Недропользования. Закон О недрах. Требования к охране недр

• Название: Закон О недрах. Требования к охране недр
• Дата: 30.08.2022
• Размер: 1.4 Mb.
• Имя файла: Недропользования.docx
• Тип: Закон; #656511
• страница: 6 из 7

Лекция 9

Геолого-маркшейдерское обеспечение рационального использования и охраны недр
Оптимизация уровня комплексности использования георесурсов и, в том числе, крупных многокомпонентных месторождений должна базироваться на системным подходе к их оценке, на учете коньюктуры рынка и на решении задачи полного обеспечения хозяйства страны минеральными ресурсами. Она должна производиться на всех стадиях освоения месторождения: при его выявлении, изучении, разведке и отработке; а также при переработке добытых полезных ископаемых, использовании отходов производства (хвостов обогатительных фабрик, пылей й шлаков металлургических заводов и др.) и вскрышных пород, при вовлечении в переработку забалансовых руд и отвалов рудников.

Следует отметить, что до настоящего времени вопросы разведки и разработки месторождений решаются с позиции узковедомственных отраслевых интересов, т.е. каждое предприятие разведывает и эксплуатирует только свое «полезное ископаемое». Предприятия различных подотраслей цветной металлургии разрабатывают и используют в основном только руды цветных металлов в соответствии с профилем своей подотрасли; предприятия промышленности стройматериалов - только стройматериалы, зачастую теряя при этом большое количество рудных и нерудных попутных компонентов. В результате георесурсы недр используются некомплексно и неполно потери полезных ископаемых, как правило, весьма высокие -обычно превышают 10-20% и в отдельных случаях достигают - 35%, а отходы при переработке добытого полезного ископаемого достигают 90 и более процентов. Во многих случаях отходы одних предприятий могут служить сырьевой базой для других предприятий и отраслей, однако это обстоятельство на практике используется недостаточно.

Анализ использования георесурсов недр показывает, что вследствие узковедомственных подходов в работе геологических, горнодобывающих и горноперерабатывающих отраслей и предприятий, а также в связи с низкой достоверностью геологоразведочной информации, неполно и некомплексно используются запасы многих видов полезных ископаемых, особенно попутных полезных компонентов. В результате - снижаются содержания металлов в рудах и растут объемы отходов. В связи с этим, степень комплексности освоения месторождений полезных ископаемых до настоящего времени остается относительно низкой. Из огромного количества добываемых в Республике полезных ископаемых и вынимаемой при этом из недр горный массы, в конечную продукцию попадает лишь малая часть, что свидетельствует о наличии больших резервов и возможностей для повышения полноты и комплексности использования георесурсов недр. Суммарная извлекаемая ценность из недр, при комплексном использовании месторождений увеличивается в отдельных случаях от нескольких десятков процентов, до двух и более раз. Поэтому уровень комплексности использования минерального сырья должен быть установлен оптимальным, т.е. таким, который обеспечивает максимальную экономическую эффективность отработки месторождений.

Более комплексное использоапниегеоресурсов недр позволяет существенно сократить число разведываемых и эксплуатируемых месторождений, соответствованноуменшить объем нарушенных горными работами плошадей, а также снизить экологическую нагрузку на окружающую среду. Таким образом, освоение недр с учетом комплексного использования всех полезных ископаемых и природных ресурсов может обеспечить огромный экономический эффект в рамках хозяйства страны.

Ниже, в качестве примера выявления резервов полного и комплексного использования недр, приводится практика оценки уникального штокверкового комплексного золото-цветно-редкометального

месторождения Алмалык. При этом отмечается, что наибольшая полнота и комплексность использования запасов месторождения достигается при его комплексной системной оценке, на динамической основе с применением компьютерных технологий.

Согласно оценке выдающегося геолога, минералога и геохимика России и Средней Азии - академика Александра Евграфовича Ферсмана, Карамазар (юго-восточное окончание Кураминского хребта в Тяныпане), самый насыщенный месторождениями и рудопроявлениями различных полезных ископаемых, район на территории (бывшего) Союза. Самой высоко продуктивной на полезные ископаемые является северная часть Карамазара -Алмалыкский горнорудный район, а наиболее ценным и крупным месторождением в Алмалыкском рудном районе является месторождение Алмалык.

По мнению профессора СТ. Бадалова и авторов данной статьи месторождение Алмалык по масштабу запасов и комплексности руд являются уникальным месторождением мирового масштаба. В его составе имеются четыре участка: гигантские - Кальмакыр и Дальнее, крупный -Сарычеку и средний по масштабу запасов и параметрам - Кызата, которые в настоящее время официально считаются самостоятельными меднопорфировыми месторождениями (см. рис. 1). Принимая во внимание высокую комплексность состава руд, данных месторождений и отсутствие явной связи значительной части оруденения со штоками гранодиорит-порфиров, нами предлагается отнести данные участки (месторождения) к золото-цветно-редкометальному типу. При этом Кальмакыр и Дальнее, по своей сути являются территориально единым гигантским мегаучастком месторождения Алмалык, а Сарычеку и Кызата его же территориально обособленными отдельными участками, но все четыре участка (месторождения) имеют практически единый генезис, петрографо-минералогический состав и одинаковые геохимические особенности.

Кальмакыр и Сарычеку, в настоящее время, разрабатываются открытым способом. Дальнее, запасы которого утверждены в 1983г., числится как резерв для восполнения выбывающих мощностей Кальмакырского карьера.

Месторождение Кызата предполагается отрабатывать подземным способом. Сегодня обеспеченность Кальмакырского рудника (карьера) балансовыми, утвержденными ГКЗ запасами, при достигнутой рудником производственной мощности и планируемом ее увеличении, составляет многие десятки лет, а с учетом запасов Дальнего - более чем сто лет.

Несмотря на очень высокую степень геологической изученности Алмалыкского района и месторождения Алмалык, на сегодняшний день, все еще остаются недоизученными многие важные вопросы их геологии, в том числе вопросы образования и возраста кварцевых порфиров D] , генезиса месторождения Алмалык, границ общего комплексного оруденения (штокверка) в плане и по вертикали, и др.

Хотя Кальмакыр и Дальнее уже дважды, или даже трижды, детально разведывались и следовательно, многократно статически оценивались по соответствующим статическим кондициям, посредством подсчета запасов и утверждением их в ГКЗ, все же мы вынуждены констатировать, что они не являются достаточно разведанными. Подтверждением данного заключения может служить скважина К-1098, глубиной 750,2м, расположенная в плоскости разреза VII-Б, на южном его фланге (участок СЗ Балыкты), вскрывшая золотое оруденение за пределами подсчетного контура меднорудного штокверка, всего в 80м от него. Высокие содержания золота отмечаются на глубине 180 - 189,5; содержание золота, на мощность 9,5м, составляет 167,6 г/т и серебра - 60,7 г/т; на глубине 215-225,5м содержание золота, на мощность 10,5м - 2 г/т и на глубине 566-575,1м содержание золота, на мощность 9,1м- 1,9 г/т. На забое скважины содержание золота, на интервал 11,2 м составляет 0,4 г/т (см. рис. 2).

Аналогичным образом не учтены при разведке месторождения (исключены из контура подсчета запасов) интервалы с высокими содержаниями серебра по скв. К-293, разрез 1-К, участок Карабулак (6,2м в интервале глубины 456,5 - 462,7м; содержание серебра - 261,5г/т, что по действующим кондициям равнозначно содержанию меди 5,2%). По всему месторождению более 50 скважин закрыто в богатой руде (по меркам Алмалыка) с содержанием меди на забое более 0,4%. Кроме того, более 100 скважин закрыто в рядовой балансовой руде с содержанием меди 0,2-0,4%. Десятки скважин закрыты в руде с содержанием меди менее 0,2%, но с высоким содержанием золота, или молибдена.

В настоящее время оценка крупных и уникальных месторождений производится также, как и мелких, и средних месторождений, на основе статического, как правило, недостаточного системного и комплексного принципиального подхода, базирующегося на неизменных, на весь срок отработки месторождения, технико-экономических показателях и технологиях достигнутых на момент оценки месторождения горно-перерабатывающим предприятиям, эксплуатирующим оцениваемое или ближайшее к нему месторождение. Это приводит к тому, что принятые при подсчете запасов статические кондиции вскоре перестают соответствовать фактическим условиям горно-перерабатывающего производства и, тем самым, приводят к снижению полноты и качества отработки месторождений. Эффективность работы горно-перерабатывающих предприятий при этом также значительно снижается.

Тем самым статический принципиальный подход к оценке крупных и особенно уникальных по запасам месторождений ведет к недоучету и игнорированию всех предстоящих, за длительный срок отработки крупных месторождений, изменений. Вследствие этого, он при оценке крупных месторождений, приводит к многочисленным ошибкам и грубым технико-экономическим просчетам, к задержке или даже к прекращению изучения и разведки месторождений; к обоснованию нелучших или даже ошибочных параметров кондиций; к непониманию истинного характера и масштаба месторождений; к нелучшему или ошибочному выбору технологии разработки, к ухудшению экологии, к составлению низкокачественного или даже ошибочного (убыточного) проекта.

Примером этого может служить оценка гигантского уникального железорудного месторождения "Кривой Рог'. Статический подход к оценке привел к тому, что сначала, месторождение было понято как месторождение окисленных железных руд с содержанием железа в руде свыше 50%, разрабатываемых подземным способом. На основе этого решения, длительное время месторождение разрабатывалось подземным способом в ограниченных объемах. Однако спустя десятилетия выяснилось, что на самом деле основную ценность месторождения Кривой Рог составляют некондиционные по содержанию железа (при первоначальной оценке месторождения) и нуждающиеся в обогащении, железистые кварциты с содержанием железа в руде на уровне 20-30%, но которые можно разрабатывать более экономичным и безопасным открытым способом, имеющие многократно больший масштаб запасов по сравнению с окисленными железными рудами, благодаря чему практика строительства и работы криворожских ГОКов: Северного, Южного, Ингулецкого и др., показала, что показатели объемов производства и приведенных затрат (капитальных и эксплуатационных) на выплавку стали из железистых кварцитов добытых открытым способом намного экономичнее, чем при выплавке ее из более богатых окисленных руд добытых подземным способом.

К ошибкам и просчетам оценки месторождения Алмалык на основе статического подхода следует отнести:-

-1. Отрицательную оценку промышленной значимости участка Кальмакыр данную Гудалиным Г. Г. в 1930г.

-2. Отрицательную оценку промышленной значимости участка СЗ Балыкты данную Зениным в 1933г.

-3. Первоначальную трактовку участка Кальмакыр как месторождения окисленных и вторичных сульфидных руд.

-4. Решение 1952г. об отведении площади участков Центральный и Карабулак под отвалы пустых пород в результате на участке Центральный были построены две стационарные железнодорожные станции - Кальмакыр и Породная, и проложена капитальная железнодорожная трасса Кальмакыр -МОФ.

-5. Отрицательная оценка участка СЗ Балыкты Е. Р. Бутьевой в 1954г.

-6. Отрицательная оценка участка СЗ Балыкты Е. Б. Ачкасовой в 1960г. -7. Ограничение Гипроцветметом в 1970г параметров Кальмакырского карьера в плане и предельной глубины отработки - отметками дна карьера на уровне +390 -s- +330 м; а также исключение из контура карьера участка Джаныбек.

-8. Решение Гипроцветмета (ТЭО расширение медного производства АГМК, 1970г) об отработке участка Центральный двумя малыми карьерами -глубиной 300 и 200м.

-9. Заложение в проект отработки месторождения Кальмакыр, цикличной технологии и железнодорожного транспорта на вывозке руды и вскрыши. В результате рудник Кальмакыр не смог обеспечить рудой в полном объеме Алмалыкскую МОФ, выстроенную, по проекту Гипроцветмета, на 38 млн.т. Максимальная достигнутая годовая производительность рудника Кальмакыр в 1987 г. составила 26 млн.т руды и 23 млн. м по горной массе.

-10. Принятие в проекте Алмалыкского медеплавильного завода экологически несовершенной технологии отражательной плавки, при которой сернистые газы (более 100 тыс.т. серы в год) выбрасываются в атмосферу.

Оценка отдельных участков месторождения Алмалык (Кальмакыра, Дальнего и др., квалифицируемых в настоящее время как самостоятельные месторождения) производилась на индивидуальной (недостаточно системной и недостаточно комплексной) основе.

Запасы участков (месторождений) Кальмакыр и Дальнее оконтурены, при подсчете запасов, по бортовому содержанию натуральной меди, хотя помимо меди в их рудах содержатся еще золото, молибден, осмий, свинец, цинк, серебро, сера и другие полезные компоненты (см. рис. 3). Хотя уровень комплексности использования минерального сырья на АГМК очень высок, однако следует учесть, что с пиритом (извлечение которого на Алмалыкской МОФ в медный концентрат составляет всего лишь около 20 %), сфалеритом, галенитом и магнетитом (практически неизвлекаемыми сегодня при обогащении медных руд на Алмалыкской МОФ), а также молибденитом (извлечение его в медный концентрат около 45%) уходящими в хвосты теряется значительная часть общей ценности руд месторождения.

Статическая оценка (несистемная и некомплексная) участков Кальмакыр и Дальнее месторождения Алмалык обусловила также наличие, в настоящее время значительных резервных мощностей в металлургическом переделе медеплавильного завода (МПЗ) АГМК, т.к. суммарная проектная мощность отражательной печи и печи КФП значительно превышает фактический объем, годовой переработки медных концентратов.

Действующие кондиции на Кальмакыре и Дальнем разработаны на основе статического подхода, несогласованны между собой и не соответствуют действующим ценам на металлы на мировом рынке. Кроме того, бортовое содержание в руде установлено по меди, вместо более правильного обоснования его по условному основному компоненту. В связи с этим, в целях оптимизации полноты, комплексности и эффективности отработки месторождения Алмалык необходимо провести пересмотр действующих кондиций в Алмалыкском рудном поле и разработать новые единые оптимизированные кондиции для всего месторождения Алмалык на основе динамического, или даже правильнее сказать комплексно-системно-динамического подхода.

Под динамическим принципом оценки крупных цветнорудных месторождений подразумевается их оценка с учетом, изменения во времени и пространстве количественной и качественной характеристики запасов, горно­геологических условий разработки, технико-экономических показателей добычи и переработки минерального сырья, потребности в минеральном сырье и других условий и обстоятельств. Использование динамического принципа оценки месторождений позволяет учесть, научно-технический прогресс, изменение потребности и цен на продукцию, повышение комплексности использования сырья и снижение себестоимости производства. Наряду с этим динамический принцип позволяет также учитывать и удорожающие факторы: увеличение глубины разработки и расстояния транспортировки пород в отвалы: повышение цен на энергоносители и материалы, и др.

Динамический подход к оценке месторождений должен осуществляться параллельно с системным и комплексным подходом, т.к. совместное их применение дает возможность более глубоко и всесторонне оценить месторождение и эффективность его промышленного освоенная.

Определение производственной мощности горного предприятия и срока его существования целесообразно производить с учетом прогнозных запасов.

Одним из наиболее важных вопросов оценки крупных месторождений является обоснование промышленных кондиций.

При динамическом подходе к обоснованию кондиций приемлемы те же формулы и приемы, которые используются при статическом подходе к их обоснованию, однако величины стоимостных и технологических показателей участвующих в расчетах подставляются формулы в зависимости от времени и места их применения. Тем самым при динамической оценке месторождений формулы применяемые при статической оценке наполняются новым смыслом, приобретают новые содержания и дают другой качественный результат при их применении в расчетах.

Кондиции для подсчета запасов необходимо обосновывать в тесной увязке с эксплуатационными кондициями, однако, при этом целесообразно четко разграничить сферы применения тех и других.

Динамический принцип оценки месторождений, реализуется посредством разработки дифференцированных значений кондиций для отдельных участков, рудных, тел и их блоков, с учетом прогнозных условий и сроков их отработки. При этом необходимо разрабатывать кондиции на весь срок отработки запасов месторождения (включая и прогнозные).

При динамической оценке анализируемых месторождений необходимо учитывать следующие важнейшие ее особенности:

- 1. Крупные и уникальные месторождения благородных, цветных и редких металлов - долгоживущие сильно изменчивые во времени и пространстве системы. Эксплуатация таких месторождений обычно затягивается на многие десятки или даже на несколько сотен лет, а отдельных из них (с перерывами в эксплуатации) - более чем на тысячу лет.

- 2. За время разработки крупных и особо крупных (уникальных) месторождений может неоднократно и кардинально измениться технология добычи и переработки руд, а также технический парк механизмов на руднике, обогатительной фабрике и на металлургическом заводе.

- 3. Фронт работ на карьере все время перемещается в пространстве и изменяется по протяженности.

- 4. За весь срок отработки месторождения количество и качество отрабатываемых запасов и отгружаемой рудником руды на обогатительную фабрику (ОФ) многократно изменяются.

- 5. Цены на благородные и цветные металлы также сильно изменяются во времени, как правило, в сторону их повышения.

В заключении следует сказать, что вопрос кардинальной переоценки месторождения Алмалык уже назрел и дальнейшее его откладывание наносит значительный экономический, социальный и экологический ущерб государству и населению района.

Статический подход оценке крупных рудных месторождений, срок отработки которых составляет многие десятки, а то и сотни лет, неприемлем, в силу несоответствия данного подхода характеру горно-перерабатывающего производства, отличающегося большой изменчивостью во времени и в пространстве, и потому, должен быть заменен на динамический подход.

Предлагаемая методика динамической оценки месторождений и обоснования кондиций позволяет учитывать фактор времени при оценке месторождений выгодно используя положительные моменты метода дисконтирования и нейтрализуя его негативные стороны.

При обосновании кондиций для подсчета запасов невозможно и ненужно добиваться высокой точности расчетов эффективности отработки месторождения, главное определить порядок его эффективности и предпочтительность одного варианта кондиций - другому их варианту.

Применение отдельных элементов динамического подхода к оценке месторождения Алмалык позволило Средазнипроцветмету (ответственный исполнитель С.Г. Чунихин), в 1970г, научно и технически обоснованно рекомендовать ГКЗ снижение кондиций на руды месторождения Алмалык и базирующееся на этом значительное расширении границ Кальмакырскогокарьера (см. рис. 5) и карьера Дальний (см. рис. 4), а также значительно увеличить проектный срок деятельности Кальмакырского рудника (проектным решением Гипроцветмета, 1970г., завершение срока отработки участка Кальмакыр предполагалось в 1997г. - интенсивный вариант и в 2005г. - экстенсивный вариант.

Дальнейшая более солидная проработка вопроса динамической оценки месторождения Алмалык, выполненная Ташгостехуниверситетом (ТашПИ) в 1981г. подтвердила правильность рекомендаций Средазнипроцветмета и выявила дополнительные резервы в части укрепления минерально-сырьевой базы Алмалыкского ГМК, за счет оптимизации параметров кондиции и дополнительного значительного расширения предельных границ объединенного карьера Кальмакыр-Дальний. Более того, институт Гипроцветмет своих проработках (1983 и 1995г.г.) пришел, практически полностью, к тем же параметрам кондиций и границ карьеров, которые были рекомендованы Средазнипроцветметом в 1970г. и частично к рекомендованным ТГТУ в 1981г.

В настоящее время госпредприятием РУз, Научно производственным центром "Геология благородных и цветных металлов", на основе комплексного учета всех имеющихся в рудах месторождения Алмалык промышленно-интересных полезных компонентов и системно-динамического подхода к оценке месторождения, а также применения компьютерных технологий, на месторождении (участке) Дальнее выявлены значительные дополнительные ресурсы промышленных руд, что косвенно подтверждает реальность рекомендаций ТГТУ, 1981г., в части расширения проектных границ карьера Дальнее. При этом, в отдельных случаях, даже отмечается целесообразность частичного дополнительного расширения границ карьера, по сравнению с рекомендациями ТГТУ, 1981 г. (см. рис. 6).

Подводя итог вышесказанному следует сказать, что пример оценки крупного (уникального) цветнорудного штокверкового комплексного месторождения Алмалык показывает: переход от статического подхода к оценке данного типа месторождений, к комплексно-системно-динамическому подходу, к их оценке, позволяет значительно увеличить полноту и комплексность отработки и использования их запасов, а также предотвратить многие стратегические ошибки в планировании работы горноперерабатывающих предприятий: застройку городов и поселков, и размещение промышленных объектов и отвалов карьеров на площади месторождений и на прилегающих перспективных площадях.

Экономическая эффективность рекомендованного перехода к комплексно-системно-динамической оценке каждого крупного или уникального месторождения составляет от нескольких десятков до сотен миллионов, или даже до нескольких миллиардов долларов.

Лекция 12

Единые правила охраны при разработке МПИ и переработке минерального сырья
Комплексное использование минерально-сырьевых ресурсов при промышленном освоении месторождений полезных ископаемых, добыче и первичной переработке их, предопределяется комплексностью геологического изучения и закладывается в проектах горных предприятий. Закон Республики Узбекистан “ О недрах” (2003г.) включает требование предусматривать при проектировании горнодобывающих предприятий системы разработки МПИ и технологических схемы переработки (подготовки) минерального сырья, обеспечивающие наиболее полное и экономически целесообразное извлечение из недр запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых, использование содержащихся в них компонентов, имеющих промышленное значение, и утилизацию вскрышных пород.

Проблема комплексности охватывает четыре наиболее крупных раздела использования минеральных ресурсов:

Освоение месторождения в целом.

Извлечение основных и сопутствующих компонентов:

а) при обогащении;

б) при последующих стадиях переработки.

Утилизация отходов производства.

Вторичное использование месторождений, отходов, топливно-энергетических и других ресурсов.

Таким образом, наиболее полное, комплексное использование минерально-сырьевых ресурсов. Является средством повышения эффективности общественного труда и в то же время прогрессивным направлением охраны и улучшения окружающей среды.

Известно, что большинство рассеянных элементов в природных процессах не имеют достаточных концентраций для образования самостоятельных минералов. Они находятся в качестве попутных компонентов вместе с более распространенными элементами, часто в изоморфной смеси, входя в кристаллическую решетку их минералов. Получение рассеянных элементов, поэтому неразрывно связано с производством основных полезных ископаемых. Например, при выплавке цинка извлекается из сфолерита индий, вместе с молибденом извлекается из его руд рений, из циркона не только цирконий, но и гафний и т.д.

При переработке комплексного минерального сырья в обогащении, металлургическом процессе и химическом производстве те или иные редкие и рассеянные элементы попадают в металлургическ4ую пыль, отходящие газы, шлаки, пиритные огарки, золу, шлам, водостоки. Германий, например, при сжигании угля и особенно лигнита, переходит в золу.

Технологический прогресс (нанотехнологии) увеличивает необходимость применения редких металлов и рассеянных элементов, каждый из которых обладает особыми свойствами.

Комплексное использование минерально-сырьевых ресурсов – это база развития редкометальной промышленности, дополнительное средство расширения общих запасов сырья, это путь повышения экономической эффективности производства, позволяющий вырабатывать из каждой тонны полезных ископаемых все больше разнообразной продукции.

Комплексное извлечение всех нужных химических элементов не только из минерального сырья, но также из отходящих при производствах газов, пылей, промышленных стоков путем газоочистки, пылеулавливания и очистки сточных вод с утилизацией самих отходов производства – это мероприятие по наиболее полному и рациональному использованию минеральных ресурсов.

Месторождения являются объектом эксплуатации не только в соотношении профилирующего полезного ископаемого и заключенных в нем ценных попутных химических элементов, но и других полезных ископаемых, нередко находящихся в том, же стратиграфическом разрезе, а также в части вмещающих, вскрывающих горных пород.

Такое совокупное промышленное освоение месторождений, наиболее полное, экономически целесообразное использование минерального сырья, расширяя объем и ассортимент продукции. Снижают ее себестоимость и затраты на создание специальных мощностей по добыче сырья, если бы оно не получалось попутно.

В этом заключается экономический смысл охраны недр при эксплуатации месторождений. Вместе с тем обусловленная комплексность использования минерального сырья возможность улучшения окружающей природной среды имеет огромное социальное значение.

Экономическое и социальное значение охраны недр. Ее требования комплексного использования полезных ископаемых взаимно обусловлены. Другими словами комплексное использование минеральных ресурсов вдвойне необходимо с точки зрения экономических интересов и охраны недр, охраны окружающей среды.

При извлечении из медно-никелевых руд на горно-металлургическом комбинате кроме никеля, меди, кобальта, платиноидов еще и серы, железа, силикатных соединений, отходы, получаемые при переработке руд, сокращаются более чем на 40%.

В некоторых горно-металлургических комбинатах используют очистительные комплексы, позволяющие улавливать конверторные газы и извлекать из них металл.

Выделяющиеся в металлургическом процессе газы, как и в других производствах, имеют отрицательное влияние на людей. Предприятия и окружающую среду. Кроме того они ежегодно уносят тысячи тонн серы, меди, свинца и других полезных компонентов. Имеется опыт получения из конверторных газов серной кислоты, а из пыли извлекают свинец, цинк и другие ценные элементы.

Оборудование процесса ионной флотации молибдена позволяет дополнительно извлечь этот металл из отработанных промышленных вод, возможно и улавливание из стоков также медь, цинк и другие металлы.

Уменьшаются потери меди, если исключить из технологической цепочки отражательной печи при организации плавки конверторе с дутьем, обогащенным кислородом. Сооружение печи для плавки металла в жидкой ванне почти полностью исключают потери его и позволяют использовать самое бедное сырье.

Имеется практика использования специальной установки для выщелачивания меди из старых рудных отвалов. Шлаковозгоночная установка, осуществляющая вторичную плавку отходов производства, позволяет извлекать цинк, свинец и другие металлы из шлаков.

Как показывает мировая практика, в цветной металлургии из руд извлекаются до 75 химических элементов. Достигнуто увеличение числа извлекаемых компонентов из руд, прежде всего, при первичной переработке их на обогатительных фабриках, а также в процессе металлургического производства. Например, за последние 15-20 лет в процессе обогащения и металлургического передела достигнуты заметные результаты по увеличению степени извлечения из руд меди свинца и цинка.

	при обогащении	в металлургическом процессе
Медь	1,3	1,2
Свинец	3,8	2,0
Цинк	8,7	4,9

Достигнуты следующие соотношения потерь при добыче руд, обогащении и в металлургическом процессе, если принять суммарные потери за единицу.

металл	при добыче из недр	при обогащении	в металлургическом процессе
медь	0,30	0,48	0,16
свинец	0,28	0,54	0,18
цинк	0,29	0,54	0,17

Потери этих металлов в металлургическом процессе составляют 16-18% от общих потерь, но вызываемый ими экономический ущерб значительно больший, потому что металл теряется из концентратов, включающий затраченный уже труд на добычу руд и его обогащение.

Наибольшие потери, имеющие место при обогащении и задача использования комплексности руд диктуют необходимость усилия научных исследований по дальнейшему совершенствованию технологии.

С точки рационального использования минеральных ресурсов и охраны недр необходимо усилить внимание к сокращению потерь минерального сырья и продуктов его переработки, на всех стадиях промышленного использования включая и процессы обработки металлов. Очень важным является использование таких отходов производства, как породы отвалов горных разработок, а также шламы обогатительных фабрик.

Имеется возможность использования от 2 до 3 млн. тонн породы вскрыши в отраслях цветной металлургии и угольной промышленности республики и от 700 до 2,5 тыс. тонн шламов обогатительных фабрик.

К сожалению, отходы горно-обогатительных производств утилизируются пока далеко недостаточно.

На многих рудниках можно было бы организовать переработку пород вскрыши для изготовления строительных и дорожных материалов. Например, имеется зарубежный опыт изготовления, из пород отвалов рудников щебеня разных фракций или из отходов обогатительных фабрик изготавливать синтетический кирпич.

Не решена проблема использования вторичных каолинов из вскрыши Ангренского угольного разреза.

Утилизация отходов добывающих и перерабатывающих отраслей это перспектива рационального и комплексного использования ресурсов недр.

Лекция 13

Нормирование вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов, методы подсчета запасов МПИ
С добычей полезных ископаемых непосредственно связаны два рода проблем: охрана недр – рациональное использование минеральных ресурсов и охрана окружающей природы – земной поверхности в районе разработок месторождений, включая восстановление (рекультивация) земель, мероприятия по предотвращению загрязнений почв, водоемов и атмосферы.

Охрана недр, как и природы в целом, оберегает естественные богатства от потерь и расточительства. Делается это в интересах наиболее комплексного и целесообразного их использования, с учетом интересов настоящего и будущего.

Научно обоснованное бережное отношение к ресурсам недр является программным положением государства. Повысились требования к рациональному использованию недр в сфере принятия закона Республики Узбекистан «О недрах». Что создало лучшие возможности для дальнейшего усиления, для практической деятельности в этом направлении.

Охрана и рациональное использование минеральных ресурсов не должны ограничиваться горно-эксплуатационной деятельностью. Охране должны подлежать все недра, таковы требования единых правил охраны недр при разработке МПИ (приложение № 4 к постановлению КМ РУз от 13.01.1997г. №20). В частности, пользователи недр, осуществляющие добычу полезных ископаемых и подготовку минерального сырья к переработке, несут всю полноту ответственности за комплексное освоение месторождений и рациональное использование минерально-сырьевых ресурсов.

Исходным условием рациональной подготовки минерально-сырьевых баз является сочетание геологоразведочных и технологических средств их формирования. Геологоразведочными работами выявляются минерально-сырьевые источники в виде конкретных месторождений. Заключающих в себе определенные особенности – вещественные, качественные, количественные, морфологические и т.д. Технологические исследования определяют пригодность данного минерального сырья для промышленного использования.

Эффективность этих и других работ основывается на уровне развития науки и техники.

Развитие науки и техники, разработка новых приемов, систем эксплуатации МПИ и более прогрессивные технологии переработки добытого минерального сырья, в первую очередь при его обогащении, позволяют включать в промышленное использование бедное сырье, ранее считавшиеся непригодным, полнее утилизировать попутные и низкосортные разновидности, а также отходы производства.

Выдвинутые учеными задачи рационального использования недр означает не только выявление и разведку новых запасов полезных ископаемых, открытие недостающих видов минерального сырья, но и повышение полноты отработки месторождений, степени извлечения полезных компонентов, что является дополнительным источником улучшения обеспеченности промышленности сырьем. Кроме того возрастают роль комплексного использования минерального сырья, так как многие необходимые для технического прогресса редкие и рассеянные элементы не имеют самостоятельных руд, а содержатся попутно с основными полезными компонентами. Некоторые из этих сопутствующих компонентов в технологическом процессе переработки полезных ископаемых попадают в отходы производства – шлак, шлам, золу, газ, пыль. Их утилизация оказалась необходимой для получения нужных компонентов. Поэтому следует уделять много внимания изучению технологических свойств всего комплекса полезных ископаемых для наиболее многообразного их использования.

В качестве примера можно показать использование в свое время на Хибинском апатитонефелиновых месторождениях части попутно добываемых нефелинов для получения глинозема, цемента, поташа и других сопродуктов. Оказалось, что возможно производить глинозем не только из бокситов, но также из нефелинов и алунитов. Обеспечив тем самым производство алюминия сырьевыми ресурсами.

При производстве апатитового концентрата на каждую его тонну приходится 0,7-1,0 т. нефелиновых хвостов. Обогащение этих отходов дает 0,4-0,6 т. нефелинового концентрата, из каждых 4 т. которых при добавлении известняка получается 1 т. глинозема, 1т. содопродуктов (сода и поташ) и 10т. портландцемента. Отходы производства отсутствуют.

При наличии большого количества объема запасов полезных ископаемых географическое размещение их в ряде случаев не удовлетворяет требованиям промышленности. Поэтому обеспеченность известных в стране горно-металлургических комбинатов местным минеральным сырьем. Особенно высококачественными рудами, недостаточна. Не всегда еще геологическая наука дает надежные прогнозы и рекомендации. На преодоление имевших случаев неоправданной детальной разведки месторождений, непригодных для промышленного использования решением правительства Узбекистана вопросы детальной и эксплуатационной разведки месторождений золота, урана, цветных и редких металлов передана геологоразведочным экспедициям, входящим в состав НГМК и АГМК соответственно. Они устанавливают порядок соблюдения стадийности разведки и своевременной разработки временных и постоянных кондиций, позволяющих на стадии предварительной разведки решать вопрос о приемлемости для эксплуатации каждого объекта в отдельности.

Качественная разведка месторождений, комплексного изучения их и вещественного состава полезных ископаемых, а также точность подсчета запасов, правильность предварительных и промышленных оценок месторождений и геологических заключений необходимая предпосылка, первая стадия охраны недр и рационального использования минеральных ресурсов.

Иногда научно-технический прогресс способствует разработке новых методов оценки или переоценки месторождений полезных ископаемых с точки зрения их промышленного освоения. Например, предложенные в 80-е годы геотехнологический способ добычи некоторых видов полезных ископаемых (например, ураносодержащих руд). Этот метод извлечения полезных ископаемых из недр, основанный на переводе их с помощью тепловых. Массообменных, химических или гидродинамических процессов в состояние, пригодное для транспортировки через скважины на поверхность земли.

Геотехнология расширила возможности экономического использования бедных руд. В этом аспекте и представляет целесообразным рассмотрение забалансовых, бедных, ранее брошенных и забракованных месторождений на предмет дополнительной эксплуатации.

Поэтому, оценку месторождений следует производить с учетом того, что геотехнологическими способами можно добывать ряд полезных ископаемых (урановые, угольные, сланцевые), причем рентабельно, при более низком содержании их, чем это требует шахтные и карьерные разработки.

Вопросы охраны недр следует решать на всех стадиях эксплуатации недр: при разведке месторождений, проектировании рудников, обогатительных фабрик и заводов. При добыче и переработке полезных ископаемых. Под охраной недр следует понимать свод законоположений и комплекс мероприятий, направленных правильную оценку разведанных геологических запасов и рациональное их использование.

Решение вопросов более рационального использования недр является уделом, как контролирующих органов, так и работников геолого-маркшейдерской службы, проектных организаций, рудников, шахт и обогатительных фабрик и металлургических заводов.

Лекция 17

Методы по охране МПИ от затопления, обводнения, пожаров и геомеханических и геодинамических воздействий

Геологическое строение территории страны изучают как с целью выявления полезных ископаемых, так и для использования участков недр для целей, не связанных с добычей полезных ископаемых.

Геологические процессы. Возникающие под действием современной индустриальной деятельности требуют все более глубокого изучения, прогнозирования последствий и разработки совершенных мероприятий по своевременному предотвращению отрицательных последствий.

Охрана недр в части минерально-сырьевых ресурсов начинается с первоначальных исследований. В соответствии с геохимической обстановкой геологи проводят комплексные поиски различных полезных ископаемых, и предопределяют перспективы, комбинированного развития производства.

Вне зависимости от горной промышленности геологи обеспечивают охрану месторождений и их участков от затоплений водохранилищами, застроек промышленными объектами и жилыми зданиями и от перекрытий отвалами горных пород, хвостохранилищами обогатительных фабрик.

Осуществляется это заблаговременной проверкой площадей, намечаемых к отводу под какие-либо сооружения выдачей заключения об их безрудности.

Предотвращение застроек разведанных месторождений полезных ископаемых является полем деятельности геологической службы. Имеются случаи частичной застройки площадей известных месторождений. Нерациональное использование полезных ископаемых приводит к увеличению затрат на разведку новых месторождений и использованию дальнепривозного сырья.

Охрана недр при проведении геологоразведочных, особенно буровых работ требует, прежде всего, предотвращения загрязнения и истощения водоносных горизонтов, сохранения естественной изоляции. Велико значение для охраны недр качества детальной разведки МПИ, подготовка их к промышленному освоению. Степень точности подсчетов разведанных запасов полезных ископаемых сказывается впоследствии при эксплуатации месторождений на потерях при добыче, которые определяются по отношению к балансовым запасам в недрах.

На данных геологической разведки по характеристике месторождения, сопутствующих полезных компонентов, горно-геологических условиях залегания основываются проектные и плановые показатели извлечения полезных ископаемых из недр.

Выявляющиеся в процессе эксплуатации отклонения характеристик и условий в худшую сторону приводят к непредвиденным потерям списаниям запасов по геологическим условиям.

Показатели по извлечению полезных компонентов при первичной переработке минерального сырья на обогатительных фабриках устанавливаются также исходя из данных разведки – технологических исследований представленных и достоверных технологических и технических проб полезного ископаемого.

Кроме того, при обогащении комплексность извлечения полезных компонентов связана с комплексностью геохимического изучения, полнотой исследования вещественного состава руд или других полезных ископаемых.

Правильное установление временных и постоянных минерально-сырьевых кондиций по конкретным месторождениям является основой оптимального исследования промышленность минеральных ресурсов.

Минимальное промышленное содержание полезных компонентов в добываемой руде в расчете на металл определяется по формуле:



где З – все затраты связанные с добычей руд, их переработкой, в сум; Цм- оптовая цена 1 т. метала, Зм - стоимость металлургического передела, относимая на 1т. металла, в сум; Ио- общее извлечение полезного компонента; Р – коэффициент разубоживания при добыче руды.

Как видно из формулы, чем выше извлечение, тем более низкое может быть минимальное промышленное содержание полезного компонента в руде, относимой в балансовые запасы.

Утверждением разведанных запасов полезных ископаемых по конкретному, месторождению в ГКЗ завершается этап непосредственной охраны недр геологической службой и начинается деятельность рудничной, шахтной геологии, которая вместе с маркшейдерской службой продолжает борьбу за охрану недр.

Главные проблемы охраны недр при эксплуатации МПИ – это максимальная экономически целесообразная полнота их отработки, оптимальное извлечение основных и сопутствующих компонентов, предотвращение сверхнормативных потерь и разубоживания полезных ископаемых.

В борьбе с потерями определяющее значение имеет выбор надлежащей системы разработки и аккуратное осуществление ее. Необходимо то и другое: “неподходящий” метод работы дает значительные потери независимо от тщательности выполнения с другой стороны, правильно выбранная система при неудовлетворительном выполнении не гарантирует от крупных потерь.

Из двух частей экономических последствий от потерь входит в себестоимость добычи только одна – рост амортизации капитальных затрат и стоимости подготовки очистной выемки на 1т. извлеченных запасов. Вторая же часть ущерба от потерь – рост удельных затрат на разведку 1т. запасов и недополучения прибыли от потерянного полезного ископаемого – не находили отражение в себестоимости добычи, а покрывались из общегосударственных средств. В условиях рыночной экономики это недопустимо.

По акад. М.М. Агошков экономические последствия от потерь выражены уравнением:

, сум.

где Эп - ценность потерянного полезного ископаемого; Цп- полученное возмещение от потерь виде снижения затрат производства при добыче и роста производственной мощности предприятия по конечной продукции и размеры получаемой прибыли.

Известно, что потери полезных ископаемых при отработке месторождений системами без закладки выработанного пространства, с обрушением кровли часто намного превосходят сверхнормативные потери. Проблема создания систем разработки, удешевления и развития закладок выработанного пространства с более широким использованием для этой цели отвалов пустых пород приобретает крупнейшее значение сточки зрения охраны недр и земной поверхности, подвергаемой обрушениям и провалам. Тем более перспективе преобладающими системами разработки будут системы с обрушением, ибо они являются более экономичными.

В определении экономичности систем с обрушением следует учесть в ценностном выражении в проектах и сметах потери полезных ископаемых и затраты рекультивацию земной поверхности.

Другой важной и актуальной задачей по снижению потерь является применение открытого способа разработки МПИ с последующей образцовой рекультивацией земель.

С точки зрения охраны недр, так же как и для экономики горнодобывающего предприятия, имеют важное значение не только потери, но и разубоживание полезного ископаемого при добыче. На первый взгляд к охране недр имеют отношение только потери полезных ископаемых, а разубоживание, снижая содержание полезных компонентов в добываемой руде, вынуждает повышать минимальное промышленное содержание с тем, чтобы обеспечить рентабельность эксплуатации месторождения, выполнение плана прибыли.

Это приводит к потере менее богатых руд в недрах, или же их отправляют в отвал как забалансовые. К таким последствиям приводит, в конечном счете, чрезмерное разубоживание, кроме того, что оно снижает извлечение при обогащении и ухудшает экономические показатели предприятия, оно усиливает отрицательное влияние на окружающую среду. “Потери руды и металла тем меньше, чем меньше разубоживание” – это аксиома. Повышение уровня разубоживания приведёт к излишним затратам на добычу и переработку пустых пород, а снижение его против установленных нормативов может привести к нецелесообразным потерям полезного ископаемого.

Количественная и качественная потери полезных ископаемых при их добыче из недр зависят не только от субъективных факторов, но и от объективных: геологических особенностях месторождения - чем больше мощность залежи, тем проще их формы, тем меньше потерь и разубоживание. Субъективные факторы – это, прежде всего выбор системы разработки, с учётом горно-геологических особенностей месторождения и условий, характера его залегания. Исходя из объективных факторов, предопределяются проектные и плановые качественные и количественные потери полезных ископаемых при добыче и переработке. Завышение содержаний полезных компонентов в плане добыче против фактических в отрабатываемых блоках или средних содержаний по месторождению противоречит интересам охраны недр, так как приводит к выборочной отработке наиболее богатых руд.

Имеющая место практика работы рудников одновременно в нескольких блоках и даже на разных горизонтах (или уступах) позволяет планировать и регулировать добычу руды, по месторождению. Это тоже есть решение задачи по охране недр.

Лекция 18

Обеспечение требований рационального использования недр при консервации и ликвидации горных предприятий
Термин «недра» достаточно давно использовался в законодательстве. Однако относительно содер­жания этого термина в советский период у юристов не было единой точки зрения. Очень важной проблемой, особенно в межгосударст­венных отношениях, является установление границ недр в плане.