Обоснование перспективных направлений по извлечению балансовых запасов руд при открытой их добыче
Выполнен анализ сырьевой базы железорудной горнодобывающей промышленности Украины и Казахстана. Выявлены крупные горно-обогатительные комбинаты этих стран и проблемы их развития. Рассмотрен вопрос максимального извлечения запасов и минимизирования потерь при добыче полезного ископаемого. Выполнен об...
Gespeichert in:
| Datum: | 2017 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2017
|
| Schriftenreihe: | Геотехнічна механіка |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/138627 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Обоснование перспективных направлений по извлечению балансовых запасов руд при открытой их добыче / М.С. Четверик, Е.В. Бабий, Д.В. Швец, Н.Т. Тойманов, Т.И. Акилбаев // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 132. — С. 85-95. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-138627 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1386272018-06-20T03:08:23Z Обоснование перспективных направлений по извлечению балансовых запасов руд при открытой их добыче Четверик, М.С. Бабий, Е.В. Швец, Д.В. Тойманов, Н.Т. Акилбаев, Т.И. Выполнен анализ сырьевой базы железорудной горнодобывающей промышленности Украины и Казахстана. Выявлены крупные горно-обогатительные комбинаты этих стран и проблемы их развития. Рассмотрен вопрос максимального извлечения запасов и минимизирования потерь при добыче полезного ископаемого. Выполнен обзор способов перехода к следующей очереди отработки месторождения или доработки карьеров с максимальным извлечением запасов. Выполнено группирование способов доработки. Установлена зависимость изменения объемов извлечения вскрышных пород от формируемой цены на железорудный концентрат, которая свидетельствует о падении производительности карьеров из-за постепенного выбытия активного рудного фронта горных работ. Показано, что для повышения экономической эффективности горнодобывающих предприятий, временного улучшения их состояния и обеспечения поддержания заданной производительности карьера по добыче железной руды необходимо обеспечить вовлечение в разработку законсервированных запасов под существующими транспортными коммуникациями по мере понижения глубины ведения горных работ в карьере. Виконано аналіз сировинної бази залізорудної гірничодобувної промисловості України і Казахстану. Виявлені великі гірничо-збагачувальні комбінати цих країн і проблеми їх розвитку. Розглянуто питання максимального вилучення запасів та мінімізації втрат при видобутку корисних копалин. Виконаний огляд способів переходу до наступної черги відпрацювання родовища або доопрацювання кар'єрів з максимальним витягом запасів. Виконано групування способів доопрацювання. Встановлена залежність зміни обсягів вилучення розкривних порід від нинішньої ціни на залізорудний концентрат, яка свідчить про падіння продуктивності кар'єрів з-за поступового вибуття активного рудного фронту гірничих робіт. Показано, що для підвищення економічної ефективності гірничодобувних підприємств, тимчасового поліпшення їх стану і забезпечення підтримки заданої продуктивності кар'єру з видобутку залізної руди необхідно забезпечити залучення в розробку законсервованих запасів під існуючими транспортними комунікаціями по мірі зниження глибини ведення гірничих робіт у кар'єрі. The resources base of iron ore mining industry of Ukraine and Kazakhstan are analyzed. The large ore mining and processing enterprise in these countries and problems of their de-velopment are identified. On the issues to maximize excavation and minimize losses at open-pit mining are considered. A ways of transition to the next stage of the Deposit excavation or completion of a quarries with maximum recovery of reserves are reviewed. A modes of completion of a quarries were classified into groups. The dependence of changes of overburden excavation volumes from generated from the prices of iron ore are installed. This dependence indicates a decline in quarry productivity due to the gradual retirement of the active ore mining front. It is shown, that to improve the economic efficiency of mining enterprises, temporary improvement of their condition and maintain a given of productivity of iron ore quarries, is necessary to ensure involvement in the excavation of the preserved reserves under the existing transport communications at decrease of depth of mining operations in the quarry. 2017 Article Обоснование перспективных направлений по извлечению балансовых запасов руд при открытой их добыче / М.С. Четверик, Е.В. Бабий, Д.В. Швец, Н.Т. Тойманов, Т.И. Акилбаев // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 132. — С. 85-95. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/138627 622.271.32:622.34.013.3 ru Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Выполнен анализ сырьевой базы железорудной горнодобывающей промышленности Украины и Казахстана. Выявлены крупные горно-обогатительные комбинаты этих стран и проблемы их развития. Рассмотрен вопрос максимального извлечения запасов и минимизирования потерь при добыче полезного ископаемого. Выполнен обзор способов перехода к следующей очереди отработки месторождения или доработки карьеров с максимальным извлечением запасов. Выполнено группирование способов доработки. Установлена зависимость изменения объемов извлечения вскрышных пород от формируемой цены на железорудный концентрат, которая свидетельствует о падении производительности карьеров из-за постепенного выбытия активного рудного фронта горных работ. Показано, что для повышения экономической эффективности горнодобывающих предприятий, временного улучшения их состояния и обеспечения поддержания заданной производительности карьера по добыче железной руды необходимо обеспечить вовлечение в разработку законсервированных запасов под существующими транспортными коммуникациями по мере понижения глубины ведения горных работ в карьере. |
| format |
Article |
| author |
Четверик, М.С. Бабий, Е.В. Швец, Д.В. Тойманов, Н.Т. Акилбаев, Т.И. |
| spellingShingle |
Четверик, М.С. Бабий, Е.В. Швец, Д.В. Тойманов, Н.Т. Акилбаев, Т.И. Обоснование перспективных направлений по извлечению балансовых запасов руд при открытой их добыче Геотехнічна механіка |
| author_facet |
Четверик, М.С. Бабий, Е.В. Швец, Д.В. Тойманов, Н.Т. Акилбаев, Т.И. |
| author_sort |
Четверик, М.С. |
| title |
Обоснование перспективных направлений по извлечению балансовых запасов руд при открытой их добыче |
| title_short |
Обоснование перспективных направлений по извлечению балансовых запасов руд при открытой их добыче |
| title_full |
Обоснование перспективных направлений по извлечению балансовых запасов руд при открытой их добыче |
| title_fullStr |
Обоснование перспективных направлений по извлечению балансовых запасов руд при открытой их добыче |
| title_full_unstemmed |
Обоснование перспективных направлений по извлечению балансовых запасов руд при открытой их добыче |
| title_sort |
обоснование перспективных направлений по извлечению балансовых запасов руд при открытой их добыче |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2017 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/138627 |
| citation_txt |
Обоснование перспективных направлений по извлечению балансовых запасов руд при открытой их добыче / М.С. Четверик, Е.В. Бабий, Д.В. Швец, Н.Т. Тойманов, Т.И. Акилбаев // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 132. — С. 85-95. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| series |
Геотехнічна механіка |
| work_keys_str_mv |
AT četverikms obosnovanieperspektivnyhnapravlenijpoizvlečeniûbalansovyhzapasovrudpriotkrytojihdobyče AT babijev obosnovanieperspektivnyhnapravlenijpoizvlečeniûbalansovyhzapasovrudpriotkrytojihdobyče AT švecdv obosnovanieperspektivnyhnapravlenijpoizvlečeniûbalansovyhzapasovrudpriotkrytojihdobyče AT tojmanovnt obosnovanieperspektivnyhnapravlenijpoizvlečeniûbalansovyhzapasovrudpriotkrytojihdobyče AT akilbaevti obosnovanieperspektivnyhnapravlenijpoizvlečeniûbalansovyhzapasovrudpriotkrytojihdobyče |
| first_indexed |
2025-07-10T06:13:59Z |
| last_indexed |
2025-07-10T06:13:59Z |
| _version_ |
1837239419823718400 |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №132
85
УДК 622.271.32:622.34.013.3
Четверик М.С., докт. техн. наук, профессор,
Бабий Е.В., канд. техн. наук, ст. науч. сотр.,
Швец Д.В., аспирант
(ИГТМ НАН Украины),
Тойманов Н.Т., аспирант,
Акилбаев Т.И., аспирант
(НАО «КазНИТУ»)
ОБОСНОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ПО
ИЗВЛЕЧЕНИЮ БАЛАНСОВЫХ ЗАПАСОВ РУД ПРИ ОТКРЫТОЙ ИХ
ДОБЫЧЕ
Четверик М.С., докт. техн. наук, професор,
Бабій К.В., канд. техн. наук, ст. наук. співр.,
Швець Д.В., аспірант
(ІГТМ НАН України),
Тойманов Н.Т., аспірант,
Акілбаєв Т.І., аспірант
(НАО «КазНДТУ»)
ОБГРУНТУВАННЯ ПЕРСПЕКТИВНИХ НАПРЯМКІВ З ВИЛУЧЕННЯ
БАЛАНСОВИХ ЗАПАСІВ РУД ПРИ ВІДКРИТОМУ ЇХ ВИДОБУТКУ
Chetverik M.S., D.Sc. (Tech.), Professor,
Babiy K.V., Ph.D. (Tech.), Senior Researcher,
Shvets D.V., Doctoral student
(IGTM NAS of Ukraine),
Toymanov N.T., Doctoral Student,
Akilbaev T.I., Doctoral Student
(JSC ―KazNRTU‖)
SUBSTANTIATION OF PERSPECTIVE AREAS FOR EXCAVATION OF
BALANCE RESERVES OF ORES AT OPEN-PIT MINING
Аннотация. Выполнен анализ сырьевой базы железорудной горнодобывающей про-
мышленности Украины и Казахстана. Выявлены крупные горно-обогатительные комбинаты
этих стран и проблемы их развития. Рассмотрен вопрос максимального извлечения запасов и
минимизирования потерь при добыче полезного ископаемого. Выполнен обзор способов пе-
рехода к следующей очереди отработки месторождения или доработки карьеров с макси-
мальным извлечением запасов. Выполнено группирование способов доработки.
Установлена зависимость изменения объемов извлечения вскрышных пород от форми-
руемой цены на железорудный концентрат, которая свидетельствует о падении производи-
тельности карьеров из-за постепенного выбытия активного рудного фронта горных работ.
Показано, что для повышения экономической эффективности горнодобывающих пред-
приятий, временного улучшения их состояния и обеспечения поддержания заданной произ-
водительности карьера по добыче железной руды необходимо обеспечить вовлечение в
________________________________________________________________________________
© М.С. Четверик, Е.В. Бабий, Д.В. Швец, Н.Т. Тойманов, Т.И. Акилбаев, 2017
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №132
86
разработку законсервированных запасов под существующими транспортными коммуника-
циями по мере понижения глубины ведения горных работ в карьере.
Ключевые слова: карьер, железные руды, вскрышные породы, балансовые запасы,
транспортные коммуникации, этапы разработки.
Постановка проблемы. Железорудные месторождения Украины и Казах-
стана интенсивно разрабатывают с 50-х годов прошлого столетия. На данном
этапе практически все карьеры имеют схожие проблемы:
- существенно увеличилась глубина карьеров, приближающаяся к экономи-
чески граничной глубине;
- произошло отставание вскрышных работ по сравнению с нормативными
требованиями;
- увеличились потери руды, ее засорение при экскавации в связи с примене-
нием экскаваторов с большой вместимостью ковшей;
- законсервированы большие объемы балансовых запасов руды под перегру-
зочными площадками и транспортными коммуникациями;
- при доработке карьеров до конечной глубины отсутствуют технологии по
извлечению руд из целиков.
Поэтому проблемы разработки технологий, схем вскрытия глубоких гори-
зонтов, которые обеспечивают полное извлечении балансовых запасов являют-
ся актуальными. Кроме того отсутствует методика определения граничной глу-
бины карьеров при рыночной экономике. Важным является дальнейшее ис-
пользование нарушенных земель, занятость населения. Это, в конечном итоге,
определяет социальное и экологическое состояние горнодобывающих регио-
нов.
Целью работы является определение перспективных направлений по извле-
чению балансовых запасов руд при открытой их добыче.
Изложение основного материала. Украина относится к одной из главных
железорудных провинций мира. В докембрийских породах украинского кри-
сталлического щита выявлено около сотни месторождений и перспективных
рудопроявлений железа, а запасы 44 месторождений учтены в Государственном
балансе. По масштабам запасов месторождения варьируют от уникальных до
мелких. Промышленное значение имеют в основном Криворожский железоруд-
ный бассейн, Кременчугский, Белозерский и Приазовский железорудные рай-
оны. Причем Кривбасс имеет первостепенное значение, так как на него прихо-
дится до 72 % разведанных запасов [1].
Казахстан занимает восьмое место в мире по разведанным запасам желез-
ных руд и третье место среди стран СНГ после России и Украины. В северной
части страны находятся 5 крупных месторождений (Качарское, Сарбайское,
Соколовское, Аятское, Лисаковское), на которые приходится около 90 % уч-
тенных государственным балансом железных руд. Здесь также расположены 5
резервных разведанных месторождений (Алешинское, Ломоносовское, Южно-
Сарбайское, Сорское, Шагыркольское) и одно законсервированное месторож-
дение (Коржункольское) [2].
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №132
87
В Казахстане разрабатывают несколько месторождений железных руд с ут-
вержденными суммарными запасами свыше 6 млрд. т, среди которых Соколов-
ско-Сарбайское, Лисаковское, Атасуйское, Атансорское (табл. 1) и др. Основ-
ные балансовые запасы железных руд сосредоточены в Костанайской и Кара-
гандинской областях, где на их базе действуют горно-обогатительные предпри-
ятия. Степень подготовленности запасов к промышленному освоению состав-
ляет 53,2 %.
Таблица 1 – Утвержденные запасы крупнейших месторождений Казахстана
(по данным Б.Р. Ракишева [3])
Железорудные месторождения Утвержденные
запасы, млн. т
Содержание
железа, %
Вредная
примесь
Соколовско-Сарбайское (включая Качары) более 2500 38–43 сера
Лисаковское 3000 34–38 фосфор
Атасуйское (Кентюбинское, Каражальское) более 800 48–70 сера
Атансорское более 39 35–57 отсутствуют
Несмотря на многомиллионные утвержденные запасы железной руды в Ук-
раине и в Казахстане, существуют проблемы их извлечения. На горнодобы-
вающих предприятиях балансовые запасы рудных месторождений пополняют
за счѐт углубления карьеров или увеличения их количества. При этом почти все
карьеры достигли глубины 350 – 450 м при граничной 500 – 600 м. Каждый
этап разработки карьера сопровождается проблемами подготовки, выемки и
транспортирования полезного ископаемого¸ и открывает новые возможности по
добыче, переработке и складированию. То есть появляются возможности изме-
нения режима функционирования системы горнодобывающего предприятия.
Например, в период доработки при сформированном нерабочем борту можно
применить внутреннее отвалообразование или принять другую транспортную
схему для извлечения запасов в целиках с минимальным коэффициентов
вскрыши и т.д.
Вопросом извлечения запасов и минимизирования потерь при добыче и обо-
гащении полезного ископаемого занимаются многие исследователи. Особенно
этот вопрос актуален при переходе карьера к следующей очереди отработки
месторождения или доработке. В ходе обзора и анализа способов перехода к
следующей очереди отработки месторождения или доработки карьеров с мак-
симальным извлечением балансовых и забалансовых запасов, они были поде-
лены на 3 группы.
1. Обоснование граничных проектных контуров карьера и расширение бор-
тов (границ):
- отработка борта карьера крутыми слоями (сдвоенные, строенные уступы)
с последовательным, волновым перемещением по периметру карьера;
- вертикальная заоткоска уступов;
- отработка карьера до граничной глубины с извлечением балансовых запа-
сов в целиках;
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №132
88
- расширение границ карьерного поля (например, ИнГОК выполняет проект
по переносу русла реки для увеличения сырьевой базы);
- извлечение полезного ископаемого ранее потерянного, в т.ч. негабари-
та [4].
2. Разработка новых схем вскрытия для извлечения балансовых запасов:
- с интенсивным углублением вдоль нерабочего борта для применения внут-
реннего отвалообразования (Ингулецкий карьер);
- отработка очередями близкорасположенных рудных тел (Анновский карь-
ер) [5];
- вскрытие крутонаклонными транспортными бермами с применением шар-
нирно-сочлененных автосамосвалов [6];
- метод выщелачивания.
3. Переход на открыто-подземную и подземную разработку:
- открыто-подземная выемка придонных и прибортовых запасов с примене-
нием подземных выработок [7];
- доработка рудного тела в нерабочих бортах системой подэтажных штреков
[8];
- подземная доработка под внутренним отвалом системой с этажным обру-
шением [8];
- выемка за пределами проектного дна карьера [9];
- доработка открыто-подземным ярусом с помощью открытых камер и меж-
камерных целиков для неустойчивых руд [8];
- доработка открыто-подземным ярусом открытыми камерами с заполнени-
ем их вскрышными породами для отработки межкамерных целиков [8];
- доработка запасов подземным способом камерами, которые заполняются с
дна карьера через породоспуски [8];
- подземная доработка подэтажами;
- подземная доработка камерно-столбовой системой [8].
Способы разработки и доработки карьера и извлечения руд за пределами
граничных контуров карьеров можно поделить в первую очередь по времени их
применения:
а) текущие, с возможностью их применения совместно с существующей
технологией ведения горных работ;
б) перспективные, с заменой схемы вскрытия, расширения границ;
в) кардинальные, с переходом на открыто-подземную и подземную выемку.
При этом следует учитывать принятый режим горных работ карьера по
выполнению добычных и вскрышных работ. Широкое развитие имеют графоа-
налитические методы исследования развития горных работ глубоких карьеров
при доработке их до конечной глубины. Определяют зависимость извлекаемых
объѐмов вскрышных пород к объему добычи полезного ископаемого, a также
текущие коэффициенты вскрыши в зависимости от положений рабочей зоны
карьера за заданный промежуток времени (период разработки месторождения).
Установленные закономерности позволяют оценить изменение затрат, прибыли
и других основных технико-экономических показателей в процессе разработки
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №132
89
месторождения при различных вариантах проектируемого развития горных ра-
бот с учетом дальнейшего понижения добычных работ.
C использованием данного метода решаются ключевые вопросы проектиро-
вания: установление границ карьера и его конфигурации, выбора направления
развития горных работ, схемы вскрытия, производственной мощности карьера,
календарного планирования открытых горных работ. Разработанный В.В.
Ржевским графоаналитический метод на основании теории векторных прира-
щений сложных топографических поверхностей заключается в построении и
анализе графиков режима горных работ, соответствующих исследуемым вари-
антам развития рабочей зоны карьера в заданный промежуток времени (период
разработки месторождения). C помощью графиков приращения объѐмов при
единичном перемещении рабочей зоны карьера оценивается возможная по гор-
нотехническим условиям производительность карьера, производится регулиро-
вание текущих коэффициентов вскрыши, составляется календарный график ве-
дения горных работ в карьере. Разработанный В.В. Ржевским и дополненный
А.И. Арсентьевым графоаналитический метод, позволил устанавливать преде-
лы регулирования текущих коэффициентов вскрыши и усреднять текущие объ-
ѐмы вскрышных работ.
Следует отметить, что ни в одной из научных школ таких ученых, как
Е.Ф. Шешко, В.В. Ржевский, А.И. Арсентьев, М.Г. Новожилов,
Н.В. Мельников, В.С. Хохряков, Ю.И. Анистратов и др., при исследовании ре-
жима горных работ карьеров и определении их конечной глубины не учтены
объемы законсервированных балансовых запасов под транспортными комму-
никациями. Они с увеличением глубины разработки месторождений полезных
ископаемых увеличиваются вплоть до годовых объемов производственной
мощности действующего железорудного карьера.
Минимизация выполнения вскрышных работ, перенос объемов извлечения
пустых пород на более поздние периоды разработки месторождений в сложив-
шейся ситуации существенного снижения и дальнейшего колебания потреби-
тельских цен на мировом рынке железорудного сырья, начиная с 2014 г. и по
настоящее время, предопределяет необходимость других методов оценки эко-
номической эффективности открытой разработки. Эта оценка должна быть не
путем сравнения граничного коэффициента вскрыши с контурным, средним
или текущим коэффициентами вскрыши, а с ценой реализации концентрата
горнодобывающим предприятием с учетом вовлечения в разработку геологиче-
ских запасов, сосредоточенных в целиках под существующими транспортными
коммуникациями [10, 11].
Вовлечение в разработку геологических запасов под существующими сис-
темами автомобильных съездов, железнодорожными станциями, концентраци-
онными горизонтами комплексов циклично-поточной технологии, перегрузоч-
ными пунктами с автомобильного на железнодорожный транспорт позволит
действующим горнодобывающим предприятиям снижать себестоимость добы-
чи железной руды в карьерах в условиях динамически изменяющейся ценовой
политики на мировом рынке железорудного сырья [12, 13].
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №132
90
Следует учесть, что откладывание на более поздние периоды выемку объе-
мов законсервированных геологических запасов железной руды в целиках не-
целесообразно, поскольку в дальнейшем из-за подработки грузо-транспортного
доступа к ним нижележащими добычными горизонтами не представится техно-
логически возможным их извлечение.
Выполненный горно-геометрический анализ фактических состояний дейст-
вующих железорудных карьеров, разрабатывающих крутопадающие залежи
железной руды, свидетельствует о том, что горные работы на всех высокопро-
изводительных карьерах достигли глубин, при которых необходимо определять
новые граничные контуры. И пренебрежение объемами законсервированных
балансовых запасов под существующими транспортными коммуникациями
приведет к некорректному определению граничной глубины разработки место-
рождения открытым способом.
Предельная глубина расконсервации (Hгр.раск.) геологических запасов под
существующими транспортными коммуникациями определяется зависимостью
),,,,(
),,( .
..
бортазалежик
вконц
раскгр
mHf
ССЦ
H
, (1)
где Ц – минимальная цена на концентрат, долл.; Сконц. – себестоимость концен-
трата, долл.; Св – себестоимость выполнения вскрышных работ, долл.; Hк –
глубина карьера, м; γ – выход концентрата, %; m – мощность рудной залежи, м;
αзалежи – угол падения рудного тела, градус; βборта – приведенный угол погаше-
ния борта карьера, градус.
Установленная в современных экономических условиях зависимость изме-
нения объемов извлечения вскрышных пород от формируемой цены на железо-
рудный концентрат (рис. 1) свидетельствует о падении производительности
карьеров из-за постепенного выбытия активного рудного фронта горных работ.
Рисунок 1 – График зависимости линий трендов объемов выемки вскрышных пород и
добычи железной руды от формируемой цены реализации железорудного сырья на мировом
рынке
С целью поддержания заданной производительности карьера по добыче же-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №132
91
лезной руды необходимо обеспечить вовлечение в разработку законсервиро-
ванных запасов под существующими транспортными коммуникациями по мере
понижения глубины ведения горных работ в карьере. Данное решение, являясь
приростом подготовленных к выемке запасов полезного ископаемого с нуле-
вым коэффициентом вскрыши, приведет к снижению себестоимости добычи
железной руды за счет сокращения затрат на выполнение вскрышных работ до
20 %, отвалообразование и транспортировку вскрышной массы до 12 %.
Установленная зависимость, отображенная на рис. 1, примет тенденцию к
обеспечению карьером сырой железной рудой производственных мощностей
действующего горно-обогатительного комбината в сохранившихся условиях
сниженной цены железорудного концентрата и уменьшенных объемов извлече-
ния вскрышных пород, обеспечивающих продвижение фронта горных работ с
целью формирования нормативных объемов подготовленных к выемке запасов
полезного ископаемого (рис. 2).
Рисунок 2 – График зависимости линий трендов объемов выемки вскрышных пород и
добычи железной руды от вовлечения в разработку законсервированных запасов под
существующими транспортными коммуникациями
Исследованные вопросы максимального извлечения запасов железной руды
с глубоких горизонтов карьеров при минимизации вскрышных работ основы-
ваются на анализе современного состояния действующих глубоких карьеров,
разрабатывающих крутопадающие месторождения железной руды, поэтому не-
обходимо уточнение конкретных горнотехнических условий разработки в каж-
дом отдельно взятом карьере.
Вопросам подсчета запасов минерального сырья, проектирования открытых
горных работ и календарного планирования, трехмерного моделирования гео-
логических объектов и поверхностей, учета подготовленного к выемке полезно-
го ископаемого, оптимизации усреднения руды и др. на предприятии уделяется
большое внимание. Существуют различные методики подсчета запасов в гра-
ницах месторождения, на базе которых разработаны программные продукты,
позволяющие решать геологические, маркшейдерские, технологические задачи.
При решении горно-геологических задач чаще всего используют трехмерные
геоинформационные системы, к которым относятся Surpack, Gemcom, Vulcan,
К-МINE, Датамайн-Студио и др. Они отличаются друг от друга возможностя-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №132
92
ми, назначением, типом обрабатываемой информации.
Эти программы позволяют оперативно решать ранее трудоемкий объем ра-
бот: сбор и анализ геологической информации, математическую обработку
данных поисковых и съемочных работ, создание прогнозных карт, ведение уче-
та геологических и балансовых запасов и многое другое. Кроме того они позво-
ляют моделировать развитие горных работ при применении различных схем
вскрытия, систем разработки, видов транспорта и транспортных коммуникаций.
Компьютерное моделирование дает возможность обосновать рациональный
подход для решения технологических задач. Так, например, в программном
продукте К-МINE для комплексного управления развитием горных работ мож-
но отстраивать геологические объекты (рис. 3) с последующим подсчетом запа-
сов, объема разубоживания, потерь, законсервированных запасов.
Рисунок 3 - Пример подсчета запасов и ресурсов железорудного месторождения
В зависимости от запроектированной схемы вскрытия или вида применяе-
мого транспорта можно отстроить модель отработки карьера и обосновать гор-
но-технологические параметры, при которых будет максимальное извлечение
балансовых запасов.
Выводы и перспективы развития направления.
Установлена зависимость изменения объемов извлечения вскрышных пород
от формируемой цены на железорудный концентрат, которая свидетельствует о
падении производительности карьеров из-за постепенного выбытия активного
рудного фронта горных работ.
Показано, что для повышения экономической эффективности горнодобы-
вающих предприятий, временного улучшения их состояния и обеспечения под-
держания заданной производительности карьера по добыче железной руды не-
обходимо обеспечить вовлечение в разработку законсервированных запасов
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №132
93
под существующими транспортными коммуникациями по мере понижения
глубины ведения горных работ в карьере.
Вовлечение в разработку геологических запасов под существующими
транспортными коммуникациями позволит действующим горнодобывающим
предприятиям снизить себестоимость добычи железной руды в карьерах за счет
нулевого коэффициента вскрыши. Применение предложенного направления
возможно при условии применения новых схем вскрытия горизонтов, что будет
исследоваться в дальнейшем.
–––––––––––––––––––––––––––––––
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Статьи об Украине. Железорудные месторождения Украины [Электронный ресурс] / Режим
доступа http://www.photoukraine.com/russian/articles?id=171. – Загл. с экрана.
2. Железорудные провинции Казахстана [Электронный ресурс] / Режим доступу:
http://studopedia.org/13-110252.html . - Загл. с экрана.
3. Ракишев, Б.Р. Геотехнологическое управление качеством минерального сырья. Монография /
Б.Р. Ракишев. – Алматы: КазНТУ, 2009. – 319 с.
4. Пат. № 2352781 РФ, МПК (2006) Е21С 41/26. Способ доработки карьера / Л.М. Цинкер,
О.В. Заллеская; заявитель и патентообладатель ОАО «ВостНИГРИ». - u 2007 124671/03, заявл.
29.06.2007; опубл. 20.09.2009, Бюл. № 11.
5. Пат. № 2314420 РФ, МПК (2006) Е21С 41/26. Способ реконструкции карьера с двумя близко
расположенными рудными телами / А.Н. Акишев, В.А. Бахтин, С.В. Бабаскин; заявитель и патенто-
обладатель Акционерная компания «Алроса». - u 2006 124321/03, заявл. 06.07.2006; опубл.
10.01.2008, Бюл. № 1.
6. Пат. № 2464422 РФ, МПК (2006) Е21С 41/26. Способ открытой разработки месторождений /
С.П. Коростылев [и др.]; заявитель и патентообладатель ООО «Группа «Магнезит». - u 2010
149768/03, заявл. 03.12.2010; опубл. 20.10.2012, Бюл. № 29.
7. Четверик, М.С. Вопросы перехода Анновского карьера СевГОКа на открыто-подземную раз-
работку / М.С. Четверик, А.А. Икол // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ им.
Н.С. Полякова НАН Украины. - Днепропетровск, 2015. – Вып. 124. – С.216-225.
8. Комплексная разработка рудных месторождений / А.Д. Черных, В.А. Колосов, О.С. Брюхо-
вецкий [и др.]; Под ред. А.Д. Черных. – К.: Технiка, 2005. – 376 с.
9. Пат. № 2453701 РФ, МПК (2006) Е21С 41/30. Способ доработки запасов рудных месторожде-
ний под дном карьера / С.Д. Викторов, А.Е. Франтов, В.М. Закалинский, Ю.П. Галченко; заявитель и
патентообладатель УРАН ИПКОН РАН. - u 2010 149768/03, заявл. 2010.10.25; опубл. 20.06.2012,
Бюл. № 2.
10. «Двойное дно» рынка железной руды [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.metaltorg.ru/analytics/ores/?id=628. – Загл. с экрана.
11. Технологическая схема дополнительной углубки открытой разработки крутопадающих ме-
сторождений с частичным изменением проектных контуров / А.В. Романенко, Д.В. Швец, В.В. Пан-
ченко [и др.] // Форум гірників-2014: матеріали міжнар. конф. – Д.: ТОВ «ЛізуновПрес», 2014. – Т. 1.
– С. 129-134.
12. Швец, Д.В. Определение глубин отработки глубоких горизонтов карьеров, разрабатывающих
залежи железной руды / Д.В. Швец // Проблемы и перспективы комплексного освоения и сохранения
земных недр: 2-я междунар. научн. школа академика К.Н. Трубецкого. – М.: ИПКОН РАН, 2016. – С.
271-273.
13. Швец, Д.В. Определение глубины расконсервации геологических запасов под существующи-
ми транспортными коммуникациями глубоких карьеров / Д.В. Швец // Проблемы освоения недр в
XXI веке глазами молодых: Материалы 13-й Международной научной школы молодых ученых и
специалистов, 21-25 ноября 2016 г. – М: ИПКОН РАН, 2016. – С. 204-207.
REFERENCES
1. Article about Ukraine (2004), ―Iron-ore deposits of Ukraine‖, available at:
http://www.photoukraine.com/russian/articles?id=171 (Accessed 26 November 2016).
2. ―Iron ore provinces of Kazakhstan‖, available at: http://studopedia.org/13-110252.html (Accessed 9
http://www.photoukraine.com/russian/articles?id=171
http://studopedia.org/13-110252.html
http://www.metaltorg.ru/analytics/ores/?id=628
http://www.photoukraine.com/russian/articles?id=171
http://studopedia.org/13-110252.html
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №132
94
October 2015).
3. Rakishev, B.R. (2009), Geotekhnologicheskoe upravlenie kachestvom mineralnogo syrya [Geotech-
nical quality control of mineral raw materials], Kazakh National Research Technical University by
K.I. Satpayev, Almaty, Republic of Kazakhstan.
4. Tsinker, L.M. and Zalleskaya, O.V., OAO «VostNIGRI» (2009), Sposob dorabotki karera [Method
finalize of quarry], State Register of Patents of Russia, Moscow, RU, Pat. 2352781.
5. Akishev, A.N., Bakhtin, V.A. and Babaskin, S.V., Joint stock company "ALROSA" (2008), Sposob
rekonstruktsii karera s dvumya blizko raspolozhenymi rudnymi telami [A method of reconstruction of quarry
with two closely spaced ore bodies], State Register of Patents of Russia, Moscow, RU, Pat. 2314420.
6. Korostylev, S.P. at all, JSK "Group "Magnesite" (2012), Sposob otkrytoy razrabotki mestorozhdeniy
[Method of open development deposit], State Register of Patents of Russia, Moscow, RU, Pat. 2464422.
7. Chetverik, M.S. and Ikol, A.A. (2015), ―On the issue of transition to the surface-underground mining
in the SevMPP Annovskiy quarry‖, Geo-Technical Mechanics, vol. 124, pp. 216-225.
8. Chernykh, A.D., Kolosov, V.A., Briukhovetskiy, O.S. at all (2005), Kompleksnaya razrabotka rud-
nykh mestorozhdeniy [Integrated development of ore deposits], in Chernykh, A.D. (ed.), Tekhnika, Kiev,
Ukraine.
9. Viktorov, S.D., Frantov, A.E., Zakalinskiy, V.M. and Galchenko, Yu.P., URAN IPKON RAN (2012)
Sposob dorabotki zapasov rudnykh mestorozhdeniy pod dnom karera [Method revision of the inventory ore
deposits under the bottom of the quarry], State Register of Patents of Russia, Moscow, RU, Pat. 2453701.
10. ―Double bottom" of the iron ore market‖ (2015), available at:
http://www.metaltorg.ru/analytics/ores/?id=628, (Accessed 11 July 2015).
11. Romanenko, A.V., Shets, D.V., Panchenko V.V. at all (2014), ―The technological scheme of addi-
tional uglubki open development of steep deposits with a partial change of the design contours‖, Forum gir-
nykiv-2014 [Forum of mining engineers-2014], Dnepropetrovsk, Ukraine, рр. 129-134.
12. Shets, D.V. (2016), ―Definition of deep mining of deep horizons of quarries, developing the deposits
of iron ore‖, Problemy i perspektivy kompleksnogo osvoeniya i sokhraneniya zemnykh nedr [Problems and
prospects of integrated development and conservation of the earth's interior], 2-ya mezhdunarodnaya nauch-
naya shkola akademika K.N. Trubetskogo [2nd international scientific school of academician K. N. Trubets-
koy], Moscow, RU, pp. 271-273.
13. Shets, D.V. (2016), ―Determining the depth of the reactivation of geological reserves under the exist-
ing traffic routes of deep open pits‖, Problemy osvoeniya nedr v XXI veke glazami molodykh [Problems of
development of mineral resources in the XXI century through the eyes of young], Materialy 13 mezhduna-
rodnoy nauchnoy shkoly molodykh uchenykh i spetsialistov [Proceedings of the 13 International scientific
school of young scientists and specialists], Moscow, RU, pp. 204-207.
–––––––––––––––––––––––––––––––
Об авторах
Четверик Михаил Сергеевич, доктор технических наук, профессор, заведующий отделом геоме-
ханических основ технологий открытой разработки месторождений, Институт геотехнической меха-
ники им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепр, Ук-
раина, chetverik.mihail@inbox.ru.
Бабий Екатерина Васильевна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, стар-
ший научный сотрудник в отделе геомеханических основ технологий открытой разработки месторо-
ждений, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украи-
ны (ИГТМ НАН Украины), Днепр, Украина, katebabiy@yandex.ru.
Швец Дмитрий Валериевич, магистр, аспирант отдела геомеханических основ технологий от-
крытой разработки месторождений, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Нацио-
нальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), ведущий инженер-проектировщик ООО
«ТУРСТРОЙ-УКРАИНА», shvetsdmitriy@yandex.ua.
Тойманов Нуржан Токенулы, магистр, аспирант, Казахский национальный исследовательский
технический университет имени К.И. Сатпаева (НАО «КазНИТУ»), Алматы, Республика Казахстан,
nurzhan.toimanov@gmail.com.
Акилбаев Тимур Исабекович, магистр, аспирант, Казахский национальный исследовательский
технический университет имени К.И. Сатпаева (НАО «КазНИТУ»), Алматы, Республика Казахстан,
tima.088@mail.ru.
About the authors
Chetverik Mikhail Sergeyevich, Doctor of Technical Sciences (D. Sc.), Professor, Head of Department
http://www.metaltorg.ru/analytics/ores/?id=628
mailto:chetverik.mihail@inbox.ru
mailto:katebabiy@yandex.ru
mailto:shvetsdmitriy@yandex.ua
mailto:nurzhan.toimanov@gmail.com
mailto:tima.088@mail.ru
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №132
95
of Geomechanics of Mineral Opencast Mining Technology, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Me-
chanics under the National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepr, Ukraine, chetve-
rik.mihail@inbox.ru.
Babiy Katerina Vasilevna, Candidate of Technical Sciences (Ph.D.), Senior Researcher, Senior Re-
searcher in Department of Geomechanics of Mineral Opencast Mining Technology M.S. Polyakov Institute
of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Science of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepr,
Ukraine, katebabiy@yandex.ru.
Shvets Dmitriy Valerievich, Master of Sciences (M.Sc.), Doctoral Student in Department of Geome-
chanics of Mineral Opencast Mining Technology M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under
the National Academy of Science of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepr, Ukraine, shvetsdmitriy@yandex.ua.
Toymanov Nyrzhan Tokenuly, Master of Sciences (M.Sc.), Doctoral Student, Noncommercial Joint-
stock Company ―Kazakh National Research Technical University after K.I. Satpaev‖ (NJSC ―KazNRTU‖),
Almaty, Republic of Kazakhstan, nurzhan.toimanov@gmail.com.
Akilbaev Timur Isabekovich, Master of Sciences (M.Sc.), Doctoral Student, Noncommercial Joint-stock
Company ―Kazakh National Research Technical University after K.I. Satpaev‖ (NJSC ―KazNRTU‖), Alma-
ty, Republic of Kazakhstan, tima.088@mail.ru
–––––––––––––––––––––––––––––––
Анотація. Виконано аналіз сировинної бази залізорудної гірничодобувної промисловості
України і Казахстану. Виявлені великі гірничо-збагачувальні комбінати цих країн і проблеми
їх розвитку. Розглянуто питання максимального вилучення запасів та мінімізації втрат при
видобутку корисних копалин. Виконаний огляд способів переходу до наступної черги відп-
рацювання родовища або доопрацювання кар'єрів з максимальним витягом запасів. Викона-
но групування способів доопрацювання.
Встановлена залежність зміни обсягів вилучення розкривних порід від нинішньої ціни на
залізорудний концентрат, яка свідчить про падіння продуктивності кар'єрів з-за поступового
вибуття активного рудного фронту гірничих робіт.
Показано, що для підвищення економічної ефективності гірничодобувних підприємств,
тимчасового поліпшення їх стану і забезпечення підтримки заданої продуктивності кар'єру з
видобутку залізної руди необхідно забезпечити залучення в розробку законсервованих запа-
сів під існуючими транспортними комунікаціями по мірі зниження глибини ведення гірни-
чих робіт у кар'єрі.
Ключові слова: кар'єр, залізні руди, породи розкриття, балансові запаси, транспортні
комунікації, етапи розробки, доопрацювання.
Abstract. The resources base of iron ore mining industry of Ukraine and Kazakhstan are
analyzed. The large ore mining and processing enterprise in these countries and problems of their
de-velopment are identified. On the issues to maximize excavation and minimize losses at open-pit
mining are considered. A ways of transition to the next stage of the Deposit excavation or
completion of a quarries with maximum recovery of reserves are reviewed. A modes of completion
of a quarries were classified into groups.
The dependence of changes of overburden excavation volumes from generated from the prices
of iron ore are installed. This dependence indicates a decline in quarry productivity due to the
gradual retirement of the active ore mining front.
It is shown, that to improve the economic efficiency of mining enterprises, temporary
improvement of their condition and maintain a given of productivity of iron ore quarries, is
necessary to ensure involvement in the excavation of the preserved reserves under the existing
transport communications at decrease of depth of mining operations in the quarry.
Keywords: quarry, iron ore, overburden, reserves, transport communications, stages of mining,
completion.
Статья поступила в редакцию 15.03.2017
Рекомендовано к публикации д-ром технических наук Надутым В.П.
mailto:chetverik.mihail@inbox.ru
mailto:chetverik.mihail@inbox.ru
mailto:katebabiy@yandex.ru
mailto:shvetsdmitriy@yandex.ua
mailto:nurzhan.toimanov@gmail.com
mailto:tima.088@mail.ru
|