CC BY
11
© В.В. Гетман, 2013
В.В. Гетман
ИЗУЧЕНИЕ АНИЗОТРОПИИ МОЩНОСТИ ПЛАСТОВ В ЦЕЛЯХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СЕТИ МАРКШЕЙДЕРСКИХ ЗАМЕРОВ ДЛЯ РАСЧЕТА ДОБЫЧИ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Показано, что переход к использованию добычи по чистым угольным пачкам в качестве базы налога за его добычу, требует выполнения маркшейдерского замера по жесткой сети измерений, учитывающей анизотропию мощности пласта. Предложена методика оценки анизотропии и изложен алгоритм ее реализации. Ключевые слова: уголь, налог на добычу полезных ископаемых, маркшейдерских замер добычи, плотность сети замеров, анизотропия.
С 01.04.2011 вступил в силу Федеральный закон Российской Федерации от 28 декабря 2010 года № 425-ФЗ «О внесении изменений в главы 25 и 26 части второй Налогового кодекса Российской Федерации». В соответствии с данным Законом коренным образом изменился порядок определения размера налога на добычу угля (НДПИ). Ныне размер этого налога зависит не от стоимости добытого угля, а от его количества, при этом каждую тонну осуществленной добычи угля недропользователь оплачивает по фиксированной ставке.
Со вступлением в действие названного Закона Федеральная налоговая служба России для целей налогового учета интерпретировала понятие «добытый уголь» как объем добытого рядового угля, т. е. как горную массу. При этом следует отметить, что в соответствии с пунктом 1 статьи 337 части 2 Налогового Кодекса полезным ископаемым признается «продукция горнодобывающей промышленности и разработки карьеров ..., содержащаяся в фактически добытом (извлеченном) из недр (отходов, потерь) минеральном сырье.». Применительно к угольным месторождениям полезным ископаемым явно следует
считать уголь, находящийся в «чистых угольных пачках», а сырьем, — добытую горную массу или рядовой уголь.
Точку в продолжавшемся споре между недропользователями и налоговой службой положило письмо директора Департамента налоговой и таможенно-тарифной политики Минфина России И. В. Трунина от 19.10.2011 № 03—06—05—01/109, в котором прямо указано: «принимая во внимание сложившуюся правоприменительную практику по вопросу определения количества полезных ископаемых при добыче угля, полагаем правомерным определять количество добытого полезного ископаемого при добыче угля по чистым угольным пачкам, то есть по угольным пачкам, не засоренным внутрипластовыми породными прослоями и вмещающими породами».
Данный подход к определению количества полезного ископаемого для целей налогового учета должен самым существенным образом изменить статус маркшейдерского замера.
Как известно, объем добычи угля по чистым угольным пачкам на большинстве угледобывающих предприятий, применяющих прямой метод учета добычи, определяется исключительно по результатам производства маркшейдерских измерений горных выработок. До недавнего времени результаты маркшейдерского замера использовались лишь для решения корпоративных вопросов по определению вклада отдельных бригад, участков в общую добычу предприятия, а также для целей учета движения запасов на предприятии и подготовки форм государственной статистической отчетности 5-гр, 11-шрп.
Таким образом, в связи с принятием указанного Федерального Закона результаты маркшейдерских измерений в настоящее время приобретают новый, ранее не свойственным им правовой статус. Маркшейдерский замер подземных горных выработок становится инструментом определения налогооблагаемой базы. Этот новый статус предъявляет к замеру не только иные требования по точности его выполнения, но и по контролируемости его результатов.
Жесткий контроль результатов измерений возможен лишь в случае, если в основу методики маркшейдерского замера будет положена жесткая сеть измерений, выполняемых с оговоренной регулярностью.
Имеющиеся нормативная база производства замеров этим условиям явно не отвечает. Так «Методические указания по производству замеров горных выработок и определению (учету) объемов подземной добычи угля в зависимости от способов добычи и транспортировки» (ВНИМИ, 1989) предполагает достаточно широкий диапазон выбора интервалов между замерами. Например, для относительно выдержанных пластов они предусматривают выполнение замеров по длине лавы через 10—20 м по ее сечениям, удаленным друг от друга на расстояние от 50 до 100 м. Таким образом, для данных условий плотность сети замеров у разных исполнителей может отличаться в четыре раза!
Основным параметрами, определяющими объем добычи, являются, как известно, истинная площадь отработанного контура, кажущаяся плотность угля и вынимаемая мощность пласта.
Истинная площадь определяется по результатам высокоточных маркшейдерских измерений и отражается на планах горных работ. Фальсификацию результатов данных измерений следует рассматривать как маловероятную, так как они используются также для решения вопросов управления производством и вопросов безопасности ведения горных работ и их искажение в данной ситуации чревато серьезными последствиями.
Кажущаяся плотность (объемный вес) изменяется в относительно небольшом диапазоне значений и может рассматриваться в качестве условно постоянной величины даже для группы выемочных единиц и, во избежание фальсификаций, должна приниматься по результатам геологоразведочных работ.
Определение средней вынимаемой мощности пласта в пределах отработанной площади является элементом измерений, наиболее влияющим на точность подсчета объемов вынутого угля и при этом допускающим наибольшую возможность фальсификаций. Собственно результат определения среднего значения мощности пласта зависит от плотности используемой сети измерений. В тех случаях, когда интенсивность изменчивости мощности неизвестна, необходимо пользоваться квадратной сеткой. Однако следует отметить, что применяемая ныне методика выполнения измерений странным образом предпола-
гает существенно менее высокую степень изменчивости мощности по направлению подвигания очистного забоя, чем по длине лавы, что не имеет под собой реальной геологической основы. Идея использовать прямоугольную сеть измерения мощности замечательна, но она должна учитывать реальную анизотропию мощности пласта, установленную для конкретной выемочной единицы.
В связи с этим разработка методики оценки характера анизотропии мощности угольных пластов в контуре выемочного столба является актуальной научной задачей, не имеющей в настоящее время общепризнанного решения.
В настоящее время одним из наиболее востребованным в мировой практике подходов к горно-геометрическому моделированию является геостатистический. Исследователи в области геостатистики выявили тот факт, что структура дисперсии признака в двух ортогональных направлениях может существенно различаться, и предлагают квалифицировать это явление как анизотропию изменчивости признака, характер изменения значений которой по различным направлениям имеет эллипсовидную форму [4].
Исследованиями С.В.Шаклеина и Т.Б.Роговой [2], выполненными по данным геологоразведочных работ, установлено, что геополе мощности (равно как и зольности) в окрестностях произвольной точки обладают явно выраженной анизотропией, имеющей преимущественно одномодальный характер, то есть в подавляющем числе случаев (95 %) имеется одно направление максимальной и одно направление минимальной изменчивости. Данный факт позволяет предположить допустимость использования геометрического подхода к оценке анизотропии, сохраняя геостатистическую идею описания анизотропии при помощи эллипса анизотропии. Это особенно важно в связи с широко известными представлениями о низкой эффективности применения геостатистики к условиям угольных месторождений [3].
К числу наиболее проработанных методов геометрического подхода следует отнести предложение Ё.И. Четверикова [1], который исходит из того, что всесторонняя характеристика анизотропии может быть осуществлена при помощи построе-
ния предлагаемой им индикатрисы анизотропии — воображаемой вспомогательной эллипсовидной поверхности, выражающей изменчивость параметра по различным направлениям внутри объекта. Собственно показателем изменчивости полагается средняя величина первых разностей между значениями признака по избранному направлению радиуса-вектора.
В отличие от традиционных разностных методов, Ё. И. Четвериков предлагает использовать не данные в точках производства замеров, а данные представленной в виде системы изолиний топографической поверхности, полученной в результате геометризации признака.
Собственно методика построения индикатрисы анизотропии Ё. И. Четверикова сводится к следующему. На анализируемый фрагмент топографической поверхности (рис. 1, а) накладывается сетка параллельных линий, центр которой совпадает с положением «точки» измерения анизотропии (точкой О). Затем осуществляются ряд измерительных и вычислительных процедур, и определяется показатель изменчивости 1ср, соответствующий данной ориентации палетки.
Затем все линии палетки разворачиваются на угол ф (рис. 1, б) и вновь выполняется комплекс измерений и вычислений с определением нового значения показателя изменчивости 1ср. Разворот палетки осуществляется до тех пор, пока общий угол ее поворота не составит 180°.
Рис. 1. К оценке анизотропии по методу Л.И. Четверикова
По завершению описанных действий, осуществляется построение индикатрисы анизотропии.
Основой для построения индикатрисы является серия равновеликих направлений, формирующих сектора, угол между которыми равен ф (рис. 2). Выбрав необходимый масштаб, вдоль каждого из них от центра индикатрисы О откладывается соответствующее направлению величина показателя изменчивости.
Таким образом, для оценки анизотропии мощности в целях ее последующего применения для обоснования конфигурации сети измерений мощности в контуре отрабатываемого выемочного столба предлагается использовать методику Ё. И. Четверикова, упростив порядок оценки показателя анизотропии за счет обеспечения постоянства длин линий палетки. Полученную при этом индиктрису анизотропии предлагается аппроксимировать эллипсом.
Предлагаемая технология оценки анизотропии позволяет осуществлять ее в малоразмерном прямоугольном контуре, протяженность которого вдоль выемочного столба будет равна длине диагонали палетки АВ (рис. 3).
Рис. 2. Индикатриса анизотропии
Рис. 3. Предлагаемый порядок определения размеров палетки для оценки анизотропии мощности в контуре выемочного столба
Применительно к решаемой задаче определения параметров сети маркшейдерских замеров возникает необходимость оценки соотношения анизотропии признака по заданным ортогональным направлениям, а именно по направлению расположения подготовительных и очистной выработок. Проводя через центр эллипсов направления, параллельные направлениям подготовительных штреков и линии очистного забоя, можно определить расстояния пш и пл характеризующие степень анизотропии вдоль этих направлений. Важность данных показателей можно оценить на следующем примере. Так, из рис. 4, а следует, что скорость изменения признака вдоль направления очистного забоя почти в два раза выше, чем по направлению штреков. Отсюда следует, что для получения равноточных результатов по двум указанным направлениям измерений, сеть замеров по лаве в данном случае должна быть примерно в два раза более густой, чем по штрекам.
Рис. 4. Учет направления ведения горных работ
При взаимной ориентации эллипса и горных выработок, имеющей место в условиях рис. 4, б наблюдается равновеликая скорость изменения признака, как в направлении очистного забоя, так и в направлении штреков. Следовательно, в данном случае плотность сети замеров в обоих направлениях может быть одинаковой.
Исходя из выше изложенного, необходимо ввести относительный показатель, который и должен определять отношение интервалов между точками замеров в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Величину этого показателя, который, в связи с его зависимостью от технологических решений может быть условно назван технологическим отношением анизотропии, предлагается определять по формуле:
V = П0
Пл
где пш и пл— проходящие через центр эллипса анизотропии
расстояния между его точками, ориентированными, соответственно, вдоль подготовительных штреков и по линии очистного забоя.
Для проверки работоспособности предложенной методики оценки анизотропии были выполнены практические расчеты по шести отработанным выемочным столбам (№ 1306, № 1308, № 1729, № 1730, № 1924, № 1925) угольных шахт «Комсомолец» и «Красноярская» ОАО «СУЭК-Кузбасс».
В результате проделанной работы были выявлены основные природные закономерности в проявлении анизотропии топографических поверхностей мощности вдоль линий очистного забоя и по направлению отработки столбов для рассматриваемых выемочных единиц.
Установлено, что величина рассматриваемого соотношения не может быть определена по материалам геологоразведочных работ и, соответственно, не может быть заранее определена в проектной документации. Это соотношение может быть уверенно установлено до начала отработки выемочного столба, но после завершения проведения всех подготовительных выработок, оконтуривающих выемочный участок.
В целом предлагаемая методика позволяет однозначно определить соотношение геометрических параметров маркшейдерской сети замеров мощности пласта по направлениям вдоль подготовительных штреков и вдоль линии очистного забоя.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Четвериков Л.И. Оценка анизотропии наблюдаемой изменчивости параметров тел полезных ископаемых / Ë. И. Четвериков // Известия вузов. Горный журнал. — 1972. — № 4. — С. 36—40.
2. Шаклеин C.B. Адаптивный метод прогнозирования качества углепро-дукции / С. В. Шаклеин, Т. Б. Рогова // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 1998. — № 3. — C. 34—37.
3. Эшли К.Дж. Сравнение традиционных и геостатистических методов оценки запасов на сложных угольных месторождениях / К. Дж. Эшли, У. X. Гриффин, Дж. 3. Р. Старгал // 17 Международный симпозиум по применению ЭВМ и математических методов горном деле: Труды. — М., 1982. — Т. 2. — С. 29—32.
4. Armstrong M. Basic Linear Geostatistics / М. Armstrong. — Berlin: Springer Verlag, 1998. — 153 р. ЕШ
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ
Гетман Валерий Валериевич — заместитель технического директора по землепользованию и лицензированию ОАО «СУЭК-Кузбасс», getmanvv@suek.ru
