Учет движения балансовых запасов, потерь и разубоживания
Разработка запасов в зависимости от морфологии рудных тел и условий их залегания предусматривается пятью вариантами систем разработки.
Потери и разубоживание при применении рекомендуемых систем разработки определены в соответствии с «Методическими указаниями по нормированию, определению и учету потерь и разубоживания золотосодержащей руды (песков) при добыче».
Потери и разубоживание могут быть двух видов:
– общерудничные потери;
– эксплуатационные потери.
Поскольку все промышленные объекты располагаются за зоной влияния горных работ, сохранения земной поверхности не требуется, оставления предохранительных целиков не предусматривается.
Для принятых систем разработки конструктивно предусматривается оставление потолочины (системы с магазинированием) и междублоковых (системы со сплошной выемкой) целиков. Однако эти целики являются временными и погашаются вслед за развитием фронта очистных работ.
К нормируемым эксплуатационным относятся потери полезного ископаемого, образуемые в процессе его добычи, в том числе: потери полезного ископаемого в массиве и потери отбитого полезного ископаемого.
К потерям в массиве для условий Лысогорского месторождения относятся потери полезного ископаемого в междублоковых целиках, связанные с сохранением блоковых вентиляционно-ходовых восстающих, и в разделительных целиках при доработке ранее эксплуатировавшихся блоков.
К потерям неотбитой руды относятся потери при очистной добыче на контакте руда-порода.
К потерям отбитой руды относятся:
– потери на почве в подготовительно-нарезных и очистных забоях;
– потери на почве выработок скреперования;
– потери на лежачем боку камеры;
Ненормируемые потери не предусматриваются.
Разубоживание полезного ископаемого подразделяется на две группы:
– первичное разубоживание, происходящее в результате отбойки полезного ископаемого от массива;
– вторичное разубоживание, происходящее при выпуске отбитого полезного ископаемого.
Потери на почве выработок связаны с рудной подготовкой рудных тел и будут иметь место во всех системах разработки.
Потери в подготовительных и очистных забоях при совместной выемке и смешивании определяются с помощью коэффициента m.
Разубоживание имеет место:
– при отбойке на контакте «руда-порода»;
– прирезкой вмещающих пород для создания технологически необходимой ширины очистного пространства при системе с магазинированием.
К вторичному разубоживанию относится разубоживание породами висячего бока при выпуске из магазина.
Расчеты нормативов подготовленности запасов выполняются в соответствии с «Методикой расчета нормативов запасов руды (песков) по степени подготовленности к добыче на предприятиях Министерства цветной металлургии СССР».
Для учета движения запасов при отработке запасов месторождения будет выполняться оперативный подсчет способом эксплуатационных блоков.
В процессе отработки запасы могут осуществлять переход в погашенные запасы, могут приращиваться, переводится в более высокие категории, списываться с переводом в забалансовые (см. рис. 5.8.1.).
Учет состояния и движения запасов полезного ископаемого осуществляется по «Инструкции по учету запасов полезных ископаемых и по составлению отчетных балансов по форме 5-гр» Министерства геологии СССР и отраслевыми инструкциями по геолого-маркшейдерскому учету состояния и движения запасов полезных ископаемых. Учет производится для получения достоверных и полных данных о состоянии минерально-сырьевой базы предприятия, подготовленности месторождения, степени разведанности на 1 января каждого года. Для этого осуществляется учет данных:
- запасов полезного ископаемого по месторождению, с разделением по степени разведанности, пригодности для промышленного освоения и фактическому их освоению предприятием;
- запасов, утвержденных ГКЗ (ТКЗ);
- количество добытого сырья;
- разубоживания и потерь при эксплуатации, изменение количества запасов в результате переоценки, выполненных эксплуатационных и разведочных работ и по другим причинам;
- обеспеченность действующих, строящихся и проектируемых участков горного предприятия.
Рис. 5.8.1. Структура изменения запасов полезных ископаемых
В пояснительной записке, прикладываемой к балансу отражаются следующие данные:
«1) годовая, проектная и производственная мощность предприятия;
2) новые данные о геологическом строении месторождения;
3) характеристика вновь выявленных и оконтуренных тел и залежей полезных ископаемых;
4) качество вновь разведанных запасов полезных ископаемых;
5) выполнение мероприятий по комплексному использованию полезного ископаемого;
6) обеспеченность предприятия разведанными балансовыми запасами;
7) промышленные перспективы месторождения и дальнейшее направление развития горных работ» [19].
Сдвижение горных пород и охрана сооружений
Здания и сооружения рудника, другие промышленные и природные объекты находятся за пределами границы зоны влияния горных работ, каких-либо мер охраны для них не предусматривается.
Мероприятия разрабатываются в соответствии с «Инструкцией о порядке утверждения мер охраны зданий, сооружений и природных объектов от вредного влияния горных разработок (РД 07-113-96)».
Определение границ зоны опасного влияния подземных работ выполняется в соответствии с «Временными правилами охраны сооружений, природных объектов и горных выработок от вредного влияния подземных горных разработок на золоторудных месторождениях» (Иркутск, 1993 г.).
В рассматриваемых горно-геологических условиях, представленных тонкими жилами (m <3 м), залегающими в крепких породах (f > 8), устойчивое состояние вмещающих пород и земной поверхности сохраняется при условии:
- Площадь оставляемых равномерно расположенных в выработанном пространстве целиков и безрудных участков должна составлять более 20% от общей выработанной площади. Площадь оставляемых целиков составляет около 12,5%.
- Между верхней границей очистного пространства и нижней границей выветрелых пород имеется потолочина высотой более четырех средних мощностей вынимаемой жилы. Данное условие соблюдено.
Устойчивое состояние земной поверхности будет сохраняться при выполнении условия: HI>Hр=K1*3*S/P, где
HI — фактическая глубина верхней границы выработанного пространства, считая от границы выветрелых пород и рыхлых отложений, м;
Hр — расчетная предельная глубина, при которой земная поверхность сохраняет устойчивое состояние, м;
К1 — коэффициент, зависящий от прочности пород;
S — площадь выработанного пространства в плане, м2;
Р — периметр выработанного пространства в плане, м.
При несоблюдении условия Hср>K3*mср/cosа на поверхности могут образовываться провалы и воронки.
Условие соблюдается не для всех рудных тел.
В формуле:
Нср — средняя глубина залегания обнажения в коренных породах, м;
К3 — коэффициент, зависящий от прочности пород;
a — угол падения рудного тела, град.;
mср — средняя мощность рудного тела, м;
Данное условие соблюдается для всех рудных тел, поэтому образования воронок и провалов на поверхности ожидать не следует
При закладке выработанного пространства вмещающими породами земная поверхность будет сохранять устойчивое состояние при отработке рудного тела № 21, 29 и 30.
Для рудных тел 475 горизонта на плане поверхности отстраивается зона опасного влияния горных работ по углам сдвижения.
Углы сдвижения в условиях полной отработки рудных тел принимаются в соответствии с табл. 3.1. «Временных правил охраны сооружений, природных объектов и горных выработок от вредного влияния подземных горных разработок на золоторудных месторождениях» (Иркутск, 1993 г.)
угол сдвижения пород по простиранию залежи d=75°,
угол сдвижения для пород висячего бока b=70°,
угол сдвижения для пород висячего бока от верхней границы выработанного пространства g=70°,
Угол сдвижения со стороны лежачего бока залежи не более угла падения рудного тела представлены в таблице 5.3.
Таблица 5.3.
| рудное тело 1 | 34 |
| рудное тело 2 | 35 |
| рудное тело 3 | 40 |
| рудное тело 4 | 31 |
| рудное тело 5 | 35 |
Углы сдвижения в наносах и выветрелых коренных породах принимаются во всех направлениях одинаковыми по величине: φ=50˚
Охрана выработок, срок службы которых определяется временем отработки отдельных эксплуатационных участков, предусматривается:
- для вновь проходимых откаточных и вентиляционных выработок — породной подготовкой рудных тел с заложением в лежачем боку и оставлением над выработками породного надштрекового целика толщиной не менее 7 м;
- для ранее пройденных выработок и при рудной подготовке – оставлением временных целиков до окончания необходимости их использования, применением систем разработки с породной закладкой выработанного пространства.
Охрана подготовительных выработок не регламентируется. Для большей их сохранности предусматривается оставление межблоковых целиков, крепление очистного пространства вдоль охраняемых выработок деревянной органной и костровой крепью.
Основные вскрывающие выработки располагаются вне зоны влияния горных работ.
Маркшейдерская документация
Ведение маркшейдерской документации в процессе освоения месторождения полезных ископаемых входит в обязанность недропользователя в соответствии с Законом РФ «О недрах» Статья 22 [1].
Журналы измерений и вычислительная документация ведутся по всем видам маркшейдерских работ, выполняемых на горном предприятии. При этом рекомендуется использовать журналы типовых форм, соответствующих виду выполняемой работы. Записи в журналах должны быть четкими. Ошибочные результаты зачеркивают, а повторные записывают в новых строках.
В журналах вычислений должны быть сделаны ссылки на журналы (документы), из которых взяты исходные данные, и результаты измерений. Вычислительная документация должна быть подписана исполнителем работ и проверена главным маркшейдером предприятия, о чем делается соответствующая запись.
Маркшейдерская графическая документация, которая обязательно должна вестись на горном предприятии, включает:
- чертежи, отражающие рельеф и ситуацию земной поверхности (к этой группе относятся план земной поверхности территории производственно-хозяйственной деятельности горного предприятия в масштабе от 1:1000 до 1:10000, план застроенной части земной поверхности в масштабе от 1:1000 до 1:2000, план промышленной площадки в масштабе от 1:500 до 1:1000, планы породных отвалов и гидроотвалов в масштабе от 1:1000 до 1:5000 и пр.);
- чертежи, отражающие обеспеченность горного предприятия пунктами маркшейдерских опорной геодезической и съемочной сетей (планы расположения пунктов маркшейдерской опорной сети и пунктов разбивочной сети, абрисы и схемы конструкции реперов);
- чертежи отводов горного предприятия;
- чертежи горных выработок, отражающие вскрытие, подготовку и разработку месторождения.
Ответственность за полноту, достоверность, качество обменных планов и своевременность представления несут технический руководитель, главный маркшейдер и главный геолог шахты и соответствующие службы предприятия.
Организация маркшейдерской службы
Состав и обязанности геолого-маркшейдерской службы определяются на основании «Положения о геолого-маркшейдерском обеспечении промышленной безопасности и охраны недр» (Госгортехнадзор РФ от 20.06.01 №20), с учетом требований ПБ 07-601-03, утвержденных Госгортехнадзором РФ от 06.06.03 №71 и прописанных в лицензии на право пользования недрами.
Требования и положения являются обязательными для организации (недропользователя), ведущего горные работы по добыче полезного ископаемого.
Деятельность служб главного маркшейдера должна быть направлена на рациональное использование недр, сокращение потерь и разубоживания руды при добыче, обеспечение промышленной безопасности.
Основной обязанностью маркшейдерской службы является своевременное планирование и обеспечение необходимой документацией добычных работ:
– сопровождение эксплуатационной разведки;
– составление планов горизонтов;
– составление паспорта на забой для проведения буровзрывных работ;
–
– участие в ведение статической отчетности по формам 5-гр, 70-тп, 71-тп;
– контроль за соблюдением нормативов потерь и разубоживания;
– ведение маркшейдерской документации;
– ведение мониторинга состояния недр и окружающей среды.
На основании существующего положения должны быть разработаны должностные инструкции и нормативная документация на проведение эксплуатационной разведки с указанием методики (плотности сети, интервалов опробования, вида анализов) в увязке с добычными работами.
Основной проблемой является своевременное получение результатов опережающего бурения и опробования.
Обязанности маркшейдерской службы регламентируются инструкцией по производству маркшейдерских работ (РД 07-603-03).
Основное оборудование маркшейдерской службы:
– Электронный тахеометр Sokkia SET 530R (стоимость 185 000 руб.);
– Оптический нивелир Sokkia B30A (стоимость 33 142 руб.);
– Штатив SOKKIA PFA5-E – 2 шт. (стоимость единицы 12 107 руб.);
– Инварная рейка Sokkia BIS20 – 2 шт. (стоимость единицы 110 356 руб.);
– Однопризменный отражатель без марки с вешкой и стойкой Aps11p (стоимость 60 412 руб.);
– Лазерный дальномер Leica DISTO X3 (стоимость 24 072 руб.);
– Геодезический Глонасс/GPS приемник SOKKIA GSX2 (стоимость 399 000 руб.);
– Струйный плоттер Canon imagePROGRAF iPF770 (стоимость 109 900 руб.).
Стоимость маркшейдерского оборудования составит 1 056 тыс. руб.
Специализированное программное обеспечение маркшейдерской службы:
– Autodesk AutoCAD 2 шт. (стоимость единицы 51 427 руб/год);
– Micromine (стоимость 3 000 000 руб.);
– Geobank (стоимость 1 000 000 руб.);
– Pitram (стоимость 1 000 000 руб.);
– Credo GNSS 2 шт. (стоимость единицы 58 000 руб/год);
– Credo DAT 2 шт. (стоимость единицы 65 000 руб/год);
– Credo Нивелир 2 шт. (стоимость единицы 40 500 руб/год);
– Microsoft Office 2 шт. (стоимость единицы 6 187 руб/год).
Стоимость специализированного программного обеспечения маркшейдерской службы составит 5 442 тыс. руб.
Для выполнения указанных работ предусматриваются штат маркшейдерской службы:
– Главный маркшейдер – 1;
– Участковый маркшейдер – 1;
Всего ИТР – 2 человека.
Рабочие
– Маркшейдерский рабочий – 2;
Итого – 4 человека.
Выводы
Маркшейдерская служба горного предприятия осуществляет производство маркшейдерских работ на всех участках подземного и наземного комплекса шахты, лицензионного участка, участвует в долгосрочном, среднесрочном и краткосрочном планировании горных и геологоразведочных работ, осуществляет учет движения балансовых запасов, определение и учет потерь и разубоживания, участвует в разработке комплекса мероприятий по повышению безопасности и рационального использования недр, разрабатывает и применяет более совершенные методы производства маркшейдерских работ на основании лицензии на производство маркшейдерских работ, выдаваемой Ростехнадзором, с целью обеспечения ведения производственно-хозяйственной деятельности предприятием в соответствии с требованиями ФЗ «О недрах» [1].
Специальная часть
Введение
Применение информационных технологий горными предприятиями, позволяет им сделать технологический скачок: в разы снизить издержки производства, одновременно повышая качество производимой продукции.
Переход от ручных способов получения данных, расчетов, изготовление графических материалов связаны с трудностями: длительный процесс оцифровки материалов, требующий предельной внимательности; освоение компьютерного интерфейса и специализированного программного обеспечения, изменяя устоявшимся принципам работы. Преодоление перечисленных трудностей оправдывается получением специалистами горных предприятий серьезного инструмента для автоматизированного решения геологических, горных, экологических, экономических и других задач.
Важнейшим этапом развития горнодобывающей отрасли стала появившаяся возможность создания и визуализации 3-х мерных моделей месторождений высокого качества; интерактивный диалог специалиста с моделью; геостатистический анализ; оценка качества и количества минеральных ресурсов. Компании, с автоматизацией ручных процессов ускорили и уточнили: прогнозирование запасов месторождений; оценку требуемых инвестиций.
Алгоритмы программных средств, используемых для выполнения перечисленных процессов, должны быть прозрачны и изложены в разработанной технической документации.
Передовым решением в области геологоразведки и проектирования подземных и открытых горных работ и их маркшейдерского обеспечения является горно-геологическая информационная система «Micromine». Производственные задачи, стоящие перед горным предприятием, решаются взаимодействием навыка специалиста предприятия с интуитивно понятным интерфейсом и мощным инструментарием, включенным в 11 модулей системы.
Первым и ответственным мероприятием при использовании ГГИС «Micromine» является построение модели и подсчет ресурсов месторождения. Это база для всех дальнейших коммуникаций специалистов с ГГИС «Micromine» в течение освоения месторождения полезных ископаемых.
Построение модели золоторудного месторождения с подсчетом его минеральных ресурсов, делится на 7 этапов:
- Заверка исходной базы данных;
- Интерпретация минерализации;
- Построение трехмерной каркасной модели минерализованных зон;
- Статистический и геостатистический анализ распределения минерализации;
- Построение блочных моделей минерализованных зон;
- Интерполяция содержания в блочные модели;
- Отчет по минеральным ресурсам.
Общая схема моделирования месторождения и подсчет минеральных ресурсов с выделением по основным этапам представлен на рис. 6.1.
Рис. 6.1. Общая схема моделирования месторождения и подсчет минеральных ресурсов
Подсчет запасов твердых полезных ископаемых с использованием блочного моделирования обусловлен исследовательским характером и уникальными результатами, получаемыми разными специалистами. Также осложняющими факторами блочного моделирования являются сложное строение месторождения и недостаточная плотность геологоразведочной сети. Существуют рекомендации государственных органов, научных центров к построению блочных моделей, согласно которым, точность результатов достигается построением «жестких» каркасов по кондиционным показателям, определяющим рудные интервалы, а также воспроизводимость полученных результатов при применении традиционных способов подсчета.
Ниже будет рассмотрен процесс моделирования и подсчета ресурсов золоторудного месторождения, с подробным разбором рудных тел Центральной золотоносного участка месторождения, данные по которым получены в результате геологоразведочных и добычных работ, произведенных с 1960 года до 2018 года.
При выполнении данного исследования велся рабочий журнал по рекомендациям Центра геостатистики Фонтенбло, для обоснования выполненных шагов и набора данных, использованных на каждом из этапов.
Работы проводились в программном пакете Micromine, лицензия №ММ5256.
Методика геологоразведочных работ
Методика поисково-оценочных, разведочных и эксплуатационно-разведочных работ имела переходящую преемственность с момента открытия месторождения. Осуществлялась проходка траншей, шурфов и канав; бурение единичных колонковых скважин, заданных по субширотно ориентированным профилям через 200 метров, с шагом 200 м и сгущением по профилям до 100х100 м, а также без какой-либо сети; проведение маршрутных поисков; площадные геофизические и геохимические работы; проходка штолен, штреков, квершлагов и восстающих на горизонтах 475, 530, 590, 650 м, для получения равномерной сети разведки до 30-60х60-100 м, с валовым опробованием и попутной добычей; бурение крутонаклонных поверхностных и пологонаклонных (чаще горизонтальных) подземных колонковых скважин; изучение структурных особенностей месторождения и вещественного состава руд; гидрогеологические, горнотехнические, экологические и технологические изыскания. Разведочная сеть была обоснована методом аналогии параметров «эталонного» блока Центрального участка Лысогорского месторождения с блоком Константиновского месторождения. Геологоразведочные и добычные работы до 2009 года выполнялись с отступлением от общепринятой методики не сверху вниз, а снизу вверх. Это связано с тем, что первая разведочная штольня № 52, которая явилась подходной выработкой, была задана на самом нижнем горизонте 475 м, а последующая проходка разведочных выработок сочеталась с получением попутно добываемой из разведочных выработок и очистных камер руды в количестве, обеспечивающем загрузку ЗИФ рудой в проектных объемах.