Горное дело на россыпях: резервы развития методов расчетной оптимизации открытых горных работ

Открытые горные работы на россыпях Крайнего Севера имеют ряд особенностей, заметно отличающих практику применения профессиональных навыков инженеров-проектировщиков.

На первый взгляд, неглубокие выемки, небольшие объемы горной массы, предопределяют известный набор схем и приемов. Но попытка системно и расчетом оптимизировать проектирование реального набора выемочных единиц россыпного предприятия открывает сложнейший комплекс задач и ограничений, совместное решение которых зачастую невозможно в сроки, отведённые на производственное планирование. Таким образом, расчетную оптимизацию применяют в лучшем случае энтузиасты. На практике планируют интуитивно, на основе качественного понимания «как лучше», используя простые правила, разработанные в прошлом веке, до появления на столе горного инженера простейшего калькулятора. Однако различные приемы экономии часто противоречат друг другу, и без количественного расчёта не найти «золотое сечение». Планирование на основе качественных соображений (учёт лишь преобладающих тенденций) слишком часто приводит к недоумению, почему по результатам года в схожих условиях производительность отличается на десятки процентов, а то и в разы. Конечно, объяснение можно найти постфактум, но обобщенные выводы, как правило, схожи: «не учли то-то и то-то», «оказалось, что так работать неудобно» и так далее.

Наше предприятие ООО «Статус» (с. Ягодное, Магаданская область) перерабатывает более 15 млн м³ горной массы примерно за 200 дней сезона. Это до 5 блоков на 45–50 полигонах в год общей площадью 2,5–3 км² с разной литологией, гидрогеологией, включая мерзлотные условия, с мощностью вскрыши от 2 до 30 м.

Для всего этого разнообразия необходимо искать ответы на вопросы: в какой последовательности отрабатывать площади, какими блоками, как распределить технику во времени и вскрышу в отвалах, какую применить схему работы горной техники, чтобы минимизировать затраты и успеть каждую операцию выполнить вовремя? Последнее — один из ключевых факторов, ведь если не убрать ПРС [почвенно-растительный слой] по морозу, придется это делать в грязи, с производительностью в разы ниже. Если не дать теплу прогреть достаточную площадь мерзлого галечника, придется «драть» его до дыма из-под клыка, также незапланированно теряя большую часть дорогих смен.

Но и для отдельной выемки расчеты не всегда тривиальны. Даже широко цитируемая в литературе элементарная задача об угле откоса бульдозерного отвала, как оказывается, не настолько подробно раскрыта, чтобы ее применять в практических расчетах.

Как измерить, а потом учесть зависимость оптимального угла отвала от связности грунта, типа ножа бульдозера, сцепления гусениц с данным типом грунта? Но от этого зависит решение об оптимальной ширине полигона, вскрываемого бульдозированием на борт, а также о пограничной глубине перехода к транспортной схеме (см. рисунки).

Гораздо сложнее вопрос, какой ширины заложить полигон рядом с глубокой отработкой. Для точного ответа на него необходимо грамотно поставить задачу с уникальным набором геометрических и гидрогеологических ограничений, а затем решить систему уравнений.

Далеко не каждый опытный горный инженер-проектировщик готов взяться за подробный расчет, в каких условиях выгоднее работа отдельными или косыми выездами.

При этом современные реалии таковы, что вынужденное вовлечение в отработку запасов со все меньшими содержаниями при все больших глубинах заставляет уделять все большее внимание экономии при организации горных работ. С другой стороны, развитие в последние десятилетия компьютерной техники, программных средств и алгоритмов численной оптимизации открывает для этого новые возможности.

Специалистами ООО «Статус» наработан задел, позволяющий уверенно оценить потенциал экономии до 20% затрат при планировании схем отработки, а также снизить до минимума просчеты, часто кратно снижающие производительность.

Мы приглашаем к сотрудничеству горных инженеров, стремящихся развивать свои профессиональные навыки, которым близка данная тема и интересно принять участие в создании и внедрении новых инструментов расчетной количественной оптимизации проектирования открытых горных работ.

Эл. почта: vat@statusgold.ru

Тел.: +7 (41343) 222-80

        +7 (495) 640-54-45