Текст книги "Интеллектуальная технология мониторинга и управления качеством рудопотоков при добыче и переработке многокомпонентных руд"

Структура рудопотока

В горный отвод рудника «Таймырский», расположенного в центральной части Октябрьского месторождения сульфидных медно-никелевых руд, включены запасы восточной части Хараелахской основной (Х-I) и второй Северной залежей (C-2).

Геологический разрез поля характеризуется разнообразным комплексом отложений – от морских до континентальных.

Оруденение пространственно и генетически связано с придонной центральной частью Хараелахской ветви Талнахского рудоносного интрузива габбро-долеритов и представлено двумя промышленными типами.

Богатые руды Хараелахской основной залежи (Х-1(О)) в шахтном поле рудника «Таймырский» в виде плитообразного тела длиной 1,8 км и шириной 0,75–0,9 км погружаются в восточном направлении с глубины 1000 до 1750 м. Мощность залежи изменяется от 1,0 до 44,1 м и составляет в среднем 20 м. С запада, со стороны рудника «Октябрьский», залежь ограничена горным сбросом. Вторая Северная залежь (С-2) имеет сложную конфигурацию при длине 2,15 км и ширине от 0,3 до 1,0 км. Средняя мощность ее составляет 6,0–7,0 м, а максимальная – 22,3 м. Глубина залегания рудной залежи 1200–1400 м. По мощности рудной залежи наблюдается дональность. Богатые руды залегают в основании залежей. Выше богатых руд залегают вкрапленные руды. Мощность вкрапленных руд достигает 50 м. По площади вкрапленные руды повторяют границы рудоносного интрузива.

Расчетные значения объемного веса: руда балансовая богатая – 4,2 т/м³; руда балансовая вкрапленная – 3,05 т/м³.Богатые руды в разрыхленном состоянии обладают высокой окислительной активностью, склонны к самовозгоранию, слеживанию.

Влажность руды в естественном состоянии составляет 1,0–4,0 %, в отбитом – до 7,0 %. Температура пород колеблется от 23 до 36 °С, увеличиваясь с глубиной.

Обводненность массива слабая, вода агрессивна по отношению к бетону и металлу.

В районе расположения рудника развита многолетняя мерзлота, мощность которой в гористой местности составляет 200–250 м, в равнинной – 40 м.

Вскрытие месторождения осуществлено шестью вертикальными стволами. Клетевой ствол № 3 (КС-3) и скиповой ствол (СС-3) находятся на основной промплощадке рудника, расположенной за зоной сдвижения рядом с основной промплощадкой рудника «Октябрьский». Породозакладочный (ПЗС) и воздухоподающий (ВПС) стволы расположены на вспомогательной промплощадке, находящейся в непосредственной близости от рудной залежи. Вентиляционные стволы № 5 и 6 (ВС-5 и ВС-6) размещаются на северном фланге месторождения.

На основной промплощадке расположены следующие объекты: башенный копер скипового стола № 3 (СС-3) с надшахтным зданием, склад руды с галереями, турбокомпрессорная, административно-бытовой комплекс (АБК), башенный копер клетевого ствола № 3 (КС-3) с надшахтным зданием, калориферная КС-3, сети тепло-водо-электроснабжения и связи.

На вспомогательной промплощадке расположены следующие объекты: металлический башенный копер породозакладочного ствола (ПЗС) с надшахтным зданием и калориферной, копер «Север-2» воздухоподающего ствола с галереями выдачи горной массы, калориферная ВПС, поверхностный закладочный комплекс (ПЗК) с закладочными скважинами, АБК, пожарные баки, насосно-подкачивающая и канализационная насосная станции, ремонтно-механический цех, открытый склад материалов, склад руды, склад горюче-смазочных материалов (ГСМ) со скважиной, сети тепловодоэлектроснабжения и связи.

На промплощадке вентиляционных стволов сооружены и находятся в эксплуатации следующие объекты: копры вентиляционного стволов № 5 и 6 (ВС-5 и ВС-6) с надшахтными зданиями, здания подъемных машин, вентиляторные установки ВЦД-47, пожарные баки, АБК, сети тепло-водо-электроснабжения и связи. Все промплощадки спланированы и имеют подъездные автомобильные дороги.

Клетевой ствол (КС-3) предназначен для спуска-подъема людей, материалов, оборудования, подачи свежего воздуха и вскрытия горизонтов: –1050, –1100, –1200, –1300, –1345 и –1400 м. Глубина ствола 1532 м, диаметр в свету 8,0 м. Ствол оборудован двумя грузолюдскими клетевыми подъемными установками с противовесами. Подъемные машины – многоканатные МК 5Ч4 и ЦШ 4Ч4 – установлены в башенном железобетонном копре.

Комплекс поверхностных сооружений включает в себя башенный копер, надшахтное здание, калориферную с вентилятором ВОД-40М. СС-3 предназначен для выдачи горной массы с откаточных горизонтов –1050 и –1300 м и оснащен двумя двухскиповыми подъемами. Скипы 2СН11-2К грузоподъемностью 25 т каждый с донной разгрузкой и пневмоприводом секторного затвора. Подъемные машины МК 5Ч4 установлены в железобетонном копре. Глубина ствола 1503 м, диаметр в свету 6,5 м. Дозаторные расположены на отметках –1150 м (северная) и –1345 м (южная). Максимальная скорость подъема 16 м/с. Армировка ствола – канатная. Расчетная производительность подъема 3,5 млн т/год.

Воздухоподающий ствол ВПС диаметром 8,0 м предназначен для подачи свежего воздуха и выдачи горной массы. Ствол имеет глубину 1430 м и сопряжения с горизонтами –900, –1050, –1100, –1200 и –1300 м. Ствол оборудован двумя двухскиповыми подъемными установками со скипами емкостью 4,6 м³. Дозаторные камеры находятся на отметках – 1130 и –1314 м. Армировка ствола – канатная. Комплекс сооружений на поверхности состоит из копра («Север-2») с пристроенными узлами перегрузки и конвейерными галереями, зданием отопительно-вентиляционных систем, двух зданий подъемных одноканатных машин, калориферной.

Породозакладочный ствол (ПЗС) предназначен для подачи свежего воздуха, спуска-подъема людей, материалов и оборудования. Глубина ствола 1413 м, диаметр в свету 6,5 м. Ствол имеет сопряжения с горизонтами –900, –1050, –1100, –1200 и –1300 м.

Вентиляционные стволы ВС-5 и ВС-6 служат для выдачи исходящей струи воздуха и являются запасными выходами из шахты. ВС-5 оборудован клетевым подъемом. Ствол ВС-6 вскрывает горизонты –950, –1000, –1050, –1100, –1200 и –1300 м.

Залежь богатых руд поля рудника «Таймырский» от вертикальных стволов вскрыта выработками откаточного и вентиляционно-закладочных горизонтов. Откаточные горизонты: –1050, –1100 и –1300 м. Вентиляционно-закладочные горизонты: –950, –1000 и –1200 м.

Для выемки богатых руд применяются слоевые и камерные системы разработки с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями. Плановые показатели потерь составляют 1,1 %, разубоживания – 12–14 %.

Руда поступает в общий рудопоток по следующим схемам: Х-1(0) горизонт –1050 уч. № 2, –1100 уч. № 1 и 6, в северный рудовыдачной тракт ствола СС-3 около 30 % от общего количества выдаваемой руды; Х-1(0) горизонт –1300 уч. № 5 и 8 и С-2 горизонт –1300 уч. №4, 7 и 9 в южный рудовыдачной тракт ствола СС-3 около 70 % от общего количества. Оба тракта руды имеют накопительные бункеры с объемами: северный – 620 м³ и южный 2100 м³. Руда из бункеров питателями загружается в скипы, выдается на поверхность и перегружается на промежуточные ленточные конвейеры № 7 и 8, по которым поступает в приемные поверхностные бункеры № 15 и 16 вместимостью по 800 т. Затем из этих бункеров руда перегружается на конвейеры № 9 и 10, которые подают руду в приемный бункер ТОФ. Схема рудовыдачного тракта богатой руды представлена на рис. 1.3.

Характеристика основных групп факторов, влияющих на изменчивость качества руды в потоке

В литературе по организации систем управления качеством добытой рудной массы широко освещаются основные параметры и принципы функционирования главных звеньев технологических комплексов очистной выемки. Первым основным звеном комплекса управления качеством добытой руды является геолого-маркшейдерское обеспечение, представляющее систему получения и обработки информации о качестве руд с целью его поддержания на определенном уровне в процессе добычи. Сложность системы определяется организацией получения данных, периодичностью и трудоемкостью решения задач, объемами перерабатываемой информации. Это, в свою очередь, связано с изменчивостью уровня и стабильности качественных характеристик, качеством технологического процесса, схемой формирования качества. Это находит отражение в методах и структуре реализации функций на различных фазах и периодах управления [11].

Названные характеристики геолого-маркшейдерского управления на каждом конкретном предприятии зависят от взаимодействия различных горно-геологических факторов. Поэтому построение рациональной системы должно быть основано на детальном анализе влияния всей совокупности факторов на различные аспекты управления и классификации предприятий по сложности геолого-маркшейдерского обеспечения управления качеством руд.

Выделяют группы факторов, влияющие на качество руд как в сфере производства, так и управления: природные, технологические, технические, организационные, экономические, социальные, правовые. Эти факторы условно можно разделить на управляемые, ограниченно управляемые и не управляемые. Важнейшими из всех, безусловно, являются природные факторы, относящиеся к неуправляемым. Фактически управление качеством осуществляется на основе информации о природных неуправляемых факторах путем направленного изменения управляемых и ограниченно управляемых факторов [11].

Исследованию влияния этих факторов на управляемость качеством руд посвящено множество работ ведущих ученых: П.П. Бастана, Г.Г. Ломоносова, Х.Х. Кожиева. Наиболее системно влияние различных групп факторов на управляемость качеством добытой руды изложено в работе В.В. Ершова [11]. Ниже приведен обзор различных факторов влияния с комментариями авторов.

1. Геологические факторы и параметры: количество, форма, размеры рудных тел; изменчивость структурно-морфологических характеристик, включая изменчивость угла и азимута падения, мощности, морфологии контакта и зоны выклинивания; вещественный состав руд; изменчивость распределения компонентов; характер зональности и строение зоны окисления; перечень промышленных типов (сортов) руд; физико-технические свойства – крепость, кусковатость, разрыхляемость, устойчивость, нарушенность, способность руды к слеживанию и самовозгоранию, их статистическая и пространственная изменчивость.

2. Группа геологоразведочных факторов и параметров: системы разведочных работ; форма и плотность разведочной сети при геологической и эксплуатационной разведке; виды разведочного опробования и параметры сети опробования; размеры проб; методы подсчета запасов; состав показателей кондиций.

3. Группа горно-технологических факторов и параметров: порядок выемки запасов месторождения; количество залежей, этажей (горизонтов), отрабатываемых одновременно; порядок отработки этажа (горизонта); количество систем разработки; размеры выемочных единиц и конструктивных элементов; порядок отработки камер и лент; способы доставки руды из очистного пространства.

4. Организационно-технические факторы и параметры (по транспортно-технологическим комплексам):

• комплекс доставки: тип, объем и количество транспортных емкостей руды; объем и количество блоковых рудоспусков; количество забоев, работающих на один рудоспуск; особенности доставки руды к рудоспуску (с одной, двумя и более перегрузками, с перегрузкой из нескольких забоев); тип, объем и количество транспортных емкостей от блокового рудоспуска;

• комплекс подземного транспортирования: количество промежуточных горизонтов, работающих на один откаточный; объем и количество перепускных рудоспусков на откаточный горизонт; количество эксплуатационных блоков, работающих на один перепускной рудоспуск; частота использования рудоспусков; количество основных одновременно действующих откаточных горизонтов; тип, объем и количество транспортных емкостей по откаточному горизонту; объем и количество подземных бункеров и центральных рудоспусков; тип, объем и количество емкостей для подъема руды на поверхность;

• комплекс поверхностного транспортирования: объем и количество околоствольных бункеров; тип, объем и количество транспортных емкостей к складам рудника или потребителя; тип, объем и количество транспортных емкостей к потребителям.

5. Общая организация производства (добычи, складирования, отгрузки и переработки): количество добычных участков; количество эксплуатационных блоков, одновременно действующих на участке, руднике; количество одновременно работающих забоев в блоке, на участке, руднике; производительность забоев; назначение, объем, количество и частота использования складов рудника, потребителя; способ отгрузки руды со складов; объем и количество приемных бункеров потребителей; количество разносортных потоков рудника, потребителя; количество рудников, работающих на один рудопоток потребителя; условия переработки (совместно или раздельно) типов (сортов) руды; количество потребителей.

К организационно-техническим параметрам можно отнести также систему менеджмента качества (СМК), внедренную на предприятии, стандарты предприятия (СТП) или технические условия (ТУ) на конечную продукцию, характеристики эксплуатационного опробования рудной массы, выданной из забоя и группы забоев, блока и группы блоков, добычного участка, а также руды, добытой рудником, отгруженной на склад рудника или потребителя либо непосредственно потребителю.

Влияние перечисленных факторов наиболее полно рассмотрено в работе В.В. Ершова [11].

Влияние геологических параметров на формирование качества руд и особенности управления качеством

Все геологические факторы и параметры, тем или иным образом влияющие на качество руд, целесообразно разделить на качественные, структурно-морфологические и физико-технические.

Все эти группы факторов в той или иной степени проявлены на месторождениях Норильской группы.

Влияние качественных параметров

Качественные показатели являются определяющими в группе геологических факторов. К ним относятся: содержание полезных компонентов, их количество, изменчивость распределения содержаний, интенсивность проявления зональности оруденения и зоны окисления. Эти параметры влияют на стабильность качества добываемых руд, схему формирования рудопотоков. Именно эти параметры определяют характеристики качества минерального сырья при проектировании, планировании и учете. Необходимость количественной оценки большинства качественных параметров и прогнозирования их влияния на характеристики качества руд требует сбора исчерпывающей геологической информации, а также, решения ряда специфических задач и применения методов, отличающихся от традиционных.

Количество компонентов в рудах влияет на уровень качества, через изменчивость содержаний отдельных компонентов. В наибольшей степени влияние оказывается на структуру системы сбора и обработки информации, поскольку для учета каждого нового компонента требуется сбор дополнительных данных.

Следует отметить, что руды месторождений ЗФ ПАО «ГМК “Норильский никель”» являются многокомпонентными и представлены различными промышленными сортами (типами). Изменчивость распределения содержаний компонентов влияет практически на все аспекты проблемы качества. Особенно степень изменчивости отражается на объеме обрабатываемых данных, методах и составе функциональных задач.

Зональность, то есть некоторая регулярность в размещении оруденения – явление достаточно широко распространенное на месторождениях цветных металлов. Особенно характерна зональность для гидротермальных и скарновых месторождений, однако установлена она и на магматических месторождениях. Зональность как один из типов изменчивости распределения компонентов влияет на все аспекты проблемы качества. Степень этого влияния зависит от масштабов ее проявления и от того, насколько совпадает направление зональности с направлением развития горных работ. Так, например, добыча руды может вестись целиком из одной зоны со стабильным качеством. Направление ведения горных работ может полностью совпадать с направлением зональности, пересекая все зоны. В последнем случае изменчивость качества добываемых руд возрастает, появляется необходимость в сборе дополнительной информации и решении специфических задач. Соотношение этих направлений заметно отражается и на схеме формирования рудопотоков. Зональность может быть отражена в модели месторождения и количественно определена. Говоря о месторождениях Норильской группы, следует отметить, что их руды являются многокомпонентными (до 12 извлекаемых компонентов). Также для всех месторождений норильского района характерна ярко выраженная зональность рудных залежей по мощности от подошвы к кровле.

Влияние структурно-морфологических параметров

Структурно-морфологические параметры влияют на характеристики качества сырья в недрах на стадии проектирования горных работ. Они отражаются на уровне и стабильности качества руд, качестве процесса, частично влияют на схему формирования рудопотоков и методы решения задач.

Определяющим в данной группе факторов является форма и количество разрабатываемых рудных тел. Количество разрабатываемых горными предприятиями рудных тел варьирует на месторождениях цветных металлов в довольно широких пределах. По статистике около 30 % свинцово-цинковых рудников разрабатывают одно-два рудных тела, 36 % рудников разрабатывают от трех до десяти рудных тел, 34 % рудников разрабатывают более десяти рудных тел. Для месторождений олова характерны иные условия. Только рудник «Солнечный» разрабатывает одно рудное тело. Из остальных рудников половина разрабатывает до десяти рудных тел и столько же рудников – свыше десяти рудных тел.

Большинство медных рудников (53 %) разрабатывают более 10 рудных тел, 33 % рудников разрабатывают от трех до десяти рудных тел. Только два рудника – «Урупский» и «Дегтярский» разрабатывают не более двух рудных тел. На подавляющем большинстве месторождений вольфрама и молибдена разрабатываются от трех до десяти рудных тел. Только на Шахтаминском руднике разрабатывают более десяти рудных тел. Шахта № 2-бис («Никитовка») разрабатывает свыше десяти залежей. Количество рудных тел влияет на стабильность и схему формирования качества руд.

От значения этого параметра существенно зависит и объем обрабатываемой информации в системе геолого-маркшейдерского управления.

Одновременная разработка нескольких рудных залежей характерна для месторождений норильского района. Так рудник «Таймырский» разрабатывает одновременно две рудных тела с богатой рудой, а в пределах его горного отвода около десяти рудных залежей.

Изменчивость угла падения и азимута простирания рудных тел влияют на качество технологического процесса, а, следовательно, на уровень и стабильность качества руд. Низкой считается изменчивость параметров в масштабе месторождения. Средней является изменчивость, переменная в пределах рудного тела, этажа или панели. Наконец, если параметры меняются существенно в пределах эксплуатационного блока, изменчивость считается высокой. Высокая изменчивость этих параметров характерна для многих рудников, разрабатывающих залежи, линзы и жилы свинцово-цинковых, оловянных, медных, вольфрамо молибденовых и сурьмяно-ртутных руд.

Следующая группа структурно-морфологических параметров, характеризующих форму, размеры и внутреннее строение рудных тел, существенно влияет на качество технологического процесса, обусловливая потери и разубоживание руды, а следовательно, и на уровень и стабильность качества руд. Все выше перечисленные характеристики учитывают при проектировании качества. Интенсивность их изменения определяет необходимость использования специфических методов при решений задач.

Четкие контакты (верхний и нижний) рудных тел характерны для простых по морфологии месторождений. Сложность контактов считается средней, если один из них четкий, а другой – нечеткий. Наконец, наличие нечетких нижнего и верхнего контактов соответствует высокой степени их сложности.

Выклинивание рудных тел может быть тупым, когда залежь резко обрывается, не меняя мощность, постепенным и сложным, при котором жилы или пласты расщепляются на множество тонких прожилков или пропластков вплоть до полного их исчезновения. Тупое выклинивание рудных тел встречается весьма редко. Постепенное уменьшение мощности, соответствующее средней сложности выклинивания, более распространено. Сложный тип выклинивания существенно затрудняет ведение горных работ на флангах рудных тел и приводит к увеличению потерь и разубоживания руд. Он встречается достаточно часто на рудниках разрабатывающих месторождения цветных металлов.

По сложности внутреннего строения, обусловленной количественным и пространственным соотношением массы полезного ископаемого и включений пород, залежи могут быть простые, сложные и весьма сложные. Залежи с низкой степенью сложности характеризуются однородным строением и отсутствием существенных прослойков и включений пустых пород.

Сложные залежи наряду с кондиционным полезным ископаемым содержат вкрапления некондиционных руд, а также прослойки и включения пустых пород и ксенолиты с четко выраженными контактами. Характер включений может быть следующих видов: редкие большие включения пустой породы, многочисленные мелкие включения, чередующиеся полосы (прослои) пустой породы и полезного ископаемого. Рудные тела подобного типа свойственны большинству цветнометальных месторождений. Не исключения в этом плане Талнахское и Октябрьское месторождения.

Высокая сложность внутреннего строения рудных тел выражается в том, что кондиционное полезное ископаемое и пустые породы или некондиционные руды распределяются без определенных закономерностей и не имеют четко выраженных контактов. Такое строение рудных тел оказывает наибольшее влияние на качество технологического процесса добычи (потери и разубоживание), схему формирования рудопотоков, уровень и стабильность качества, а также на методы решения функциональных задач геолого-маркшейдерского управления качеством руд.

К числу важнейших структурно-морфологических параметров, влияющих на формирование качества добываемых руд и особенности системы управления качеством, также следует отнести тектоническую нарушенность тел полезных ископаемых. Она усложняет условия ведения добычи руд, ухудшает качество технологического процесса, снижает уровень качественных характеристик, в том числе и технологических свойств за счет изменения состава и структуры руды. Для богатых руд Норильского района характерна высокая степень нарушенности отдельных участков.

В первую очередь это участки, соседствующие с Норильско-Хараелахским разломом и крупными тектоническими нарушениями.

Влияние физико-технических параметров

Физико-технические параметры определяют качество различных форм существования рудной массы. При этом размер куска, содержание влаги, интенсивность слеживания и самовозгорания являются параметрами, важными для оценки качества отбитой, добытой, складированной, товарной, перерабатываемой руды. Частично физико-технические параметры влияют на уровень и стабильность качества руд, схему формирования рудопотоков и качество технологического процесса. Эти параметры, однако, на особенностях обработки геолого-маркшейдерской информации при управлении качеством руд практически не отражаются.

Важным параметром в данной группе является категория крепости руд и вмещающих пород, от которой зависит способ отбойки руд, выбор способа доставки и транспортирования и др. Обычно практически на любом месторождении в геологическом разрезе присутствуют породы различных категорий крепости. Руды также могут иметь крепость от средней до весьма высокой в зависимости от их состава, структурно-текстурных особенностей, степени тектонической нарушенности и вторичных изменений. При разработке весьма крепких руд возникает необходимость решения специальных вопросов добычи, транспортирования и формирования качества. Кусковатость (размер куска) руд во взорванной массе зависит как от технических факторов (схема взрывания, тип ВВ), так и от геологических – крепости, трещиноватости. Этот параметр на многих предприятиях является показателем качества, поэтому он определяет уровень и стабильность качества, схему формирования рудопотока. На большинстве рудников (более 70 %) размер куска руды не превышает 100 см. На 10 % рудников размер куска взорванной руды находится в пределах 100–150 см. На остальных рудниках размер куска превышает 150 см, что вызывает необходимость организации вторичного и подземного дробления негабаритов. Например, размер кондиционного куска на руднике «Таймырском» принят 300 мм.

Устойчивость массива является высокой, если устойчивы руды и породы висячего блока, средней – если неустойчивы руды, но устойчивы породы или среднеустойчивыми являются руды и породы. Низкая устойчивость разрабатываемого массива возникает при низкой устойчивости руд и пород. Чем большей устойчивостью характеризуется массив, тем более благоприятными для управления качеством руд являются условия. Устойчивость влияет на качество технологического процесса, а потому отражается на уровне и стабильности качественных характеристик. В этой связи высокая устойчивость соответствует простым объектам, а низкая – сложным.

Для Норильских месторождений введен показатель нарушенности, определяемый по рекомендациям, отраженным в «Регламентах технологических производственных процессов». Он учитывается при проектировании технологических комплексов очистной выемки.

Слеживаемость и самовозгораемость – свойства, которые отрицательно сказываются на качестве рудной массы – отбитой, добытой, складированной, отгруженной, перерабатываемой. Для руд, склонных к повышенной слеживаемости и самовозгоранию, исключены системы разработки с магазинированием, а также системы с обрушением руд и пород; затруднены в значительной степени условия их складирования и транспортирования. Окисление руд, приводящее затем к спонтанному самовозгоранию, значительно снижает качество руд, ухудшает технологические свойства, снижает извлечение металла в концентрат и качество концентрата. Интенсивность проявления этих процессов увеличивает потери в руде, вызывает необходимость изменения схем формирования рудопотоков.

По статистике около 50 % рудников добывают руды, склонные к слеживанию. Это же свойственно и норильским рудам, за исключением месторождения «Норильск-1», где добываются вкрапленные руды с низким содержанием сульфидных минералов. В богатых рудах с высоким содержанием сульфидов (до 30 % и более) сохраняется склонность к окислению и самовозгоранию. Это является ограничивающим фактором по времени и объему скопления руды в бункерах и на усреднительных складах.

Влияние горно-технологических и организационно-технических факторов на формирование качества руд и особенности управления качеством

Качество добываемых товарных руд, как показано выше, является функцией природного качества и эффективности технологического процесса его трансформации при подземной добыче. Если природное качество предопределено совокупностью вещественных, структурно-морфологических и физико-технических параметров, то результаты процесса формирования качества обусловлены сложным взаимодействием большого числа факторов и параметров, важнейшими из которых являются горно-технологические и организационно-технические.

Влияние горно-технологических параметров

Порядок отработки месторождения или горизонта (этажа) определяет последовательность вовлечения в эксплуатацию отдельных участков и рудных тел и, соответственно, долю участия каждой залежи, типа (сорта) в общей добыче [13]. Соотношение объемов добычи из различных рудных тел и участков месторождения выражается в качестве суммарного рудопотока, а также обусловливает диапазон возможных колебаний качественных показателей руд по отношению к среднему уровню.

Порядок отработки месторождения или горизонта влияет на формирование качества руды в недрах при проектировании, а также на характер технологических процессов, их качество, что выражается в величине потерь и разубоживании, обусловленных последовательностью отработки участков с различными геологическими условиями.

Сложность объектов в отношении управления качеством руд возрастает от последовательной к последовательно-параллельной схеме. При этом возможности управления и число степеней свободы при выборе вариантов направления развития горных работ увеличиваются.

Это почти полностью относится и к порядку отработки месторождения (горизонта) в вертикальном направлении. Простые объекты характеризуются направлением отработки сверху вниз, более сложные – снизу вверх, сложные – навстречу. Для обеспечения качества в последнем варианте возможностей больше, хотя возрастают в значительной мере трудности управления горными работами, непропорционально увеличивается и сложность технической реализации подобной схемы.

Количество горизонтов (этажей), отрабатываемых на руднике одновременно, отражается на уровне стабильности и схеме формирования качества добываемых руд, на качестве технологических процессов, объеме информации в системе управления рудопотоками. При большом количестве горизонтов (этажей) и часто применяемой выборочной отработке запасов (вначале богатой, а затем бедной руды) существенно увеличивается размах колебаний содержания контролируемых компонентов в текущей добыче. Это вызвано отработкой на каждом действующем этаже запасов руды с резко отличающимся качеством, то есть как бы искусственным увеличением неоднородности разрабатываемого рудного массива [14]. Вместе с тем количество этажей (горизонтов) увеличивает возможности получения руды заданного качества, что может быть недостижимо при малом количестве технологических единиц этого уровня.

Для рудников Талнаха многогоризонтная выдача руды весьма распространена. Так, на руднике «Таймырский» богатая руда выдается одновременно с трех откаточных горизонтов. Это объясняется спецификой расположения рудных залежей и, соответственно, выемочных единиц.

Важными параметрами являются размеры эксплуатационных блоков, их конструктивных элементов (отдельных выработок) и объемы горной массы, отбиваемой одним взрывом. В зависимости от параметров систем разработки объемы эксплуатационных блоков изменяются в пределах от 1500 до 25 000 м³. В такой же связи с системами разработки находятся и объемы горной массы, отбиваемой одним взрывом, которые варьируют в очень широких пределах от 5–10 м³ до 1000 и даже 150 000 м³.

Объемы эксплуатационных блоков и массы, отбиваемой одним взрывом, могут быть сопоставимы между собой, либо резко отличаться – даже на несколько порядков. Важны при этом не только абсолютные величины этих объемов, а именно их соотношения между собой, которые определяют стабильность качественных характеристик руды, состав функциональных задач и методы их решения.