Интеллектуальная технология мониторинга и управления качеством рудопотоков при добыче и переработке многокомпонентных руд
Шрифт:
Качественные показатели являются определяющими в группе геологических факторов. К ним относятся: содержание полезных компонентов, их количество, изменчивость распределения содержаний, интенсивность проявления зональности оруденения и зоны окисления. Эти параметры влияют на стабильность качества добываемых руд, схему формирования рудопотоков. Именно эти параметры определяют характеристики качества минерального сырья при проектировании, планировании и учете. Необходимость количественной оценки большинства качественных параметров и прогнозирования их влияния на характеристики качества руд требует сбора исчерпывающей геологической информации, а также, решения ряда специфических задач и применения методов, отличающихся от традиционных.
Количество
Следует отметить, что руды месторождений ЗФ ПАО «ГМК “Норильский никель”» являются многокомпонентными и представлены различными промышленными сортами (типами). Изменчивость распределения содержаний компонентов влияет практически на все аспекты проблемы качества. Особенно степень изменчивости отражается на объеме обрабатываемых данных, методах и составе функциональных задач.
Зональность, то есть некоторая регулярность в размещении оруденения – явление достаточно широко распространенное на месторождениях цветных металлов. Особенно характерна зональность для гидротермальных и скарновых месторождений, однако установлена она и на магматических месторождениях. Зональность как один из типов изменчивости распределения компонентов влияет на все аспекты проблемы качества. Степень этого влияния зависит от масштабов ее проявления и от того, насколько совпадает направление зональности с направлением развития горных работ. Так, например, добыча руды может вестись целиком из одной зоны со стабильным качеством. Направление ведения горных работ может полностью совпадать с направлением зональности, пересекая все зоны. В последнем случае изменчивость качества добываемых руд возрастает, появляется необходимость в сборе дополнительной информации и решении специфических задач. Соотношение этих направлений заметно отражается и на схеме формирования рудопотоков. Зональность может быть отражена в модели месторождения и количественно определена. Говоря о месторождениях Норильской группы, следует отметить, что их руды являются многокомпонентными (до 12 извлекаемых компонентов). Также для всех месторождений норильского района характерна ярко выраженная зональность рудных залежей по мощности от подошвы к кровле.
Влияние структурно-морфологических параметров
Структурно-морфологические параметры влияют на характеристики качества сырья в недрах на стадии проектирования горных работ. Они отражаются на уровне и стабильности качества руд, качестве процесса, частично влияют на схему формирования рудопотоков и методы решения задач.
Определяющим в данной группе факторов является форма и количество разрабатываемых рудных тел. Количество разрабатываемых горными предприятиями рудных тел варьирует на месторождениях цветных металлов в довольно широких пределах. По статистике около 30 % свинцово-цинковых рудников разрабатывают одно-два рудных тела, 36 % рудников разрабатывают от трех до десяти рудных тел, 34 % рудников разрабатывают более десяти рудных тел. Для месторождений олова характерны иные условия. Только рудник «Солнечный» разрабатывает одно рудное тело. Из остальных рудников половина разрабатывает до десяти рудных тел и столько же рудников – свыше десяти рудных тел.
Большинство медных рудников (53 %) разрабатывают более 10 рудных тел, 33 % рудников разрабатывают от трех до десяти рудных тел. Только два рудника – «Урупский» и «Дегтярский» разрабатывают не более двух рудных тел. На подавляющем большинстве месторождений вольфрама и молибдена разрабатываются от трех до десяти рудных тел. Только на Шахтаминском руднике разрабатывают более десяти рудных тел. Шахта № 2-бис («Никитовка») разрабатывает свыше десяти залежей. Количество рудных тел влияет на стабильность и схему формирования качества руд.
От значения этого параметра существенно зависит и объем обрабатываемой информации в системе геолого-маркшейдерского управления.
Одновременная разработка нескольких рудных залежей характерна для месторождений норильского района. Так рудник «Таймырский» разрабатывает одновременно две рудных тела с богатой рудой, а в пределах его горного отвода около десяти рудных залежей.
Изменчивость угла падения и азимута простирания рудных тел влияют на качество технологического процесса, а, следовательно, на уровень и стабильность качества руд. Низкой считается изменчивость параметров в масштабе месторождения. Средней является изменчивость, переменная в пределах рудного тела, этажа или панели. Наконец, если параметры меняются существенно в пределах эксплуатационного блока, изменчивость считается высокой. Высокая изменчивость этих параметров характерна для многих рудников, разрабатывающих залежи, линзы и жилы свинцово-цинковых, оловянных, медных, вольфрамо молибденовых и сурьмяно-ртутных руд.
Следующая группа структурно-морфологических параметров, характеризующих форму, размеры и внутреннее строение рудных тел, существенно влияет на качество технологического процесса, обусловливая потери и разубоживание руды, а следовательно, и на уровень и стабильность качества руд. Все выше перечисленные характеристики учитывают при проектировании качества. Интенсивность их изменения определяет необходимость использования специфических методов при решений задач.
Четкие контакты (верхний и нижний) рудных тел характерны для простых по морфологии месторождений. Сложность контактов считается средней, если один из них четкий, а другой – нечеткий. Наконец, наличие нечетких нижнего и верхнего контактов соответствует высокой степени их сложности.
Выклинивание рудных тел может быть тупым, когда залежь резко обрывается, не меняя мощность, постепенным и сложным, при котором жилы или пласты расщепляются на множество тонких прожилков или пропластков вплоть до полного их исчезновения. Тупое выклинивание рудных тел встречается весьма редко. Постепенное уменьшение мощности, соответствующее средней сложности выклинивания, более распространено. Сложный тип выклинивания существенно затрудняет ведение горных работ на флангах рудных тел и приводит к увеличению потерь и разубоживания руд. Он встречается достаточно часто на рудниках разрабатывающих месторождения цветных металлов.
По сложности внутреннего строения, обусловленной количественным и пространственным соотношением массы полезного ископаемого и включений пород, залежи могут быть простые, сложные и весьма сложные. Залежи с низкой степенью сложности характеризуются однородным строением и отсутствием существенных прослойков и включений пустых пород.
Сложные залежи наряду с кондиционным полезным ископаемым содержат вкрапления некондиционных руд, а также прослойки и включения пустых пород и ксенолиты с четко выраженными контактами. Характер включений может быть следующих видов: редкие большие включения пустой породы, многочисленные мелкие включения, чередующиеся полосы (прослои) пустой породы и полезного ископаемого. Рудные тела подобного типа свойственны большинству цветнометальных месторождений. Не исключения в этом плане Талнахское и Октябрьское месторождения.
Высокая сложность внутреннего строения рудных тел выражается в том, что кондиционное полезное ископаемое и пустые породы или некондиционные руды распределяются без определенных закономерностей и не имеют четко выраженных контактов. Такое строение рудных тел оказывает наибольшее влияние на качество технологического процесса добычи (потери и разубоживание), схему формирования рудопотоков, уровень и стабильность качества, а также на методы решения функциональных задач геолого-маркшейдерского управления качеством руд.