Управление качеством полезных ископаемых при открытой разработке угольных и рудных месторождений

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Управление качеством полезных ископаемых при открытой разработке угольных и рудных месторождений

10.12.2019

Продукцией карьеров является минеральное сырье, представляющее собой добытые основные и попутные твердые полезные ископаемые (ископаемые угли, горючие сланцы, металлические и неметаллические руды, строительные горные породы), отгружаемое потребителям непосредственно после добычи или после предварительной переработки.

Предварительная переработка чаще всего состоит в сортировке полезных ископаемых. Сущность сортировки полезных ископаемых заключается в разделении исходного минерального сырья на отдельные продукты, обогащаемые по различным технологиям или используемые по различным назначениям. Она производится грохочением, рудоразборкой, радиометрической сепарацией (урановые руды) и др. на сортировочных установках, обогатительных фабриках. На угольных разрезах сортировка угля грохочением позволяет разделить уголь на классы по крупности, определяющие направление его использования, конструкцию устройств для его сжигания. При обогащении угля предварительная его сортировка допускает для различных классов угля по крупности использовать наиболее эффективные методы обогащения. Сортировка попутно добываемых на карьерах строительных горных пород находит широкое применение при производстве щебня, гравия, песка.

Продукция рудных карьеров может выступать в виде сырой руды (руды, добытой на карьере), товарной руды (руды, подготовленной к последующему переделу в результате рудоподготовки) и концентрата (продукта обогащения руды). Рудоподготовка — совокупность процессов обработки руды разнообразными методами для получения гранулометрического и вещественного состава, определяемых требованиями последующих переделов или нормативами на готовую продукцию. На карьерах чаще всего рудоподготовка ведется для обогащения руд. При этом производится сортировка руды и ее усреднение. В результате рудоподготовки качество товарной руды несколько улучшается по сравнению с сырой рудой.

В общем виде под качеством продукции понимается совокупность ее свойств, обуславливающих пригодность продукции удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.

Качество минерального сырья во многом определяется качеством полезного ископаемого в недрах. В процессе добычи полезного ископаемого природное качество не может быть повышено. Снижение качества минерального сырья по сравнению с природным может происходить за счет разубоживания и потерь полезного ископаемого, при изменении агрегатного состояния горных пород в процессе добычных работ (смешивание различных сортов руд, переизмельчение угля, образование трещин и раскол кристаллов пьезокварца или алмазов и пр.).

Стремление получить минеральное сырье только высокого качества часто приводит к ухудшению показателей горного производства и удорожанию готовой продукции, нерациональному использованию богатств недр. Во многих случаях качество минерального сырья не влияет на качество конечного продукта, а от него лишь зависят материально-трудовые затраты в сфере перерабатывающего производства. Поэтому существует оптимальный уровень качества минерального сырья, который в каждом конкретном случае устанавливается на основе минимизации затрат на получение готового продукта с учетом всех переделов, начиная с добычи полезного ископаемого.

Формирование качества минерального сырья на карьерах — многостадийный процесс, требующий соответствующего управления. Управление качеством продукции карьеров — установление, обеспечение и поддержание необходимого уровня качества минерального сырья при выборе технологии и комплексной механизации горных работ, выполнении производственных процессов и первичной переработки полезного ископаемого, осуществляемое путем целенаправленного воздействия на условия и факторы, влияющие на формирование качества минерального сырья при систематическом контроле уровня качества.

Основы управления качеством продукции карьера закладываются на стадии проектирования, когда принимаются такие важные решения, как установление кондиций на полезное ископаемое, оконтуривание карьерного поля, выбирается система разработки, система вскрытия рабочих горизонтов, структура комплексной механизации добычных работ. В эксплуатационный период управление качеством продукции карьеров осуществляется за счет определенной последовательности и порядка отработки добычных блоков, технологии разработки сложных забоев, регулирования качества при производстве основных процессов открытых горных работ, усреднения полезного ископаемого и первичной его переработки.

Управление качеством продукции карьеров осуществляется на основе первичной информации, главной из которых является геолого-маркшейдерская документация о полезном ископаемом в недрах и оперативная информация о текущем качестве минерального сырья. Вся перечисленная информация получается на основе опробования полезного ископаемого. Достоверность и оперативность информации во многом определяет эффективность управления качеством продукции карьеров.

Двадцатый век отмечен быстрым ростом добычи различных видов минерального сырья. Так, на XX век приходится более 90% всей добычи угля, 90-95% добычи руд олова, свинца, цинка, серебра, ртути, сурьмы, алмазов, 87% железной руды, 85% руд меди и 70% золота. Увеличение темпов добычи полезных ископаемых вызывает необходимость вовлечения в разработку месторождений с более бедными рудами и новых геолого-промышленных типов руд. Усложняются горно-технические условия разработки. Вовлекаются в разработку месторождения в труднодоступных и неосвоенных районах.

Процесс снижения качества минерального сырья закономерен и характерен для всех стран с развитой горно-добывающей промышленностью. Он может быть проиллюстрирован на примере добычи медной руды. Так, в конце XIX века большая часть добытой медной руды содержала 5-8 % металла, в 1925 году — 0,7-3%, а в конце 70-х годов — 0,4-1,5%. Из бедных медных руд с содержанием металла 0,8-1% в 1905 году выплавлялось 0,3% меди, в 1925 году эта доля поднялась до 36%, а к 1970 году она составила свыше 80%.

Совершенствование технологии переработки бедных и трудно-обогатимых полезных ископаемых позволяет вовлекать в разработку новые геолого-промышленные типы руд. Так, с 50-х годов интенсивно начали разрабатываться ранее не использовавшиеся месторождения медно-порфировых руд, месторождения железистых кварцитов.

Снижение качества минерального сырья требует увеличения добычи полезного ископаемого для получения даже того же количества конечного продукта. При открытой разработке рост объемов добычи, как правило, сопровождается ростом объемов вскрышных работ. Все это приводит к объективному увеличению затрат на горные работы, переработку минерального сырья и получение готового продукта.

В условиях снижения качества добываемых полезных ископаемых возрастает роль управления качеством минерального сырья. Особую роль в этих условиях приобретает стабилизация качества минерального сырья.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: