CC BY
27
правлены на прогноз изменения проявлений сейсмичности в криоли-тозоне, а, следовательно и на возможность смягчения их последствий.
---------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Джурик В.И., Дреннов А.Ф. Влияние глубинных и приповерхностных неоднородностей на динамику сейсмических сигналов // Геология и геофизика. -1991. - №10. - С. 115 - 122.
2. Джурик В.И., Серебренников С.П. Геолого-геофизическая оценка влияния природно-техногенных факторов на проявление сейсмичности в криолитозоне //Геофизический журнал. Geophysical journal. Киев: Институт геофизики НАН Украины. 2004, Том 26 № 2. С. 101-111.
3. Джурик В.И., Дреннов А.Ф., Басов А.Д. Прогноз сейсмических воздействий в условиях криолитозоны. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. - 272 с.
4. Комплект карт общего сейсмического районирования территории Российской федерации. М:1:8 000000 М., Министерство науки и технологий Российской федерации, Объединенный институт Физики земли им. О.Ю. Шмидта, 1999. - 57 с.
5. Дреннов А.Ф. Статистические характеристики волновых полей землетрясений // Геология и геофизизика. - 1987. - №9 - С. 99 - 109.
6. Дреннов А. Ф., Джурик В.И. Оценка резонансных частот и скоростных характеристик слоя мерзлых отложений // Геология и геофизика. Новосибирск: Из-во СО РАН Филиал «ГЕО». Том 46, 2005. C. 218-223.
7. Джурик В.И., Серебренников С.П., Дренов А.Ф. Динамика сейсмического риска при температурных изменениях в криолитозоне. Криосфера Земли.№4. Т.Ш. 2003. С. 37-40.
8. Джурик В.И., Дренов А.Ф., Серебренников С.П. Основы единой методики районирования техногенной и сейсмической опасности в пределах криолитозоны. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. №5,2005, С. 8-10.
— Коротко об авторах ---------------------------------------------
Джурик В.И. - доктор геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией, Институт Земной Коры СО РАН,
Серебренников С.П. - кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, Институт Земной Коры СО РАН,
Дреннов А. Ф. - кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, Институт Земной Коры СО РАН,
Усынин Л.А. - аспирант, Институт Земной Коры СО РАН.
---------------------------- © В.С. Квагинидзе, Н.Л. Серебренникова,
2007
УДК 551.24:550.34(571.56)
В.С. Квагинидзе, Н.Л. Серебренникова СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УЧЕТА ЗАПАСОВ
ПРИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ МОЩНЫХ И СВЕРХМОЩНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ В СОВРЕМЕННЫХ ЭКОНОМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Угледобыча в северных районах Российской Федерации развивается со стремительной скоростью с преобладанием открытого способа разработки месторождений.
В Республике Саха (Якутия) работает одно из крупных угледобывающих предприятий Российской Федерации ОАО ХК «Якутуголь», который разрабатывает Нерюнгринское каменноугольное месторождение с сверхмощным угольным пластом «Мощный». Пласт «Мощный» начал отрабатываться с 1964 года малым разрезом, ас 1979 года большим Нерюнгринским угольным разрезом (НУР). В 1973 году запасы по чистому углю утверждены в ГКЗ СССР по категориям А+В+С1 450201 тысяч тонн.
Сверхмощный угольный пласт «Мощный» разрабатывается горизонтальными уступами, мощность которого на разрезе «Не-рюнгринский» изменяется от 5 до 10 м, что связано с усреднением и шихтовкой угля при поставке его на обогатительную фабрику, а также и другим потребителям. Мощность угольного пласта изменяется от 1,5 до 110 метров, в отдельных случаях до 140 м и геологический блок находится в отработке несколько лет. Пласт имеет не четко выраженную границу между окисленными не коксующимися и коксующимися углями, вынимается тремя, четырьмя и более горизонтальными слоями (уступами), заходками 21 или 42 метра, с погрузкой на автомобильный транспорт.
В условиях сочетания государственного регулирования недропользования с элементами рыночной экономики методы первично -го учета движения запасов, потерь и разубоживания приобретают главенствующую роль для государственной охраны и контроля за рациональным, комплексным и экономически безопасным использованием недр. Предприятия в условиях хозяйственной самостоятельности и требований всех нормативных правовых документов заинтересованы в достоверной оценке запасов, потерь и разубожи-вания полезных ископаемых при их добыче, переработке и поставке потребителю. Поэтому совершенствование «Первичного учета движения запасов», особенно при разработке мульдообразных и
моноклинальных залежей с мощными и сверхмощными угольными пластами» является актуальной научной и практической задачей.
Как известно, подсчет запасов производится с той или иной точностью, которая зависит, прежде всего, от сложности геологического строения месторождения, детальности его разведки и, кроме того, от точности определения основных параметров, входящих в подсчет.
Расчет запасов твёрдого полезного ископаемого по методу вертикальных параллельных сечений, выполнен в соответствии с законами геометрии. Используя площади сечений, рассчитывались объёмы, при условии, что площади тела полезного ископаемого, ограничивающие блок, более или менее равновелики, а сечение близко к параллельному - формула призмы (1)
V =91±9^/, (1)
где V- - объём блока, т; 91 и 92 - соответственно площади сечений блока, м2; I - расстояние между сечениями, м.
А для крайних блоков, которые опираются только на одно сечение, объём определяется по формуле клина (2)
К = ^ (2)
' 2 ^ 7
Для метода по геологическим блокам расчет запасов полезного
ископаемого выполнен по классической формуле (3)
Q = 9 • тблока • УУГЛЯ , (3)
где 9 - площадь геологического блока, м; тШОКА - средняя мощность полезного ископаемого в геологическом блоке, м; уУГЛЯ -объёмная масса угля, т/м3.
Сопоставление выполнено между утверждёнными запасами в ГКЗ по геологическим блокам (из таблицы подсчета запасов Сводного геологического отчета по Нерюнгринскому каменноугольному месторождению) и количеством полезного ископаемого по вертикальным параллельным сечениям. Основой для определения запасов по вертикальным параллельным сечениям является выполненная гипсометрия кровли и почвы в масштабе 1:1000, сечением 1 м. Такой интервал был выбран для наиболее точного отображения геологического строения пласта, он также не загромождает под-счетный план.
В сопоставлении двух методов рассчитывались относительная
ni (4), относительно случайная тсЛ (5), систематическая п (6) и среднеквадратическая случайная сгСЛ (7) погрешности.
п = (0-блока - 0профиля ) • 100% (4)
* О °’
ИБЛОКА
где 0БЛОКА - запасы по геологическому блоку (Сводный геологический отчет по Нерюнгринскому каменноугольному месторождению); 0ПРОФИЛЯ - запасы по вертикальным параллельным сечениям.
В том и другом случаях относительная п1 и относительная случайная тсЛ погрешности имеют положительные и отрицательные значения.
тсл = (п* - п) (5)
Систематическая погрешность п по эксплуатационной разведке имеет численное превосходство над детальной разведкой
(п детал = -2,52% и п экспл = -1,32%).
п = ^- (6)
п
Независимо от вида разведки величины среднеквадратичной случайной погрешности сгСЛ практически идентичны и равны -
°СЛ - ДЕТАЛ = 3, 24% и &СЛ-ЭКСПЛ = 3,19% .
2(п,- п)2 (7)
2п -1
Итоговым расчетом при сопоставлении двух методов является условно называемый «проверочный коэффициент» кПР (формула 8) по разведкам.
КПР = Т (8)
Данный коэффициент не зависит от вида разведки, количества, схемы расположения, периодичности сгущения разведочной сети скважин. Главным критерием для расчета коэффициента являются исходные данные в равных условиях. По данным расчета, в том и
другом случаях, проверочный коэффициент кПР = 0. Это доказывает, что методика расчета по сопоставлению выполнена в соответствии с этими условиями, а также доказывает, что метод вертикальных параллельных сечений является равноценным и сопоставимым методу по геологическим блокам.
Характер погрешностей - технический, который связан с техникой замеров и определения исходных параметров для подсчетов запасов (точность замеров мощности, площади, определение объёмного веса).
Малодостоверными являются первоначальные сведения о запасах, качестве полезного ископаемого, условиях залегания и морфологии месторождения. Известны многочисленные примеры того, что в процессе ГРР новая информация существенно меняет ранее сложившиеся представления об объекте разведки. Только на заключительных этапах ГРР эти данные существенно не изменяются, а уточняют представление о разведуемом месторождении.
Конечный результат по количеству запасов можно получить только по факту отработки, а эти данные либо подтверждают, либо опровергают данные разведки.
Разведка пласта Мощного проводилась в 5 стадий:
1952 г. - поисково-оценочные работы;
1953-1954 гг. - предварительная разведка, выясняет промышленную значимость месторождения, устанавливает его общие геологические параметры и условия разработки. Выявляются общие контуры месторождения, условий его залегания, морфология залежи, внутреннее строение и изменчивость геологических параметров в пределах отдельных и минерализованных тел полезного ископаемого. Запасы подсчитываются по категориям С и С2 на основе временных кондиций на минеральное сырье. По расчетным ориентированным технико-эко-номическим показателям составляют ТЭД;
1954-1962 гг. - детальная разведка - подготовка месторождений к промышленному освоению. Запасы угля подсчитываются по категориям А, В, С и С2 в соответствии с постоянными кондициями на минеральное сырьё, утвержденными ГКЗ РФ. На крупных месторождениях детально разведаются только участки первоочередного освоения, запасы которых обеспечивают работу предприятия в течение 8-10 лет. Детальное изучение качества и технологи-
ческих свойств угля раздельно по каждому типу (сорту) с проведением полупромышленных или промышленных испытаний;
1969-1973 гг. - доразведка - вовлечение в промышленное освоение, осуществляется в пределах горного отвода на недостаточно изученных участках. Запасы категорий С и С2 последовательно переводятся в более высокие категории, подсчитываются вновь выявление запасы.
Первоначально при разведке 1954 - 1962 гг. разведочная сеть (500x500 м и до 1000x1000 м) являлась слишком разрежённая для проектирования открытых разработок. А к 1973 г. на большей части площади пласта «Мощный» сеть сгущена вдвое (250x250 м), причём по периметру мульды для уточнения зоны окисления расстояния между скважинами на линии сгущались до 80-120 м.
В центральной части месторождения сетка осталась разрежённой и велись работы по её сгущению до 500x500 м и даже 350x350 м.
С 1975 по 1987 гг. на месторождении проводилась доразведка:
- участка разрезной траншеи (1975 - 1977);
- участка первых 10 лет эксплуатации (1976 - 1978);
- участка расщепления пласта (1979 - 1982);
с 1984 г. выполнялся большой объём работ по перспективному опережающему опробованию и оперативному опережающему опробованию участка первоочередной отработки. Бурение скважин велось по сетке 50x50 м;
- участка первых 15-ти лет эксплуатации (1978 - 1987).
С 1987 по настоящее время сетки скважин для ПОО составляет 50x50 м и 100x100 м, а для оперативного опережающего опробования (ООО) сеть скважин составляет 14x14 м и 16x16 м.
Для анализа взяты два полностью отработанных соседних блока, с разными мощностями и площадями 12 аА и 12БВ (блокировка по данным 1973 года).
Запасы по блокам полностью погашены в начале 1998 г.
Разведочный блок 12АА - исходные данные на 1973 г. - пробурено 5 скважин в геологическом блоке; средняя мощность угольного пласта 29,34 м; площадь - 126000 м2; количество запасов -4842860,4 т. К 1987 г., после сгущения разведочной сети скважин, в результате доразведки, на данной площади стало 3 полных и 13 не-
полных блоков. С увеличением количества скважин с 5 на 53, изменились запасы до 4158573,46 т при неизменной площади в 126000 м2.
При эксплуатационной разведке, которая сопровождается проходкой горно-подготовительных выработок и опережает очистные работы, горнодобывающее предприятие обеспечивает текущую добычу угля, количество скважин увеличилось с 53 до 59. Дополнительное количество скважин привело к незначительному увеличению количества запасов до 5230861,64 т (табл. 1).
Относительная погрешность по количеству запасов п1 для геологического блока 12аА изменяется от 1,38 до 11,02%.
В блоке 12бВ на 1973 г. пробурено 5 скважин, средняя мощность пласта по блоку 21,89 м при площади в 165000 м2, а количество запасов равно 4731523,5 т (табл. 2).
На стадии доразведки количество скважин увеличилось до 37 и сформировались 1 полный и 9 неполных блоков. Дополнительная информация по ГРР привела к уточнению запасов в меньшую сторону до 4650402,67 т, это объясняется снижением мощности угольного пласта в блоке 150В в нескольких скважинах до 9,20 - 9,65 - 9,95 м, которые расположены между скважинами с мощностями 13,64 - 15,08 - 11,13 м.
Относительная погрешность по количеству запасов ni по геологическому блоку 12бВ изменяется от 1,74 до 10,36 %.
Последовательность расположения скважин с севера на юг: № 4230 (9,2 м) - 4991 (9,95 м) - 3915 (11,3 м) - 4944 (9,65 м) - 3693, 3697 (15,08 м) - 4955 (13,64 м), они пробурены друг от друга практически на одинаковом расстоянии (около 40 м).
Таблица 1
Влияние плотности сети на геометризацию и достоверность запасов полезного ископаемого в массиве
Вид развед- Блоки Площадь, Мощность, м Запасы, т
ки м2 утверждённая вынимаемая
Детальная 12а - А 126000 29,34 4 842 860,40
92 7848 32,86 33,10
93 1 598 41,10 41,12
Дораз- 94 6 528 38,68 42,71 5 158 573,46
ведка 95 4 108 29,30 36,72
96 2 228 34,70 36,40
112а 988 21,60 26,52
113 11 748 24,00 24,62
113а 2 788 24,44 25,67
114 9 428 23,74 29,22
115 29 800 34,73 36,17
116 11 800 37,86 39,18
117 8 100 32,70 31,76
118 14 117 25,87 28,14
151 7 890 31,49 31,16
152 540 38,70 39,72
155 6 488 28,93 29,89
тСр = 31,29 тСр = 33,25
Эксплуата- ционная 126000 - 31,69 5 230 861,64
Факт отработки 33,26 5 442 676,86
При проведении эксплуатационной разведки пробурено дополнительно 21 скважина, по которым мощность угольного пласта составила от 12,85 до 52,40 м.
Новыми скважинами в геологических блоках 179В и 180В, частично захватывая соседние блоки 150В, 153В и 154Сх, уточнены запасы полезного ископаемого до 4829871,62 т угля.
Для двух соседних блоков 12АА и 12БВ периоды разведки одинаковые, площади, мощности и количество дополнительных скважин разные и результат геологоразведочных работ на стадии эксплуатационной разведки привёл к увеличению запасов.
Изменения произошли «в результате доразведки, горно-капитальных или эксплуатационных работ», которые подлежат объяснению.
Таблица 2
Влияние плотности сети на геометризацию и достоверность запасов полезного ископаемого в массиве
Вид разведки Блоки Площадь, м2 Мощность, м Запасы, т
утверждённая вынимаемая
Детальная 12б - В 165000 21,89 4 731 523,5
113а 334 21,38 25,67
150 68 514 16,29 17,44
Доразведка 151 11 610 32,11 31,16 4 650 402,67
152 10 760 34,20 39,72
153 26 300 24,15 26,53
154 4 754 32,60 35,79
155 5 554 18,15 29,89
157 3 414 25,70 25,71
179 14 424 19,20 27,35
180 19 334 22,24 23,35
тСР = 24,60 тСР = 28,26
Эксплуатационная 165000 - 22,35 4 829 871,62
Факт отработки 28,26 5 188 350,04
Плотность Sj разведочной сети определяется как площадь, приходящаяся на одну разведочную скважину - делением площади V- ячейки на число п1 разведочных скважин в этой ячейке:
V =-^ (9)
п.
блок 12 А
блок 12 В
Л 126000 213853 2
Л. =---------= 2138,53 м
' 59
0 165000 „„ 2
Л. =--------= 2844,83 м2
58
При такой площади геологических блоков и количестве скважин плотность сети геологоразведочных выработок составила 50x50 м.
Таким образом, необходимости в дальнейшем сгущении разведочной сети скважин нет. Данная плотность сети скважин эксплуатационной разведки 50х50 м обеспечивает приемлемую
Таблица 3
Журнал «Первичного учета движения запасов»
1. ЗАПАСЫ, УТВЕРЖДЁННЫЕ ГКЗ (ТКЗ)
№ п/п № геологического блока Категория запасов Номер протокола ГКЗ (ТКЗ), дата утверждения Полезное ископаемое Слой Объёмная масса, т/м3 Истинная площадь блока, тыс. м2 Мощность, м Запасы чистого угля, тыс.т. Всего по блоку по чистому углю, тыс.т.
3СС Кб К9 3СС Кб К9 А В С1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Технологические группы углей - 3СС (зона сильно окисленных углей); К6 (переходная зона - частично окисленные угли);
К9 (неокисленные угли)
Всего запасов по месторождению (ГКЗ) Добыто на Остаток на
2. ДВИЖЕНИЕ И СОСТОЯНИЕ ЗАПАСОВ ПОСЛЕ ИХ УТВЕРЖДЕНИЯ ГКЗ (ТКЗ)
185
№ п/и
№ геологического блока
Категория запасов
Г од отработки запасов
Вынимаемая мощность, м
Потери в недрах, тыс. т
Погашено, тыс. т.
Таблица 4
Рабочая книжка участкового геолога
1 1 1
Со Год отработки, доразведки, передачи (приемки) запасов
'О и> О О Отрабо- танная площадь блока, тыс.м2
сь
&
Мощность по эксплуатации, м
Оо и) О О Добыто, тыс. т
-к £5
о, Потери в недрах, тыс. т
За счет уточнения мощности слоя, ± Изменения запасов полезных ископаемых в результате доразведки, горнокапитальных, эксплуатационных работ, тыс. т
\) За счет уточнения угла, ±
Со За счет уточнения площади подсчетного блока
'О За счет изменения категории запасов
Оо сь Нецелесообразных к отработке Списание запасов, тыс. т
Оо Неподтвердившихся (новые запасы), тыс.т.
Оо тыс. т. Изменение технических границ, ±
Оо Оо Наименование предприятия, участка, на который переданы (приняты) запасы
<-*0 ■к Погашено, тыс.т.
<-*0 о, Остаток запасов тыс.т.
3СС К,
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
январь
февраль
март
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
октябрь
ноябрь
декабрь
достоверность при подсчете запасов мощных и сверхмощных угольных пластов.
Основой методики является заполнение и порядок формирования журнала «Первичного учета движения запасов», который состоит из двух частей (табл. 3).
Первая часть «Запасы, утверждённые в ГКЗ (ТКЗ)» представляет исходные данные по всему месторождению.
Вторая часть «Движение и состояние запасов после утверждения ГКЗ (ТКЗ)». Заполняется в процессе эксплуатации месторождения.
Основой для заполнения таблицы «Первичного учета движения запасов» является рабочая книжка участкового геолога. Предложенная книжка предполагает бумажный или электронный варианты (табл. 4).
Таблица и журнал заполняются ежемесячно. Основной для заполнения таблицы служат результаты подсчета запасов полезного ископаемого методом вертикальных параллельных сечений, который позволяет иметь реальное представление о:
- количестве подготовленных и готовых к выемке запасов;
- временном периоде отработки геологического блока;
- величине потерь по каждому геологическому блоку;
- всех изменениях в количестве запасов полезного ископаемого, которые могут произойти в результате доразведки, горнокапитальных, эксплуатационных работ;
- количестве запасов полезного ископаемого, находящихся в эксплуатации;
- запасах, отработанных и подлежащих списанию с баланса горнодобывающего предприятия.
В статье 339 НК РФ указано, что количество добытого полезного ископаемого определяется прямым (посредством применения измерительных средств и устройств) или косвенным (расчетным, по показателям содержания добытого полезного ископаемого в извлекаемом из недр (отходов, потерь) минерального сырья) методом. В соответствии с Главой 26 налоговая декларация представляется не позднее последнего дня месяца, следующего за истекшим налоговым периодом.
Для горнодобывающего предприятия усовершенствованный журнал упрощает вести «Учет движения запасов в объёмах месячных погашенных запасов», в соответствии с требованиями Главы 26 Налогового кодекса РФ (заполнение налоговой декларации).
— Коротко об авторах ---------------------------------------------
Квагинидзе В.С. - доктор технических наук, профессор, ОАО ХК «Якутуголь»,
Серебренникова Н.Л. - ТИ (Ф)ГОУ ВПО ЯГУ.
© С.В. Трофименко, 2007
УДК 551.24:550.34(571.56)
С.В. Трофименко
ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ И СЕЙСМИЧНОСТЬ ЮЖНОЙ ЯКУТИИ
