CC BY
22
»'.т- «¿г »«го
- 'У
Горно-геометрическое обеспе< оценки подготовленности мес к освоению по показателю
месторожден
зольности Уг
*Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ (№ 13-05-98049-р_сибирь_а) «Обоснование концепции развития минерально-сырьевой базы Кузнецкого угольного бассейна»
М.В. Писаренко, к.т.н., ведущ. научн. сотр., доц. ФГБУН Институт угля СО РАН, (Кемерово)
Современный рынок угля функционирует в условиях избыточного его предложения производителями и постоянно усиливающимися экологическими требованиями к его потребителям. Это объективно ведет к предъявлению повышенных требований к качеству минерального сырья - как совокупности свойств, определяющих степень пригодности горной продукции для использования по избранному назначению с учетом затрат на разведку, добычу, переработку и использование конечной продукции [1]. Например, для большинства тепловых станций повышенное содержание в угле серы является показателем, снижающим его качество. Однако для немногочисленных теплостанций, дополнительной товарной продукцией которых является гипс, получаемый в процессе «связывания» серы, уменьшение ее содержания фактически снижает потребительские качества угля.
Однако главные направления использования угля - это коксохимическое и энергетическое.
С учетом возрастающих экологических и экономических требований принято, что энергетический уголь экспортного качества не должен содержать более 8-12 % золы, серы - до 0,5-1,0 %, влаги - 10 % и иметь калорийность свыше 6000 ккал/кг.
Причины столь жестких требований к качеству энергетического угля объясняются тем, что каждый процент увеличения его зольности или влажности приводит на тепловых электростанциях [2-7]:
- к снижению на 0,05-0,15 % коэффициента полезного действия;
- к увеличению расхода топлива на 0,2-0,5 г на 1 кВт-ч заданной мощности;
- к увеличению на 0,07-0,13 % расхода электроэнергии на собственные нужды;
- к увеличению на 0,15-0,4 % расхода мазута;
- к дополнительным остановкам энергоблоков на ремонт до 60 ч/год;
В свою очередь потребительские свойства коксующихся углей определяются их качеством: повышение зольности на 1 % ведет к увеличению расхода известняка в доменной плавке примерно на 2,5 %, кокса - на 1,5-2,5 % в зависимости от химического состава золы, флюсовых известняков - на 1,5 %, снижая производительность доменной печи на 2,0-2,5 % [5,6].
Среди многих десятков показателей, характеризующих природные и технологические свойства углей, значение зольности, ввиду ее значительной природной изменчивости и за счет промешивания «пустых» пород в процессе добычи, может значительно изменяться в отдельных партиях и
маршрутах. Перечисленное вынуждает горные компании, в целях поддержания и повышения конкурентоспособности своей продукции, осуществлять свою деятельность в режиме управления ее качеством. Это управление [8] должно обеспечить удовлетворение установленных и предполагаемых потребностей и выдерживание максимальной степени соответствия основных характеристик требованиям потребителей. Возможность управления качеством добываемых углей закладывается на стадиях проектирования технологий их добычи и переработки и состоит в принятии оптимальных технологических и управленческих решений, направленных на получение необходимого объема продукции требуемого качества. При этом отклонения фактических показателей качества от установленных контрольных величин на рассматриваемый период должны быть минимальными.
Однако на всех стадиях освоения месторождений, начиная с предпроектных проработок, горнотехнические и технологические решения принимаются не на основе фактических данных о недрах, а на основе геологической и горно-геометрической информации, обладающей по понятным причинам тем или иным уровнем погрешностей [9]. В ходе использования этой информации ее погрешности неизбежно приводят к ошибкам технологических, инвестиционных и прочих решений.
Повышение устойчивости проектных решений, в том числе по управлению качеством угольной продукции, предопределяет необходимость оценки их реализуемости с учетом пространственного изменения погрешностей геологической информации. Ранее было показано, что теоретически такой учет может осуществляться путем выполнения проектирования и планирования развития горных работ и соответствующих технико-экономических расчетов на основе многовариантного комплекта горно-геометрических моделей [9-11], состоящего как минимум из двух групп:
- «традиционного» или «ожидаемого» комплекта, формирование которого сейчас осуществляется при геологическом изучении недр;
- «пессимистического» комплекта, формируемого уже на стадии подготовки проектной документации путем трансформирования «традиционного» комплекта с учетом степени его достоверности.
Реализацию предлагаемого подхода рассмотрим на примере реального горного объекта. Используя данные зольности, полученные в результате кернового опробования по геологоразведочным скважинам, классическими методами
геометризации построены «традиционная» и «пессимистическая» горно-геометрические модели (рис. 1). без«
Рис. 1 Схемы подготовки запасов участка: а) на основе «традиционной» горно-геометрической модели зольности; б) на основе «пессимистической» горногеометрической модели зольности
Особенность участка - в расположении локальных зон с зольностью угля свыше 30 % (красная линия на рис. 1). На «традиционной» модели эта зона имеет практически «точечное» распространение, но на «пессимистической» значительно расширяется за счет погрешности изученности зольности, значение которой определено по методу количественной оценки достоверности геологической информации угольных месторождений [12-14].Совмещение технологической схемы отработки участка с горно-геометрическими моделями позволяет оценить реализуемость проектных решений по управлению качеством угольной продукции. Согласно принятой технологической схеме отработки на рассматриваемой части участка располагаются две лавы с запасами по 1,7 млн т. Средняя пластовая зольность по лавам по «традиционной модели» составит 20,7 и 18,7 %, а по «пессимистической» модели 23,4 и 20,1% соответственно. При этом по одной из лав около 21 % запасов (340 тыс. т, что соответствует в среднем 1,5-2 месяцам добычи) может иметь пластовую зольность более 30 %. При реализации проекта освоения участка в целом данное обстоятельство, по-видимому, не будет иметь катастрофических последствий, но явно должно быть учтено при формировании краткосрочных планов предприятия по управлению качеством готовой продукции.
Однако для утверждения о достаточном объеме выполненных геологических исследований необходимо определить те допустимые значения отклонения вариантных показателей качества, в пределах которых обеспечивается реализация технологических решений по управлению качеством и иных проектных решений на разработку участка.
Очевидно допустимое отклонение показателя качества -это максимальное отклонение по вариантам в рассматриваемом периоде, которое не оказывает существенного влияния на инвестиционные показатели проекта.
Основным методом оценки инвестиционной привлекательности горнорудных проектов на сегодняшний день остается дисконтированный денежный поток ПСР [15], использующий в качестве основного показателя ЫРУ - чистую дисконтированную стоимость. Оценка устойчивости проекта выполняется, как правило, путем «раскачивания» значений исходных данных и формирования множества вариантов, для каждого из которых производится расчет экономических показателей проекта. К «раскачиваемым» параметрам обычно относят цену угля, производственные издержки, объем добычи, промышленные запасы, инвестиционные вложения и др.
Анализ проектных материалов на разработку месторождений угля показал, что наибольшее влияние на ЫРУ оказывает цена реализуемой продукции. Степень ее влияния определяется геотехнологическими и экономическими показателями проекта и поэтому может быть существенно разной. Так, для рассмотренных проектов падение цены реализуемого продукта на 1 % снижает ЫРУ на 3-50 %. Большее значение в этом диапазоне соответствует проектам, обладающим меньшей устойчивостью и больше подверженным наступлению негативных отклонений ЫРУ. Однако в среднем для реализуемых проектов на разработку угольных месторождений, обладающих достаточной устойчивостью, может быть принята на уровне около 4 %.
Согласно исследованиям, проект остается в зоне приемлемого риска, т.е. устойчив, если его потери не превышают размеры чистой прибыли [16]. Поэтому за такую величину потерь, в дальнейшем рассуждении принимаем значение 30 % от ЫРУ. Данное значение выдерживается при падении цены товарного продукта в среднем на 7-8 %. Остается выявить предельное отклонение зольности угля, при котором снижение цены не превышает указанного диапазона.
Известно, что цены на уголь по маркам и классам устанавливаются по качеству, соответствующему средним расчетным нормам по зольности и массовой доли влаги, а по коксующимся углям - также с учетом средних норм - по массовой доле серы. В случаях, когда фактическая зольность, массовая доля влаги и массовая доля серы (по коксующимся углям) не соответствуют указанным нормам, к ценам применяются скидки (надбавки) [17]. Для зольности угля величина этой скидки (надбавки) составляет 2,5 % за каждый процент превышения или ее снижения в рядовых и рассортированных углях и продуктах обогащения.
В соответствии с вышеотмеченным в таблице представлены расчеты влияния превышения зольности угля над средней расчетной нормой на изменение цены продукции и размера чистого дисконтированного дохода.
Таблица 1
Увеличение зольности, % Изменение цены конечного продукта, % Изменение чистого дисконтированного дохода ^Ч), %
2 - 5 - 20
5 - 7,5 - 30
7 - 17,5 - 70
10 - 25 - 100
Как следует из данных таблицы, увеличение зольности добываемого угля на 5 % приводит при прочих равных ус-
ловиях к снижению цены угля на 7,5 % и чистого дисконтированного потока по проекту в среднем на 30 %. Таким образом, для большинства проектов разницу значений зольности до 5%, полученных в результате построения многовариантных горно-геометрических моделей, можно принимать за максимально допустимое отклонение, которое свидетельствует о достаточности изученности показателя в границах участка недр.
Таким образом, оценка подготовленности месторождения к освоению по фактору изученности зольности угля должна обосновываться результатами специального горно-геометрического моделирования, включающего в себя построение как «традиционных», так и «пессимистических» горно-геометрических моделей зольности. Поскольку с точки зрения промышленности степень геологического изучения объекта освоения достаточна лишь в случае, если она обеспечивает достижение ожидаемых показателей его экономической эффективности, то следует признать, что объект полностью подготовлен к освоению с позиции изученности зольности, если степень несовпадения данных многовариантных моделей в контурах, намеченных проектными решениями выемочных единиц, укладывается в допустимый предел. Для большинства реализуемых горных проектов этот предел по зольности составляет около 5 % (в единицах измерения зольности).
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:_
1. Шестаков В.А. Теория проектирования разработки угольных пластов с учетом стадий переработки и направлений использования углей / Юж. - Рос. Гос. Техн. Ун-т (НПИ) - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ). - 2004 . - 380 с.
2. Карабибер C.B. Учет тенденций развития рынка угля при освоении угольных месторождений / C.B. Карабибер, Т.Б. Рогова, C.B. Шаклеин // Рациональное освоение недр. - 2014. - № 2. - C. 40-43.
3. Векслер Ф.М. Влияние изменений основных показателей непроектных углей на работу узлов и агрегатов пылеугольных тепловых электростанций / Ф.М. Векслер, Е.Р. Гов-сиевич, Р.Е. Алешинский// Электрические станции. 2003. - № 4. - C. 36-41.
4. Векслер Ф.М. Влияние основных потребительских свойств энергетических углей на основные показатели работы угольных электростанций/ Ф. М. Векслер, А. Н. Большаков, Р. Е. Алешинский, Е. Р. Говсиевич // Надежность и безопасность энергетики. 2008. - № 3.
- C. 42-49.
5. Оправочник коксохимика. В 6-и томах. Том 1. Угли для коксования. Обогащение углей. Подготовка углей к коксованию / Под общ. ред. Л. Н. Борисова, Ю. Г. Шаповала. -Харьков: Издательский Дом «ПНЖЭК», 2010. - 536 с.
6. Плискановский C. Т. Оборудование и эксплуатация доменных печей: Учебник / C. Т. Плискановский В.В. Полтавец. - Днтропетровськ: Пороги, 2004. - 495 с.
7. Нестеров В.И. Актуальные аспекты улучшения качества добываемых углей / В.И. Нестеров, А.А. Хорешок // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2004. - № 6. - C. 12-14.
8. Фрейдина Н.А. Концепция системы управления качеством добываемых углей// Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. -2014. - №1, Т.1., - C.-337-344.
9. Шаклеин О.В., Писаренко М.В. Подход к созданию систем многоуровневых горногеометрических моделей угольных месторождений. //Маркшейдерия и недропользование, № 5, 2010.
10. Шаклеин О.В., Писаренко М.В. Многоуровневые горно-геометрические модели угольных месторождений. - Маркшейдерия и недропользование, - 2011. - №4. - C.49-52.
11. Писаренко М.В., Шаклеин ОВ. Оценка подготовленности месторождений твердых полезных ископаемых к промышленному освоению. -Минеральные ресурсы России. - 2014.
- № 6. - C.42-45
12. Шаклеин C.В. Количественная оценка достоверности геологических материалов угольных месторождений - Кемерово: Кузбассвузиздат, 2005. - 243 с.
13. Рогова Т.Б., Шаклеин C.В. Методы оценки достоверности разведанных запасов участков угольных месторождений // Недропользование XXI век. - 2007.-№ 6. - C. 25-29.
14. Рогова Т.Б., Шаклеин ОВ. Направления совершенствования Российской системы достоверности запасов твердых полезных ископаемых в контексте обеспечения безопасности горных работ //Минеральныересурсы России. Экономика и управление. -2010.-№6. - C. 19-24.
15. ШкатовМ.Ю., Оергеев И.Б., Оценка экономической эффективности инвестиционных проектов в сфере разведки и разработки полезных ископаемых: развитие доходного подхода //Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. -2007.- №1. - C. 38-41.
16. Кривощеков C.В., Мельнов Д.В., Тарасов И.Л. Оценка комплекса финансовых рисков горного предприятия // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. -№ 4. - C. 114-117.
17. Прейскурант № 003-01-01 «Оптовые цены на уголь, сланцы и продукты обогащения углей и брикеты».
:=, f: ' - ■ ' & Cr
XVII МЕЖДУНАРОДНАЯ ВЫСТАВКА
Добыча, обработка и использование природного камня
ИНДУСТРИЯ
КАМНЯ
МЕЖДУНАРОДНАЯ ВЫСТАВКА
<
s <
ИНДУСТРИЯ КАМНЯ - новое название международной выставки ЭКСПОКАМЕНЬ
Москва, ВДНХ, Павильон 75 21-24 июня 2016г.
Организатор
Выставочная компания ЭКСПОДИЗАЙН РА
Причастии
CONFINDU5TRIA MARMOMACCHINE-Assomarmomacchine (ИТАЛИЯ) HUMMEL GMBH (ГЕРМАНИЯ)
Под патронатом
Торгово-промышленной палаты РФ
При поддержке
Ассоциации строителей России Российского общества инженеров строительства
Российского союза строителей Союза архитекторов России Союза дизайнеров Москвы Союза московских архитекторов
'-(V |
Тел. +7 (495) 783-06-23, +7 (499) 181-41-26 www.stonefair.ru [email protected] " v^S-/
