Запасы полезных ископаемых потери и разубоживание
Запасы ПИ —массовое и объемное количество ПИ, заключенное в недрах в определенных контурах. Запасы подразделяются:
— по степени изученности месторождения (на 4 категории: А, В, С1 и С2;
— по способам разработки: для открытых и подземных, дражных и гидравлических работ;
— по степени освоения: на разведываемые, разведанные и эксплуатируемые.
Различают запасы:
1. Геологические;
2. Балансовые;
3. Забалансовые;
4. Промышленные;
5. Извлекаемые (эксплуатационные).
Геологические — разведанные запасы в контурах месторождения.
Балансовые — запасы, использование которых экономически целесообразно и удовлетворяет всем показателям кондиций и требованиям по охране недр и окружающей среды на существующем прогрессивном уровне развития техники и технологии.
Кондиции — установленные минимальные экономические показатели качества ПИ: минимальное содержание полезного компонента, минимальная мощность рудного тела или пласта, макс. зольность, макс. количество вредных примесей и др.;
Забалансовые — запасы, использование которых в настоящее время экономически не целесообразно или технически и технологически невозможно.
Списанная часть балансовых запасов вследствие их отработки называется погашенными балансовыми запасами.
Часть балансовых запасов, которая по тем или иным причинам остается в недрах или теряется при разработке, называется потерями (П). Потери характеризуют уменьшение объема извлекаемого ПИ вследствие оставления в недрах, отнесения к вскрышным породам, просыпания при погрузке и транспортировании и по другим причинам. Различают потери:
проектные — рассчитываются в проекте на весь срок эксплуатации месторождения;
нормативные — рассчитываются на определенный период времени для каждого способа или системы разработки;
эксплуатационные — потери при транспортировке, отбойке, выемке ПИ.
Потери характеризуются коэффициентом потерь.
Кп = П / Б,
где П — потери,
Б — балансовые запасы.
Коэффициент извлечения:
Ки = 1 — Кп
Промышленные запасы — балансовые запасы за вычетом проектных потерь:
ПЗ = Б — П
Разубоживание — ухудшение качества полезного ископаемого за счет примешивания пустой породы или некондиционного ПИ при ведении горных работ. Характеризуется коэффициентом разубоживания:
Кр = (α — α1) / α
где α — содержание полезного компонента в балансовых запасах;
α1 — содержание полезного компонента в рудной массе.
Эксплуатационные запасы (Эз)(извлекаемая рудная масса) -промышленныезапасы с учетом разубоживания за вычетом эксплуатационных потерь (см. рисунок):
Эз = Рм = Б — П + Р,
где Р — разубоживание;
Рм — извлекаемаярудная масса (угольная масса).
При проектировании, величины потерь и разубоживания, как правило, определяются расчетом в соответствии с нормативными требованиями или принимаются в значениях, достигнутых на аналогичных предприятиях с близкой производительностью.
По степени разведанности (частоты разведочной сети) геологические запасы делятся на категории — А, В, С1, С2, Р1 и Р2.
Категория А (А1 и А2) — запасы высшей категории разведанности, оцененные и изученные по выработкам сети детальной разведки на месторождениях с весьма равномерным расположением ПИ.
Категория В — запасы, определенные по скважинам и выработкам с включением ограниченной зоны экстраполяции на месторождениях с равномерным расположением ПИ.
Категория С1 — запасы, установленные на основании редкой сети скважин или разведочных выработок и геологически обоснованной экстраполяции. Обеспечивают в общих чертах выяснение качества и условий залегания ПИ. Для МПИ с неравномерным расположением ПИ — это высшая степень разведанности.
Категория С2 — запасы, установленные единичными скважинами или горными выработками с учетом данных геофизических исследований и геологических построений. К категории С2 относят запасы по целым районам или бассейнам. Запасами этой категории пользуются для перспективного планирования.
Категории Р1 и Р2— прогнозные запасы. Они служат для оценки потенциальной возможности районов и бассейнов на основе общих геологических построений. Определяются на стадии поиска МПИ.
Рекомендуемые страницы:
Источник
При разработке месторождений часть полезного ископаемого оставляют в недрах неизвлеченным или выдают на поверхность и направляют в отвал вместе с пустой породой. Потери составляют от 2—3% при разработке ценных руд до 10—20% при разработке руд средней ценности. Иногда они достигают 50%.
Потери подразделяют на общешахтные и эксплуатационные.
Общешахтными называют потери в охранных целиках около капитальных горных выработок, скважин, под зданиями, техническими и хозяйственными сооружениями, водоемами, водоносными горизонтами, коммуникациями, в барьерных целиках между шахтными полями.
Эксплуатационными называют потери, происходящие в процессе добычи полезного ископаемого — в недоработанной части целиков у подготовительных выработок, в целиках внутри выемочного участка (блока, камеры, панели, столба), на контактах месторождения с вмещающими породами, в местах обрушений, завалов, погрузки и т. п.
Независимо от применяемых систем разработки полностью извлечь полезное ископаемое трудно, так как не всегда возможно отбить руду у контактов с пустыми породами и в ответвлениях. Оставляемые в процессе добычи целики отрабатывают в неблагоприятных условиях, и их выемка сопровождается повышенными потерями. Часть отбитой руды при системах с закладкой выработанного пространства попадает в закладочный материал и остается в выработанном пространстве.
Таким образом, потери полезного ископаемого — это часть руды, не извлеченная из недр в процессе добычи, добытая и направленная в породные отвалы, оставленная в местах складирования, погрузки, на транспортных путях горного предприятия.
Кроме количественных потерь при добыче часто происходят качественные потери, или разубоживание руды.
Разубоживание — это происходящее в процессе добычи снижение содержания полезного компонента в добытом полезном ископаемом по сравнению с содержанием в массиве (балансовых запасах) полезного ископаемого вследствие примешивания к нему пустых пород или некондиционного полезного ископаемого, а также из-за потерь части полезного компонента (в виде потерь обогащенной мелочи, вследствие выщелачивания полезного компонента и т. п.). Величина количественных потерь определяется из выражения
П = Б — (Д — В),т, (49)
где П — потери балансовой руды в процессе разработки, т;
Б — величина погашенных балансовых запасов руды, т;
Д— количество добытой рудной массы (руды с примешанной
к ней породой), т;
В— количество примешанной к руде породы, т.
Коэффициент потерь балансовой руды Кпили потери п балансовой руды в процентах выражаются формулами:
(50)
Так как количество примешанной к руде породы В определить не всегда возможно, то КПи п определяют по формулам:
(51)
где а — содержание полезного компонента в добытой руде, %;
в — то же, в примешанной породе, % ;
с — то же, в руде месторождения (массиве), %.
В формулах (49), (50) и (51) потери и коэффициент потерь определяют по разности между балансовыми и извлеченными запасами, поэтому метод определения, лежащий в основе этих формул, получил название «косвенного». Поскольку не всегда возможно с достаточной точностью определить как величину В — количество примешанной породы, так и содержание полезного компонента в в ней, указанные формулы применяют лишь в тех случаях, когда невозможно использовать ,так называемый прямой метод.
Определение потерь прямым методом дает значительно меньше ошибок. В его основе лежит непосредственный (прямой) замер в натуре или на геолого-маркшейдерских планах и разрезах оставленной в недрах части полезного ископаемого.
Величина количественных потерь П в этом случае выражается формулой
П = П1 + П2 + П3 + ……., т, (52)
где П1, П2, П3— потери, установленные путем непосредственного
их замера по каждому источнику, т.
Коэффициент потерь и процент потерь при определении их прямым методом можно выразить формулами:
(53)
Прямым методом не всегда возможно воспользоваться потому, что некоторые виды потерь при добыче трудно или совсем нельзя вычислить или измерить.
В практике иногда пользуются комбинированным методом: часть потерь, которые можно определить непосредственно, устанавливают прямым методом, а остальные — косвенным.
Разубоживание выражается как отношение количества примешанной породы В к общему количеству добытой рудной массы Д.
Коэффициент разубоживания
доли ед., (54)
или в процентах
(55)
Количество примешанной породы в добытой руде не всегда возможно определить. Поэтому величину разубоживания определяют через снижение содержания полезного компонента в добытой рудной массе по сравнению с содержанием в руде месторождения.
Коэффициент разубоживания по содержанию
(56)
где с — содержание полезного компонента в руде месторождения, % ;
а — то же, в добытой руде (рудной массе), %.
Данная формула справедлива, если примешанная порода не содержит полезного компонента, т. е. в = 0.
При в ≠
(57)
Коэффициент разубоживания, определенный по формуле (55) (доля породы, заключенной в добытой руде), называют истинным, а по формуле (56), как снижение содержания в добытой руде по сравнению с содержанием в рудном массиве,— видимым.
Аналогично этому для количественных потерь различают истинные потери в процентах, подсчитанные по формуле (51) или (52), в которую входит содержание полезного компонента в примешанной породе, и видимые потери — но формуле
(58)
и которой содержание полезного компонента в примешанных породах не учитывается.
Для оценки полноты и качества извлечения полезного ископаемого из недр кроме указанных показателей чл.-корр. АН СССР М. И. Агошков предложил использовать еще два:
коэффициент извлечения полезного ископаемого из недр
(59)
и коэффициент изменения качества полезного ископаемого при добыче
(60)
Последствия потерь не ограничиваются утратой невозобновляемых природных ресурсов, что будет ощущаться в будущем, они в еще большей степени прямым экономическим ущербом сказываются для народного хозяйства страны в виде недополученной прибыли от эксплуатации месторождений, преждевременного ввода новых производственных мощностей и т. п.
Требования правильной разработки месторождений
При разработке месторождений полезных ископаемых необходимо соблюдать следующие основные требования.
Создание безопасных и здоровых условий труда.
Достижение высоких технико-экономических показателей горного предприятия.
Выполнение рудниками установленного плана по добыче и качеству руды.
Вопросу создания безопасных и здоровых условий труда для работающих в нашей стране придается первостепенное значение. Сюда относят не только реализацию мероприятий по обеспечению безопасности труда, но и стремление освободить людей, от тяжелого физического труда за счет механизации и автоматизации тяжелых и трудоемких работ, обеспечение хорошего проветривания выработок, борьбу с подземными пожарами и затоплением шахт. Важное значение имеют профилактические мероприятия по предупреждению профессиональных заболеваний.
Соблюдение второго требования возможно в том случае, если все производственные процессы выполняются с минимальной затратой труда и материальных ресурсов, здесь основное внимание должно быть уделено повышению производительности труда.
Необходимость соблюдения третьего требования очевидна, так как невыполнение плана по добыче руды и ее качеству отрицательно сказывается не только на результатах хозяйственной деятельности рудника (увеличивается себестоимость продукции, уменьшается размер прибыли), но и в целом всего народного хозяйства: металлурги не получат необходимого количества сырья, а другие отрасли народного хозяйства — металла.
§ 4. Сдвижение вмещающих пород вследствие выемки полезных ископаемых. Построение зон сдвижения
Горные породы до начала выемки полезного ископаемого находятся в состоянии равновесия. При выемке полезного ископаемого это состояние нарушается, а сами породы приходят в движение, перемещаясь в выработанное пространство. Это явление называют сдвижением горных пород, а часть земной поверхности, подвергшаяся сдвижению, называется мульдой сдвижения. В зависимости от мощности, глубины залегания и угла падения месторождения сдвижение пород может происходить с различной интенсивностью. При ведении очистных работ поверхность обрушается не вслед за выемкой, а через некоторое время, по мере сдвижения вмещающих пород в выработанное пространство.
Рис. 46. Влияние очистной выемки на земную поверхность.
Существует безопасная глубина разработки, при которой выемка полезного ископаемого не отражается на сдвижения земной поверхности. Безопасную глубину Нбв зависимости от мощности рудного тела т принимают Нб≥ 200 т при разработке месторождений без закладки. С применением полной сухой закладки Н6≥ 80 т, мокрой закладки Нб≥ 30 т.
В результате перемещения вмещающих пород в выработанное пространство образуются зоны обрушения 1 и зоны сдвижения 2 (рис. 46, а).
Зона обрушения — участок земной ^поверхности с разломом и разрушением слоев. Зона обрушения у своих границ имеет форму террас с дальнейшим переходом в обрушение.
В зоне сдвижения оседает земная поверхность без разрыва ее сплошности. Горные выработки, здания и сооружения на поверхности, находящиеся в зоне сдвижения, деформируются.
Горные породы в пределах зон сдвижения и обрушения перемещаются по наклонным поверхностям сдвижения 3 и обрушения 4. Углы наклона плоскости сдвижения к горизонту называются углами сдвижения 5. Величина углов сдвижения зависит
от физико-механических свойств горных пород, слоистости, обводненности, глубины разработки и других факторов. В зависимости от перечисленных факторов углы сдвижения и обрушения коренных пород изменяются от 30 до 80°, в наносах — от 45 до 70°.
Если на действующих рудниках промышленные здания, сооружения, коммуникации, жилые поселки попадают в зону сдвижения, их необходимо переносить за ее пределы.
При проектировании строительства рудников проектные организации определяют зоны сдвижения из расчета конечной отработки месторождения с целью не допустить строительства промышленных и гражданских объектов в зоне обрушения.
Пример построения зон сдвижения показан на рис. 46, б. Углы сдвижения строят от конечной глубины залегания до контакта коренных пород с наносами. По наносам углы сдвижения выполаживаются. Углы сдвижения пород вкрест простирания по лежачему боку γ, висячему боку β, по простиранию δ и по наносам α принимаются по специальным справочникам.
Промышленные здания и сооружения необходимо располагать на расстоянии 20—25 м от линии сдвижения на земной поверхности, создавая предохранительную площадку, которая необходима для охраны зданий на случай возможного выполаживания углов сдвижения с увеличением глубины разработки. Проф. Н. А. Стариков рекомендовал при разработке мощных месторождений ширину этой площадки увеличивать до 50—60 м.
Если в результате ведения добычных работ возникает угроза разрушения поверхностных зданий и сооружений, необходимо под ними оставлять охранные целики. Правила построения таких целиков рассмотрены в курсе маркшейдерского дела.
Источник
Классификация промышленных запасов месторождений по степени их подготовленности к добыче
Классификация запасов месторождений по степени их геологической изученности
По степени геологической изученности запасы месторождений подразделяют на четыре категорий: А, В, С1иС2.
Категория А – запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей полное выявление условий залегания, формы и строения тел полезного ископаемого, а также его качества и технологических свойств.
Категория В — запасы разведанные и изучены с детальностью, обеспечивающей выяснение основных особенностей условий залегания, формы и характера строения тел полезного ископаемого, а также качества и основных технологических свойств.
Категория С1 — запасы разведанные и изучены с детальностью, обеспечивающей выяснение в общих чертах условий залегания, формы и характера строения тел полезного ископаемого, а также качества и основных технологических свойств.
Категория С2 — запасы предварительно оцененные; качество полезного ископаемого определено по единичным пробам и образцам.
Разработка проектов горных предприятий и финансирование их строительства могут производиться только на основе подсчета балансовых запасов категорий А+В+С1, в ряде случаев для сложных месторождений — на основе категорий В+С1.
По степени подготовленности к добыче промышленные запасы месторождения подразделяются на — вскрытые, подготовленные и готовые к выемке.
При открытой разработке к вскрытым запасам относят запасы для выемки которых пройдены все необходимые вскрывающие выработки, пройдены дренажные выработки, траншеи или съезды, нарезаны уступы для укладки транспортных путей, удалены вскрывающие породы.
Подготовленные запасы п.и. – часть вскрытых запасов, оставшиеся незачищенными от породы, оставшейся после экскавации вскрыши.
Готовые к выемке запасы п.и. – часть вскрытых запасов полностью зачищенные от породы, оставшиеся от экскавации вскрыши.
Потери — часть балансовых запасов вынужденно оставляемая в недрах при разработке месторождения или добытая и направленная в породные отвалы, оставленная в местах складирования, погрузки и транспортирования. вместе с породой.
Потери подразделяют на общекарьерные (в охранных целиках) и эксплуатационные (имеющие место непосредственно в процессе разработки и зависящие от принятой системы, техники и технологии добычи).
Потери в объеме 2÷3% разведанных запасов неизбежны при любом способе разработки. Обычно потери полезного ископаемого в процессе разработки составляют до 10% от балансовых запасов месторождения. Потери ведут к росту затрат на разведку, подготовку и очистную выемку, а также к недополучению прибыли от потерянной части полезного ископаемого и к сокращению срока существования гонного предприятия.
При разработке месторождений неизбежно извлекают пустые породы. Часть пустых пород выдается на поверхность отдельно, а часть, смешивается с полезных ископаемых в процессе выемки и выдаются на поверхность – совместно с п.и. в виде горной массы.
Разубоживание — — снижение качества добытого полезного ископаемого вследствие примешивания к нему вмещающих пород.
Разубоживание оценивают коэффициеном разубоживания Р, который равен отношению количества примешанной породы В к общему количеству добытой рудной массы Д
.
Величина Д включает добытое из недр полезное ископаемое, примешанные к нему при добыче забалансовые запасы и породу
,
где Бп — количество потерянных балансовых запасов;
В — количество примешанных вмещающих пород.
Определить количество примешанной породы можно не всегда, поэтому величину разубоживания обычно выражают через снижение содержания полезного компонента в добытом полезном ископаемом по сравнению с его содержанием в балансовых запасах. Тогда коэффициент разубоживания определяют по формуле
,
где с и а — содержание полезного компонента соответственно в балансовых запасах месторождения и в добытом полезном ископаемом.
Величину потерь полезного ископаемого при добыче определяют косвенным и прямым методам:
— косвенный метод, основанный на определении потерь расчетным путем — по разности между величиной погашенных (отработанных) балансовых запасов и количеством извлеченного полезного ископаемого;
— прямой метод, основанный на непосредственных измерениях величины потерь по видам их образования (в процессе добычи, переработки).
Косвенный метод по сравнению с прямым имеет более низкую достоверность и позволяет определять только суммарные потери за сравнительно большие промежутки времени. Относительные ошибки косвенных методов в определении величины потерь могут достигать 50 %.
Источник