Нормирование запасов полезных ископаемых по степени подготовленности к добыче с учетом динамики развития горных работ в карьере

Рассмотрены нерешенные до конца вопросы нормирования запасов полезных ископаемых по степени подготовленности к добыче при открытом способе разработки наклонных и крутопадающих рудных залежей. Дефицит вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов создает серьезные проблемы в карьере, вплоть до полной остановки его работы. Нежелателен и избыток запасов всех трех категорий готовности. В обоих случаях предприятию наносится значительный экономический ущерб. Важно понимать и учитывать в расчетах динамику движения запасов по мере перемещения фронта горных работ в карьере. Цель исследования — раскрытие сущности и аналитическом описании пространственно-временной связи запасов разных категорий готовности к добыче руды в заданных условиях. Методология исследования включает анализ и оценку современного состояния рассматриваемой проблемы, выбор критерия оптимальности принимаемых решений, схематическое представление и аналитическое описание процесса движения запасов в карьере и решение практических задач нормирования запасов в этих условиях. Детально изучен, описан и формализован процесс движения запасов в карьере, что послужило основой для более точной постановки и решения задачи оптимального нормирования запасов полезных ископаемых в действующем карьере. Показано, как отсутствие необходимого резерва готовых к выемке запасов создает реальную угрозу для нормального процесса добычи руды. С этой точки зрения задача нормирования запасов этой категории готовности обладает определенным приоритетом перед двумя другими категориями. Оптимальный уровень готовых к выемке запасов определяется по минимуму функции суммарных затрат и убытков на их поддержание и восполнение в количестве, необходимом для надежной и стабильной работы карьера. Постоянные изменения влияющих факторов приводят к смещению оптимума этой функции. Сделан вывод о целесообразности перехода от жестко заданных к гибко меняющимся нормативам запасов по степени их подготовленности к добыче.

Лисенков А. А., Джарлкаганов У. А. Нормирование запасов полезных ископаемых по степени подготовленности к добыче с учетом динамики развития горных работ в карьере // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 5. – С. 54–67. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_5_0_54.

Данное исследование проводилось в рамках целевой научно-технической программы «Технологическая модернизация горных производства на основе перехода к цифровой экономике» (№ BR05236712).

Лисенков Александр Александрович¹ — д-р техн. наук, профессор, зав. лабораторией, e-mail: lisenkov45@mail.ru,
Джарлкаганов Узакбай Алпамысович¹ — старший научный сотрудник, e-mail: dzharlkaganov@mail.ru,
¹ Институт горного дела имени Д.А. Кунаева, Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан.

Лисенков А.А., e-mail: lisenkov45@mail.ru.

1. Богачев А. Ф. Управление запасами горной массы и надежность работы карьера. — М.: Недра, 1979. — 200 с.

2. Фомин С. И., Пономарев А. И., Шевелев В. А. Нормирование готовых к выемке запасов при формировании рабочей зоны карьера // Известия ТулГУ. Науки о Земле. — 2012. — № 2. — С. 176—183.

3. Фомин С. И., Чан Динь Бао, Базарова Е. И. Нормирование запасов руды по степени подготовленности к выемке при проектировании открытой разработки месторождений // Маркшейдерия и недропользование. — 2017. — № 2 (88). — С. 57—60.

4. Вохмин С. А., Загиров Н. Х., Курчин Г. С., Зайцева Е. В. К вопросу оценки обеспеченности Таштагольского рудника подготовленными и готовыми к выемке запасами // Маркшейдерия и недропользование. — 2014. — № 3 (71). — С. 44—52.

5. Иванов В. В. Определение оптимальной величины готовых к выемке запасов при открытой разработке сложноструктурных карбонатных месторождений / Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения. — Воркута, 2008. — C. 112—116.

6. Пешков A. A. Управление развитием горных работ на глубоких карьерах. — М.: ИПКОН РАН, 1999. — 321 с.

7. Арсентьев А. И. Горные работы в карьерах (основы теории). — СПб., 2006. — 121 с.

8. Инструкция по определению и учету вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов полезных ископаемых на предприятиях МЧМ СССР. — Белгород: ВИОГЕМ, 1974. — 39 с.

9. Половко А. М., Гуров С. В. Основы теории надежности. — СПб.: БХВ-Петербург, 2006. — 702 с.

10. Джарлкаганов У. Планирование развития горных работ на объемно-дискретной модели карьера // Промышленность Казахстана. — 2011. — № 5(68). — С. 89—93.

11. Методические указания по определению нормативов запасов железной, хромитовой руды и объемов скальной вскрыши по степени подготовленности к выемке при проектировании карьеров Минчермета СССР. — Белгород: ВИОГЕМ, 1986. — 9 с.

12. Методические указания по определению и расчету основных параметров и показателей рабочей зоны карьера, характеризующих состояние горных работ. — Рудный: АО «ССГПО», 1996. — 8 с.

13. Akisa D. M., Mireku-Gyimah D. Application of surpac and whittle software in open pit optimisation and design // Ghana Mining Journal. 2015, vol. 15, no. 1, pp. 35—43.

14. Vallejo M. N., Dimitrakopoulos R. Stochastic orebody modelling and stochastic longterm production scheduling at the KéMag iron ore deposit, Quebec, Canada // International Journal of Mining, Reclamation and Environment. 2018, vol. 33, no. 1, pp. 1—18. DOI: 10.1080/17480930.2018.1435969.

15. Asad M. W. A., Qureshi M. A., Jang H. A review of cut-off grade policy models for open pit mining operations // Resources Policy. 2016, no. 49, pp. 142–152.

16. Githiria J., Musingwini C. Comparison of cut-off grade models in mine planning for improved value creation based on NPV / Society of Mining Professors. 6th Regional Conference. 2018. Johannesburg, South Africa, pp. 347—362.

17. Liu D., Li G., Hu N., Xiu G., Ma Z. Optimization of the cut-off grade for underground polymetallic mines // Gospodarka Surowcami Mineralnymi. 2019, vol. 35, no. 1, pp. 25—42. DOI: 10.24425/gsm.2019.128198.

18. Dimitrakopoulos R. Advances in applied strategic mine planning. Springer, 2018. 800 p.

19. Nelwamondo P., Kruger D. A project management approach for a mining / 3rd Young Professionals Conference Innovation Hub. Pretoria, 2017, pp. 263—276.

20. Castillo М. F. D., Dimitrakopoulos R. Dynamically optimizing the strategic plan of mining complexes under supply uncertainty // Resources Policy. 2019, no. 60, pp. 83—93.