Обоснование объемов горно-капитальных работ на карьерах, разрабатывающих малые месторождения Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 622.014.2:652.012.2

ОБОСНОВАНИЕ ОБЪЕМОВ ГОРНО-КАПИТАЛЬНЫХ РАБОТ НА КАРЬЕРАХ, РАЗРАБАТЫВАЮЩИХ МАЛЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

1 9

© Ю.Г. Рославцева1, В.П. Федорко2

Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Изложен материал по определению оптимального объема горно-капитальных работ на момент пуска малого месторождения в эксплуатацию. Предложена новая методика обоснования рационального объема горно-капитальных работ по вскрышным породам на малых месторождениях на основе динамического программирования.

Ил. 2. Табл. 3. Библиогр. 7 назв.

Ключевые слова: малые месторождения; объемы горно-капитальных работ; коэффициент вскрыши; методика.

JUSTIFICATION OF CAPITAL MINING OPERATION AMOUNT IN THE OPEN PITS DEVELOPING SMALL FIELDS Yu.G. Roslavtseva, V.P. Fedorko

Irkutsk State Technical University 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.

The paper presents information on determining the optimum amount of capital mining operations when bringing a small deposit into production. Based on dynamic programming it proposes a new justification procedure for rational amount of capital mining operations on overburden at small fields. 2 figures. 3 tables. 7 sources.

Key words: small fields; amount of capital mining operations; stripping ratio; procedure.

Горно-подготовительные работы согласно Инструкции по планированию, учету и калькулированию себестоимости добычи и обогащения угля (сланца) [1] делятся на:

- капитальные - работы по вскрытию месторождения или его части, устройству горнотехнических сооружений, обеспечивающих ввод в эксплуатацию первого пускового комплекса, а также проходке траншей, капитальных съездов, устройству транспортных путей, тоннелей, подъемных сооружений, дренажных выработок, первичный объем вскрышных работ по вскрытию месторождения (горно-капитальная вскрыша);

- эксплуатационные - выработки, имеющие целью подготовить к очистной выемке отдельные блоки горизонта (подэтажные штреки, орты, гезенки, восстающие и т.п.), а также работы по разносу и погашению бортов карьера, проходке разрезных траншей, съездов временного характера, водоотливных канав и другие работы по выполнению текущей вскрыши и подготовке к добычным работам.

Горно-капитальные работы финансируются за счет капитальных вложений, выделяемых на освоение месторождения полезных ископаемых и капитальное строительство; эти расходы переносятся на себестоимость добытого полезного ископаемого посредством амортизационных отчислений. Эксплуатационные

горно-подготовительные работы финансируются за счет основной деятельности, и эти затраты переносятся на себестоимость добытого полезного ископаемого в том отчетном периоде, когда они были фактически осуществлены.

Так как капитальные средства чаще всего - заемные средства, то предприятие стремится как можно скорее начать получать прибыль, чтобы вносить плату за производственные фонды, выплачивать проценты за банковские кредиты и накапливать основные средства предприятия. Вследствие чего предприятие старается выполнить установленный по нормам проектирования объем подготовленных к выемке запасов полезного ископаемого и минимизировать объемы горно-подготовительных работ по вскрыше [2-4] (объем выполнения которых в нормах не указан). Эти нормативы составляют:

1. Для угольных и сланцевых разрезов:

- при круглогодовом режиме работы на вскрыше при транспортной системе разработки объем подготовленных к выемке запасов полезного ископаемого должен быть равен двухмесячной производительности разреза в год эксплуатации;

- при круглогодовом режиме работы на вскрыше при бестранспортной и транспортно-отвальной системах разработки - 15-суточной производительности разреза в первый год эксплуатации;

1Рославцева Юлия Геннадьевна, магистр, учебный мастер кафедры разработки месторождений полезных ископаемых Института недропользования, тел.: (3952) 405104, 89648221460, е-mail: Roslavtseva@mail.ru

Roslavtseva Yuliya, holder of Master's degree, training master of the Department of Exploitation of Natural Resources Deposits, Institute of Exploration of Mineral Resources, 89648221460, 405104, e-mail: Roslavtseva@mail.ru

2Федорко Владимир Павлович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой разработки месторождений полезных ископаемых Института недропользования, тел.: (3952) 405104, 89086619350, е-mail: go_gor@istu.edu Fedorko Vladimir, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Exploitation of Natural Resources Deposits, Institute of Exploration of Mineral Resources, 89086619350, 405104, e-mail: go_gor@istu.edu

- при сезонном режиме работы на вскрыше готовые к выемке запасы должны обеспечивать работу разреза в период остановки вскрышных работ.

2. Для горнорудных предприятий цветной металлургии, разрабатывающих месторождения открытым способом, -1,5-0,5 мес.

3. Для предприятий цветной металлургии по разработке россыпных месторождений:

- талые россыпи малой (до 5 м) и средней (5-15 м) глубины залегания - 2-3 мес.;

- мерзлые россыпи - на 1 сезон.

4. Для предприятий нерудных строительных материалов:

- при круглогодовом режиме работы не менее 3-х месяцев производительности разреза в год эксплуатации;

- при сезонном режиме работы не менее 2-х месяцев производительности разреза в год эксплуатации.

Размеры малого предприятия сами по себе диктуют собственникам целесообразность проектирования минимальных объемов горно-подготовительных работ и скорейший ввод в эксплуатацию месторождения, что согласуется с принципом проектирования -минимизации затрат.

Для крупных месторождений многими исследователями доказано, что текущие затраты являются более значимым фактором, чем капитальные затраты на строительство карьера: выгоднее увеличить удельные капитальные затраты, чем допустить рост себестоимости в период эксплуатации [5, 6].

Профессор А.И. Арсентьев [5], излагая результаты своих основных идей и методов определения производительности и границ карьеров, при установлении режима горных работ указывает на необходимость выбора объемов горно-капитальных работ в качестве исходной точки в зоне регулируемого режима работ и, проведя исследования, доказывает, что объемы горно-капитальных работ имеют существенное влияние на эксплуатационный коэффициент вскрыши. Так, при увеличении объема ГКР снижается эксплуатационный коэффициент вскрыши и улучшается коэффициент неравномерности вскрышных работ.

В.В. Истомин [6] считает, что определять объем горно-капитальных работ нужно с учетом банковской ставки, сроков кредитования и ставки дисконтирования, а, проведя многочисленные исследования, пришел к выводам, что «лучше увеличить удельные капитальные затраты на 1 руб./т, чем допускать увеличение затрат на поддержание мощностей карьера на 0,1 руб./т».

Несмотря на проведенные исследования и полученные результаты, при проектировании месторождений объемы горно-капитальных работ определяются по нормам проектирования, т.е. выполняют регламентированный объем подготовленных к выемке запасов с минимальными объемами вскрышных работ.

В условиях увеличения темпа роста сектора экономики «малое горное предприятие» возникающая необходимость обоснования объемов горностроительных работ, не только исходя из готовых к выемке запасов, но и с учетом работ по вскрышным породам на период сдачи малого месторождения в эксплуатацию, является актуальной задачей исследования.

В условиях золоторудного месторождения «Бол. Чанчик» было проведено исследование влияния объемов горно-строительных работ на чистый дисконтированный доход предприятия. Для рассматриваемого месторождения был проведен горно-геометрический анализ крутопадающего по методу проф. А.И. Арсентьева [7]. В зоне регулирования режима графика У=^Р) выбран вариант горных работ, обеспечивающий работу предприятия с постоянными текущими коэффициентами вскрыши - в два периода. Первый период продолжительностью 9 лет, второй - 1 год (рис.1). При заданной производительности карьера в 350 тыс.т руды был определен срок эксплуатации месторождения (при общем объеме 3145 тыс.т, срок отработки -10 лет).

Далее были назначены варианты горностроительных объемов работ, рассчитаны коэффициенты вскрыши: первоначальный, текущие по периодам отработки. Результаты расчетов сведены в табл. 1.

800000 1000000 1200000 НлкоплааыП обьсм полетного ископаемого. гыс куб м

Рис. 1. График накопленных объемов (У=ЦР)): - ф= 0 градус.;-- ф= 34 градус.;

- выбранный режим горных работ

Таблица 1

Результаты расчетов объемов горно-строительных работ_

Номер варианта Объемы горно-строительных работ Первоначальный коэффициент вскрыши Кпер Текущий коэффициент вскрыши первого периода Кв1 Текущий коэффициент вскрыши второго периода Кв2

попутной добычи Уп.д., тыс. т вскрышных работ Увск, тыс. м3

1 0 744,40 0,2367 4,29 0,80

2 0 216,76 0,0689 4,49 0,80

3 18,4 216,76 0,0693 4,5202 0,80

4 0 139,16 0,0442 4,5181 0,80

5 18,4 139,16 0,0445 4,55 0,80

6 18,4 355,92 0,1138 4,47 0,80

7 0 1861,00 0,5917 3,86 0,80

8 0 541,90 0,1723 4,37 0,80

9 46 541,90 0,1749 4,4427 0,80

10 0 347,90 0,1106 4,4388 0,80

11 46 347,90 0,1123 4,52 0,80

12 46 889,80 0,2871 4,31 0,80

Первоначальный коэффициент определяется по формуле

V

п0 =

Р Р Л

* пром 1 п.д.

3 3

вскрыши, м /м , Как видно из графика на рис.2, установлена прямо

пропорциональная зависимость первоначального коэффициента вскрыши от чистого дисконтированного дохода предприятия, что подтверждает выводы, установленные ранее для крупных месторождений - для более экономически эффективной работы предприятия в будущем необходимо увеличивать капитальные затраты на выполнение объемов горно-строительных работ.

Одним из недостатков обоснования рациональных объемов горно-строительных работ по экономическим критериям является трудоемкая подготовка исходных данных (сбор и анализ цен и себестоимости, учет их изменения во времени, налоговые ставки, коэффициенты инфляции и т.д.).

Для небольших месторождений с их характерными особенностями (низким содержанием полезных компонентов, труднообогатимым составом руд, более сложными горнотехническими условиями залегания), когда в процессе эксплуатации возникает проблема пересмотра принятого решения, существует необходимость привлечения критерия, который позволит быстро и оптимально выбрать нужный вариант.

Все исследования по определению оптимального варианта распределения объемов вскрышных и добычных работ решаются по технологическим показателям и направлены на стабилизацию экономических показателей. Из формулы определения затрат [5] видно, что общая их сумма прямо пропорциональна

Таблица 2

Значения экономических показателей для выбранных вариантов объемов горно-строительных работ

где V - объем вскрышных пород, извлекаемый за период строительства карьера, тыс.м3; Рпром - промышленные запасы полезного ископаемого, тыс.м ; -объем полезного ископаемого, извлеченного в период горно-капитальных работ, тыс.м3.

Далее каждый вариант установленного режима горных работ просчитан в программном продукте «Инвестиционный анализ», который позволяет определить такие экономические критерии, как простой срок окупаемости проекта, дисконтированный срок окупаемости проекта, внутренняя норма доходности проекта, чистый денежный поток, чистый дисконтированный доход, индекс доходности. Одним из условий выполненного расчета была постоянная для всех вариантов сумма денежных средств, необходимая на строительство карьера. Для этого в программе был заложен инвестиционный кредит в размере 530 млн руб. под 14% годовых. Сумму кредита определили затраты на приобретение нового оборудования, проведение горно-строительных работ, затраты на материалы, создание инфраструктуры предприятия, заработная плата работникам. Результаты выполненного расчета представлены в табл. 2 и на рис. 2.

Показатели Варианты

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Простой срок окупаемости проекта, лет 22,5 20,7 19,6 20,5 19,3 20,1 26,0 21,8 19,0 21,2 18,5 20,2

Дисконтированный срок окупаемости проекта, лет 23,9 22,0 20,7 21,7 20,3 21,2 28,9 23,2 20,0 22,5 19,4 21,4

Внутренняя норма доходности проекта, % 95 115 136 119 142 127 72 101 151 109 163 127

Чистый денежный поток, млн руб. 4023,6 3595,6 3504,3 3536,5 3439,6 3608,9 4957,6 3849,7 3635,6 3706,4 3446,2 3911,

Чистый дисконтированный доход, млн руб. 2022,6 1880,8 1898,7 1862,0 1877,0 1931,8 2336,0 1963,2 2015,1 1918,4 1940,2 2105,2

Индекс доходности 4,82 4,55 4,58 4,51 4,54 4,64 5,41 4,70 4,80 4,62 4,66 4,97

Рис. 2. График зависимости чистого дисконтированного дохода от первоначального коэффициента вскрыши

текущему коэффициенту вскрыши:

э( = А,I ад + Ъ

I ,=1(1+Е)

12 1 Т 2-7 + ■■■(п0 + "г) 2

,=1(1 + Е)

(по +п1)2 1

1 1

, =1(1+Е)

л

- + (по + п2)

,=т+1(1+Е)

где А{ - годовая производительность карьера по руде, млн т; ад - себестоимость 1 т полезного ископаемого без учета затрат на вскрышные работы, р.; Т- продолжительность эксплуатации месторождения, годы; Ь - затраты на вскрышные работы, р.; п0 - первоначальный коэффициент вскрышных работ, м3/м3; п1-коэффициент вскрышных работ соответственно на 1-ом. ,.1-ом году работы предприятия, м3/м3.

Для месторождения Бол.Чанчик (горнотехнические условия которого изложены выше) был выполнен расчет суммы текущих коэффициентов вскрыши (табл. 3).

Как видно из табл. 3, ведение работ по седьмому варианту обеспечивает минимальную сумму текущих коэффициентов вскрыши. Результаты расчетов полностью совпадают с расчетами, выполненными по экономическим критериям.

Предлагаемая методика позволяет сократить время выбора оптимального варианта распределения объемов вскрышных и добычных работ и получить результат без проведения сложных экономических расчетов. Далее наиболее выгодные варианты, определенные по предложенному критерию, можно просчитать по экономическим показателям.

Расчет суммы текущих коэффициентов вскрыши

Таблица 3

Варианты 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Сумма текущих коэффициентов 77,0 80,3 80,8 80,7 81,3 80,0 70,0 78,3 79,5 79,4 80,8 77,4

вскрыши

/

Поэтому для выбора оптимального варианта распределения объемов вскрышных и добычных работ предлагается использовать технологический критерий, прямо пропорциональный эксплуатационным затратам, - сумму текущих коэффициентов вскрыши, определяемую по формуле:

2КвИ = По + Кв1 • ^ + Кв2 • + ■■■+ Кш ,

где Кв1, Кв2, ...Кв1 - коэффициенты вскрыши 1-го, 2-го, .../-го этапов; 1 12, ...^ - продолжительность этапов, лет.

Анализ проведенных исследований позволяет сделать вывод, что в пределах одной фиксированной суммы заемных средств увеличение объемов горностроительных работ в период сдачи малого месторождения в эксплуатацию позволит в дальнейшем снизить эксплуатационные затраты и повысить экономический эффект. Критерием оценки рационального объема горно-строительных работ должен быть минимум суммы текущих годовых (поэтапных) коэффициентов вскрыши с учетом первоначального.

1. Инструкция по планированию, учету и калькулированию себестоимости добычи и обогащения угля (сланца); Инструкция министерства топлива и энергетики РФ от 25 декабря 1996 г.

2. ВНТП 35-86 Нормы технологического проектирования горнорудных предприятий цветной металлургии с открытым способом разработки.

3. ОНТП 18-85 Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий нерудных строительных материалов.

4. ВНТП 2-86 Нормы технологического проектирования угольных и сланцевых разрезов.

ский список

5. Арсентьев А.И. Технико-экономические особенности поэтапной отработки карьерных полей. Развитие теории открытых горных работ. М.: МГИ, 1991. 321с.

6. Истомин В.В. Исследование развития горных работ на рудных карьерах: автореф. дис. ... док. техн. наук. М. МГИ, 1991. 33 с.

7. Рославцева Ю.Г., Федорко В.П. Горно-геометрический анализ карьерных полей для пологих, горизонтальных залежей при транспортной или комбинированной системах разработки // Горный журнал. Известия вузов. 2010. №5. С.27-32.