ГЕОЛОГО—ЭКОНОМЙЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Промышленное значение железорудных месторождений оценивается по количеству выявленных запасов и условиям их залегания, качеству, технологическим свойствам руд и возможным масштабам их добычи. При этом обязательно учитываются географо-экономические а горно-технические условия освоения месторождений.
Ведущим промышленным типом железорудных месторождений в СССР являются крупные пластообразные месторождения железистых кварцитов и связанных с ними оогатых железных руд. Они широко распространены на территории европейской части страны, где расположены пользующиеся мировом известностью месторождения Криворожского бассейна и Курской магнитной аномалии (КМА), а также многочисленные месторождения Карелии и Кольского полуострова. В азиатской части СССР месторождения железистых кварцитов известны в районах "альнего Востока (Мало-Хинганский железорудный район) и Центрального Казахстана (Карсакпайская группа).
Месторождения собственно железистых кварцитов (бедные руды), имеющие наибольшее экономическое значение, относительно просты по строению и вещественному составу. В легкообогатимых магнети- говых кварцитах содержание железа колеблется в пределах 25-40%, составляя в среднем 32%, а в труднообогатимых гематитових кварцитах железа содержится около 40%, кремнезема около 51>, глинозема 2/ь, окиси кальция и магния 4%» углекислоты 3%, фосфора 0,03%.
В богатых рудах содержание железа колеблется от 40 до б2%, составляя в среднем 57%, содержание кремнезема не превышает 8%, Фосфора 0,07%, сера почти отсутствует.
Суммарные запасы месторождении железистых кварцитов и богатых руд в СССР достигают 10 млрд.т.
Запасы отдельных месторождений составляют в среднем: богатых руд 300 млн.т, железистых кварцитов 2-3 млрд.т.В разведанных запасах железных руд СССР удельный вес месторождений железистых кварцитов на начало 1973 г. составлял 4-9$, в том числе 43$ магнетитовых и 6$ гематитовых. На долю богатых железных руд формации железистых кварцитов приходится 14$ разведанных запасов. Месторождения железистых кварцитов и связанных с ними богатых руд являются основным источником сырья для производства товарных железных руд в стране. В 1962 г. они обеспечивали 63$ общего объема производства товарной железной руды, в том числе богатые руды 18$. Прогнозные запасы руд месторождений этого типа на начало 1973 г. оценивались в 73,2 млрд.т (80,6$ общих прогнозных запасов железной руды), из которых 14 млрд.т богатых.
Другим важным промышленным типом железорудных месторождений являются эндогенные месторождения магнетитовых руд сложной формы и генезиса.
В этой группе наибольшее экономическое значение имеют скарно- во-магнетитовые месторождения, известные на Урале, в Западной Сибири, Казахстане и на Дальнем Востоке.
Наиболее крупные скарново-магнетитовые месторождения расположены в Кустанайском рудном районе в пределах Главной рудной полосы Тургайского прогиба. Здесь широко распространены крупные пластообразные месторождения с запасами 500 млн.т руды и более, приуроченные к контактам вмещающих карбонатных пород с интрузиями гранитов и гранодиоритов (месторождения Качарское, Соколовское, Сарбайское и др.). Крупные месторождения скарново-магнетитовых руд, представленные одной-двумя рудными залежами, известны также в ІОЖно-Алданском рудном районе (Таежное месторождение) и на Урале (Магнитогорское, Гороблагодатское, Высокогорское). Однако для Урала наиболее характерны многопластовые, средние по масштабам месторождения (Северная и ІІесчанская группы, Ауэрбаховское, Во- ронцовское месторождения и др.). В Кузнецком Алатау, Западном и Восточном Саянах и Горном Алтае линзовидные и более сложной формы рудные залежи образуют небольшие по масштабам скарново-магнетитовые месторождения (Шалымское, Таштагольское, Шерегешевское, Казское, Ирбинское, Краснокаменское, Инское, Белорецкое и др.).
Вещественный состав скарново-магнетитовых месторождений сравнительно сложный.
Это, как правило, комплексные руды. Железо в них связано в основном с магнетитом и частично содержится в железистых силикатах и сульфидах. Содержание железа в руде колеблется в пределах 26-60$, составляя в среднем 42$. йз полезных примесей часто присутствуют кобальт и медь, из вредных - сера, фосфор, цинк, редко олово и мышьяк. Руды,обычно кислые^ при плавке требуют офлюсования известняком. Важное значение имеют также гидротермальные магнетитовые месторождения, приуроченные к южной и юго-восточной окраинам Сибирской платформы, к зонам глубоких региональных разломов. Месторождения здесь связаны с формацией траппов и представлены вулканическими трубками взрыва овальной формы (Татарское, Коршунов- ское, Рудногорское, Нерюндинское, Копанское месторождения). Размеры этих месторождений в плане различны и иногда достигают в длину 2 км при ширине 500 м; на глубину они прослеживаются на 7^-1000 и. Запасы наиболее крупных месторождений оцениваются в 250-500 млн о т, но многие месторождения имеют запасы 50-60 млн.т (спутники Татарского месторождения, Верямбинское и др.).К этому же промышленному типу относятся апатит-магнетитовые тела линзо- и жилообразной формы в карбонатитах, связанные с интрузиями центрального типа, которые известны на Кольском полуост-
Расположенное здесь Йно-Ковдорское месторождение относится -: крупным (запасы 400-500 млн.т при среднем содержании железа Зи*, фосфора 3,4/6 и серы 0,2%).
В целом тип магнетитовых месторождений имеет большое экономическое значение в СССР. В балансовых запасах железных руд стра- tu магнетитовые руды занимают 16%, а в добыче 24%. Прогнозные запасы их оцениваются в 16,8 млрд.т (19% прогнозных запасов желез- Е.;.: руд СССР).
К третьему промышленному типу железорудных месторождений, оторый имеет особенно важное экономическое значение для Урала, риаадлежат коренные месторождения титаномагнетитовых руд качка- нахского типа. Эти месторождения обычно представлены крупными пологозалетающими линзовидными телами с интенсивной вкрапленностью или сплошными выделениями магнетита и ильменита в пироксе- мтовых массивах.
Руды бедные (железа до 17%) малотитанистые, но с:~зржат в промышленных концентрациях ванадий, что повышает их л і .-г.екаемую ценность. По масштабам такие месторождения относятся к .-знь крупным (2-5 млрд.т руды). В балансовых запасах страны сил занимают 10%, а в добыче 8%.С крупными пластовыми месторождениями бурожелезняковых и сидеритовых руд оолитовой текстуры связано около 9% балансовых Вапасов железных руд в стране и З/о их добычи. Месторождения этого типа обычно образуют обширные железорудные бассейны с запаса- К2 в несколько миллиардов тонн (Керченский, Аятский, Западно- Сибирский, Ангаро-Питский, Приаральский бассейны и Лисаковское месторождение). Месторождения характеризуются пологим (до 12°;, почти горизонтальным залеганием и простым строением рудных зале- *ей мощностью 6-30 м. Рудные тела состоят из одного-трех пластов, їалегающих на глубине 5-80 м, а иногда залежи выходят на дневную поверхность. В составе руды кроме железа отмечаются промышленные концентрации фосфора. Содержание железа в ней колеблется от 30 до 50%, составляя в среднем 36$, содержание фосфора - от 0,5 до 1$
Гидротермальные месторождения сидеритовых руд и связанных с ними бурых железняков, равно как и месторождения латеритных железных руд, связанных с корой выветривания ультраосновных массивов, имеют небольшое экономическое значение для страны. Они распространены в основном на Южном Урале и в балансовых запасах железных руд СССР занимают соответственно 1,3 и 0,3$, а в добыче 0,5 и 0,5$. __
В связи с низким содержанием железа в титаномагнетитовых рудах и трудной обогатимостью оолитовых бурожелезняковых, сидеритовых и природно-легированных руд прогнозные запасы месторождений указанных промышленных типов в последнее время не оцениваются.
Средняя обеспеченность разведанными запасами горно-обогатительных комбинатов Криворожского бассейна, разрабатывающих железистые кварциты, составляет 70 лет. Близкую к указанной обеспечен ность разведанными запасами имеют горнодобывающие предприятия КМА Качканарский ГОК обеспечен разведанными запасами титаномагнетитовых руд более чем на 100 лет. Обеспеченность Бакальского рудоуправления бурыми железняками 35 лет, а сидеритовыми рудами более 100 лет. Выше нормативной обеспеченность горнодобывающих предприятий Керченского бассейна и Казахстана запасами бурых железняков,.
Значительно ниже обеспеченность горно-обогатительных комбинатов Северо-Западного района, Казахстана, Западной и Восточной Сибири и особенно Урала запасами высококачественных легкообогати- мых магнетитовых руд.
В целом железорудная промышленность СССР имеет достаточно надежную минерально-сырьевую базу. Разведанные сырьевые ресурсы полностью обеспечивают не только развитие отечественной металлургии высокими темпами, но и экспортные поставки товарных железных руд в значительном объеме. Поэтому в настоящее время в большинсті районов в предварительную разведку следует вовлекать преимущественно те объекты, которые могут быть освоены промышленностью в ближаишие 10-15 лет и которые по геолого-экономическим показателям превосходят резервные месторождения. Лишь в районах с недостс точной обеспеченностью горнодобывающих предприятий разведанными запасами объектами предварительной и детальной разведки могут быть и рядовые месторождения.
Учитывая состояние прогнозных запасов и перспективную обеспеченность действующих, строящихся и проектируемых горнорудных
предприятий, можно считать целесообразным составление браковочных кондиций для месторождений магнетитових руд Северо-Запада, Урала, Казахстана, Сибири и Дальнего Востока, а также для месторождений железистых кварцитов Северо-Западного района и Дальнего Востока.
После проведения поисково-оценочных работ на железорудных месторождениях обычно накапливается небольшой, но достаточный для предварительной геолого-экономической оценки объем информации: устанавливается промышленный тип месторождения, примерные масштаоы орудененкя, а также основные особенности минерального состава руд и их важнейшие технологические свойства. Кроме того, выясняются основные природные факторы, которые могут оказать влияние на условия ведения горно-эксплуатационных работ.
При оценке месторождений железных руд необходимо учитывать специфику этого вида минерального сырья, которая требует кооперации железорудных и топливных баз с металлургическими заводами. Последним обстоятельством обусловлено введение дифференцированных зональных оптовых цен на железорудное сырье с учетом его металлургической ценности в каждом горнорудном районе.
Действующие оптовые цены на продукцию железорудных горнообогатительных предприятии, введенные с июля 1967 г., обеспечивают рентабельную отработку подавляющего большинства месторождение. Ожидать значительного их изменения в будущем нет оснований, ? поэтому они были положены в основу расчетов браковочных кондиций. Следует иметь в виду, что точность расчетов на основании результатов поисково-оценочных работ очень невелика, ш возможные колебания цен не выйдут за пределы погрешностей этих расчетов.
Лишь для районов Дальнего Востока, где отсутствуют эксплуатируемые месторождения и нет утвержденных районных цен, были использованы расчетные цены.
При разработке порайонных требований к месторождениям важно выбрать уровень их оценки с таким расчетом, чтобы он наиболее г..лно отражал затраты на разведку и освоение месторождений. В настоящее время основной продукцией горнообогатительных предприятий іелезорудной промышленности является железорудный концентрат су- JLJH или мокрой магнитной сепарации (более 50% годового выпуска товарной руды). В будущем, с вовлечением в эксплуатацию бедных и тгуднообогатимых руд, доля этого вида продукции еще более увели- -.. гея. Поэтому оценка месторождений железных руд произведена на- мм на уровне железорудного концентрата.
Главное внимание при разработке кондиций было уделено обоснованию показателей, определяющих издержки производства и харак- :=^1зующих условия ведения эксплуатационных работ, так как от
соотношения издержек производства и оптовых цен зависят натуральные показатели кондиций.
Издержки производства (затраты на разведку, добычу и обогащение I т сырой руды) определялись для основных железорудных районов раздельно по типам руд и способам добычи. Для расчетов исполь- -зовались сводные данные по экономической эффективности геологоразведочных работ в СССР за I95I-I970 гг. Были построены графики (рис.1), показывающие зависимость себестоимости прироста I т запасов от масштаба месторождений различных типов.
При определении затрат на дойнчу ш айопярнне руды использовались сводные технико-экономические показатели работы предприятий железорудной промышленности за 1938-1970 гг. Для основных горнодобывающих предприятий были построенн гра|шш, отражающие изменение себестоимости дооычи сырой рудн при различных масштабах производства. При построении указаниях графиков для исключения влияния горнотехнических условий себестошюсть добычи на отдельных предприятиях приводилась к едииоцу у&швноцу среднеотраслевому коэффициенту вскрыши - 0,8 м3/т. В расчетах учитывалась также средняя величина разубоживаьия руды и извлечения железа в товарную продукцию на основных горно-обогатитажннх предприятиях страны. Кроме того, учитывалось различие в уровне цен на материалы и оборудование в разные периоды деятельиостн предприятий.
Как можно видеть на графике (рис.2}, себестоимость добычи руды обнаруживает тесную зависимость от нашгабов производства.
Ряс.2. Зависимость средней себестоимости добычи руды на горнодобывающих предприятиях Сибири от масштабов производства
I - шахты Западной Сибири; 2 - карьеры Восточной Сибири;
3 - карьеры Западной Сибири
Резкое снижение себестоимости добычи происходит при увеличении объемов годового производства от нескольких сотен тысяч тонн до 3- 5 млн.т сырой руды; при дальнейшем увеличении объемов производства заметного снижения себестоимости добычи не наблюдается. Такого же характера зависимость от масштабов производства обнаруживает ? себестоимость обогащения.
При определении суммарных издержек производства учитывалась средняя величина накладных расходов к сумме основных затрат.
Некоторые различия, наблюдаемые в характере изменения удель- ш затрат по отдельным видам работ (разведка, добыча, обогаще- iie) и районам их производства, сглаживаются при определении суммарных издержек производства, и в целом устанавливается описанная шла гиперболического вида зависимость изменения суммарной величини издержек производства от его масштабов.
Следует иметь в виду, что расчеты граничных параметров для раяонов Северо-Запада, Урала, Казахстана и Западной Сибири выполнены по уровню минимального промышленного содержания, которое обеспечивает бесприбыльную и безубыточную работу предприятий V"нулевая ренгаоельность"). Учитывая хорошую подтверждаемость разведанных запасов низких категорий, а также тот факт, что поис- ?ово-оценочными работами обычно выявляется незначительная часть
общих запасов месторождений, оценку на уровне минимального промышленного содержания можно считать вполне правомерной, особенно для районов о напряженным сырьевым балансом. В районах, где отмечается сравнительно высокая обеспеченность металлургических предприятий сырьем или не предполагается строительство металлургических заводов и освоение месторождений в ближайшие годы (Восточная Сибирь, Дальний Восток), кроме издержек производства учитывалась средняя величина нормативной рентабельности удельных капитальных вложений, т.е. оценка производилась по более жестким кондициям, на уровне среднего содержания.
I - Западная Сибирь; 2 - Урал; 3 - Казахская ССР: 4 - Северо- Запад; 5 - Восточная Сибирь; 6 - Дальний Восток
Рассчитанные браковочные кривые при открытом способе добычи для Северо-Западного района, Урала, Казахстана, Сибири и Дальнего Востока имеют вид асимметричных гипербол (рис.3). Месторождения, находящиеся по своим параметрам выше соответствующих кривых,можно считать потенциально рентабельными для отработки и вовлекать в предварительную разведку, а находящиеся ниже кривых - нерентабелі ными и подлежащими отбраковке.
Браковочные кривые для месторождений с подземной добычей .ЇУЄЮТ тот же характер, что и для месторождений с открытым способы разработки. Однако требования к содержанию железа в руде г.ри одной и той же величине запасов) при подземном способе раз- їйботки будут выше - в среднем на 15-20$, - чем при открытом.
В систематизированном виде основные граничные параметры железорудных месторождений, приведены в таблице.
Граничные параметры железорудных месторождений СССР на стадии поисково-оценочных работ*^ Содержание железа В руде ш при Регион Тип запасах РУДЫ месторождений 50 млн.т 100 млн.т 200 млн.т 300 млн.т
и более
Открытый способ добычи Северо- Запад Апатит-магнети- товые в карбо- натитах 38 34 28 25 Магнетитовые кварциты 31 28 23 20 Жрал Скарново-магне- титовые 27 23 20 19 Западная Сибирь То же 29 24 20 20 Восточная Сибирь Магно-магнети- товые в траппах 42 36 31 27 Дальний Восток - Скарново-маг- нетитовые — 42 36 35 Магнетитовые кварциты — 44 39 38 ?азах- ская ССР Скарново-магне- титовые 38 34 30 27 Подземный способ добычи Западная Сибирь Скарново-магне- титовые 33 27 23 22
^Оценочные параметры для месторождений Северо-Запада, Урала, Западной Сибири и Казахстана рассчитаны по уровню нулевой оентабельности, для месторождений Восточной Сибири и Дальнего востока - с учетом нормативной рентаоельности.
Анализ приведенных графиков показывает, что граничные параметры месторождений магнетитових руд и железистых кварцитов для разных районов различны. Однако на каждом из графиков можно найти точку перегиба, разделяющую крутую и пологую ветви гипербол. Очевидно, выполаживание кривых обусловлено описанным выше характером зависимости издержек производства от его масштабов: при увеличении годовой производительности предприятий более чем до 3-5 млн.т сырой руды дальнейшего резкого снижения издержек производства не происходит. Вследствие этого и требования к рудам по содержанию железа при таких объемах производства (и отвечающих им запасах с учетом нормативной обеспеченности предприятий) не могут быть снижены.
Таким образом, указанные точки перегиба кривых по каждому из районов будут отвечать оптимальному соотношению возможных издержек производства и стоимости товарной продукции в оптовых ценах.
Рассчитанные браковочные кривые могут служить для ориентировочной геолого-экономической оценки железорудных месторождений на стадии поисково-оценочных работ.
Для более обоснованной оценки и отбраковки месторождений следует сопоставлять их по возможной величине удельных и общих капиталовложений. Ориентировочную величину капиталовложений можно рассчитывать по специальным графикам, приводимым в работе "Оценка железорудных месторождений ..." [5].
Учитывая сравнительно низкую достоверность получаемых в процессе поисково-оценочных работ данных о среднем значении параметров месторождений (содержание железа в руде, запасы руды), отбраковку месторождений следует производить лишь в том случае, если даже при самой оптимистической оценке они не удовлетворяют кондициям.
Литература 1.
БИРЮКОВ B.C. Сравнительная геоного-эконэмическая характеристика промышленных типов месторождений полезных ископаемых. Железные руды. Обзор. Сер Л. Экономика мин. сырья и геол.развед. работ. М., ВИЭМС, 1970. 2.
ЕФИМОВ М.В., ФРЕЙ В.И. О показателях кондиций для подсчета запасов железных руд. - "Горный журнал"> 1970, № II. 3.
МОМДЖ Г.е., ПАСТУШл'НКО И.И. прогнозная оценка запасов железных руд. - "Сов.геология", 1963, і 12. 4.
ОПТОВЫЕ цены на руды и флюсы черной металлургии. Прейску- = г1Т № 01-07. М., Прейскурантгиз, 1966. 5.
ОЦЕНКА железорудных месторождений при поисках и разведке. JA ред. Г.С.Момджи, Б.П.Епифанова, Н.Г.Шмидта. М., "Недра", 1970. 6.
СРАВНИТЕЛЬНАЯ оценка железорудных месторождений по результатам предварительной разведки. М., Госгеолтехиздат, 1961. Авт.: В.И.Фрей, М.В.Ефимов, Л.М.Феигин, Г.К.Минина. 7.
ФЕЙГИН Л.М. О погашении затрат на вскрышные работы. - "Горный журнал", I97I, «2 4.