"Технологические способы управления качеством продукции горного предприятия и методы повышения полноты извлечения запасов недр"

ВВЕДЕНИЕ
Целью исследования является рассмотрение технологических способов управления качеством продукции горного предприятия, а также методы повышения полноты извлечения запасов недр.Представленная тема реферата является достаточно актуальной, поскольку в современной жизни человек постоянно сталкивается с представленными понятиями. Для выполнения поставленной цели были сформулированы следующие задачи: рассмотреть технологические способы управления качеством продукции горного предприятия;разобрать основные методы повышения полноты извлечения запасов недр

.1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ ГОРНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Решение проблемы повышения качества продукции горных предприятий или сырья для ее получения неразрывно связано с правильным выделением и толкованием отдельных понятий, раскрытием структуры, которая претерпевает заметные изменения по мере развития горного производства, и совершенствованием методических основ его оценки. В горно-металлургической промышленности качество минерального сырья представлено как экономическая категория. С экономической стороны значение имеют не сами свойства минерального сырья, а степень удовлетворения ими определенной рыночной потребности.[1]Результатом продукции металлургической переработки шихты является, как правило, черновой или рафинированный чистый металл или металлы. В то же время почти все эти типы и виды исходного минерального сырья представляют собой продукцию отдельных промышленных производств, составляющих единый организационно-технологический комплекс горно-металлургического производства. Качество выделенных типов исходного минерального сырья по мере его формирования и движения по технологической цепочке (добыча – обогащение - металлургический передел) постоянно изменяется, однако в определенной своей части оно обладает устойчивостью. Следовательно, содержание самой категории качества, её основные аспекты должны рассматриваться и оцениваться предметно, т.е. для каждого вида исходного минерального сырья, каждого вида продукции горно-металлургического производства в отдельности и в тесной организационно-технологической и технико-экономической взаимосвязи. В связи с этим необходимо выделять, оценивать и формировать однородность следующих основных аспектов качества минерального сырья и продукции:1.Качество руды в массиве.химический состав руды, так, в марганцевых рудах, кроме основного компонента – марганца, промышленное значение имеет железо;петрографический состав горных пород, слагающий оруденение, характеризуется относительно большим разнообразием и сложностью пространственного распределения;минералогический состав руд представлен довольно разнообразным комплексом основных рудовмещающих и сопутствующих минералов;физико-механические свойства руд и пород также весьма разнообразны. Для их оценки применительно к процессам механического разрушения чаще всего используется показатель крепости, который пока остается обобщающим показателем, характеризующим сопротивляемость горных пород различным механическим воздействиям (сжатию, удару, истиранию, бурению и т.д.);изменчивость состава руды в пределах рудного поля и его отдельных участков, горизонта и его конкретных участков, эксплуатационных блоков и выемочных элементов является весьма существенным аспектом их качества.2.Качество добываемой руды:·качество руды во взорванном массиве представляют те же первые три аспекта, которые свойственны качеству руды в массиве блока, плюс следующие аспекты:изменчивость свойств руды в пределах взорванного блока (по высоте, длине, ширине);разрыхление руды взрывом;кусковатость взорванной руды;качество добываемой рудной массы, формируемой в процессе экскаваторной выемки и сортировки, характеризуется химическим, петрографическим, минералогическим, а также гранулометрическим составами; смешиванием руды с породой или одного типа (или сорта) руды с другим.3. Качество добытой рудной массы (под которой понимается рудная масса, погруженная в средства транспорта) характеризуется в основном теми же особенностями, плюс изменчивость ее состава и влажность.4. Качество усредненной рудной массы характеризуется усредненностью, прежде всего ее вещественного состав, а также содержанием основного и попутных компонентов, кусковатостью и прочностью составляющих ее горных пород.5. Качество подготовительной к переработке (обогащению) рудной массы – пульпы, помимо вещественного состава, характеризуется измельченностью, однородностью, плотностью.6. Качество концентрата является основным параметром, связывающим добычу, обогащение и металлургический передел. Оно, в первую очередь, определяется содержанием основным, попутных и шлакообразующих компонентов, минералогическим составом, а также усредненностью состава и плотностью.7. Качество металлургической шихты – сложная динамическая сумма качества концентрата (пульпы) и флюсов (кварцевая руда) – характеризуется химическим, минералогическим составами, а также усредненностью и влажностью. Наряду с характеристикой качества по содержанию основных и попутных компонентов в данном случае большое значение имеют уровень и стабильность содержания таких шлакообразующих компонентов шихты, влияющих на процесс ведения металлургической плавки, как двуокись кремния, окись кальция и др.8. Качество металлургического штейна, находящееся в прямой зависимости от качества перерабатываемой металлургической шихты, определяется содержанием в нем основного металла и попутных компонентов, а также его физико-химическими свойствами, основными из которых являются теплопроводность, плотность и поверхностное натяжение, от которых, главным образом, зависит разделение жидких фаз – штейна и шлака.9. Качество чернового металла определяется в основном содержанием основного металла, характером и количеством примесей.10.Качество отвального шлака характеризуется, прежде всего, содержанием основного металла, попутных и главного шлакообразующего компонента – двуокиси кремния. При этом однородность отвального шлака по содержанию двуокиси кремния имеет важное значение, так как показатели плавки зависят от температуры образования шлака и таких его физико-химических свойств, как вязкость, плотность и поверхностное натяжение.Выполненная дифференциация качества минерального сырья и получаемой продукции имеет большое значение не только для обеспечения целенаправленной постановки и формирования организационно-экономического механизма управления качеством продукции горных предприятий.[2]Условно из всего многообразия пространственного расположения различных типосортов руд и пород можно выделить следующие наиболее характерные типы забоев. (рис. 1)Рисунок 1 - Основные типы сложных забоев: а - типI; б,в,г -тип II; д,е - типШ; ж,з - тип IV; I - пустая порода; 2 – рудаСложные горно-геологические условия залегания месторождений, а также необходимость и целесообразность обеспечения потребителей разными типами раздельно перерабатываемых рудных разновидностей требуемого качественного состава, снижение эксплуатационных потерь и разубоживание предопределяют, помимо общеизвестных требований, предъявляемых к валовой добыче, ряд дополнительных и принципиально новых требований к основным технологическим процессам открытых горных работ, т.е. обусловливают комплекс работы по управлению качеством сырья.Управление качеством горной продукции включает в себя установление и формирование оптимальной структуры показателей и уровня качества сырья путем систематического и целенаправленного воздействия на условия, факторы и параметры разведки, добычи, рудо подготовки и переработки полезного ископаемого.Управление качеством горной продукции, являясь сложной технико-экономической проблемой, может быть решено только на основе системно-комплексного подхода, предусматривающего решение задач в следующей поеледовател ьности.1. Оценка и оптимизация качества сырья во взаимосвязи с конкретными природными, технологическими и техническими условиями добычи и переработки на проектной стадии работ.2. Формирование оптимального уровня качества в процессе проектирования предприятия.3. Обеспечение оптимального уровня и структуры качества в процесса эксплуатационных работ.В качестве глобального критерия эффективности всей системы управления качеством сырья является интегральный показатель качества. Однако это не исключает целесообразности использования для отдельных элементов системы локальных критериев, широко применявшихся в горнорудной практике.2.Совместное рыхление предусматривает валовое взрывание слоев разнотипных руд или руды и породы и селективную их нагрузку. Совместное рыхление методом вертикальных скважинных зарядов производят при однорядном и реже многорядном расположении скважин с последующей селективной погрузкой горной массы. В этих условиях первостепенное значение приобретает уменьшение коэффициента трансформации естественной структуры взрываемого блока. Наибольший показатель трансформации достигается при однорядном взрывании. Максимальному перемешиванию с породой подвергается рудный слой, расположенный в верхней части уступа. (рис.2,а)При многорядном взрывании горизонтальных и слабонаклонных слоев руда и пород (забои I и II типов) наблюдается значительная трансформация забоя, особенно в пределах первого ряда (вследствие увеличения ширины развала от первого ряда скважин) (рис.2,б).Рисунок 2 - Схемы трансформации горизонтально залегающего рудного слоя, взрываемого совместно с вмещающими породами: а, б - соответственно при однорядном и многорядном взрывании;mц, mр - мощность рудного слоя соответственно в целике и развале; НЦ, Нр - высота уступа соответственно в целике и развале; Вр - ширина развалаПрименение наклонных скважинных зарядов особенно эффективно при разработке верхних горизонтов (угол откоса 55 - 65) за счет расположения скважин по контактам руды с породой и обеспечения сравнительно четких контуров взрыва (рис.3,а). Иногда неплохие результата достигаются при комбинации вертикальных и наклонных скважин (рис..3,6) или бурении вертикальных скважин разной глубины (рис.3,в).[3]Рисунок 3 -Схемы комбинированного расположения скважин: а - наклонные; б - вертикальные и наклонные; в -вертикальные разной глубины
2. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ПОЛНОТЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗАПАСОВ НЕДР

Ежегодная добыча нефти с применением МУН в РФ в настоящее время составляет всего 2,0-2,5 млн т. Отметим, что в США дополнительная добыча нефти с применением МУН в последние годы составляет примерно 30-35 млн т. В то же время необходимо отметить, что вопросы повышения нефтеотдачи – это прежде всего государственная проблема. Следует сказать, что только в последние годы правительство РФ начало проводить политику предоставления налоговых льгот недропользователям, внедряющих современные МУН, например, разрабатывающим сверхвязкие нефти. Такая политика предоставления налоговых льгот и даже прямого участия в софинансировании работ по освоению новых технологий давно проводится в передовых странах (США, Канаде и др.).[4]Возможны два пути воспроизводства сырьевой базы: разведка, открытие, освоение новых месторождений и повышение степени извлечения запасов на разрабатываемых месторождениях. Открытие и ввод в разработку новых месторождений связаны с очень большими затратами, особенно если учесть, что эти месторождения находятся в основном в труднодоступных районах. Поэтому одной из наиболее актуальных задач нефтяной отрасли является применение новых современных технологий нефтедобычи, позволяющих значительно увеличить нефтеотдачу уже разрабатываемых залежей, на которых традиционными методами извлечь значительные остаточные запасы нефти уже невозможно. Во всем мире с каждым годом возрастает интерес к методам повышения нефтеотдачи пластов, и развиваются исследования, направленные на поиск научно обоснованного подхода к выбору наиболее эффективных технологий разработки месторождений. В целях повышения экономической эффективности разработки месторождений, снижения прямых капитальных вложений и максимально возможного использования инвестиций весь срок разработки месторождения принято делить на три основных этапа.На первом этапе для добычи нефти максимально возможно используется естественная энергия пласта (упругая энергия, энергия растворённого газа, энергия законтурных вод, газовой шапки, потенциальная энергия гравитационных сил). При определении целесообразности первичной разработки залежи на естественном режиме необходимо учитывать преимущества этого режима, которые заключаются в равномерном распределении пластовой энергии по всему объёму пластовой системы, что способствует максимальному охвату залежи процессом нефтеизвлечения. Это особенно важно для неоднородных трещиноватых залежей, при разработке которых методами, предполагающими искусственное воздействие на пласт, не удаётся добиться высокой нефтеотдачи из-за низкого охвата пласта воздействием. На втором этапе реализуются вторичные методы поддержания пластового давления путём закачки воды или газа. Эти методы принято называть вторичными. На третьем этапе для повышения эффективности разработки месторождений применяются третичные методы увеличения нефтеотдачи (МУН), которые принято называть современными.[5]Выбор применяемых технологий, как и выбор последовательности их применения, должен определяться отдельно для каждой залежи с учётом геолого-физической характеристики пластов и на основе всего комплекса исследований, перечисленных выше. Следует отметить, что при разработке залежей высоковязких нефтей и битумов второй этап разработки, включающий закачку в пласты воды или газа, как правило, отсутствует. Многие термические методы применяются в промышленном масштабе, как на первом, так и на втором этапе разработки залежи. Опыт показывает, чем на более ранней стадии начинают применяться третичные, в частности термические методы, тем достигается большая эффективность. [6]. Одно из направлений повышения полноты извлечения запасов при разработке россыпей связано с перманентной актуализацией геоданных, с учетом которых принимаются к исполнению технологические решения, в наибольшей мере отвечающие изменившимся горногеологическим условиям.В целях повышения полноты извлечения полезных компонентов Федеральное Агентство по недропользованию рекомендовало департаменту недропользования УрФО (письмо № 324 от 14.08.2017 г.) проводить геологоразведочные работы на техногенных золотосодержащих отвалах с учетом индивидуальных особенностей и сложности геологического строения каждого объекта. Изучение подобных объектов осуществляется в процессе опытно-промышленной разработки (ОПР). Проект ОПР, согласованный с территориальным органом Ростехнадзора, позволяет недропользователю проводить геологоразведочные работы, совмещенные с извлечением золота. Государственная экспертиза запасов проводится на любой стадии геологического изучения объекта как до, так и после утверждения проекта ОПР. По результатам оценки недропользователь предъявляет государственную отчетность по формам 5-гр и 2-лс с указанием факта поставки их на государственный баланс.Повышение полноты извлечения запасов при разработке природной россыпи достигается совершенствованием технологии горных работ и режимов промывки продуктивных песков на основании перманентного уточнения геоданных, влияющих на эксплуатационные и технологические потери. С ужесточением экологических требований методы гравитационного обогащения (gravity recoverable gold, GRG) являются более востребованными по сравнению с флотацией и цианированием и становятся общепризнанной практикой изучения рудных месторождений. [7]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Создание в системе Федерального агентства по недропользованию структуры Росгеолфонда позволяет реализовать актуализацию геоданных за счет непрерывного пополнения и накопления текущей (оперативной) геоинформации, поступающей в обязательном порядке от недропользователей.В ходе написания реферата были изучены все поставленные в начале работы задачи:рассмотрены технологические способы управления качеством продукции горного предприятия;разобраны основные методы повышения полноты извлечения запасов недр.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Ломоносов Г.Г. Формирование качества руды при открытой добыче. – М.: Недра, 1976. – 252с.Бастан П.П., Балошин Н.Н. Усреднение руд. – М.: Недра. – 384 с.Грачев Ф.Г. Управление качеством фосфатного сырья на карьерах. – М.: Недра. – 243с.Новожилов М.Г., Ройзен Я.Ш., Эрперт А.М. Качество рудного сырья черной металлургии. – М.: Недра, 1977. – 415с.Постановление Совета Народных Комиссаров Союза ССР от 27.03.1937 г. № 517 «О Всесоюзном Геологическом фонде». URL: https://old.rfgf.ru/1-1-1.htm (дата обращения: 27.12.2021). Приказ Министерства природных ресурсов и экологии России от 24.10.2016 № 555 «Об утверждении Перечней первичной геологической информации о недрах и интерпретированной геологической информации о недрах, представляемых пользователем недр в Федеральный фонд геологической информации и его территориальные фонды, фонды геологической информации субъектов РФ по видам пользования недрами и видам полезных ископаемых» URL: https://normativ.kontur.ru/document? moduleId=1&documentId=283780 (дата обращения 27.12.2021). Федеральный закон от 29.06.2015 № 205-ФЗ «О внесении изменений в Закон «О недрах» и отдельные законодательные акты РФ». URL: https://bazanpa.ru/gd-rfzakon-n205-fz-ot29062015-h2536547/ (дата обращения 27.12.2021).