Для обеспечения более полного использования запасов полезных ископаемых, как дополнение к параметрам действующих кондиций на минеральное сырье, по разрешению вышестоящей организации могут применяться предельные браковочные содержания полезного компонента в добываемом полезном ископаемом. Браковочные содержания должны относиться к определенной выемочной единице или их группе и определяться с учетом конкретных горно-геологических, технологических и экономических условий.
Необходимость выполнения этого положения при разработке месторождений полезных ископаемых вызвана рядом объективных обстоятельств: изменчивость природных условий разрабатываемых месторождений; действие в течение длительного времени однажды установленных для средних условий месторождений постоянных кондиций; наличие методических допущений при установлении минимального промышленного содержания для месторождения в целом или достаточно крупных его участков. Первое обстоятельство обусловлено наращиванием в каждый последующий момент ухудшения естественных условий разрабатываемых рудных месторождений.
Большинству эксплуатируемых полиметаллических месторождений Казахстана характерны частая перемежаемость участков балансовых руд и вмещающих пород (забалансовых запасов) и изменчивость содержания полезных компонентов в балансовых запасах. Так, например, с увеличением глубины разработки Зыряновского месторождения среднее содержание полезного компонента в ба- лансовых запасах 16 горизонта снизилось по сравнению с содержанием таких компонентов в 11 горизонте почти в два раза.
В целом особенно заметное ухудшение горно-геологических условий залегания рудных тел наблюдается с увеличением глубины разработки политемаллических месторождений Рудного Алтая. Так, например, рудные залежи Белоусовского месторождения имеют форму узких, сравнительно маломощных лентообразно вытянутых тел с раздувами, пережимами и апофизами. Залежь № 4 имеет мощность от долей метра до 1-2, реже 4-6 м в раздувах. В залежи № 5 сосредоточено 70 % запасов месторождения, и она является основным объектом эксплуатации. Средняя мощность 8 м. Морфология данной залежи очень сложна. У верхней выклинки залежи на высоту 30-50 м по падению прослеживаются апофизные ответвления (от 1 до 3-4). В центральной, наиболее мощной части залежи имеется множество породных включений и прослоев самой различной формы и размеров — от десятков сантиметров до 3 м. Нижняя выклинка залежи на юго-восточном фланге разветвлена на 2-3 заположенные ветви.
На Риддер-Сокольном, Иртышском, Березовском, Ново-Березовском полиметаллических месторождениях, где содержание полезных компонентов в балансовых запасах колеблется в широких пределах и чрезвычайно сложна морфология рудных тел, не используются полностью технические возможности выбранного по существующей методике варианта технологии добычи без учета конкретных горно-геологических, технологических и экономических условий, отличных от принятых при обосновании постоянных кондиций для месторождения.
Второе обстоятельство связано с тем, что в практике горнорудных предприятий однажды установленное минимальное промышленное содержание полезного компонента для всего месторождения или достаточно крупных его участков действует в течение длительного времени (5-10 лет и более). На отдельных месторождениях продолжительность действий кондиций доходит до 20-40 лет.
С увеличением продолжительности действий установленных постоянных кондиций на месторождениях возрастает отрицательное влияние на рациональное использование как для разведанных запасов недр, так и для затрат на их извлечение. При этом не учитываются технический прогресс в технике и технологии добычи и переработки руд, изменение соотношения удельных весов применяемых систем разработки, стоимость приобретаемого оборудования и потребляемой электроэнергии, изменение цен на металлы и количество оплачиваемых при реализации предприятиями полезных компонентов в конечной продукции и т.д.
Третье обстоятельство включает три вида методических допущений.
- При установлении минимального промышленного содержания средние значения исходных показателей (разубоживание, затраты на добычу и переработку), необходимых для расчета, определяются статистическим методом за определенный период. При этом как бы узакониваются все изменения и отклонения от нормальных условий эксплуатации месторождения в период, за который определены средние значения этих показателей. Также остаются неучтенными те изменения и отклонения, которые происходят в последующие годы, в течение которых действует установленное этим методом минимальное промышленное содержание на данном месторождении.
- При существующей системе отчетности производства себестоимость добычи и переработки руды исчисляют в расчете на 1 т добытой рудной массы. Когда возникает потребность нахождения затрат на добычу и переработку 1 т балансовой руды, пользуются известным выражением [1, 2]:
(1)
где Сб, Сд — себестоимость добычи и переработки 1 т добытой балансовой руды с учетом ущерба от разубоживания и рудной массы, тенге/т; R — коэффициент разубоживания, д. ед.; Кк — коэффициент изменения качества полезного ископаемого, д. ед.
Участие этого выражения в формуле определения минимального промышленного содержания, в основу которой положен общеизвестный принцип — равенство извлекаемой ценности полезного компонента и затрат на ее извлечение, будет справедливо только в том случае, если затраты средств на добычу и переработку 1 т балансовой руды и примешиваемых пустых пород равны, т.е. Сб =Сп (Сп — затраты средств на добычу и переработку 1 т пустых пород); затраты средств на добычу и переработку 1 т рудной массы и балансовой руды также одинаковы Сб = Сд) [3]. В остальных случаях применение выражения Сб = Сд / Кк будет неправомерным и приведет к установлению завышенной величины минимального промышленного содержания. Результаты расчета при этом будут зависеть от величины разубоживания и нанесут огромный ущерб экономике предприятий и народного хозяйства.
При установлении минимального промышленного содержания для месторождения в целом или достаточно крупных его участков не учитываются: закономерность снижения качества добываемой руды в стадии ее разубоживания, различие затрат средств на добычу и переработку 1 т балансовых запасов и примешиваемых пустых пород, необходимость дифференцированного подхода к определению экономической целесообразности вовлечения каждой последующей дозы рудной массы в добычу, т.е. вовлечение последней дозы рудной массы в добычу при нулевой рентабельности и изменение затрат на добычу и переработку руды во времени (в динамике).
Все вышеперечисленные причины или порождают сверхнормативные потери полезных ископаемых при эксплуатации полиметаллических месторождений, или приведут к неоправданным затратам на добычу и переработку руды. Поэтому при неравномерном содержании полезного компонента в балансовых запасах, изменчивости горно-геологических условий месторождения и длительных действиях однажды установленных постоянных кондиций на месторождении возникает настоятельная необходимость создания механизма управления рациональным соотношением полноты и качества извлечения полезных ископаемых из недр.
Таким образом, в условиях рыночной экономики одна из актуальных задач комплексного и рационального использования недр — оценка повышения полноты извлечения запасов при разработке месторождений. Решение этой задачи возможно при условии установления оптимальных нормативов потерь и разубоживания руды.
Известно, что потери и разубоживание полезных ископаемых при их добыче объективно неизбежны и экономически необходимы. Но в условиях рыночной экономики, перехода к более эффективным формам хозяйствования следует пересмотреть основные принципы организации, управления и контроля за потерями и разубаживанием и частные положения по их реализации на предприятиях с конкретными горно-геологическими и горно-техническими условиями.
Новые основные положения (принципы, рекомендации) вместо «Типовых методических указаний» наряду с обеспечением универсальности подхода к проблеме потерь и разубоживания, полноты и достоверности используемых результатов, должны также максимально уменьшить элементы многочисленных увязок, согласований, столкновений интересов предприятия с вышестоящими и контролирующими организациями и учреждениями.
Для стимулирования снижения потерь и разубоживания следует решать вопросы пересортицы полезного ископаемого, комплексности использования минерального сырья с учетом диверсификации предприятия, т.е. расширения номенклатуры продукции при постоянном освоении новых сфер их реализации. Эти вопросы должны быть разрешены в условиях расширяющейся технологической мобильности горно-обогатительных производств с обеспечением экологической защищенности окружающей среды.
Таким образом, реализация проблемы организации, управления и контроля за полнотой и качеством использования минеральных ресурсов требует прежде всего перехода на более качественный научно-методический уровень.
В этих целях нами выдвигается на обсуждение общая принципиальная схема реализации проблемы нормирования потерь и разубоживания при добыче руд твердых полезных ископаемых, которая может стать исходной теоретической базой намечающихся изменений. В ней даны сокращения: ПИ — проектный институт, НИИ — научно-исследовательский институт, ГП — горное предприятие, ГГТН — органы Гостехнадзора или другой организации по охране недр (табл 1).
В основу нашей схемы заложена расшифровка (точнее, классификация) структуры процесса нормирования с формулировкой содержаний его этапов, их исполнителей и получаемых результатов. Мы исходим из того, что потери и разубоживание руды при добыче — основные показатели, отражающие полноту и качество извлечения полезного ископаемого из недр и характеризующие эффективность технологии разработки месторождений. А их нормативные показатели — основной инструмент для решения задач эффективной отработки месторождений и их отдельных участков. Нормативы потерь и разубоживания должны использоваться прежде всего для решения трех взаимосвязанных, дополняющих друг друга в соответствии с проектированием и эксплуатацией месторождения задач:
а) для проектирования строительства нового, реконструкции или корректировки проекта действующего горнодобывающего предприятия;
б) для перспективного планирования процесса добычи руды;
в) для текущего и оперативного планирования и эффективного управления добычными процессами.
Для проектирования добычных работ на впервые вводимом в эксплуатацию или реконструируемом предприятии нормативы потерь и разубоживания, представляемые нами как проектные, формируются в настоящее время в соответствии с «Нормами технологического проектирования», на основе формул, включающих поправочные коэффициенты. В то же время новые основные принципы в перспективе должны обеспечить возможность дополнения, уточнения специальными аналитическими исследованиями, учитывающими те или иные конкретные условия отработки месторождения или его отдельных проектируемых участков.
Перспективное планирование добычных работ возможно на принципах формирования выемочных единиц на базе данных, накопленных на всех стадиях геологоразведки, вплоть до опережающей эксплуатационной. Установление механизма и закономерностей формирования полноты и качества выемки руд с допустимой погрешностью необходимо в рамках конкретных выемочных единиц на основе имеющихся данных по условиям залегания рудных тел с учетом технических средств, технологии, общего порядка и режима отработки выемочных единиц. В этих условиях чрезмерное уточнение контуров рудных тел, выходящих за рамки нормативных объемов опережающей эксплуатационной разведки, попытка прогнозирования порядка и направления добычных работ применительно к каждому выявленному контакту между рудой и разубоживающими породами, как показывает практика, не обеспечивают достоверности и надежности определения нормативных показателей потерь и разубоживания.
Использование нормативов потерь и разубоживания для текущего эффективного управления процессами добычных работ — это прежде всего установление и применение норм потерь и разубо- живания, возникающих в различных геолого-структурных и горно-технических условиях на единицу конкретного пространственного объекта, где они возникают. При выемке контактных зон нормативы потерь и разубоживания для текущего планирования и эффективного управления процессами добычи — это нормы их возникновения на единицу длины конкретного типа контакта при конкретных условиях их отработки.
Использование нормативов потерь и разубоживания на 1 пог. м длины контакта для оперативного планирования и управления объемами и качеством добываемых руд по эксплуатационным блокам — главное их достоинство в рамках широкого разнообразия конкретных условий добычных работ. Имея нормативы на 1 пог. м по всем типам контактов, геолого-маркшейдерская служба горного предприятия может своевременно и эффективно управлять технологическими процессами добычи руды, контролировать качество добываемых руд, что особенно важно в условиях новых форм хозяйствования.
Таким образом, в зависимости от решаемых задач нормативы потерь и разубоживания должны определяться поэтапно:
- - в целом по проектным объемам отработки месторождения как проектные;
- - по выемочным единицам как собственно нормативные; на 1 пог. м длины контакта как единичные, допуская предварительно такой термин, нормы для конкретных типов контактов.
Очевидно, при таком подходе надежность и эффективность принятых нормативов предопределяются правильным выбором методических основ их установления. Существует тесная взаимосвязь между выполняемыми задачами и методическими принципами определения и расчета нормативов. Уровень достоверности показателей нормативов потерь и разубоживания должен быть различным, свойственным только конкретной задаче.
В настоящее время мы располагаем рядом вариантов соответствующих методик по нормированию потерь и разубоживания по указанным этапам задач применительно к открытой разработке рудных месторождений. Эти методики базируются на системе изучения структурно-технологических характеристик добычных забоев и горизонтов месторождений.
Не считая разработанные варианты приемлемыми для всех горно-геологических и горнотехнических условий рудных месторождений, отрабатываемых открытым способом, на основе приобретенного опыта можно утверждать, что выбранный основной подход по классификации процесса нормирования потерь и разубоживания на основе выполняемых им задач на текущий момент едва ли не самый существенный.
Общая принципиальная схема реализации проблемы нормирования потерь и разубоживания при добыче руд твердых полезных ископаемых
Вывод математических моделей показателей раз- ичных типов потерь и разубоживания
Расчет нормативов потерь и разубоживания аналитическим, статистическим способами, экономическим обоснованием
Расчет плановых потерь и разубоживания по текущим объемам добычи руды
Прямой или косвенный методы учета фактических показателей потерь и разубоживания в текущих объемах добычи РУДЫ
Проверка соответствия и выполнения нормативов на различных этапах их исполнения
Основным условием правильности выбора методических принципов определения нормативов потерь и разубоживания по указанным задачам, иначе стадиям, является взаимоподтверждаемость показателей, возможность их взаимной проверки. Здесь имеется в виду, что нормативы по выемочным участкам в приведенной сумме должны подтверждать ранее принятые нормативы в целом по месторождению, а нормативы на 1 пог. м длины контактов при их реализации по всем контактам конкретной выемочной единицы (в частности, слоя, горизонта, блока) должны подтверждать ранее полученные нормативы по этой выемочной единице. Такая взаимоподтверждаемость будет иметь большое значение для контроля и анализа достоверности рассчитанных нормативов и за правильностью ведения добычных работ. В приведенной схеме сделана попытка систематизации этапов внутреннего и внешнего контроля и учета реализации нормативов и их исполнителей. При этом выявляется возможность более четкого разграничения функции и задач различных исполнителей этапов, начиная от самого горного предприятия до органов Госгортехнадзора.
Важнейший этап нормирования — расчет плановых показателей потерь и разубоживания, по которым планируются полнота и качество выемки полезного ископаемого, формируется движение его запасов по вовлекаемым в отработку в плановые сроки выемочным единицам, организовывается режим добычи руды. Плановые показатели потерь и разубоживания должны рассчитываться исходя из конкретных структурно-технологических характеристик добычных участков выемочных единиц и единичных нормативов потерь и разубоживания по типам контактов.
Первый этап проблемы определения показателей потерь и разубоживания важен прежде всего из-за необходимости объективной классификации возможных и ожидаемых видов потерь и разубоживания в различных геолого-структурных и горно-технических условиях. Не располагая достаточным знанием всех видов потерь и разубоживания, не имея возможности объективно оценить природу и характер их возникновения, нельзя правильно выработать те или иные методические приемы их определения и технически, технологически или экономически обосновать надежные нормативы.
Таким образом, рассмотренное нами последовательное сочетание этапов процесса нормирования, ясность их содержания, достаточно четкое разграничение выполняемых этими этапами задач с функциональной зависимостью исполнения позволяют считать рекомендуемую схему реализации проблемы нормирования потерь и разубоживания состоятельной и возможной к использованию в соответствующих основных положениях и принципах.
Опираясь на предлагаемую схему, нами сделана попытка исследовать основные факторы, влияющие на потери и разубоживание руды в конкретных горно-геологических условиях.
Известно, что сочетание горно-технических, технологических, организационных и экономических условий отработки запасов в очистных блоках подземных рудников отличается большим многообразием. Поэтому признается целесообразным разрабатывать и устанавливать нормы потерь и разу- боживания руды не только для отдельного рудника, но и для каждого очистного блока [4].
Характерными особенностями жильных месторождений являются: сложная морфология рудных тел; неравномерное оруденение; ветвление основных рудных тел; наличие апофиз; разнообразие физико-механических свойств руды и вмещающих пород; разнообразие характеристик приконтактных зон; частые тектонические нарушения, сдвиги, надвиги, сбросы и проч. Все эти особенности в той или иной мере влияют на показатели извлечения руды из недр, причем для различных месторождений, жил, участков и даже блоков влияние этих факторов на уровень потерь и разубоживание будет различно.
Естественно, что при нормировании потерь и разубоживания невозможно учесть все горногеологические характеристики данного участка или блока. Учет максимально возможного числа факторов приведет к громоздким формулам и значительно усложнит вычисления. Таким образом, необходимо для каждого участка, жилы, блока определять степень влияния этих факторов на уровень потерь и разубоживания и на основе этого анализа выделять 3-5 основных факторов, влияние которых наиболее значительно.
В математической статистике существует ряд методов определения количественного и качественного влияния факторов на процессы и явления. К этим методам относятся: корреляционный анализ, метод экспертных оценок, ранговая корреляция, факторный анализ, дисперсионный анализ и др. [5-13].
Обобщение литературных источников и опыта предшествовавших исследований показало, что в горной промышленности наиболее приемлемым методом для определения влияния горногеологических факторов на уровень потерь и разубоживания был признан дисперсионный анализ. Основные преимущества этого метода заключаются в значительно меньшем объеме вычислений. При этом не требуется вести параллельных наблюдений, обеспечиваются более достоверные результаты оценки по сравнению с другими методами [14-20].
Сущность метода заключается в проверке гипотезы о равенстве средних (различие средних по вариантам должно носить случайный характер). Это так называемая «нулевая гипотеза» [20]. Для того чтобы отвергнуть эту «нулевую гипотезу», нужно доказать значимость расхождения между двумя дисперсиями при выбранном уровне значимости. В качестве критерия значимости обычно используется распределение Фишера S2(^-распределение). Если вычисленное по данным опыта значение превышает установленный табличный предел, то «нулевая гипотеза» отвергается и считается, что на изучаемое явление данный фактор имеет влияние. Нами разработан алгоритм оценки влияния факторов методом дисперсионного анализа. Основные этапы алгоритма:
- Путем качественного анализа выявляются факторы, от которых зависят потери и разубо- живание.
- Определяется достоверно необходимое количество измерений.
- Дифференцированно по каждому фактору осуществляются выборка и систематизация исходной информации, отражающей влияние факторов на показатели потерь и разубоживания. Признаком, по которому проводится группировка исходных данных, является средневзвешенное значение данного ряда
где а — показатель уровня потерь и разубоживания; Xk — значение варьирующего фактора к.
- Дальнейшая задача состоит в расчете выборочных дисперсий данного ряда по формуле
- По совокупности полученных данных устанавливается степень влияния анализируемых факторов (например, в процентном отношении) и отбираются наиболее существенные из их числа.
В разработанном алгоритме предполагается необходимое количество измерений, однако на практике обычно используется то количество измерений, которое получено в результате сбора фактического материала.
Исходная информация и результаты расчета оценки влияния факторов на потери и разубоживание
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Примечание. Составлена автором по данным рудника АО «Белогорский ГОК», основной продукцией которого является танталовый концентрат (расположен в Восточно-Казахстанской области). |
С учетом сильной тектонической нарушенности Баймурзинской жилы, для которой производился расчет оценки влияния факторов, нами разработан коэффициент тектонических нарушений Кт, который представляет собой отношение квадрата суммы величин тектонических смещений в блоке к средней мощности жилы в блоке.
Как видно из расчетов, наибольшие оценки при определении влияния на потери и разубожива- ние получили мощность, угол падения, коэффициент тектонических нарушений, коэффициент структурного ослабления, величина зоны контактной неопределенности, радиус кривизны рудного тела.
Таким образом, выявленные факторы должны рассматриваться как основные при установлении нормативных показателей потерь и разубоживания в конкретных горно-геологических условиях.
Список литературы
- Сиразутдинов А.М., Жиганов Е.В., Дороненко Ф.Г. и др. Теория и практика комплексного освоения месторождений цветных металлов Казахстана. — Алма-Ата: Наука, 1986. — 200 с.
- Агошков М.И., Никануров В.И., Панфилов Е.И. и др. Технико-экономическая оценка извлечения полезных ископаемых из недр. — М.: Недра, 1974. — 312 с.
- Бектыбаев А.А., Бектыбаев А.Д. Определение минимального кондиционного содержания полезного компонента в руде // Комплексное использование минерального сырья. — 1989. — № 3. — С. 11-15.
- Единые правила охраны недр при разработке твердых полезных ископаемых. — М.: Недра, 1983. — 93 с.
- Иберла К. Факторный анализ: Пер. с нем. — М.: Статистика, 1980. — 398 с.
- Ким Дж.О., Мьюллер Ч.У., Клекка У.Р. и др. Факторный, дискриминантный и кластерный анализ: Пер. с англ. — М.: Финансы и статистика, 1989. — 215 с.
- Хеттманспергер Т. Статистические выводы, основанные на рангах: Пер. с англ. — М.: Финансы и статистика, 1987. — 334 с.
- Ларионов А.И., Юрченко Т.И., Новоселов А.Л. Экономико-математические методы в планировании: Учебник. — М.: Высш шк. 1991. — 240 с.
- Карасев А.И., Кремер Н.Ш., Савельева Т.И. Математические методы и модели в планировании: Учеб. пособие. — М.: Экономика, 1987. — 240 с.
- Чавкин А.М. Методы и модели рационального управления в рыночной экономике: разработка управленческих решений: Учеб. пособие. — М.: Финансы и статистика, 2001. — 320 с.
- ЕлисееваИ.И., Курышева С.В., Костеева Т.В. и др. Эконометрика: Учебник. — М.: Финансы и статистика, 2001. — 344 с.
- Ричард Томас. Количественные методы анализа хозяйственной деятельности: Пер. с англ. — М.: Изд-во «Дело и Сервис», 1999. — 432 с.
- Шикин Е.В., Чхартишвили А.Г. Математические методы и модели в управлении: Учеб. пособие. — М.: Дело, 2000. — 440 с.
- Закс Л. Статистическое оценивание: Пер. с нем. — М.: Статистика, 1976. — 598 с.
- Афифи А., Эйзен С. Статистический анализ: Подход с использованием ЭВМ: Пер. с англ. — М.: Мир, 1982. — 488 с.
- Болч Б., Хуань К.Дж. Многомерные статистические методы для экономики: Пер. с англ. — М.: Статистика, 1979. — 317 с.
- Любушин Н.П., Лещева В.Б., Дьякова В.Г. Анализ финансово-экономической деятельности предприятия: Учеб. пособие. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 1999. — 471 с.
- Ковалев В.В., Волкова О.Н. Анализ хозяйственной деятельности предприятия. — М.: ПБОЮЛ М.А.Захаров, 2001. — 424 с.
- Венецкий И.Г., Венецкая В.И. Основные математико-статистические понятия и формулы в экономическом анализе. — М.: Статистика, 1974. — 280 с.
- Ветров А.А., Ломовацкий Г.И. Дисперсионный анализ в экономике. — М.: Статистика, 1975. — 120 с.