Обоснование методов повышения качества добываемых флюоритовых руд с учетом сложности горно-геологических условий

Актуальность работы. Анализ и оценка мирового рыка производства и потребления фтористого сырья показали, что спрос на определенные виды продукции вызывает конкуренцию среди производителей и необходимость постоянно повышать эффективность добычи и переработки плави-ковошпатовых руд за счет повышения достоверности изучения минерально-сырьевой базы, полноты и качества извлечения их запасов, усовершенствования технологий добычи и переработки. С выходом Монголии и России на мировой рынок ужесточились требования к качеству концентратов по технологическим и экономическим показателям.

Монополистом торговли флюоритовым сырьем в Монголии является СО «Монголросцветмет». Для того, чтобы развивать плавиковошпатовый сектор на базе современного горно-обогатительного комбината Бор-Ундур с учетом современных рыночных условий необходимы:

• переоценка балансовых запасов флюоритовой руды на подземном руднике с учетом их достоверности и экономической целесообразности их последующей разработки;

• повышение качества добываемых флюоритовых руд;

• увеличение экспорта плавиковошпатовой продукции за счет снижения цены на продаваемую плавиковошпатовую продукцию и себестоимости флотационного концентрата.

В связи с этим очевидно, что для сложных горно-геологических условий Бор-Ундурского месторождения флюоритовых руд, разрабатываемого подземным способом, повышение качества добываемых флюоритовых руд является актуальной научной задачей.

Цель работы — разработка методов повышения качества добываемых флюоритовых руд с учетом взаимосвязи сложности горно-геологических условий, рудосортировки и экономических условий работы горного предприятия.

Идея работы заключается в обосновании методов повышения качества добываемых флюоритовых руд, учитывающих повышение достоверности данных эксплуатационной разведки, установленную зависимость изменения мощности рудного тела по простиранию и глубине, определение нормируемых видов разубоживания руды при добыче, применение рудосортировки и использование стоимостной оценки полноты и качества извлечения запасов флюоритовой руды.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Надежность количественной и качественной оценки запасов флюоритовых руд для планирования горных работ зависит от достоверности данных эксплуатационной разведки. Обоснован выбор автокорреляционной функции для определения рациональных параметров сети опережающей эксплуатационной разведки Бор-Упдурского месторождения флюоритовых руд жильного типа.

2. Ведущим геологическим фактором для месторождений жильного типа является структурно-морфологический, а основным геологическим признаком его характеризующим — изменчивость мощности рудного тела. В результате исследований установлена закономерность изменения мощности рудного тела по простиранию и глубине.

3. Определены нормируемые виды разубоживания руды при добыче, оказывающие наибольшее влияние на уровень качества добываемой флюоритовой руды и зависящие от изменчивости мощности рудного тела в эксплуатационном блоке. Разработаны методы их расчета с учетом изменчивости мощности рудного тела и применения рудосортировки.

4. Для определения оптимального соотношения потерь и разубоживания флюоритовых руд при добыче в приконтактной зоне необходимо использовать стоимостную оценку полноты и качества извлечения запасов руды из недр. Установлена степень влияния на нее изменчивости мощности рудного тела, величин разубоживания, содержания CaF2 в балансовых запасах и в разу б оживаю щей массе, рудосортировки, вида конечной продукции, рыночных цен, условно-переменных затрат на добычу и переработку 1 т руды и налогов.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и, рекомендаций подтверждаются теоретическим анализом результатов исследований и расчетовдостаточным объемом статистических данных на представительном участке месторожденияположительной апробацией и внедрением разработанных методов повышения качества добываемых флюоритовых руд на Бор-Ундурском ГОКе.

Научное значение работы заключается в установлении степени влияния на стоимостную оценку полноты и качества извлечения запасов флюоритовых руд достоверности данных эксплуатационной разведки, изменчивости мощности рудного тела, величины разубоживания руды при добыче, содержания CaF2 в балансовых запасах и разубоживающей массе, применения рудосортировки, вида конечной продукции, рыночных цен, условно-переменных затрат на добычу и переработку 1 т руды и налогов.

Практическое значение работы — разработка методов определения рациональных параметров сети опережающей эксплуатационной разведки, нормируемых видов разубоживания руды при добыче с учетом изменчивости мощности рудного тела и оптимальной величины прирезки в сторону вмещающих пород с учетом рудосортировки.

Реализация результатов работы. Для Бор-Ундурского месторождения рекомендованы рациональные параметры сети опережающей эксплуатационной разведки. Определены мероприятия по повышению качества добываемых флюоритовых руд с учетом рудосортировки, снижению цены флотационного концентрата и себестоимости добычи и переработки 1 т руды.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались: на международной конференции «СО Монголросцветмет -30 лет" — симпозиумах «Неделя горняка» (МГГУ — 2000, 2005 гг.), семинарах кафедры МДиГ МГГУ (2003;2005 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 47 рисунков, 15 таблиц и список литературы из 84 наименований.

Выводы автора данной работы нами учтены при выборе метода определения рациональных параметров сети эксплуатационной разведки Бор-Ундурского флюоритового месторождения.

2.4. Геологические особенности и оценка изученности флюоритового месторождения Бор-Ундур

Месторождение Бор-Ундур [55] входит в состав Южно-Керуленского рудного района, расположенного в пределах Восточно-Монгольского вулканического пояса. В структурном плане оно приурочено к зоне сочленения двух крупных тектонических структур: Бор-Ундурского выступа и Алаг-Цабской вулкано-тектонической впадины. Для месторождения характерно блоковое строение. В геологическом строении принимают участие различные по составу, возрасту и генезису породы: кислые вулканиты нижней перми, вулканогенные (среднего и основного состава) образования верхнеюрского, нижнемелового возраста, четвертичные отложения, триасовые гранитоиды и различные гидротермалиты нижнего мела. Рудные тела приурочены к системам крутопадающих разрывных нарушений ripeимущественно сбросового характера. Генезис эпитермальный, низкотемпературный, возраст нижнемеловой.

Месторождение Бор-Ундур расположено в центре рудного района, включающего около 20 месторождений, и является типично гидротермальным жильным. Благоприятным условием для образования рудных жил являлось наличие пологой приконтактовой части туфолав кислого состава (липаритодацитов, кварцевых порфиров и др.) с перекрывающими базаль-тоидами, где жилы выполняют системы сбросов северо-западных и северовосточных направлений, имеют крутое падение, равномерное распределение содержаний флюорита (коэффициент вариации vc = 15−33%) и изменчивую мощность (коэффициент вариации vM = 60−104%). Рудные тела приурочены к различным тектоническим нарушениям. В результате циркуляции вод и вымывания тектонической сыпучки в них образовались тектонические пустоты от нескольких сантиметров до 10 м. Пустоты занимают от 3 до 30% объема жильной массы. Наличие в околорудном пространстве системы трещин, параллельных рудным телам, обусловливает отслоения вмещающих пород плоскими блоками толщиной не менее 0,4 м. Наличие на контакте рудного тела с вмещающими породами и в самих рудных телах тектонической глинки трения обусловливает вывалы и самообрушения руды.

По структурно-текстурным признакам на месторождении выделены четыре разновидности руд: брекчиевые, прожилково-вкраплеппые и массивные, флюоритизированные породы, встречающиеся во всевозможных сочетаниях. Не установлена закономерность в их размещении. Они составляют единый технологический тип кварцево-флюоритовых руд.

Брекчиевые руды имеют на месторождении наибольшее распространение. Обломочный материал представлен вмещающими гранитами и тра-хилипаритами (кремнистыми породами), процентное содержание которых варьируется в широких пределах. Размер обломков не превышает 10×10×10 см. Цемент — мелкозернистый и мелко-средпезернистый кварцфлюоритовый агрегат. Обломки гранитоидов обычно коалинизированы и аргиллизированы, но встречаются и неизмененные.

Прожилково-вкрапленные руды обычно встречаются в зальбандах рудных тел, на их флангах и участках пережимов. Прожилки, преимущественно, представлены мелкозернистым кварц-флюоритовым агрегатом, реже мономинеральным флюоритом бледно-фиолетовой окраски. Вкрапленность тяготеет к прожилкам или участкам насыщения прожилками. Плотность насыщения прожилками самая различная.

Массивные руды представляют собой отчетливо раскристаллизован-ные агрегаты флюоритового, кварц-флюоритового состава, часто полосчатой текстуры. Последняя обусловлена либо различной зернистостью минерала или минеральных агрегатов, либо тональностью окраски.

Протяженность рудных тел по поверхности и на глубине изменяется в пределах 310−1155 м и 180−910 м соответственно. Среднее содержание флюорита составляет 34,58−41,18%. Вмещающие породы резко различаются по физико-механическим свойствам. Породы висячего бока склонны к самообрушению площадью до 100 м. Туфолавы кислого состава имеют коэффициент крепости по Протодьяконову 10−15 и являются сравнительно устойчивыми. Базальты подверглись сильному выветриванию и каолинизации, поэтому они склонны к отслоению и вывалам. Коэффициент крепости составляет 6−8.

Запасы подсчитаны по 8 жилам (рудным телам) — 1, 1а, 2, 3, 4, 5, 6, 6а, 11, 13.

Рудное тело 1 — сложная морфология (апофизы, сателлиты, множество ответвлений) и внутреннее строение.

Рудное тело 1а — простая морфология, постепенное выклинивание, простое внутреннее строение.

Рудное тело 2 — простая морфология и внутреннее строение.

Рудное тело 3 и 4 — субпараллельные жильные тела, внутреннее строение простое.

Рудное тело 5 является самым крупным по запасам. Грабенообразиая структура, вмещающая рудное тело, является как бы рвущей в структурном плане и в то же время связующей (в пространственном) по отношению к структурам, вмещающим р.т. 1, 2, 3, 4 и целый ряд мелких жил, линз и апофиз. Небольшой эрозионный срез — основная часть запасов залегает на глубине 100−200 м и более. На С-В фланге на глубинах 100−150 м оно без перерыва переходит в р.т. 6. Внутреннее строение сложное и характеризуется сочетанием всех четырех разновидностей руд. Богатые массивные руды с содержанием CaF? = 70% чередуются брекчиевыми и прожилковыми рудами (Ссагг = 35−40%), перемежающимися убогими вкрапленными рудами и флюоритизированными породами, мощность которых достигает иногда 2−3 м и более. Мощность рудного тела колеблется в значительных пределах, а содержание довольно выдержанное. Корреляционная связь между мощностью и содержанием отсутствует.

Рудное тело 6 — осложненная морфология, внутреннее строение довольно простое.

Рудное тело 11 — морфология осложнена апофизами и сателлитами. Оконтуривание производится по данным опробования.

Рудное тело 13 — на флангах рудное тело выклинивается постепенно, а на глубине расщепляется на множество апофиз. Внутреннее строение довольно сложное и обусловлено наличием всех разновидностей текстур руды.

Детальная разведка Бор-Ундурского флюоритового месторождения проведена бурением скважин, проходкой канав и подземных горных выработок. Опробование осуществлялось следующими способами:

• бороздовое поверхностное;

• бороздовое подземное;

• керновое.

Анализ качества флюоритовых руд произведен с помощью химического анализа и ядерно-физических методов.

Проведены следующие геофизические работы: электрокаротаж, ней-тронно-активационный каротаж, кавернометрия, инклинометрия, гамма-каротаж.

Параметры разведочной сети: 25×50 м, 50×50 мдля категории запасов В (горные выработки) — 20−40×40−50- С| (горные выработки) — 40−80×40−50 мС| (скважины) — 20−40×40−50 м. Разведка запасов категории В осуществлялась канавами через 25 м, на глубине — штреками с рассечками через 25-и 50 м. Средний выход керна в рудных интервалах 63,4%, во вмещающих породах — 67,6%. Длина интервала опробования от 0,3 до 2−3 м, в среднем 1,2 м. Бороздовое опробование забоев штреков производилось через 5 м и одна стена рассечек, борозда на высоте 1,3 м от подошвы выработки, сечение борозды 0,1×0,05 м выбрано исходя из надежности борозды.

Распределение промышленных запасов (В + Q) по основным рудным телам приведено в табл. 2.2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертационной работе дано решение актуальной научной задачи повышения качества добываемых флюоритовых руд с учетом взаимосвязи сложности горно-геологических условий, применения рудосортировки и экономических условий работы горнорудного предприятия.

Основные научные результаты и практические выводы диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Оценка мирового рынка производства и потребления фтористого сырья показала, что в современных рыночных условиях требования к качеству добываемой флюоритовой руды возросли, поэтому необходимо постоянно повышать экономическую эффективность горнорудного производства за счет повышения достоверности изучения минерально-сырьевой базы, полноты и качества извлечения запасов, усовершенствования технологий добычи и переработки, снижения себестоимости добычи и переработки 1 т руды.

2. Анализ методов и моделей оценки изменчивости основных геологических факторов и сложности участков месторождений полезных ископаемых, а также анализ и обобщение опыта эксплуатационной разведки месторождений жильного типа и методов определения рациональных параметров сети эксплуатационной разведки позволили: определить наиболее изменчивый геологический фактор для Бор-Ундурского месторождения — структурно-морфологический и основной геологический признак его характеризующий — изменчивость мощности рудного телаобосновать выбор автокорреляционной функции для определения рациональных параметров сети опережающей эксплуатационной разведкиустановить закономерность изменения мощности рудного тела по простиранию и глубине.

3. Сравнительная оценка проектных, нормативных и фактических потерь и разубоживания руд при добыче в эксплуатационных блоках рудного тела № 5 позволила сделать вывод об увеличении уровня фактических потерь и разубоживания руды при добыче за счет значительного усложнения геологического строения и характера залегания рудных тел, значительного уменьшения мощности рудного тела, неустойчивости пород кровли и несовершенства методов технико-экономического обоснования нормативов потерь и разубоживания руды при добыче. В связи с этим для повышения достоверности определения нормируемых видов разубоживания руды при добыче, на величину которых значительное влияние оказывает изменчивость мощности рудного тела, разработаны методы их расчета.

4. Оценка качества извлекаемых запасов флюоритовых руд с позиции «Квалиметрии недр» рассматривается как динамическая категория, т. е. с учетом конъюнктуры рынка, опыта потребления и совершенствования технологий разведки, добычи и обогащения. Поэтому для определения оптимального соотношения потерь и разубоживания флюоритовых руд при добыче в приконтактной зоне необходимо использовать стоимостную оценку полноты и качества извлечения запасов руды из недр.

5. Для горно-геологических, технологических и экономических условий подземного рудника «Бор-Ундур» установлена степень влияния на «стоимостную оценку» изменчивости мощности рудного тела, величины разубоживания, содержания CaF2 в балансовых запасах и разубоживающей массе, применения рудосортировки, вида конечной продукции, рыночных цен, условно-переменных затрат на добычу и переработку 1 т руды и налогов.