Метод оптимизации системы: разведка разработка охрана окружающей среды Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ «НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 97»

МОСКВА, МГГУ, 3.02.97 - 7.02.97 СЕМИНАР 6 «ПРОБЛЕМЫ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ И НЕРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ»

В.А. Шестаков

Новочеркасский государственный технический университет

МЕТОП ОПТИМИЗАЦИИ СИСТЕМЫ: РАЗВЕДКА -РАЗРАБОТКА - ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ С РЕПЫ

Оптимальное природопользование при разработке месторождений может быть обеспечено только на основе системного подхода — детального анализа всей системы геологоразведочных и горных работ с учетом их влияния на окружающую среду. Для этого все вопросы разведки запасов полезных ископаемых, в том числе обоснование необходимого уровня достоверности геологоразведочных данных (категории запасов) и др., разработки месторождений (включая обоснование масштабов горных работ, способов и систем разработки, уровня полноты и комплексности использования недр и др.) и охраны окружающей среды должны решаться во взаимосвязи и взаимозависимости на основе системного подхода с учетом сто-хастичности данных по запасам и других технико-экономических показателей и требований современной экономики.

К сожалению, до настоящего времени такой подход затруднен из-за различия ведомственных интересов геологической и горнодобывающих отраслей, когда каждое ведомство и каждое предприятие разведает и эксплуатирует только "свое" полезное ископаемое. Недостаточно достоверная и некомплексная разведанность запасов во многом определяет низкую интенсивность горных работ, большие потери и разубожива-ние, огромный перерасход капитальных и эксплуатационных затрат на добычу и переработку. В разведке и эксплуатации находится неоправданно большое число месторождений, и, соответственно, нарушается такое же число природных объектов, из-за

чего катастрофически растет ущерб окружающей среде.

Вследствие недостаточной разведанности запасов полезных ископаемых их разработка значительно удорожается. Существовавшие до сих пор низкие требования к достоверности утверждаемых в ГКЗ запасов в ряде случаев приводили к огромным перерасходам. Так, по ряду месторождений цветных, редких и благородных металлов из-за того, что величина запасов подтвердилась только на 66,5%, а содержание металлов в них на 74%, производственные мощности предприятий по конечному продукту освоены менее чем наполовину, а затраты на добычу и переработку увеличены по сравнению с проектными более чем вдвое. На большинстве построенных угольных шахт из-за неподтверждения величины запасов проектные мощности шахт освоены на 7080% при увеличении себестоимости добычи в 1,5 раза, Увеличение до определенного предела затрат на разведку может повысить достоверность данных по запасам, благодаря чему могут быть существенно снижены затраты на добычу и переработку, а также уменьшен ущерб окружающей среде от геологоразведочных и горных работ. Следует иметь ввиду, что на разных месторождениях увеличение затрат на разведку должно быть разным и вместе с тем оптимальным для того или иного вида сырья или типа месторождения.

Оптимальная категоричность разведанности запасов и качества полезных ископаемых может быть установлена на основе

оптимизации всей системы работ по разведке запасов, их разработке и охране окружающей среды. В качестве критерия оптимальности может быть принята величина прибыли (ее максимум) или убытков (их минимум) за какой-то расчетный срок (время отработки блока, участка или всего месторождения), в качестве чего может служить общая ценность за вычетом затрат на разведку запасов, проектирование и строительство рудника, разработке месторождения и переработку сырья с учетом ущерба окружающей среде от геологоразведочных и горных работ. При этом прибыль должна определяться с учетом возможного изменения производственной мощности рудника при разных вариантах уровня разведанности запасов. Поскольку возможны разные сроки разведки запасов, строительства рудника и разработки месторождения, сравнение вари антов следует осуществлять с учетом фактора времени. Экономико-математическая модель прибыли в этом случае должна учитывать разный уровень подтверждения запасов и их качества, а также не только сроки, но и коэффициент дисконтирования затрат и прибыли во времени. Критерий сравнительной оценки вариантов разведки-разработки с учетом ущерба окружающей среде может иметь примерно следующий вид (руб)

'¿пгг, = '^А,м„{ц„м.х-с„у- 1

-1 (' + £.)

1=1С 1*1"

1=\ 1=\

где Уд Прг, — сумма прибыли за вычетом <=1

затрат на проектирование и строительство горного предприятия, а также ущерба окружающей среде, руб;

А( — производственная мощность горного предприятия в /-Й год;

Маз и Мос — коэффициенты подтверждения величины запасов и содержания в них полезных компонентов, доли ед.;

Цд, и Са1 — извлекаемая ценность добываемого полезного ископаемого и затраты на его добычу и переработку, руб/т;

1р и /с — расчетное время сравнения вариантов и время проектирования и строительства горного предприятия, лет;

1ос — время отрицательного воздействия геологоразведочных и горных работ на окружающую среду, лет;

Сс1 — затраты на проектирование и строительство горного предприятия в /-Й год;

Уоа — ущерб окружающей среде от геологоразведочных и горных работ в /-Й год, руб/год;

Ен — процентная ставка на кредит, доли ед.

Может быть использовано также

удельное значение (руб/т) этого критерия

,ж,р //=/„

2Х,,/Хд

/=1 / <=1

На основе определения максимума данного критерия может быть решен целый ряд важнейших задач. Например, таких как реструктуризация той или иной отрасти с учетом охраны окружающей среды, оптимизация основных параметров горных предприятий, оптимизация уровня разведанности запасов полезных ископаемых и многие другие.

Решение этих задач без учета ущерба окружающей среде отражает только интересы горных предприятий и горнодобывающих отраслей и далеко не соответствует оптимуму с позиций интересов государства и народного хозяйства в целом. Укрупненные расчеты по предлагаемой методике показы-

вают, что при увеличении затрат на разведку рудных месторождений в 2-3 раза, а угольных в 1,8-2 раза можно довести запасы до категории А+В, что позволит на стадии разработки получить экономию в 2-3 раза большую, чем увеличение затрат на разведку. Это выгодно даже без учета ущерба окружающей среде. Если учесть ущерб окружающей среде, то оказывается, что целесообразно разведывать все запасы до категории А с ошибкой не более 5-10%. Аналогично можно решить задачу о закрытии той или иной нерентабельной шахты. С позиции интересов, например, угольной компании "Росуголь", экономически выгодно закрыть все нерентабельные шахты, частично восполнив уменьшение добычи за счет строительства новых, в основном небольших шахт. Если их строительство окупается за счет уменьшения дотации закрываемым шахтам. Однако при этом не учитывается целый ряд ущербов. В том числе окружающей среде на новой шахте, а также ущерб от потерь подготовленных запасов и производственных фондов на закрываемой нерентабельной шахте. Не считая социальных ущербов.

Допустим, что себестоимость добычи на новой шахте (взамен закрывающейся) равна 0)/2, — затраты на действующей

шахте. Допустим, что на старой и новой шахтах ущерб окружающей среде также равен О)/2. Поскольку на старой шахте окружающая среда уже нарушена, то ее дальнейшая эксплуатация не будет приносить дополнительного ущерба, тогда как на новом месторождении ущерб будет. Тогда суммарные затраты на старой (нерентабельной) и новой (высокорентабельной) шахтах будут равны. Но новую шахту еще надо построить, затратив время и огромные капитальные средств, а на старой шахте будут брошены (потеряны) вскрытые и подчас уже подготовленные запасы, а также основные производственные

фонды. При одинаковом качестве угля условие экономической целесообразности ликвидации нерентабельной шахты будет иметь вид

где Сдс и Са — затраты на добычу и переработку на старой и новой шахтах, руб/т;

Упс и У ос — ущерб от потерь угля на старой шахте и ущерб окружающей среде на новой шахте, руб/т;

Qкн — капитальные затраты на проектирование и строительство новой шахты, руб;

Ан — производственная мощность новой шахты, т/год;

Ен — процентная ставка на капитал, доли ед.;

Упф — ущерб от потерь производственных фондов закрываемой шахты, руб/т.

Если учесть, что ущерб окружающей среде от геологоразведочных и горных работ может достигать уровня затрат на добычу, а удельная составляющая затрат на строительство новой шахты примерно в 2-3 раза больше этого уровня, то становится ясно, что даже без учета социальных последствий на ликвидируемой шахте с недоработанными запасами вполне допустимы эксплуатационными затратами на ней могут быть затраты в несколько раз больше, чем эксплуатационные затраты на новой шахте. Поэтому следовало бы реструктуризацию угольной отрасли осуществлять не с позиции отраслевых интересов, а на основе более детальных и дифференцированных оценок всех затрат и ущербов, а также социальных последствий по каждой шахте в отдельности. Тогда станет совершенно ясно, что закрывать нерентабельные шахты в таком большом количестве и в такой короткий

Сд + У ос + ЕнОкн / Ан + У „с + Упф - Сдс,

срок, как планирует "Росуголь", весьма разорительно для государства и народа. Особенно если заменять добычу ценных углей на закрываемых шахтах на угли более низкого качества на новых шахтах и разрезах.

Поскольку качество угля и, соответственно, его ценность на ликвидируемой шахте и на новой могут быть по разным, сравнение их эффективности только но затратам и ущербам является совершенно недостаточным. В таких случаях необходимо сравнение осуществлять по прибыли с учетом всех ущербов. Ущерб от преждевременной ликвидации нерентабельной шахты и строительства взамен ее новой шахты определится по формуле(руб)

у. - 2 - с.„)- ' X

0 + £.)

-Е4А, /

1-І 1=1 Г-1 /

/*=/„ !-/„

/ /=1 (-1

где („ — расчетный срок до закрытия нерентабельной шахты, лет.

Принимая последовательно расчетный срок от I года до года, когда ущерб от закрытия нерентабельной шахты будет равен нулю, можно определить оптимальный период времени, после которого закрытие той или иной шахты будет экономически целесообразным с позиций интересов народного хозяйства. Оптимальная с позиций интересов государства (народного хозяйства) реструктуризация горнодобывающих отраслей и регионов, установление оптимального уровня разведанности запасов, обоснование оптимальной производственной мощности и решение других важнейших задач оптимизации природопользования позволит резко сократить число разведуе-мых и эксплуатируемых месторождений и в несколько раз сократить ущерб окружающей среде от разведочных и горных работ при существенном повышении эффективности работы горных предприятий.

©В.А. Шестаков