Основные показатели кондиций и их расчетное обоснование. Основные показатели кондиций и принципы их определения

Лекция 8. Кондиции на минеральное сырье и их влияние на запасы, и средние содержания. Назначение кондиций

Реальную промышленную ценность часто может представлять не все в геологических границах, а лишь некоторая его часть, по месторождение качественным характеристикам сырья и условиям залегания полезного ископаемого пригодная для рентабельной эксплуатации.

Месторождения металлических руд, химического сырья или ценных технических минералов вообще часто не имеют геологических границ и характеризуются постепенным снижением содержания компонентов от центра к периферии. При этом всегда существует некоторый нижний предел содержания ценного компонента, при котором его извлекаемая ценность оказывается меньше затрат на добычу и переработку единицы горной массы. Соответственно, это значение содержания определяет экономическую границу месторождения в недрах.

Такая экономическая граница может определяться не только содержанием ценного компонента, но и другими качественными характеристиками сырья или условиями эксплуатации, например – минимальной мощностью залежи (пласта), максимальным коэффициентом вскрыши при открытых работах и т.п.

Требования к качеству сырья и горнотехническим условиям эксплуатации месторождений, установленные в виде конкретных значений некоторых лимитных показателей и служащие для разделения запасов в недрах на промышленную и непромышленную части, носят название кондиций.

В настоящее время в России принято различать эксплуатационные и разведочные кондиции, с подразделением последних на постоянные и временные.

Временные разведочные кондиции разрабатываются по материалам промежуточных стадий разведки месторождения и используются для предварительной оценки его масштабов, обоснования экономической значимости и определения целесообразности инвестирования в его дальнейшее изучение.

Постоянные разведочные кондиции разрабатываются по материалам завершенных геологоразведочных работ и имеют целью определение экономической эффективности его промышленного освоения и целесообразности инвестирования в создание добывающего предприятия.

Разработка кондиций осуществляется путем составления специального документа – технико-экономического обоснования (ТЭО) кондиций.

ТЭО разведочных кондиций должны содержать геологическое, горно-техническое, технологическое, экологическое и экономическое обоснования, разрабатываемые на необходимом уровне достоверности, обеспечивающие в совокупности объективную оценку экономической значимости месторождения и принятия обоснованного решения относительно целесообразности и эффективности инвестиций.

ТЭО кондиций подлежат государственной экспертизе. Конкретные требования к содержанию и оформлению материалов ТЭО кондиций устанавливаются специальными документами Минприроды РФ.

Разведочные кондиции разрабатываются исходя из оптимизации экономического эффекта освоения месторождения в целом. В процессе освоения у недропользователя обычно возникает необходимость адаптации усредненных параметров разведочных кондиций к конкретным геологически или технологически обособленным участкам месторождений. С целью такой адаптации разрабатываются эксплуатационные кондиции.

Эксплуатационные кондиции могут обосновывать новые, отличные от разведочных кондиций, требования к качеству и условиям отработки конкретных участков или технологических выемочных единиц недр, обеспечивающие минимально необходимую прибыльность их отработки. ТЭО эксплуатационных кондиций, как правило, разрабатывается на ограниченный срок, соответствующий запасам полезного ископаемого, заключенным в намеченных на этот период к отработке технологически обособленных частях месторождения. При этом должна быть обеспечена сохранность в недрах запасов, временно не вовлекаемых в отработку.

Параметры эксплуатационных кондиций, по сравнению с параметрами разведочных, могут быть дифференцированы с учетом полученных в процессе доразведки и эксплуатации уточненных данных об особенностях залегания, крепости и устойчивости пород и руд, гидрогеологических условий месторождений и их участков и технологических свойств сырья, влияющих на уровень эксплуатационных затрат.

Эксплуатационные кондиции разрабатываются на основе проекта отработки месторождения с учетом конкретных планов развития горных пород, графиков ежегодного объема добычи, уточненных величин капитальных и эксплуатационных затрат, уточненной схемы и показателей процесса переработки сырья в конечный продукт. Эксплуатационными кондициями должны также учитываться изменения цен на реализуемую конечную продукцию.

Основные показатели кондиций и их расчетное обоснование. Основные показатели кондиций и принципы их определения

К числу основных видов показателей кондиций для рудного и нерудного сырья относятся:

- бортовое и минимальное промышленное содержание ценного компонента;

- минимальный метропроцент;

- минимальная выемочная (рабочая) мощность тела (пласта) полезного ископаемого;

- предельный коэффициент вскрыши;

- максимальная мощность прослоев пустых пород;

- максимальное содержание вредных примесей.

Встречаются случаи, когда в качестве лимитных показателей устанавливаются также минимальный коэффициент рудоносности, минимальный запас в обособленной залежи полезного ископаемого и др.

Бортовое содержание (за рубежом cut off grate – «отрезающее» содержание) – это минимальное содержание компонента (или суммы ценных компонентов в пересчете на условный компонент), при котором элементарный объем недр может быть отнесен к контуру промышленных запасов. Так как при разведке и подсчете запасов месторождений в качестве элементарных объемов недр обычно выступают объемы (блоки), характеризуемые единичными пробами, бортовое содержание часто определяют как минимальное содержание в единичной пробе, при котором эта проба (а точнее – характеризуемый ею элементарный блок) может относиться к контуру промышленных запасов.

В отечественной геолого-экономической литературе и практике оценки месторождений принято различать бортовое и минимальное промышленное содержания. В качестве последнего обычно рассматривают минимальное содержание в некотором относительно крупном блоке, охарактеризованном совокупностью проб. При этом считается, что значение минимального промышленного содержания должно обосновываться экономически и отвечать соотношению

ИЦ = ПЗ,

где ИЦ – извлекаемая ценность полезного компонента в блоке;

ПЗ – предстоящие затраты на добычу и переработку заключенного в блоке сырья.

В то же время для бортового содержания подобное экономическое обоснование не считается обязательным, а его значение рекомендуется принимать от равного минимальному промышленному до равного содержанию в хвостах переработки и подбирать методом вариантов так, чтобы обеспечить оптимизацию освоения месторождения в целом.

В действительности в рыночных условиях любой лимит, служащий для выделения части запасов определенного экономического значения, обязательно должен иметь экономический смысл, поэтому установление бортового содержания на уровне «содержания в хвостах» заведомо неприемлемо. С экономической точки зрения разница между бортовым содержанием (т.е. содержанием в элементарном блоке) и минимальным промышленным (в блоке большого размера) заключается лишь в величине предстоящих затрат, которые для блоков разного размера будут различны.

Так, затраты на извлечение продукции из элементарного блока, в качестве которого рассматривается заходка в очистном пространстве действующего эксплуатационного блока, будут слагаться из затрат на бурение шпуров, взрывание, погрузку отбитой массы, выдачу ее на поверхность, транспортировку до фабрики и переработку. Однако если в качестве элементарного рассматривать весь эксплуатационный блок, в затраты дополнительно следует включить стоимость его нарезки и подготовки. Для эксплуатационного этажа придется прибавлять расходы на проходку всех соответствующих подготовительных и капитальных горных выработок, а для месторождения в целом – все затраты на строительство горнодобывающего комплекса.

При этом общая формула для экономического расчета минимального допустимого содержания С_min в блоке любого размера будет

С_{min =} З / Ц К_и (1-р),

где З – предстоящие затраты на получение единицы готовой продукции (металла, концентрата и др.) из блока данного размера;

Ц – цена реализации единицы готовой продукции; р- разубоживание при добыче;

К_и – коэффициент извлечения при переработке.

Однако практическое использование этой формулы применительно к бортовому содержанию возможно только в случаях, когда очевидно, что предстоящие затраты на выемку элементарного блока постоянны и от принимаемого значения бортового содержания не зависят. Такая ситуация может возникнуть, если изменения морфологии и размеров тел полезных ископаемых, связанные с вариациями значений бортовых содержаний, не влияют на систему отработки и способ выемки. Чаще всего это имеет место на месторождениях с крупными телами, сплошность (монолитность) которых в анализируемом диапазоне значений бортовых содержаний остается неизменной, а размеры меняются не слишком сильно.

Если же изменение значения бортового содержания ведет к нарушению сплошности или к сильным вариациям размеров тел, для вариантов их оконтуривания при разных бортовых содержаниях могут потребоваться разные системы отработки или технологии выемки, что обусловит неодинаковую величину предстоящих затрат и сделает аналитический расчет бортового содержания невозможным. В таких случаях значение бортового содержания находят методом вариантов, оконтуривая месторождение по нескольким его значениям и просчитывая для них фактические затраты и итоговые экономические показатели освоения, по оптимальным значениям которых и выбирается лучший вариант и соответствующее ему значение бортового содержания.

Практически важно различать два основных случая установления лимитного содержания для оконтуривания запасов. В первом из них особенности объекта определяют необходимость выемки всей мощности залежи в ее геологических границах, независимо от распределения ценного компонента. Задача оконтуривания сводится при этом к определению внешних экономических границ отработки в плоскости залежи. Подобное положение имеет место при отработке россыпей или жил с четкими границами. Оконтуривающий лимит в этом случае определяется на полное пересечение рудного тела. Во втором случае границы рудного тела по мощности могут быть установлены только по некоторому лимитному содержанию на контуре, и подлежащая выемке мощность залежи является функцией этого лимита. Оконтуривающий лимит при этом устанавливается на единичную пробу.

Если границы полезного ископаемого по мощности тела определены геологически или по выбранному бортовому содержанию, то целесообразность выемки некоторого блока в плоскости этого тела в условиях определенной системы отработки может быть оценена по аналитически рассчитанному лимиту. Однако в качестве такого лимита при изменчивой мощности придется принимать уже не содержание, а элементарный запас ценного компонента, т.е. метропроцент.

В некоторых случаях оконтуривание месторождений целесообразно выполнять с использованием двух оконтуривающих лимитов: бортового содержания в пробе для оконтуривания по мощности и бортового метропроцента в пересечении (оконтуривающей выработке) для оконтуривания в продольной плоскости. Значение последнего определяется произведением расчетного минимума содержания на минимальную рабочую мощность. Если тело имеет четкие геологические границы (россыпи, разрабатываемые драгой на полную мощность рыхлых отложений – от поверхности до плотика, а также жилы с четкими контактами), метропроцент (метрограмм) на полное пересечение становится единственным оконтуривающим показателем.

При отсутствии геологических границ бортовое содержание по мощности обычно оказывается несколько меньшим лимитного содержания, принимаемого для расчета метропроцента для оконтуривания в продольной плоскости, однако их значения могут и совпадать.

Минимальная выемочная (рабочая) мощность полезного ископаемого представляет собой минимальную мощность слоя, извлечение которого из недр технически осуществимо при выбранной технологии добычи.

При технологиях, когда в очистное пространство необходимо только проникновение рабочего с инструментом, эта мощность определяется требованиями безопасности и обычно составляет для крутопадающих тел 0,7 м, а для пологопадающих – 1,0 м.

При технологиях, когда в очистное пространство необходимо проникновение того или иного механизма, эта мощность определяется его габаритами. При выемке крутопадающих угольных пластов комбайнами она может быть очень малой (0,5-0,2 м). При выемке относительно крепких руд с применением в очистном пространстве погрузочно-доставочных машин эта мощность определяется их габаритами и обычно составляет 3 м. и более.

В случае отработки тонких жил и пластов с высоким содержанием компонента экономическая целесообразность выемки их участков с мощностью, меньшей минимальной, оценивается с помощью показателя метропроцента.

Максимальная мощность прослоев пустых пород внутри тел полезного ископаемого лимитируется кондициями с позиций технической возможности селективной выемки участков полезного ископаемого, разделенных этим прослоем. Если фактическая мощность прослоя меньше установленной максимальной, он неизбежно будет отработан вместе с полезным ископаемым, что повлияет на разубоживание добытой массы, каковое должно быть учтено при подсчетах.

Значение максимальной мощности прослоев определяется системами отработки и устойчивостью пород и руд. При устойчивых породах и рудах и при предельно-селективных низкопроизводительных системах отработки это значение может быть установлено в 1,0 м, при высокопроизводительных системах с ограниченными возможностями забойной селекции – 2,0-3,0 м, а в карьерах – до 5 м. При массовых системах выемки, исключающих забойную селекцию (камерные системы с отбойкой скважинами, отбойка с поуступным взрыванием на карьерах и т.п.) мощность прослоев может устанавливаться до 10 м и более или даже вообще не лимитироваться, поскольку порода любых прослоев оказывается практически неизвлекаемой и должна учитываться разубоживанием.

Предельный коэффициент вскрыши устанавливается для оконтуривания участков, подлежащих открытой добыче. Лимитное значение такого коэффициента оценивается из выражения

К = (З_п – З_о) / З_вс,

 

где З_п и З_о – себестоимость добычи 1 т руды подземным и открытым способами;

З_вс – себестоимость извлечения 1 т (1 м³) вскрышных пород.

Предельное содержание вредных примесей в качестве показателя кондиций устанавливается только в следующих случаях:

- содержание вредных примесей больше предельного исключает возможность получения из сырья товарной продукции заданного сорта;

- распределение вредных примесей на месторождении неравномерное и возможно оконтуривание в пространстве сортов и типов сырья, различающихся по их содержанию.

Как правило, содержание вредных примесей выступает в качестве кондиционного показателя на месторождениях сырьевых материалов технического назначения (керамическое, цементное сырье и др.). Встречаются ситуации, когда примесь какого-либо компонента, не влияя на потребительские свойства конечной продукции, определяет необходимость различной технологии переработки сырья и требует оконтуривания в недрах запасов, соответствующих различным технологическим сортам.

Основная литература: 2 [111-118];

Дополнительная литература: 4, 5, 6, 7

Контрольные вопросы

1. Что такое «кондиции»?

2. Как подразделяются кондиции?

3. Основные показатели кондиций, характеризующие качество полезного ископаемого.

4. Основные показатели кондиций, характеризующие количество полезного ископаемого.

5. Что такое «коэффициент вскрыши», его формула?