) принадлежность к структурно-морфологическим типам рудных тел (выделенным геологами 11111 ХО);

б) среднее содержание в них урана;

в) контрастность руд и сплошность оруденения;

г) количество богатых руд с содержанием урана выше 0,5 %;

д) соотношение богатых и рядовых руд;

е) относительное количество металла в выделенных сортах.

Таблица 3

Геолого-технологическая классификация рудных тел месторождений Стрельцовского рудного поля

Отличительные признаки Группы рудных тел

Первая Вторая Третья

Принадлежность к структурно-морфологическим типам рудных тел I, III II

Колебания содержания урана в рудных телах, % Среднее содержание по группе, % 0,450-1,30 0,512 0,220,295 0,260 0,1250,16 0,134

Доля сортов руд в рудных телах, %: - рядовая руда (от 0,029 до 0,200%) - богатая руда (от 0,200 до 0,500 %) - весьма богатая руда (свыше 0,5 %) 30-55 25-40 20-30 54-62 30-38 8- 16 78-82 16-18 2-4

Количество урана в богатых и весьма богатых рудах, % 90-95 70-80 50-60

Сплошность уранового оруденения в рудных телах 0,80-0,70 0,85 0,90-0,95

Доля запасов урана в группе, % 30 50 20

Усредненные параметры к формуле дифференциального распределения металла в рудах: У=А*Хь/ехр(п*х) А* 0,0126 0,062 0,476

Ь* 0,2 0,1 0,46

п* 1,6 5 13

* - А, Ь, п - параметры распределения (расчетные коэффициенты, находящиеся решением уравнений с использованием фактического распределения металла в рудных телах).

Графически распределение металла (пунктирная линия на рис. 5) в каждой из трёх выделенных групп рудных тел разное. Выход металла показан сплошной линией. Так, если в третьей группе распределение руды и металла выражается почти совпадающими кривыми, для второй - их максимумы заметно удаляются друг от друга, для первой группы кривая распределения металла, в отличие от распределения руды, является почти симметричной - кривой Гаусса.

Пересечение кривых распределения руды и металла для каждой группы определяет величину среднего содержания урана.

_ 0,07 -л а-

|0,06 щ

§ 0,05 с[

га"

с 0,04 га н ф

, I 0,03 с;

£ 0,02 >»

1 | 0,01 | х

Ш 0

1 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91 100

Классы содержаний урана, содержание урана С = х/100

Рис. 5. Сравнительная характеристика распределения руды и урана по классам содержаний для 3-х групп рудных тел:

- сплошная линия - распределение руды;

- пунктирная линия - распределение урана

По классификации в первую группу (табл. 3) вошли рудные тела, принадлежащие 1-ому и Ш-ему структурно-морфологическим типам - это преимущественно жильные и жилообразные тела, представленные высококонтрастными богатыми рудами со средним содержанием урана более 0,39 % в виде рудных столбов, приуроченных к участкам изменения простирания тектонических нарушений и сопряжений с ними. Рядовые, бедные и забалансовые руды располагаются в промежутках между богатыми жилами и их апофизами.

Коэффициент сплошности рудных тел самый низкий до 0,8-0,70. Количество весьма богатых руд с содержанием урана более 0,5 % - 20-30%. Объём богатой руды с содержанием урана более 0,2 % - в пределах 60 %. В ней заключено более 90 % металла. Рядовой руды около 30 %, она содержит около 5 % металла.

Среднее содержание урана в рудных телах первой группы от 0,45 до 1,3 %. Таких рудных тел на Стрельцовском месторождении по объёму около 30 %.

Учитывая высокую контрастность руд, из которых сложены рудные тела 1 -ой группы, их отработку целесообразно вести селективно с выделением рядовых, богатых и, возможно, весьма богатых руд.

При этом выемку богатых руд следует производить системами разработки и способами, обеспечивающими минимальное разубоживание и потери.

Отработку оставшихся в недрах бедных руд надо вести с массовой отбойкой руды с последующим извлечением урана кучным или подземным выщелачиванием.

Вторая группа включает 1-ый структурно-морфологический тип рудных тел, который представлен сближенными жильными телами, образующими што-кверковые залежи со сложным чередованием богатых, рядовых и бедных руд с внутрирудными промежутками забалансовой руды и породы.

Показатель сложности от 3,8 и выше, то есть одно тело по простиранию может быть отработано не менее чем четырьмя заходками. Коэффициент сплошности колеблется около величины 0,85, иначе, при подсчёте запасов в рудный контур было включено 13-17 % безрудного материала. Количество весьма богатых руд в естественном залегании от 8 до 16 %. При выделении богатых руд по пороговому содержанию урана выше 0,2 % соотношение богатых и рядовых сортов руд по отношению к рудам первой группы как бы меняется: рядовых становится порядка 60 %, а богатых - 30 %. Количество металла в богатых рудах относительно высокое - от 70 до 90 %. Среднее содержание урана в них примерно в два раза ниже, чем в рудных телах первой группы - около 0,3%. Рудные тела второй группы наиболее распространены и составляют более 50 % запасов месторождений Стрельцовского рудного поля. Рудные тела этой группы целесообразно отрабатывать либо так же, как и рудные тела первой группы — нисходящей слоевой выемкой с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью, либо подэтажными штреками со скважинной отбойкой.

Третья группа рудных тел представлена IV и V структурно-морфологическими типами в виде маломощных жил и пластообразных залежей. Они обычно размещены на флангах крупных рудных залежей или периферий-

ных участках месторождений. Коэффициент сплошности менее 0,9, оруденение равномерное. Участки богатых руд составляют до 4 % общей рудной площади, но выделять их при отработке не представляется возможным. Среднее содержание урана в этих телах в два раза ниже, чем содержание в рудных телах второй группы (в пределах 0,1 %). Запасы урана в третьей группе составляют 15-20 % от общих запасов месторождения. Их целесообразно разрабатывать системами со скважинной отбойкой руды (подэтажные штреки, подэтажное магазини-рование) с последующим кучным или блоковым подземным выщелачиванием.

Практическое значение состоит в том, что данная классификация позволяет отнести то или иное рудное тело к конкретному типу еще на стадии детальной разведки, выбрать оптимальную схему подготовки, отработки и переработки руд конкретных рудных залежей.

Четвёртое защищаемое научное положение. Эмпирическая зависимость формирования состава товарных руд от интенсивности перемешивания на стадиях отбойки, выпуска и транспортировки, выражающаяся функцией:

Р(с) = А*с Ь/ехр (п*с)

Материал изложен в главе 5, где обоснована методика установления распределения руды по классам содержаний в транспортных ёмкостях и даны рекомендации по совершенствованию технологических процессов при добыче и переработке урановых руд.

Над проблемой прогнозирования качества товарных руд работали многие исследователи. Для оценки величины содержания металла в транспортных сосудах де Вийс предложил линейный эквивалент пробы в естественном залегании. Так, например, содержанию в вагонетке соответствует содержание в пробе, длиной 3 м.

Формирование сортового состава добываемых руд зависит от целого ряда факторов, связанных, прежде всего, с технологией выемки рудных тел, главным из которых является разубоживание при отбойке, а также режим выпуска руды, способствующий перемешиванию руды с прихваченной и добавленной породой.

Таким образом, многие из факторов не являются постоянными и трудно учитываемы. Автором работы предложен более простой вариант имитации процесса перемешивания через кривые его интенсивности, получаемые путём сравнения распределения в вагонетках добытой руды с распределением её в недрах на базе радиометрического опробования, проводимого в забоях очистных выработок по горизонтальному профилю с расстоянием между точками опробования 20 см. Это вполне правомерно, так как соответствует объёму руды в целике при продвижении забоя очистной выработки на 1,6 м, высотой 3,2 м (1,6x3,2x0,2 = 1,024 м3). 1 м3 руды с учетом коэффициента разрыхления как раз занимает объем одной шахтной вагонетки.

Использование линейного эквивалента пробы де Вийса не дало положительных результатов.

Академик М.И. Агошков предложил характеризовать качество очистных работ коэффициентом изменения качества полезного ископаемого: Кк = а/Ср, где а - содержание полезного компонента в добытой руде, а Ср - в балансовой.

Для прогнозирования качества и сортового состава добываемых руд необходимо иметь данные о распределении руды и металла в массиве недр по результатам радиометрического каротажа и опробования очистных горных выработок. Таблицы, характеризующие такое распределение, выполняются на рудниках предприятия и именуются «Таблицами технологических параметров руд». Методика расчёта предусматривает построчное введение для каждого класса содержаний дополнительной части объёма, для первых классов с нулевым содержанием и далее с возрастанием до 0,029 %. Такая модель преобразования предусматривает природное свойство постепенного перехода к пустой породе. Увеличенный объём приводится к 100 %.

Если бы не происходило перемешивания с безрудным материалом руды в процессе погрузодоставочных работ и выпуске, состав рудопотока был бы таким, какой он получается с учётом фактора разубоживания, но как показывает фактический материал, он другой (табл. 4).

Поделив построчно значение выходов по руде в естественном залегании и добытой руды (в вагонетках), получим некоторые величины, выражающие увеличение или уменьшение доли руды в каждом классе после перемешивания уже разубоженной руды (табл. 4). Значения этих отношений можно изобразить в виде кривой, рассчитанной по формуле 9, выражающей интенсивность перемешивания при трансформации руды от недр к добытой (в вагонетках) по содержанию «х» в них урана. Подбор кривой должен вестись по аналогичным условиям выпуска, проверенным экспериментом на работающих блоках.

Кш = 0,08*хл(-0.9) *ехр(4 *х), (9)

где - х - содержание урана в вагонетках.

Появилась проблема получения зависимости перемешивания от вагонеточных порций к автосамосвальным, в которые помещается более десятка вагонеток.

Получена эта зависимость в результате анализа усреднения товарной руды при погрузке вагонеточных порций в автосамосвалы ёмкостью 25-27 т:

К ц =0,2 *хл(-0,6)/ехр(-0,5*х) (10)

Зависимости 9 и 10 проверялись экспериментально и подтверждены большим фактическим материалом.

Зная, что запасы руд по группам распределяются следующим образом: 1-я группа - 30 %; 2-я - 50 % и 3-я - 20 %, нетрудно определить распределение металла в целом по всему Стрельцовскому месторождению.

Таблица 4

Изменение сортового состава руд при добыче

Классы содержаний, % Выходы классов по содержанию. % Отношение выходов руды

в естественном залегании (в недрах) в добытой руде (вагонеточные порции)

руды по сорту * урана по сорту руды по сорту урана по сорту

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Порода

0,000-0,004 1,8 7,3 0,05 0.2 0,2 0,8 0,01 0,03 9,5

0,005-0,009 5.5 0,15 0,6 0,02 8,5

Забалансовая руда

0,010-0,019 3,8 7,0 0,3 0,7 0,9 1,9 0,10 0,27 4,0

0,020-0,029 3,2 0,4 1,0 0,17 3,2

Рядовая руда

0,030-0,039 8,3 54,2 1,2 19.2 3,0 70,9 0,5 44,1 2,7

0,040-0,049 10,4 2,0 4,5 0,9 2,3

0,050-0,074 10,0 2,6 10,6 3,7 0,9

0,075-0,099 7,9 2,9 12,8 6,3 0,6

0,100-0,149 11,3 5,9 23,5 16,7 0,5

0,150-0,199 6,3 4,6 16,5 16,0 0,4

Богатая руда

0,200-0,249 8,0 23,4 8,0 31,0 10,3 23,2 12,9 37,0 0,8

0,250-0,299 4,5 5,3 5,3 8,1 0,9

0,300-0,399 6,8 10,0 5,1 9,8 1,3

0,400-0,499 4,1 7,8 1 2,5 6,2 1,6

Весьма богатая руда

0,500-0,749 4,1 8,1 10,8 48,9 2,0 3,2 6,7 18,6 2,0

0,749-0,999 2,5 20,1 0,8 2,4 3,0

1,000-3,300 1,5 18 0,4 9,5 4,0

ИТОГО 100 100 100 100 100 100 100 100

♦сумма выходов классов, входящих в данный сорт

Экспериментально полученная формула для нахождения дифференциальной функции неизменна, и ее можно представить в виде, пригодном для компьютерных расчётов

Р(с) = А* с Ь/ехр (п*с), (И)

где р(с) - дискретный выход руды в долях единицы или %% - для любого содержания урана - с.

В современных рыночных условиях разработки урановых месторождений в ОАО «ППГХО» особенно острыми стали вопросы оптимизации формирования товарной руды по максимуму получаемой прибыли. В 2003 г. такой анализ проведен по всем блокам, отрабатывавшимся в 2002 г., и выдачным стволам шахт. В результате чётко установлено, что определение характера распределения руды по классам содержания урана для трёх групп рудных тел необходимо не только в недрах, но и в вагонеточных порциях добытой руды.

На рис. 6 показано распределение руды и металла для трёх групп рудных тел, отрабатываемых очистными блоками, указанными на диаграммах.

Первый ряд блоков отрабатывает рудные тела третьей группы. Содержания урана в добытой руде низкие: от 0,043 до 0,127 %. Породно-забалансовая часть составляет от 78 до 23,5 %. Так, например, добытую руду в блоке 4д-702 можно разделить на породно-забалансовую часть и руду с содержанием урана 0,097 %, пригодную только для кучного выщелачивания.

Во втором ряду расположены кривые распределения по блокам, отрабатывающим рудные тела второй группы. По исходным данным уже со среднего содержания 0,174 % можно формировать «богатую головку», что позволяет получать дополнительный металл.

Блоки 4в-715 и 6а-1010 отрабатывают рудные тела первой группы со средним содержанием урана - более 0,5 %. Породно-забалансовая часть незначительна (3-6 %). На кучное выщелачивание (KB) и гидрометаллургическую технологию (ГМТ) переработки можно выделять примерно равное количество - по 20 % руды, а «богатая головка» - более 50 %.

Как видно из приведенного анализа, наибольший экономический эффект будет получен, когда для каждой выемочной единицы будут применены свои границы выделения сортов. В этом и состоит принцип динамического программирования. Установленные закономерности распределения руды и урана по классам его содержаний по каждому очистному блоку позволяет это выполнять в автоматизированом режиме.

Эффективность деления добытой руды на сорта состоит в том, что каждый технологический сорт направляется на определенную технологию переработки:

- «богатая головка» (содержание урана более 0,5 %) перерабатывается по специальной технологии на гидрометаллургическом заводе (ГМЗ), что позволяет достичь извлечения урана в готовую продукцию на уровне 98 %;

- богатые руды (содержание урана 0,2-0,499 %) перерабатываются на ГМЗ по традиционной технологии при извлечении 95-96 %;

- рядовые руды (содержание урана 0,1-0,199 %) перерабатываются кучным выщелачиванием с извлечением до 85 %;

- бедные руды (содержание урана 0,03-0,099 %) добываются блочным подземным выщелачиванием с извлечением урана 70 %.

Данный комплекс позволяет получить максимальный экономический эффект при добыче и переработке скальных урановых руд.

Научная новизна разработки заключается в том, что впервые получена закономерность формирования состава добытых руд в зависимости от степени перемешивания при отбойке, выпуске и транспортировке, описанная эмпирическими формулами.

Рис. 6 Характер распределения руды и металла для трёх групп рудных тел. отрабатываемых очистными блоками;

уню.ицсипая лиши распределение металла; тонкая линия распределение руды: ПЗЧ - породно-забалансовая часть. ГМТ часть, направляемая на гидрометаллургическую технологию переработки; "ИГ"- (богатая головка) - часть, которая должна перерабатываться по отдельной технологической цепочке.

Разделение руд на сорта необходимо производить по принципу динамического программирования. При этом отсечки по содержанию урана для выделения сортов руд на переработку надо планировать для каждого очистного блока индивидуально с учетом максимума плановой прибыли.

Практическое значение предлагаемой методики состоит в том, что выявленная закономерность формирования товарных руд позволяет оптимизировать рудопотоки по технологиям переработки ещё на стадии проектирования и планирования добычных работ, зная: распределение металла в недрах, технологию отбойки, выпуска и транспортировки, что позволяет в первую очередь оптимизировать затраты по выпуску концентрата природного урана.

Заключение

В результате выполнения большого объёма экспериментальных и теоретических исследований решена актуальная научно-производственная проблема совершенствования геологического обеспечения эксплуатационных работ на крупном действующем урановом производстве.

Основные научные и практические результаты выполненных исследований заключаются в следующем.

1. Сортовой состав руд должен определяться по каждому очистному блоку индивидуально, исходя из технологического типа отрабатываемых рудных тел.

2. С целью повышения достоверности определяемых запасов рекомендуется вместо многоэтапной эксплуатационной разведки проводить её вертикальными скважинами на высоту подэтажа.

3. В целях достижения более высокой экономической эффективности очистных работ применять эксплуатационные кондиции, разные для каждого рудного тела.

Для эффективного управления полнотой и качеством извлечения полезных ископаемых необходимы достоверные исходные данные о количестве и качестве извлекаемых руд, начиная от проектирования и планирования добычи и кончая проведением очистной выемки. Для этого нужно:

- точно знать запасы полезного компонента, для чего впервые применен способ разнонаправленных диагоналей, являющийся комбинацией методов подсчёта запасов треугольников и четырёхугольников;

- знать морфологию рудных образований с установлением мощности рудных тел и распределения запасов по ним, для чего предложены новые количественные показатели - приведенная мощность и длина, а также коэффициент сложности;

- знать закономерности распределения урана в рудах отрабатываемых и проектируемых к отработке месторождений, которые предопределяют сортовой состав и качество товарных руд, поступающих на переработку, для этого предложена классификация рудных тел по сортовому составу с разделением их на 3 группы;

- уметь трансформировать руду в естественном залегании в руду, погружаемую в транспортные сосуды, для чего разработана методика прогнозирования, учитывающая, кроме разубоживания, фактор перемешивания при доставке и выпуске добываемых руд;

- получить максимальный экономический эффект по всему циклу извлечения полезного ископаемого с учётом сортового состава рудопотока по каждой выемочной единице, для этого автором использована компьютерная технология, позволяющая получать эти данные в автоматизированном режиме.

При решении поставленных задач были широко использованы материалы детальной разведки, проведённой ГРЭ-324 Сосновского ПГО, материалы научно-исследовательских институтов ВНИПИПТ и ВНИИХТ и текущие материалы отработки запасов ОАО «ППГХО».

Научные разработки автора легли в основу новых горнохимических технологий: переработки богатых руд на гидрометаллургическом заводе, рядовых и бедных — на кучном и подземном выщелачивании, позволившие уже в 1996 г. получить снижение себестоимости готовой продукции на 18 %, а сортировка руды малыми порциями (шахтными вагонетками) дала возможность сократить объём горнорудной массы.

Теоретические положения, разработанные лично автором диссертационной работы, имеют большое практическое значение. Использование новой методики прогнозной оценки сортового состава товарных руд по каждой выемочной единице по принципу динамического программирования позволяет получить максимальный экономический эффект на любой отрезок времени в системе «добыча-переработка». Он оценивается в 16,68 млн. руб. в год.

Разработки по подсчёту запасов и установлению экономически обоснованных границ разделения руд на сорта могут быть с успехом использованы на месторождениях других полезных ископаемых там, где возможно экспрессное определение качества добываемого сырья.

Основные положения диссертационной работы изложены в следующих публикациях

1. Пшенников В.А. Формирование сортового состава урановых руд с учётом технологии перерабатывающих производств: монография / В А. Пшенников. - Владивосток: Дальнаука, 2005. - 83 с.

2. Пшенников В.А. Проблемы геологического обеспечения при эксплуатации урановых месторождений: монография / В.А. Пшенников. - Новосибирск: изд-во НИПКиПРО, 2006. - 68 с.

3. Пшенников В.А. Эксплуатационная разведка в условиях подземных работ на руднике 1 / В.А. Пшенников, С.Х. Хамидуллин // Технический прогресс в атомной промышленности, сер. Горно-металлургическая промышленность. - 1977. - № 8. - С. 20 - 34.

4. Пшенников В.А. Рудоносность и морфология рудных тел Стрельцов-ской группы урановых и молибден-урановых месторождений / В.А. Пшенников // Технический прогресс в атомной промышленности, сер. Горнометаллургическая промышленность. - М. - 1977. - № 8. - С. 35 - 47.

5. Пшенников В.А. К методике подсчёта погашаемых запасов руд и металла на ЭВМ / В.А. Пшенников // Горно-металлургическая промышленность. -М. - 1982.-№3.- С. 30-36.

6. Пшенников В.А. Методика сравнительной экономической оценки при подземных системах разработки / В.А. Пшенников, Н.С. Брылёв // Технический прогресс в атомной промышленности, сер. Горно-металлургическая промышленность. - М. - 1979. - № 9. - С. 35 - 45.

7. Пшенников В.А. Новое в числовых характеристиках рудных тел / В.А. Пшенников, М.Г. Песин, Л.Г. Шапошникова // Горно-металлургическая промышленность. - М. - 1982. - №1.

8. Пшенников В.А. Классификация рудных тел по сортовому составу слагающих их руд / В.А. Пшенников М.Г. Песин, Л.Г. Шапошникова Л.Г. // Технический прогресс в атомной промышленности, сер. Горнометаллургическое производство. - М.: ЦНИИАтоминформ, 1984. - Вып. 3. - С. 32-41.

9. Пшенников В.А. Номограмма для определения содержания основного компонента в руде / В.А. Пшенников // Технический прогресс в атомной промышленности, сер. Горно-металлургическое производство. - М.: ЦНИИАтоминформ, 1984. - Вып. 1. - С. 32 - 41

10. Пшенников В.А. Оптимизация управления рудопотоками, направляемыми на обогащение и переработку. Специальные вопросы атомной науки и техники / В.А. Пшенников, В.Г. Иванов, A.A. Кузнецов // Технический прогресс в атомной промышленности, сер. Горно-металлургическое производство. - М.: ЦНИИАтоминформ, 1984. - Вып. 3. - С. 15 - 25.

11. Пшенников В.А. Оперативное определение разубоживания при разработке сложно структурных месторождений. Технический прогресс в атомной промышленности / В.А. Пшенников, В.А. Овсейчук, М.Г. Песин // Технический прогресс в атомной промышленности, сер. Горно-металлургическое производство. - М.: ЦНИИАтоминформ, 1987. - Вып. 5. - С. 24 - 33.

12. Пшенников В.А. Горно-геологическая классификация рудных залежей Стрельцовского рудного поля / В.А. Пшенников [и др.] // Технический прогресс в атомной промышленности, сер. Горно-металлургическое производство. - М.: ЦНИИАтоминформ, 1986. - № 12. - С. 20 - 28.

13. Пшенников В.А. Оптимизация качества товарных руд при разработке урановых месторождений Стрельцовского типа / В.А. Пшенников // Горный журнал. - 1999. - № 12. - С. 21 - 23.

14. Пшенников В.А. Автоматизированная система управления горным производством с привлечением геолого-геофизической информации / В.А. Пшенников I! Горно-металлургическое производство. - М.-. ЦНИИАтоминформ, 1989.-№ 12.-С. 20-32.

15. Пшенников В.А. Определение коэффициента разубоживания руд при разработке месторождений / В.А. Пшенников // Горный журнал. - 2003. - № 12,- С. 34-35.

16. Пшенников В.А. Закономерности изменения распределения урана в рудах при добыче / В.А. Пшенников, В.А. Овсейчук // Пятая научно-практическая конференция, посвящённая 30-летию Горного института Читан-

ского государственного университета: материалы конференции. - Чита: ЧитГУ, 2004.-С. 82-87.

17. Пшенников В.А. Достоверный метод подсчёта запасов способом разнонаправленных диагоналей / В.А. Пшенников // Разведка и охрана недр. -2004. - № 7. - С. 47 - 49.

18. Пшенников В.А. Оценка рудных тел по их параметрам / В.А. Пшенников // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ, 2004. -№ 12.-С. 147-148.

19. Пшенников В.А. Оценка изменения качества урансодержащих руд при их добыче / В.А. Овсейчук, В.А. Пшенников // Горный журнал. - 2005. - № 3. -С. 23 - 28.

20. Пшенников В.А. Изучение процесса усреднения руд при разработке урановых месторождений / В.А. Пшенников // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ, 2006. - № 11. - С. 52 - 56.

21. Пшенников В.А. Закономерности распределения руды по классам содержания урана / В.А. Пшенников // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ, 2006. - № 11. - С. 57 - 60.

22. Пшенников В.А. Теория и практика вероятностно-статистического распределения металлов в рудах месторождений / В.А. Пшенников // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ, 2006. - № 11. - С. 6164.

23. Пшенников В.А. Закономерности формирования сортового состава руд при их добыче / В.А. Пшенников // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ, 2007. - № 1. С. 266-269.

Лицензия ЛР № 020525 от 02.06.97 Подписано в печать 18.01.2007 Формат 60x84 1/16 Усл.печ.л. 1,8 Тираж 100 экз. Заказ

Читинский государственный университет ул. Александро-Заводская, 30, г. Чита, 672039

РИК ЧитГУ

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Пшенников, Владлен Андреевич

Введение.

Глава 1. Сведения о геологическом строении Стрельцовского рудного поля и объектах эксплуатации.

1.1. Геологическое строение рудного поля и положение его в региональных структурах.

1.2. Структура рудного поля.

1.3. Рудоносность.

1.4. Геологическое строение Стрельцовского месторождения.

1.4.1. Рудные тела в гранитах фундамента.

1.4.2. Рудные тела в нижней эффузивно-осадочной толще.

1.4.3. Рудные тела в верхней эффузивно-осадочной толще.

1.5. Состояние изученности проблемы.

1.5.1. Анализ горно-геологических классификаций рудных образований.

1.5.2. Анализ изученности сложности контуров рудных объектов.

1.6. Постановка задач исследования.

Глава 2. Достоверный подсчёт запасов - основа эффективного освоения недр.

2.1. Существующие способы подсчёта запасов.

2.2. Оптимизация геологических кондиций - путь к рациональной разработке эксплуатируемых месторождений.

2.3. Практика эксплуатационной разведки.

2.4. Рекомендуемый метод подсчёта запасов и контроль за полнотой их выемки из недр.

Глава 3. Изменчивость рудных образований по мощности и сортовому составу.

3.1. Типизация рудных залежей как объектов разработки.

3.1.1. Горно-геологические признаки.

3.1.1.1. Распределение запасов по классам мощности.

3.1.1.2. Изменчивость контуров рудных тел и сложности рудных образований.

3.1.2. Качественные признаки.

3.1.2.1. Распределение урана по классам содержаний.

3.2. Факторы, влияющие на формирование сортового состава товарных руд.

3.2.1. Горно-геологические факторы.

3.2.2. Технологические факторы.

3.2.2. Организационно-технические факторы.

3.3. Рекомендации по использованию предложенных параметров.

Глава 4. Классификация рудных тел на основе статистического распределения в них урана.

4.1. Параметры рудных образований на основе многомерной статистической модели.

4.1.1. Первый (1) тип рудных залежей.

4.1.2. Второй (II) тип рудных залежей.

4.1.3. Третий (III) тип рудных залежей.

4.2. Вероятностно-статистическое распределение руды по классам содержания металла в рудных телах.

4.3. Классификация рудных тел по сортовому составу слагающих их руд.

Глава 5. Закономерности изменения состава руд в процессе добычи.

5.1. Трансформация руда от недр к добытой в результате перемешивания.

5.2. Методика трансформации добываемых руд от недр к погруженным в транспортные ёмкости.

5.3. Формирование сортового состава добываемых руд изменением граничных отсечек по содержанию урана на РКС

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Совершенствование геологического обеспечения горных работ при разработке урановых месторождений Стрельцовского рудного поля"

Объектом исследования явились урановые руды Стрельцоаского месторождения - типичного представителя одноимённого рудного поля в юго-восточном Забайкалье, на базе которого работает самое крупное в России горно-добывающее предприятие по производству урана в г. Краснокаменск Читинской области.

Предметом исследования явились производственные процессы, связанные с эксплуатационной разведкой, геологическим обеспечением всего комплекса очистных работ от проектирования до поставки руды на гидрометаллургический завод (ГМЗ), продукцией которого является закись-окись урана.

Состояние разработки проблемы. Актуальность. Переход от плановой экономики к рыночным отношениям потребовал пересмотра концепции рентабельности производства. Вхождение России в мировой рынок налагает на производителя жесткие требования к качеству производимой продукции и диктует уровень цены, а значит, и уровень себестоимости продукции. Невыполнение этих условий чревато производителю банкротством.

Несмотря на то, что параметры не новы, в определении каждого из них допускаются просчеты, на которые автор обратил особое внимание в предлагаемой работе. Новое решение проблемы подсчета запасов, определение в них среднего содержания и сложности конфигурации рудных тел, а также распределение в них металлов настолько актуально, что только при достоверной информации о них можно решать задачи проектирования, текущего планирования и эксплуатации месторождений - все это позволяет повысить эффективность ведения горных работ.

Вышеперечисленные элементы геологической информации позволяют создать модель управления процессом как рудоподготовки балансовых руд к добыче, так и оптимизировать рудопотоки добытой руды, т.е. разделить ее на сорта, направляемые на определенные технологии переработки. Рациональное использование недр в условиях рыночной экономики требует разработки новых принципов формирования товарных руд.

Таким образом, возникла сложная и, безусловно, актуальная научно-техническая проблема, имеющая большое народнохозяйственное значение, потребовавшая совершенствования управления рудопотоками при добыче урановых руд с целью минимизации затрат и оптимизации технологии добычи и переработки в условиях рыночной экономики.

Цель работы - упростить и повысить качество геологического обеспечения эксплуатационных работ, путем обоснования направления этой важной горно-геологической проблемы при добыче и переработке урановых руд. Достижение поставленной цели потребовало решения ряда задач.

Основные задачи исследования:

5. Определение границ содержаний урана в рудопотоках для рационального разделения руд на сорта при дальнейшей их переработке.

Основная идея работы заключается в использовании комплексного подхода поэтапного формирования качества товарных руд на всех стадиях, от подсчета запасов до получения готового продукта Такой подход позволяет применить принцип динамического программирования, согласно которому общая эффективность работы предприятия определяется суммой частных эффектов на каждом этапе.

Методы исследования. Строительство крупного горнопромышленного комплекса на базе месторождений урана Стрельцовского рудного поля началось задолго до окончания их разведки и проводилось в условиях отсутствия аналогов, недостаточности и неопределенности имеющихся исходных данных, что потребовало широких комплексных исследований горно-геологических и горнотехнических условий локализации уранового оруденения. Основой исследований стали результаты систематических повсеместных натурных наблюдений за трещиноватостью и устойчивостью руд и пород, морфологией рудных тел, характером изменчивости рудных контуров, мощности рудных тел и содержания полезного компонента в рудах и др.

Сбор, систематизация и анализ результатов наблюдений проводились с целью типизации и классификации горно-геологических и горнотехнических условий залегания рудных образований и разработки методов прогноза технико-экономических показателей технологий производства природного урана.

В крупных масштабах поставлены промышленно-эксперементальные работы, в том числе по подземному выщелачиванию скальных урановых руд, по кучному выщелачиванию забалансовых, беднобалансовых и балансовых скальных руд в различных литологических разностях пород.

Широко использован метод аналитических исследований. Проверка результатов аналитических исследований осуществлялась путем сопоставления расчетных данных с экспериментальными и фактическими данными по эксплуатации. При выполнении работы использован метод экономико-математического моделирования. Экспериментальные данные по кучному и подземному выщелачиванию получены в Центральной научно-исследовательской лаборатории (ЦНИЛ) ОАО «11111X0», фактические данные - на рудниках и гидрометаллургическом заводе (ГМЗ) предприятия.

При проведении исследований использовались методы: ранжирования геофизического (радиометрического) опробования по контрастности урановых руд в естественном залегании и в добытой горнорудной массе, компьютерных технологий математического моделирования для оперативного подсчёта запасов, прогнозирования сортового состава добываемых руд.

Научная новизна работы и личный вклад автора. Диссертация посвящена совершенствованию управления качеством геологического обеспечения эксплуатационных работ на крупнейшем горнорудном предприятии, работающем в новых экономических условиях. Её научная новизна заключается в следующем.

1. Основываясь на личном опыте, накопленном на предприятии за многие годы (с 1973 г.) по сбору, обобщению, анализу экспериментальных натурных работ по совершенствованию геологического обеспечения горнохимического предприятия, автором осуществлено дальнейшее развитие изучаемой проблемы и науки о Земле. Это повышает значение геологических исследований в оптимизации производственных процессов, снижает затраты на производство единицы готовой продукции, сокращает время рудоподготовки полезного ископаемого к добыче. v. t^V " '

2. Исследуя данные многочисленных натурных наблюдений, контроля и сопоставления результатов, полученных разными методами, автор модернизовал управление технологическим процессом горно-химического предприятия на основе новых принципов получения, обработки и использования геологической информации при очистных работах в условиях отработки сложно структурных месторождений урана, что открывает перспективы их использования на других горнорудных предприятиях страны.

3. На экспериментальных материалах автором обоснован, разработан и опробован в производственных условиях новый способ подсчёта запасов, обеспечивающий малые расхождения между подсчитанными в недрах и извлечёнными запасами полезного компонента (< 1 %). Метод исключает субъективный фактор при группировке исходных данных при производстве подсчёта запасов.

5. Впервые для выявления закономерностей распределения урана в рудных телах, были использованы дифференциальные зависимости вместо ранее применяемых интегральных. Это позволило разработать математический аппарат для прогнозирования сортового состава добываемых руд, зная сортовой состав руд в недрах.

6. На основе использования фактического материала разведки и отработки большого количества эксплуатационных блоков автором разработана технологическая классификация, являющаяся основой определения сортового состава товарных руд, что положительно влияет на эффективность их дальнейшей переработки.

7. Впервые получена эмпирическая зависимость, выражающая интенсивность перемешивания при трансформации руды от недр к добытой (в транспортных сосудах) по содержанию в ней урана.

Защищаемые научные положения.

2. Зависимость распределения урана от его содержания в рудах выражается дробно степенно-показаггельной дифференциальной функцией вида:

Аххь У =- ■ j ' где у - выход руды в % или долях единицы; х - содержание полезного компонента; A, bun- параметры распределения уравнения, определяющее сортовой состав руд.

4. Эмпирическая зависимость формирования состава товарных руд от интенсивности перемешивания на стадиях отбойки, выпуска и транспортировки, выражающаяся функцией: р (с) = А■ с*Ь / ехр (п- с), где А, burn- параметры распределения для содержания урана - с.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендации подтверждается:

- представительностью исходных данных по результатам отработки 86 (420 слоев и подэтажей) эксплуатационных блоков, по которым проанализированы изменчивость рудных контуров, распределение запасов металла по классам содержания полезного компонента, показатель сложности рудных залежей;

- результатами опытно-промышленных и экспериментальных исследований, подтвержденных большим объемом эксплуатационных работ по добыче богатых руд нисходящей слоевой выемкой с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью и переработкой руды на I M3, кучным и подземным выщелачиванием скальных урановых руд;

- результатами экономического анализа проведенных экспериментальных, опытно-промышленных и промышленных работ;

-100 % сходимостью прогнозируемого сортового состава товарных руд с фактическими рудопотоками, выдаваемыми из стволов шахт.

Практическую цеииостъ представляет следующее.

1. Горно-геологическая классификация рудных залежей, использование которой позволяет:

- прогнозировать горно-геологические условия отработки рудных залежей еще на стадии детальной разведки;

2. Математическая модель определения сортового состава товарных руд, которая позволяет обеспечить подготовку всего комплекса исходных данных для проектирования и принятия решений при оперативном планировании производства урана на дальнейшую перспективу с минимальными затратами.

Реализация исследований. Результаты исследований внедрены в практику проектирования и строительства рудников ОАО «ППГХО», используются при эксплуатации и освоении месторождений Стрельцовского рудного поля.

Математическая модель определения сортового состава товарных руд, внедренная в производство ОАО «11111X0», позволяет классифицировать все объемы текущей добычи руды по технологиям переработки: богатая руда направляется на переработку на гидрометаллургический завод с высоким показателем извлечения полезного компонента (до 97 %), рядовая и бедная по содержанию полезного компонента руда перерабатывается кучным выщелачиванием. Данная технология позволяет оптимизировать эксплуатационные затраты горнорудного предприятия.

Статистический способ подсчета запасов методом четырехугольников с разнонаправленными диагоналями применяется для оперативного контроля за их состоянием в недрах на рудниках ОАО «ППГХО».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались:

- на научном симпозиуме «Неделя горняка - 2004», в Московском государственном горном университете;

- на заседаниях научно-технического совета ОАО «ППГХО»;

- на Ученом Совете Института природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН (ИПРЭК СО РАН);

- на совместном заседании научно-технических советов Всероссийского проектно-изыскательского научно-исследовательского института промышленной технологии (ВНИПИПТ) и Всероссийского научно-исследовательского института химической технологии (ВНИИХТ);

- на расширенном заседании кафедр «Гидрогеология и инженерная геология», «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых», «Открытые горные работы» Читинского государственного университета от 28 февраля 2006 г.

Публикации. По результатам выполненных работ опубликовано 2 монографии, 20 статей, тезисы докладов.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и заключения, содержит 170 стр. машинописного текста, включает 7 таблиц, 26 рисунков, список использованной литературы из 83 наименования, 4 приложения.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Пшенников, Владлен Андреевич

Выводы

В главе V показано практическое применение всех выявленных закономерностей изменения объёмов и содержания урана от недр в добытой (товарной руде), доставляемой на ГМЗ для окончательной переработки с получением закиси-окиси урана.

Научная новизна разработки заключается в том, что впервые получена закономерность формирования добытых руд в зависимости от степени перемешивания при отбойке, выпуске и транспортировке, описанная эмпирическими формулами.

Разделение руд на сорта необходимо производить по принципу динамического программирования. При этом, отсечки по содержанию урана для выделения сортов руд на переработку надо планировать для каждого очистного блока индивидуально с учётом максимума плановой прибыли. Такой подход позволит получить максимальную эффективность в целом по предприятию.

Практическое значение предлагаемой методики состоит в том, что выявленная закономерность формирования товарных руд позволяет оптимизировать рудопотоки по технологиям переработки ещё на стадии проектирования и планирования добычных работ, зная: распределение металла в недрах, технологию отбойки, выпуска и транспортировки, что позволяет в первую очередь оптимизировать затраты во выпуску концентрата природного урана.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненного в течение 35 лет большого объёма экспериментальных й теоретических исследований решена актуальная научно-производственная проблема совершенствования геологического обеспечения эксплуатационных работ на крупном действующем урановом производстве России.

Основные научные и практические результаты выполненных исследований заключаются в следующем.

1. Научно обоснован сортовой состав добываемых руд, который индивидуален для каждого очистного блока, исходя из технологического типа отрабатываемого рудного тела, определяемого предложенной автором классификацией рудных образований и установленным законом распределения руды по классам содержаний в ней урана

2. Доказано, что с целью повышения достоверности геологического обеспечения запасов не только урана рекомендуется вместо многоэтапной эксплуатационной разведки проводить её вертикальными скважинами на всю высоту этажа.

3. Установлено, что наибольший экономический эффект достигается применением плавающих эксплуатационных кондиций.

Для эффективного управления полнотой и качеством извлечения полезных ископаемых необходимы достоверные сведения о количестве и качестве извлекаемого сырья на всех стадиях, начиная от проектнровани и планирования добычи и кончая проведением очистной выемки.

Для этого необходима база данных, включающая сведения о: количестве запасов полезного компонента, для чего впервые в мировой практике использован метод разнонаправленных диагоналей, дающий отклонения подсчитанных запасов от фактической добычи не более 1 %; морфологии рудных образований с установлением мощности рудных тел, для чего разработаны новые количественные характеристики: приведннная мощность и длина, а также коэфицимент сложности формы рудных тел; установленной закономерности распределения урана в рудах, проектируемых к отработке, которые предопределяют сортовой состав и качество товарных руд, поступающих на на переработку. Для этого предложена классификация с разделением рудных тел на три группы; зависимости трансформации руды в естественном залегании в руду, погружаемую в транспортные сосуды, для чего использованы эмпирические наблюдения, учитывающие, кроме разубоживания, фактор перемешивания при выпуске и доставке добываемых руд; расчёте максимального экономического эффекта по всему циклу извлечения урана с учётом сортового состава руд по каждой выемочной единице, для чего использована компьютерная технология, позволяющая получить данные для расчёта в автоматизированном режиме.

При решении перечисленных задач использованы материалы детальной разведки, проведённой ГРЭ-324 ПГО «Сосновгеологгия», материалы научно-исследовательких институтов ВНИПИПТ и ВНИИХТ и текущие материалы отработки месторождений ОАО «11111ХО».

Научные разработки автора легли в основу новых горнохимических технологий: переработки богатых руд на гидрометаллургическом заводе, рядовых и бедных - на кучном и подземном выщелачивании, позволившие уже в 1996 г. получить снижение готовой продукции на 18 %.

Ък

Теоретические положения, разработанные лично автором, имеют большое практическое значение. Использование новой методики прогнозной оценки сортового состава товарных руд по каждой выемочной единице позволяет получить экономический эффект в 16,68 млн. руб. в год.

Разработки по подсчёту запасов и установлению экономически обоснованных границ разделения руд на сорта могут быть с успехом использованы на месторождениях других полезных ископаемых, там , где проводится экспресное определение качества добываемого сырья.

Метод управления сырьевой базой горнорудного предприятия в условиях рыночной экономики имеет большое научное значение, так как может быть использован для любого вида металлического минерального сырья как при подземном, так и открытом способе разработки.

Основным результатом диссертационной работы является создание механизма формирования товарных руд на основе выявленных закономерностей 1 распределения урана в балансовых запасах руд.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Пшенников, Владлен Андреевич, Краснокаменск

1. Агошков М.И. Определение экономически оптимальной производственной мощности горного предприятия на основе приведенных затрат / М.И. Агошков. М.: Наука, 1975.

2. Агошков МЖ Технико-экономическая оценка извлечения полезных ископаемых из недр / М.И. Агошков, В.И. Никаноров, E.R Панфилов и др. -М.: Недра, 1974.

3. Агошков М.И. Изменение качества руды в процессе выпуска и управления им при системах разработки с обрушением руды и вмещающих пород / М.И. Агошков, В.П. Рыжов, Р.М Гринёв и др. // Горный журнал 1968.- № 4.

4. Байбусинов Ш.Ш. О составе кондиций для месторождений слюды. К проблеме рационального использования недр /111.111 Байбусинов, В.П. Баля-сов, Г.Г. Бондарев. М., Наука, 1979.

5. Бауман В.И. К вопросу об определении запасов месторождений // Горный журнал. -1908. Т. IV.

6. Разработка ращюнальной методики детальной и эксплуатационной разведки: отчёт о НИР по теме 802-С3 / ВНИИХТ; исполнитель Г.Д. Бережное, А.В. Заварзин, В.А. Пшенников и др. М:, 1976. С 355. № А=б051, Инв. № 31.

7. Бирюлин ВА. К методике учёта сложности контуров рудных тел при определении рациональной плотности разведочной сети / В.А. Бирюлин// Материалы по геологии, поискам и разведке рудных месторождений в Казахстане. Алма-Ата, 1977.

8. Борисов О.Г. Экструзии и связанные с ними газо-гидротермальные процессы / О.Г. Борисов, В.Н. Борисова. Новосибирск: Наука, 1974.

9. Бронштейн, КН. Справочник по математике / И.Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. Издание тринадцатое исправленное, 1986. -121 С.

10. Викентьев, В.А. О главных факторах, определяющих степень разве-данности запасов месторождений твёрдых полезных ископаемых/ В.А. Викентьев, П.И. Кушнарёв // Изв. ВУЗов. Геология и разведка. 1978. - № 6.

11. Вольфсон Ф.И. Особенности геологии урановых месторождений Стрельцовского рудного поля / Заб.НИИ; исполн. В.Е. Вишняков и др. Чита: , 1970. 350 е.-Т. 1,2.

12. Володомонов Н.В. Метод учёта высоких проб // Советская геология. -1939.-№10-11.

13. Денисов СЛ. Использование показателей прерывистости оруденения при оценке месторождений // Разведка и охрана недр. -1976. № 12.

14. Дронов Н.В. Показатели народнохозяйственной оптимальности горно-экономических решений//Горный журнал. -1978. № 1.

15. Душкевич Б.А. О новом способе подсчёта запасов золота в россыпных месторождениях (способ изолиний) // Горный журнал. 1929. - №6-7.

16. Геологическое строение и ураноносносгь рудного поля: Отчёт о поисковых и разведочных работах партии № 324 Сосновской экспедиции / Л.П. Ищукова 1969 - 1970. - Т. L - кн. 1,2.

17. Описание Стрельцовского месторождения урана: Отчёт геологоразведочной партии № 324 / исп. Л.П. Ищукова Иркутск. 1970. - Т. И. -кн. 1,4, 5, 6,7.

18. Аргунское и Жерловое месторождения (юго-восточное Забайкалье): Отчёт о результатах разведочных работ на месторождениях с подсчётом запасов урана и молибдена по состоянию на 1 января 1993 г. / исп. Р.Г. Карманов и др.-Т. 1-14.Инв№42сс.

19. Каждан А.Б. Принципы классификации запасов твёрдых полезных ископаемых // Советская геология. 1980. - № 1.

20. Каждан А.Б. К методике определения бортового содержания при подсчёте запасов полезных ископаемых // Разведка и охрана недр. 1958. -№ 12.

21. Каждан А.Б. Количественная оценка строения и степень разведан-ности прерывистых рудных залежей // Советская геология. -1976. № 1.

22. Каргажанов З.К Основные положения по установлению эксплуатационных кондиций // Комплексное использование минерального сырья. -1979. № 5.

23. Карлъе Э. Методика количественной оценки месторождений урана / Э. Карлье. М.: Атомиздат, 1966.

24. Подсчёт запасов в опытном блоке месторождения Тулукуй, карьер, горизонт +650 / исп. В.В. Косяков, В.А. Пшенников и др.. 1973. Инв 13с.

25. Косяков В.В. Эксплуатационная разведка в условиях подземных работ на руднике I // Горно-металлургическая промышленность. 1977. - № 8.

26. Корзухин И.А. Горно-разведочное дело / И.А. Корзухин. Спб: Издательство А.С. Суворина. -1908.

27. Краснояров М.М. Подсчёт запасов в россыпи методом изолиний проф. Соболевского П.К. // Советская золотопромышленность. 1935. - № 3.

28. Мальцев Е.Д. Определение оптимальных параметров добычи и переработки урановых руд / Е.Д. Мальцев. М, 1963.

29. Матерой Ж. Основы прикладной геостатистики / Ж. Матерон. М.: Мир, 1971.

30. Структурно-геологические и минералого-геохимические особенности локализации оруденения на Сгрельцовском рудном поле / И.В. Мельников и др. М: ИГЕМ, 1973.

31. Материалы по геологии, минералогии и геохимии уран-молибденовых месторождений, ассоциированных с вулкано-тектоническими формациями / И. С. Модников и др. М.: ВИМС, 1974.

32. Набоко С.И. Особенности гидротермальных процессов в областях активного вулканизма // Вулканизм, гидротермальный процесс и рудообразова-ние. М.: Недра, 1974.

33. Никитин А.А. Теоретические основы обработки геофизической информации / А.А. Никитин. М: Недра, 1986.

34. Овсейчук В.А. Обоснование показателей извлечения при подземнойразработке сложиоструктурных месторождений (на примере Стрельцовского рудного поля): Дисс. Канд. техн. наук. М, 1988. - Фонды предприятия.

35. Овсейчук В.А. Формирование сырьевой базы урандобывающего предприятия в условиях рыночной экономики: Дисс. д-ра техн. наук. Красно-каменск, 1997. - Фонды предприятия.

36. ОглоблинД.Н. О подсчёте запасов металла в россыпи методом изолиний // Советская золотопромышленность. 1934. - № 3,4.

37. Плеханов К.В. Основные положения по определению эксплуатационных кондиций на руды Кривбасса. К проблеме рационального использования недр / К.В. Плеханов. М., 1979.

38. Прерис A.M. Определение и учёт ураганных проб / A.M. Прерис. -М.: Недра, 1974.

39. Прерис А.М. Общая методика подсчёта запасов месторождений твёрдых полезных ископаемых /А.М. Прерис. Киев : Наукова думка, 1978.

40. Померанцев В.В. О кривых распределения металлов в недрах // Известия ВТУЗов. Горный журнал. -1960. № 10.

41. Пухальский, Л.Ч Теория контрастности урановых руд / JL4. Пу-хальский. М.: Госатомиздаг, 1963.

42. Пухальский Л. Ч. Рудничная геофизика / J1.4. Пухальский. Атомиз-дат, 1964.

43. Прокопъев Е.П. Сравнительная оценка разных методов подсчёта запасовзолота в россыпных месторождениях // Горный журнал. 1925. - № 10.

44. Изыскание эффективной технологии подземной разработки месторождений на предприятии п/я А-1768: Отчёт о НИР по спецтеме за 1972-73 гг. -Инв. № 23.

45. Условия локализации, морфология и вещественный состав рудных тел месторождений Стрельцовское и Тулукуевское: Отчёт геологической лаборатории за 1972-75 гг. Инв. 28.

46. Пшенников В.А. Рудоносность и морфология рудных тел Стрельцовской группы урановых и молибдено-урановых месторождений // Горнометаллургическая промышленность. -1977. № 8,-С. 35-47.

47. Руда товарная, добытая в шахте (богатая, рядовая, комплексная, забалансовая). Технические требования // Стандарт предприятия СТО 85-80 / В.А. Пшенников В.А. 1980.- 80 С.

48. Пшенников В.А. К методике подсчёта погашаемых запасов руд и металла на ЭВМ // Горно-металлургическая промышленность. 1982. - № 3.-С.30-36

49. Пшенников ВА. Новое в числовых характеристиках рудных тел // Горно-металлургическая промышленность. 1982. - № 1.

50. Пшенников В.А. Классификация рудных тел по сортовому составу слагающих их руд / В.А. Пшенников, М.Г. Песин, Л.Г. Шапошникова // Горнометаллургическое производство. 1984. - Вып. 3.т С. 32-41.

51. Пшенников В.А. Номограмма для определения содержания основного компонента в руде / В.А. Пшенников // Технический прогресс в атомной промышленности. Сер. Горно-металлургическое производство. 1984. - ВыпМ^~

52. Пшенников В.А. Управление качеством товарной руды. Порядок сбора, обработки и реализация информации о качестве руды, добываемой в шахте // Стандарт предприятия СТО 158-85 / В.А. Пшенников. Краснока-менск, 1985.-100с.

53. Пшенников В.А. Формирование оптимального рудопотока при разработке сложноструктурных урановых месторождений Стрельцовского рудного поля: Дисс. канд. техн. наук. М.: ПромНИИпроект, 1986. 167с.

54. Пшенников В.А. Горно-геологическая классификация рудных залежей Стрельцовского рудного поля. М. / В.А. Пшенников, Т.И. Гайман, А.И.

55. Мезин, В.А. Овсейчук // Технический прогресс в атомной промышленности. Серия ГМП. 1986 г. -№ 12.-С.20-28:

56. Пшенников В.А Оптимизация качества товарных руд при разработке урановых месторождений Стрельцовского типа М. // Горный журнал. 1999. -№ 12.

57. Пшенников В А. Определение коэффициента разубоживания руд при разработке месторождений. М. //Горный журнал. 2003. - № 12.-С. 34--35,

58. Овсейчук В.А. Оценка изменения качества урансодержащих руд при добыче. М. // Горный журнал. 2005. - № 3.- С. 23- 28.

59. Пшенников В А. Достоверный метод подсчёта запасов способом разнонаправленных диагоналей // Горный журнал. 2004. - № 7.- С. 47- 49.

60. Разумовский Я.К. Характер распределения содержаний металла в рудных месторождениях / H.FC Разумовский // Доклады АН СССР. 1940. - Т. 28. -№9.

61. Рощин Ю.В. Методические указания по статистической обработке геолого-геофизических данных с использованием графо-аналитических способов / Ю.В. Рощин. М: ВНИИХТ, 1973.

62. Рубин Д. Б. Статистический анализ данных с пропусками. Перевод с английского A.M. Никифорова / Д.Б. Рубин, Р.Дж. А. Литгл. М. // Финансы и статистика. -1991.

63. Рыжов П.А. Геометрия недр / П. А. Рыжов. М: Недра, 1964.

64. Савинский ИД. Применение математических методов на ЭВМ для повышения точности подсчёта запасов и построения карт в изолиниях // Геология рудных месторождений -1975. № 6.

65. Подсчёт запасов месторождений полезных ископаемых / В.И. Смирнов и др. М.: Госгеолтехиздат, 1960. - 672 с,

66. СуражскийД.Я. Урановые рудные системы. Опыт морфогенетиче-ской группировки / Д.Я. Суражский. М.: Недра, 1971.

67. Уманец В.Н. Оценка изменчивости свойств полезных ископаемых при освоении месторождений // Разведка и охрана недр. 1976. - № 7.

68. Шилов А. С. Моделирование процесса перепуска рудной массы через рудоспускное отделение восстающего // Горно-металлургическая промышленность. -1974. -№ 11.

69. Шипов А.С. Повышение качества руд методом их призабойной радиометрической сортировки // Горно-металлургическая промышленность. -1977. -№6-7.

70. Шилов А.С. Эффективность одностадийного селективного взрывания и использование призабойной радиометрической сортировки отбитых руд // Горно-металлургическая промышленность. -1978. № 4.

71. Шклярский Ф.Н. Один из способов определения запасов гнездовых месторождений // Горное дело. 1921. - № 4-5.

72. Четверяков Л.И. Закон распределения частот содержания минерального компонента в теле полезного ископаемого // Советская геология. 1964. -№7.

73. Юшко В.Б. Управление качеством товарной руды с помощью рент-генорадиометрического опробования // Цветная металлургия. 1978. - № 13.

74. Яковлев М.А. Анализ использования кондиций при подземной разработке рудных месторождений Средней Азии. К проблеме рационального использования недр / М.А. Яковлев. М., 1979.

75. Amerilcan Metal Mfrket. 1968. - №100.

76. Amerikan Metal Mfiket -1968. №184.

77. Пшенников B.A. Формирование сортового состава урановых руд с учётом технологии перерабатывающих производств: монография. Владивосток: Дальнаука, 2005. - 83 с.

78. Ищукова ЯЛ. Геология Урулюигуевского рудного района и молибден-урановых месторождений Стрельцовского рудного поля (монография). / Л.П. Ищукова Иркутск, 1996.

79. Пшенников ВА. Проблемы геологического обеспечения при эксплуатации урановых месторождений: монография. Новосибирск: изд-во НИПКиПРО, 2006.-68с.-SBс.

80. Пшенников В.А. Изучение процесса усреднения руд при разработке урановых месторождений. // Горный информационно-аналитический бюллетень.- 2006. № И С. 52-56.

81. Пшенников ВА. Закономерности распределения руды по классам содержания урана. // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2006.-№ 11. С. 57-60

82. Пшенников В.А. Теория и практика вероятностно-статистического распределения металлов в рудах месторождений. // Горный информацион-но=аналитический бюллетень. 2006. - №11. С. 61-64.143

Информация о работе

Пшенников, Владлен Андреевич
доктора геолого-минералогических наук
Краснокаменск, 2006
ВАК 25.00.11

Диссертация

Совершенствование геологического обеспечения горных работ при разработке урановых месторождений Стрельцовского рудного поля - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Совершенствование геологического обеспечения горных работ при разработке урановых месторождений Стрельцовского рудного поля - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы