psh.sap53[1]

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Лектор Окалелов В.Н.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по курсу «Проектирование шахт. САПР»

для студентов 5 курса специальности 7.090301 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»

направление подготовки – "Горное дело" образовательно-квалифицированный уровень - специалист

Алчевск

2006

УДК 622.012.2.004.68

Окалелов Василий Николаевич – кандидат технических наук, доцент кафедры разработки месторождений полезных ископаемых Донбасского государственного технического университета

Наведено систематизований матеріал з питань дисципліни "Проектування шахт. САПР".

Для студентів спеціальності 7.090301 "Підземна розробка родовищ корисних копалин".

Окалелов В.Н.

Проектирование шахт: Консп. лекц./В.Н. Окалелов – Алчевск:

ДонГТУ, 2006. – 108 с.

Приведен систематизированный материал по вопросам дисциплины "Проектирование шахт. САПР".

Для студентов специальности 7.090301 "Подземная разработка месторождений полезных ископаемых".

Табл. 7

Ил. 6

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЙ О ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

1.1 Цель и задачи геолого-экономической оценки месторождений

Оценка месторождения осуществляется на предпроектных стадиях жизненного цикла его освоения.

Ее основной целью является установление народнохозяйственного значения месторождения для удовлетворения той или иной потребности общества [1-6].

В последние годы в связи с приватизацией горнодобывающих предприятий большое значения приобретает данная оценка с точки зрения инвестиционной привлекательности освоения месторождений полезных ископаемых.

Немаловажным в условиях рыночной экономики является и составление кадастров угольных месторождений на основе их экономической оценки, что позволяет ранжировать месторождения по степени их ценности и определять наиболее благоприятные для разработки.

На основе геолого-экономической оценки месторождений устанавливаются кондиции на минеральное сырье, подсчитываются его балансовые запасы и в дальнейшем обосновываются объемы изъятия горной ренты при эксплуатации месторождений с более благоприятными условиями.

Таким образом, в результате геолого-экономической оценки угольных месторождений решаются следующие важные задачи:

1. Составление кадастров угольных месторождений и

3

определение на их основе сравнительной ценности участков месторождений.

2.Обоснование кондиций на минеральное сырье и подсчет балансовых запасов.

3.Определение инвестиционной привлекательности угольных месторождений с точки зрения их освоения.

4.Обоснование объемов изъятия горной ренты в процессе эксплуатации шахт, разрабатывающих разные по ценности участки месторождений.

Указанные выше задачи характерны для вновь разрабатываемых участков угольных месторождений, когда идет речь о строительстве новых шахт. В тоже время геолого-экономическая оценка играет важную роль и при решении вопросов реконструкции или закрытия действующих шахт. В этом случае решается задача деления шахт по степени их перспективности с точки зрения дальнейшей работы. При этом шахты, имеющие на своем балансе угольные пласты с благоприятными условиями залегания и значительными запасами более предпочтительны для реконструкции и технического перевооружения.

К сожалению проводившаяся в Украине работа по градации шахт по степени их перспективности не всегда основывалась на результатах геолого-экономической оценки месторождений. Поэтому нередки случаи, когда перспективные шахты работали гораздо хуже, чем ожидалось и наоборот.

Эти примеры наглядно показали, что в процессе реструктуризации угольной промышленности принимаемые решения должны обосновываться на строгих методах геолого-экономической

4

оценки, а не только на текущих показателях роботы шахт.

Вкачестве положительного примера следует привести опыт реструктуризации угольной промышленности Польши, где решения о закрытии или модернизации действующих шахт принимались на основе всесторонних экспертных оценок их деятельности, включая и степень благоприятности условий отработки угольных пластов.

С учетом изложенного еще одной важной задачи, решаемой с помощью геолого-экономической оценки является градация действующих шахт по степени их перспективности.

Вусловиях отдельно взятой шахты результаты экономической оценки месторождений можно использовать при выборе очередности отработки отдельных шахтопластов или их частей (блоков панелей, выемочных полей и т.п.).

Таким образом, геолого-экономическая оценка месторождений играет важное значения практически на всех стадиях жизненного цикла угольной шахты.

1.2 Основные этапы геолого-экономической оценки месторождений

В настоящее время доминирующей является следующая последовательность экономической оценки месторождений:

определение целесообразности предварительной разведки месторождения по результатам поисково-оценочных работ;

обоснование целесообразности детальной разведки месторождения по результатам предварительной оценки;

технико-экономическое обоснование постоянных кондиций на

уголь;

5

технико-экономическое обоснование целесообразности освоения месторождений.

Рассмотренные этапы выполняются в полном объеме при освоении вновь открытых месторождений. При чем по поводу очередности выполнения последних двух этапов существуют диаметрально противоположные рекомендации. Так в Инструкции [2] отмечено, что первоначально устанавливаются кондиции, а затем уже производится оценка месторождений. В Справочнике [3] отмечается, что кондиции устанавливаются для определения ценности месторождения и должны обеспечивать комплексную геологоэкономическую оценку запасов полезных ископаемых.

Отмеченные выше этапы экономической оценки месторождений и противоречия в их реализации заметно теряют свое значения в случае, когда речь идет о переоценке уже детально разведанных участков угольных месторождений с ранее установленными кондициями. Такая переоценка, по мнению большинства ученых и практиков должна быть регулярной и осуществляться периодически в течение всего периода эксплуатации месторождения.

К сожалению, в последние 15-20 лет переоценка ранее детально разведанных в Украине участков месторождений не проводилась, хотя за этот период существенно изменились экономические условия хозяйствования.

Только в Луганской области нуждаются в переоценке 24 резервных участка угольных месторождений, разведанных в период с 1964 по 1984г.г. Ее выполнение позволило бы создать региональный кадастр угольных месторождений и решить вопросы их первоочередного освоения.

6

1.3 Принципиальные подходы к оценке угольных месторождений

Оценка степени благоприятности условий залегания угольных месторождений основывается как на технических критериях, так и экономических показателях. В соответствии с этим методы оценки можно разделить на две группы - технические и экономические.

С одним из технических методов оценки качества проектов угольных шахт мы познакомились в предыдущем семестре. Данный метод основан на расчете интегрального критерия качества проектов. Этот критерий можно использовать и при оценке степени благоприятности условий залегания угольных пластов.

Разница заключается лишь в том, что в качестве эталонных принимаются не наилучшие значения ТЭП проектов, а наиболее благоприятные значения горно-геологических условий. Например, из нескольких значений мощности угольных пластов за эталон принимается наибольшее значения данного фактора. Такой подход к оценке месторождений и выбору эталонов основан на априори существующей взаимосвязи между значениями ряда факторов и ТЭП шахты.

Для всех технических подходов к оценке месторождений характерным является невозможность получения ответа на вопрос об экономических последствиях отработки тех или иных участков угольных месторождений.

Такие ответы можно получить лишь с помощью экономических подходов к оценке месторождений. В настоящее время предложено немало методов экономической оценки месторождений.

Различия между ними заключаются в виде применяемых оценочных критериев. В общем случае эти методы можно разделить на две группы. Первая основана на затратном механизме оценки месторождений, а вторая на их оценке, характеризующей рентабельность работы.

7

2 КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

2.1 Технические оценочные критерии

Ранее уже отмечалось, что к техническим относят интегральный критерий горно-геологических условий, который подобен интегральному критерию качества проектов.

Всвязи с этим ему присущи те же недостатки, связанные с невозможностью сравнения качественных геологических факторов и субъективизм при назначении коэффициента весомости факторов.

Всвое время был предложен критерий оценки месторождений по энергетической ценности топлива, представляющий собой отношение затраченной на добычу угля энергии к получаемой. Однако данный критерий не может объективно оценить степень благоприятности условий залегания угольных пластов, поскольку не распространяется на коксующиеся угли и не учитывает все возможные направления использования углей потребителями. В то же время затраты на энергию не исчерпывают всех возможных затрат на добычу угля.

Впоследнее время был разработан вероятностный критерий уровня сложности условий залегания месторождений [7]. Его принципиальное отличие от всех известных технических критериев заключается в том, что он учитывает вероятностную природу формирования геологических условий залегания пластов и может быть применен как для оценки качественных, так и количественных факторов.

Данный критерий основан на определении вероятности встречи горными работами различных сочетаний неблагоприятных условий

залегания угольных пластов. Эта вероятность рассчитывается на

8

основе теоремы сложения вероятностей произвольного числа совместных событий и записывается следующим образом:

п	п
P(åА1) =åР(Аі )−Р(А1А2)−Р(А2А3)−...−Р(Ап−1Ап)+
i=1	і=1	(2.1)

+P(A1A2A3)+...+P(An−2An−1An)+...+(−1)n P(A1A2...An).

Вероятность встречи участков с благоприятными условиями определяется по формуле:

n
P(B) = 1− P(åA1 ) ,	(2.2)

i=

где P(Ai ) - вероятность встречи і –го неблагоприятного фактора;

P(An−1An ) - вероятность встречи сочетания двух неблагопри-

ятных факторов;

P(An−2 An−1An ) - вероятность встречи трех неблагоприятных факторов и т. д.

n

Рассмотрим порядок определения P(åAi) и Р(В) на условном

i=1

примере. Допустим, имеется 100 пластопересечений по одному шахтопласту. По 15-и из них была установлена категория обрушаемости пород A3 (труднообрушаемая) и по 20-и - категория устойчивости нижних слоев непосредственной кровли Б3

(неустойчивая). По 5-и скважинам было установлено совместное

9

появление категорий пород A3 Б3 .

n

Тогда величина P(åAi ) будет равна.

i=1

P(A1 + A2 ) = P(A1 ) + P(A2 ) − P(A1 A2 ) ; P(A1 ) = 15/100 = 0,15 ;

P(A2 ) = 20 /100 = 0,2;

P(A1 A2 ) = 5/100 = 0,05.

В итоге P(A1 + A2 ) = 0,15 + 0,2 − 0,05 = 0,3 , отсюда P(B) = 1− 0,3 = 0,7 .

Возможен и другой способ расчета P(A1 + A2 )

P(A1 + A2 ) = P(А1 A2 ) + P(A1 А2 ) + P(A1 A2 ) ,

где P(А1A2 ) - вероятность наступления события A2 , при условии, что наступило событие А1 ,

P(A1 А2 ) - вероятность наступления события А1 при условии,

что наступило событие А2 .

Тогда P(A1 + A2 ) = 0,1+ 0,15 + 0,05 = 0,3 .

n

Данная формула более удобна для расчета P(åAi ) , поскольку

i=1

по всем пластопересечениям можно прямым подсчетом определить количество скважин с соответствующим сочетанием осложняющих условий и, определив их удельный вес установить искомую величину суммы вероятностей.

Согласно сути рассмотренного критерия более благоприятными и, следовательно, ценными для разработки будут те шахтопласты, у

10