УДК 553.43.043:550.812.1 А.Г.Харченков,Г.М.Сластушенский ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЕДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Для практических целей рационально выделять следующие промышленные типы месторождений меди:

1} пластовые и пластообразные (стратиформные) месторождения• вкрапленных и прожилково-вкрапленных медных руд в песчаниках, конгломератах, различного состава сланцах, известняках и других осадочных породах (тип "медистых песчаников и сланцев"); 2)

месторождения прожилково-вкрапленных медных и медно-мо- либденовых руд, залегающие в верхних частях массивов гранитоидов и вмещающих последние породах (меднопорфировые штокверковые месторождения) ; 3)

линзовидные и пластообразные залежи, реже штоки, трубы, жилообразные тела колчеданных медных руд, залегающие в различных породах, преимущественно эффузивных, туфогенно-осадочных и метаморфических (медноколчеданные месторождения); 4)

жилы сульфидно-кварцевого, сульфидного и иного состава, а также тела прожилково-вкрапленных медных руд в тектонических зонах (жильные медные месторождения); 5)

штоки, гнезда, трубы, пластообразные, жилообразные и неправильной формы тела в скарнах и карбонатных породах вблизи их контактов с гранитоидами (скарновые месторождения); 6)

залежи вкрапленных ванадиево-железо-медных руд в интрузиях основных пород (месторождения типа Волковского на Урале;; 7)

пластовые залежи самородной меди с цеолитами в эффузивно- осадочных породах (месторождения типа оз.Верхнего в США); 8)

прожилково-вкрапленные медные руды в породах карбонатито- вых массивов (месторождения типа Палабора в ЮАР).

В этом перечне промышленные типы месторождений меди расположены примерно в порядке убывания их относительного значения в СССР.

Месторождения, в которых медь играет второстепенную роль, являясь попутным компонентом, большей частью имеют черты сходства с собственно медными месторождениями;таковн месторождения полиметаллических руд в осадочных породах,прожилково-вкрапленные молибденовые, колчеданно-полиметаллические, жильные и скарновые месторождения разных металлов.

Экономические показатели разведки и разработки медных месторождений определяются, в первую очередь, размерами и формами рудных тел, глубиной их залегания.

Наилучшими экономическими показателями (минимальная себестои-.-: мость добычи и обогащения I т руды, минимальные затраты на разведку I т руды) характеризуются меднопорфировые месторождения. Они отличаются крупными размерами, почти всегда разрабатываются открытым способом, причем карьеры имеют большую производительность, руды их легко обогащаются. Поэтому, несмотря на сравнительно низкое содержание меди, из руд этих месторождений получают высококачественный концентрат с низкой себестоимостью.

Экономические показатели наиболее крупных пластообразных месторождений типа медистых песчаников не уступают показателям меднопорфировых месторождений. При мощности пластов в десятки метров и запасах руда более 100 млн.т издержки производства медных концентратов оказываются такими же низкими. На менее крупных месторождениях себестоимость добычи сильно зависит от выемочной мощности рудных тел, глубины их залегания и характера распределения рудной минерализации.

Пластоооразный местооожления отрабатываются главные ооразом з.дземным способом, но благодаря высокому качеству руд, содержала l-6fo меди, их легкой обогатуадости, высокому извлечению мине- ;=лов меди в концентрат и крупным масштаоам большинства горнодо- ;^вающих предприятий, применяющих высокопроизводительные системы .азработки, это не приводит к удорожанию концентратов. Только при глубоком залегании пластов и небольшой мощности последних, измеряемой десятками сантиметров или первыми метрами, экономические показатели разведки и разработки месторождений резко снимаются, значительно возрастают потери и степень разубоживания руд.

Месторождения колчеданных руд отличаются резкими колебаниями размеров (от самых маленьких залежей до крупных и весьма крупных, даже уникальных объектов), относительно высоким качеством руд, обычно содержащих несколько полезных компонентов,и различной обогатимостыо руд - от трудной до легкой.

Скарновыс месторождения имеют весьма различные размеры и отличаются сложной формой, а также большим непостоянством состава руд и содержания меди. Соответственно в широких пределах колеблются экономические показатели разведки и разработки этих месторождений.

Жильные месторождения вследствие небольших размеров, малой мощности рудных тел, неравномерности оруденения и значительной глубины залегания поч'л всегда разрабатываются подземным способом, и разработка их не дает высокого экономического эффекта. Только при особенно мощных и протяженных жилах, отличающихся высоким содержанием металлов, а также жилах, сконцентрированных на небольшой площади, эксплуатация месторождений этого типа может оказаться экономически выгодной (месторождения иіагма и Бьютт в США и др.).

Концентрации самородной меди в эффузивно-осадочных породах встречаются сравнительно часто, но редко становятся объектом про- мышленной разработки. Однако довольно крупные месторождения UA в районе Верхнего озера являются высокорентабельными для разработки, и это дает основание придавать большое значение поискам и разведке месторождении самородной меди, тем более что существуют хорошие предпосылка их обнаружения.

йанадиево-железо-медные месторождения типа Волковского на Урале состоят из многочисленных.тел сравнительно бедных руд, комплексный характер которых улучшает экономические показатели их использования.

Месторождения меди в карбонатитах только недавно открыты и начали разрабатываться в Африке. Крупные ре.змеры и характер распределения меди в рудах сближают месторождения в карбонатитах с месторождениями меднопорфировых руд. Не получившие пока оценки проявления меди известны в нескольких карбонатитовых'массивах CCd (Арбарастах и др.).

Представляют интерес тенденции изменения относительной роли различных промышленных типов в сырьевой базе меднорудной промышленности мира. Отчетливо вырисовывается возрастающее значение меднопорфировых руд и медистых песчаников, а в Канаде также медиа колчеданных месторожд< ий.

Особенно резко в последние годы растет значение месторождений меднопорфировых руд, которые открыты на всем протяжении Тихоокеанского пояса:в Северной и Южной Америке, в Новой Гвинее, Филиппинах," а также в Иране, Пакистане, Турции и многих других районах.

Анализ геологических условий нахождения меднопорфировых и медноколчеданных месторождений показывает, что в ближайшие десятилетия их доля в общих мировых запасах меди будет увеличиваться:

В СССР относительное значение колчеданных месторождений постепенно уменьшается. За 55 лет их доля в запасах меди снизилась с 86 до 22/о, а в добыче с 91 до 27$. Существенно возросла роль месторождений медистых песчаников, медно-никелевых и медно-пор- фировых руд, открытых и освоенных за зти полвека. Скарновые и жильные месторождения меди распространены сравнительно широко, но высокорентабельные для разработки объекты встречаются редко. Таким образом, ведущими промышленными типами в ближайшие годы по-прежнему останутся месторождения медистых песчаников,меднопорфировых, медно-никелевых и медноколчеданных руд, на долю ко- rjpux приходится более ЭО/о прогнозных запасов. Второстепенное значение будут иметь скарновые и жильные месторождеьия. Поиски месторождений всех перечисленных, а в особенности первых четырех типов будут составлять основную задачу геологоразведочных работ на медь. Для оценки вьовь выявляемых месторождений целесообразно разработать оценочные кондиции, которые уже на ранних стадиях изучения послужат ориентиром для отбраковки рудопроявле.шй и выбора месторождений, заслуживающих предварительной разведки.

Оценочные кондиции для медиопбрфировых месторождений опубликованы [5]. Ниже излагаются результаты исследований, конечной целью которых являлся расчет кондиций для месторождений мьдистьи песчаников, медноколчеданных, скарновых и жильных месторождений. На основании этих исследований для названных типов месторождений был определен браковочный уровень. Месторождения, по запасам руды и содержанию меди попадающие в область, лежащую ниже этого уровня, не отвечают современным требованиям промышленности и не подлежат предварительной разведке.

Расчет базировался на следующих основных положениях.

Утвержденные государственные оптовые цены на медь в СССР (830 руб/т; значительно ниже цен капиталистического рынка (1100- 1400 долл/т), но они соответствуют состоянию и перспективам развития медной промышленности в нашей стране и обеспечивают нормативную рентабельность эксплуатируемых и намечаемых к эксплуатации медных месторождений. Повышение цен на медь в СССР до уровня цен капиталистического рынка в настоящее время нерационально, так как это может привести к вовлечению в разведку месторождений,менее рентабельных по сравнению с разведанными резервными месторождениями, не намечаемыми к освоению промышленностью в ближайшие годы. В связи с этим для экономического обоснования оценочных кондиций приняты утвержденные оптовые цены.

За уровень оценки принималась цена конечной продукции (катодная медь), так как цены на медь в концентрате и медь в добытой руде во многих случаях не обеспечивают рентабельной работы рудников и обогатительных фабрик, а с учетом цены конечной продукции производство всех звеньев в целом оказывается высокорентабельным.

Технико-экономические показатели работы горно-обогатительных предприятий медной промышленности зависят в первую очередь от их производительности. Поэтому выявление основных закономерностей в изменении себестоимости продукции можно осуществлять вероятностно-статистическими методами с подбором формулы, устанавливающей детерминированную зависимость между себестоимостью добычи или обогащения и производительностью предприятия.

Горно-геологические условия разраоотки месторождения и гео- графо-экономические условия его размещения являются факторами, заметно влияющими на технико-экономические показатели его экспл,\ тации, и их необходимо учитывать путем введения поправочных коэффициентов к полученным значениям кондиций. Основные поправочные коэффициенты, учитывающие изменение условий по сравнению с принятыми за нормативные, приведены в работах Л.И.Королева [I.J и Б.В.Поспеева [2].

Затраты на разведку месторождения также зависят от многих факторов, но прежде всего - от количества запасов руды. В меньше мере на величину издержек влияют глубина залегания, углы падения сложность конфигурации рудных тел, характер распределения содержаний меди, крепость и устойчивость пород, вид применяемого разведочного оборудования, методика разведки, географо-климатическі и другие условия. Влияние количества запасов руды на себестоимос: разведки сказывается на всех без исключения месторождениях.Оста,: ные факторы могут иметь значение только на некоторых из них. Поэтому их действие в целом можно считать случайным и устанавливав основную зависимость только между себестоимостью разведки и зале- сами руды.

Себестоимость разведки I т руды вычислялась на основании де ных об общих затратах на разведку эксплуатируемых и подготавливс мых к освоению месторождений. Исходя из линейной зависимости ЭТ1 затрат ( S млн.руб.) от разведанных запасов руды (Q млн.т), выражаемой уравнением линейной регрессии себестоимость разведки 1 т руды ( $ руб/т) будет определяться уравнением 4

Q

(2) Коэффициенты в0 И # для каждого из промышленных типов месторождении имеют характерные, несовпадающие значения.

Фактические данные о себестоимости добычи и обогащения I т руды на рудниках и обогатительных фабриках предварительно были приведены к нормализованным условиям. Для этого к определенным статьям в структуре затрат вводились поправки, снимающие влияние повышающих коэффициентов к заработной плате и амортизационным отчислениям, а также влияние удорожания материалов и энергии. 'Нормализованными условиями считаются такие условия, когда все коэффициенты к статьям затрат равны единице, месторождения обеспечены железнодорожными путями сообщения, снабжаются электроэнергией от государственной сети и имеют средние горнотехнические, инженерно- и гидрогеологические условия.

Зависимость между себестоимостью добычи I т руды ( Ss руб/т) и годовой мощностью предприятия с подземной добычей (к млн.т/год) аппроксимировалась уравнением вида

где В0,В 6Р - коэффициенты регрессии, определяемые исходя из фактических данных по рудникам.

При открытой добыче уравнение должно содержать еще один член, учитывающий коэффициент вскрыши ^ Л'м3/м1):

*аш *о+ 6зК • (4)

Избранная форма зависимостей имеет наибольший экономический смысл: функция себестоимости составлена суммой постоянных, пропорциональных и непропорциональных затрат. Для каждого вида затрат, очевидно, легко отыскать соответствующие статьи расходов в струк !'ре себестоимости.

Зависимость между себестоимостью обогащения I т руды и годовой производительностью фабрики аппроксимировалась в аналогичной форме. Подбор коэффициентов в формулы производился по методу наименьших квадратов, для чего минимизировалась функция

' С5)

Полученные зависимости, связывающие стоимостные показатели работ, осуществляемых на месторождении, с их масштабными показателями, являются необходимым, но недостаточным материалом для расчета браковочного уровня кондиции. Необходимо учесть еще то, что и себестоимость добычи (5?), и себестоимость обогащения ( Sj ) исчисляются для I т руды, добытой из недр, а кондиции должны относиться к руде, разведанной в недрах. Поэтому в формулы себестоимости добычи и обогащения I т руды ($гэ ) следует ввести коэффициенты потерь (/0 й разубоживания (г):

(б)

Затраты горно-обогатительных предприятий и расходы на разведку, отнесенные кіт руды, в совокупности составляют издержки производства концентратов из I т руды ( Доля товарного металла, получаемого из количества этого металла, первоначально содержавшегося в руде, учитывается коэффициентом сквозного извлечения (Xі). В качестве цены конечной товарной продукции ( z )

принята существующая оптовая цена на рафинированную медь марок МО, ill, равная 830 руб/т. Себестоимость получения рафинированной меди из концентратов ( ss ). примерно постоянна на всех металлургических заводах и близка к ПО руб/т.

Исходя из этих данных, путем преобразования формулы, выражающей равенство затрат на получение товарной продукции и ее стоимостью по оптовым ценам:

z с к _ ss с к 700 ~ s4 * 700 (?)

были определены минимальные средние по месторождению содержания меди ( с %):

• <«

В полученных формулах кондиций (II) - (18) для медноколче- данных, скарновых, жильных месторождений и месторождений типа медистых песчаников, рассчитанных отдельно для подземного и открытого способов разработки, фигурирует производительность горно- обогатительного предприятия. Ее величина непосредственно зависит от масштаба месторождения, а следовательно, и от сроков деятельности рудника. В настоящее время при производительности рудника 50-100 тыс.т руды в год рекомендуется принимать срок его деятельности равным 10-12 годам, при I0U-20U тыс.т/год 12-15 годам, при 200-500 тыс.т/год 15-20 годам, при 0,5 - I млн.т/год 20-25 годам, при 1-2 млн.т/год 25-30 годам и более. Для карьеров при производительности 1-2 млн.т/год cpo,t функционирования определяется в . 20-25 лет, при 5-Ю млн.т/год - в 30-40 лет.

Исходя из рекомендуемых сроков деятельности добывающих предприятий и учитывая потери и разубоживанме руды, зависимость производительности предприятия (А млн.т/год) от запасов руды месторождения ( Q млн.т) можно выразить уравнениями

А = \/о,21 + 0,083 1 ~ Р- 0,46; (9)

I - г

А = \ЛГ70,333 i-^- Q - 2,0, (10)

I - Г

где уравнение (9) отвечает подземному способу добычи, а уравнение (10) - открытому.

Подставляя данные этих уравнений в зависимости (II) - (18), можно выразить минимальные средние по месторождению содержания

леди как функцию только запасов руды, т.е. определить кондиции только через геологические параметры месторождений. Это существенно облегчает процедуру оценки и дает возможность избежать трудоемких технико-экономических расчетов, применяя готовые данные, приводимые в таблице.