ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат по темі "Геолого-економічна оцінка ефективності розробки карбонатних родовищ"

Зміст

1. Загальна характеристика работи

1.1. Актуальність досліджень

Вапняк осадова порода, складена переважно карбонатом кальцію - кальцитом. Завдяки широкому поширенню, легкості обробки і хімічним властивостям вапняк добувається і використовується більшою мірою, ніж інші породи, поступаючись тільки піщано-гравійним відкладенням. У Донецькій області на Україні знаходиться найбільше в Європі Оленівське родовище вапняку і доломіту. Особливості та динаміка використання карбонатних порід відрізняються в різних регіонах світу в залежності від структури їх народного господарства. Головними споживачами залишаються чорна металургія, газова промисловість (для десульфітації потоків газу), цукрове виробництво, АПК (для обробки грунтів) та водопостачання (очищення води для побутових і технічних потреб). Для України особливо гостра ситуація щодо забезпечення флюсовими карбонатними породами склалася для металургійного виробництва, що пояснюється рядом причин:

виснаженням родовищ з якісною сировиною і сприятливими гірничо-геологічними умовами розробки;

підвищенням вимог промисловості до якості флюсового сировини у зв'язку з використанням нових технологічних процесів у металургії;

необхідністю ліквідації виробництва флюсового сировини на деяких об'єктах через екологічних, економічних причин або перспектив розвитку рекреаційних ресурсів.

Для проведення обгрунтованого геолого-економічного аналізу перспективності розробки родовищ флюсового сировини необхідно досліджувати рентабельність видобутку на родовищах. Це дозволить визначити, від яких геологічних і технологічних факторів залежить прибутковість розробки родовищ флюсового сировини. На сьогоднішній день гірничодобувні підприємства повністю забезпечені запасами флюсового сировини, проте більша частина запасів непридатна для сучасного конвертерного і електроплавильного виробництва сталі і може використовуватися лише в застарілому доменно-мартенівському процесі.

1.2. Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Проблеми забезпечення металургійних підприємств флюсовим сировиною позначені у відповідних нормативно-правових документах геологічної галузі, зокрема у Загальнодержавній програмі розвитку мінерально-сировинної бази України до 2030 р. Програма розвитку мінерально-сировинної бази донецької області до 2020 року. Ці питання неодноразово піднімалися в наукових публікаціях, де розглядалися проблеми перспективної оцінки неметалічної сировини для чорної металургії.

1.3. Цілі і завдання дослідження

Мета дослідження полягає у визначенні ефективності відпрацювання Оленівського родовища у зв'язку з мінливістю якості вапняків і гірничо-геологічних умов.

Завдання дослідження:

1)вивчити вимоги до якості вапняків і його розподіл на родовищі;

2)виявити геологічні чинники, що впливають на розподіл різних показників якості;

3)провести порівняльний аналіз якості вапняків родовища з технічними вимогами різних галузей промисловості;

4)дослідити гірничо-геологічні умови, що впливають на рентабельність відпрацювання родовища;

5)розробити практичні рекомендації щодо подальшого відпрацювання Оленівського родовища.

1.4. Предмет і об'єкт дослідження

Предмет - геолого-економічна оцінка ефективності відпрацювання карбонатних родовищ.

Об'єктом дослідження є Східно-Комсомольський ділянка Оленівськогo родовища флюсових вапняків Донецької області.

1.5. Фактичний матеріал

Дані представляють собою просторово прив'язані значення хімічних аналізів проб за пластопересеченіям розвідувальних свердловин. Вибірка включає в себе дані опробування 40 свердловин (1427 секційних проб).

1.6. Методи дослідження

Методи дослідження:

-метод системного аналізу об'єкта дослідження;

-cтатистична обробка вихідних даних;

-аналіз графічного матеріалу для з'ясування особливостей будови досліджуваного об'єкта (геологічна карта району, розрізи тощо);

-просторовий аналіз розподілу корисних компонентів корисної копалини на досліджуваному об'єкті;

-економіко-математичні розрахунки.

1.7. Наукова новизна роботи

Визначення залежності між рентабельністю гірничодобувного підприємства і гірничо-геологічними умовами відпрацювання родовища.

1.8. Практична цінність робіт

Полягає у підвищенні оцінки ефективності відпрацювання родовища, в результаті геологічні, технічні, економічні показники будуть використані Докучаєвським флюсо-доломітний комбінат.

1.9. Особистий внесок автора

Проведена статистична обробка даних та інтерпретація результатів. Побудова сортових планів відпрацювання родовища.

2. Огляд досліджень по темі

Істотний внесок у теорію геолого - економічної оцінки родовищ внесли багато вчених і фахівці: Н.І. Трушков, В.М. Крейтер, С.Л. Первушин, Д.М, Павленко, М.І. Агошков. С.Я. Рачковський, K.J1, Пожарицький, В.І. Тернових, A.M. Бибочкін, С.В. Калюжний, Т.А. Гатов, А.Б. Каждан, Л.П. Кобахідзе, Н.Л. Хрущов, A.M. Марголіт, Ю.A. Соколовський, П.П. Федоренко, Т.С. Хачатуров, К.Г. Гофман, С.Я. Каганович, А.С. Астахов, Н.Г. Фейтельман, А.Я. Кац, Ю.В. Яковець, В.П. Виноградов, П.А. Биховер, В.М. Лексне, Е.А. Соловйова, С.С. Резніченко, І.М. Лукьянчнков, М.Н. Денисов, A.M. Сечевіца, Д.К. Русанов, А.А. Герт та інші[12].

Сучасне уявлення про геолого - економічній оцінці родовищ виражено в інструктивних документах, а стан і проблеми в найбільш сучасних роботах: Н.А. Хрущова, Т.А. Гатова, К.Г.Гофмана, Е.А. Соловйової, Н.Г. Фейтельман, А.Б. Каждана і Л.П. Кобахідзе, А.Я. Каца, М.Н. Денисова, С.І. Регентова, Ю.А. Соколовського, А.С. Астахова, С.Я. Кагановича, Д.К. Русанова, А.А. Герта. Незважаючи на створення основ геолого - економічної оцінки родовищ і їх хорошого фундаменту в основному в області геологічної оцінки, в області економічної оцінки залишився ряд гостродискусійних проблем. Ці проблеми в основному стосуються критеріїв економічної оцінки, а це основоположні проблеми. Перехід па ринкову економіку, докорінна зміна економічного механізму її функціонування змушує переглянути заново більшість положень і методів економічної оцінки родовищ[11].

По суті потрібно створення нових теоретичних основ геолого-економічної оцінки родовищ, які б відповідали положенням сучасної економічної теорії, в основі якої лежать праці Л.Маршала, І.Фішера, Дж.Мілль, Л.Вальраса, А.Пигу, П.Сраффа , Дж.Робинсон, Е.Чемберлсна, Дж.Кейнса, Р.Харрода, Е.Домара, К. Вікселля, Дж.Хікса, А.Хансена, Ф.Модільяні, Д.Патінкіна, П. Самуельсона, Дж.Тобін, М . Фрідмена та багатьох інших. Тому необхідно почати розгляд проблеми з цілей завдань і принципів, методології та критеріїв геолого-економічної оцінки.

Існують різні визначення цілей і завдань геолого-економічної оцінки родовищ. Наприклад В.М.Крейтер під цією оцінкою розуміє визначення господарської значущості родовищ і доцільності капітальних вкладень для його освоєння. На думку Г.Г.Гудаліна, оцінка родовища полягає у визначенні значення його як можливу мінерально-сировинної бази діючого або планованого підприємства. А.Б.Каждан і Л.П.Кобахідзе вважають, що головною метою геолого - економічної оцінки родовищ є обгрунтування кондицій для підрахунку їх запасів та визначення їх народногосподарської значущості як джерел мінеральної сировини для задоволення зростаючих потреб країни. А в завдання геолого-економічної оцінки, вважають зазначені автори, входить виявлення відносної господарської ефективності і черговості промислового освоєння родовищ корисних копалин, а також вирішення питання про збільшення виробничих потужностей діючих гірничих підприємств при залученні в розробку забалансових запасів. B.І.Терновой під геолого - економічною оцінкою розуміє аналіз взаємозв'язку географо - економічних, інженерних і гірничо-геологічних умов залягання родовища, техніко - економічних показників його експлуатації, вибір па основі цього аналізу оптимального варіанту його використання в народному господарстві, визначення місця і ролі оцінюваного родовища в економіці відповідної галузі промисловості[9].

3. Геологічна характеристика вивчаємого родовища

Оленівське родовище флюсових вапняків і доломітів розташоване в південно-західній частині Донецького басейну. Приурочено до смуги виходів порід нижнього карбону, що простягнулися зі сходу на захід від с. Роздольне через с. Стила, м. Докучаевск, с. Новотроицкое до с. Ольгинка. Ділянка є товщею вапняків турнейского і визейского ярусів нижнього карбону, що залягають відносно спокійно. З північного заходу і південного сходу ділянка обмежена порушеннями сбросового характеру. Звідси площа утворює щось на зразок горсту, обмеженого товщею некондиційних вапняків і мергелів віку С1vd, С1vе, С1vf.

Кондиційна товща карбонатних порід ділянки представлена вапняками(Сао 52-54 %), доломітизованими вапняками(Ca 36-47 % ) і доломітами. Тіло корисної копалини на ділянці складається з декількох шарів карбонатних порід, які полого занурюються в північно-східному напрямі під кутами 8-12 градусів.

Значний прояв тектонічних процесів в районі родовища зумовив повсюдний розвиток тріщинуватості в породах нижнього карбону. Відомо, що головним геологічним чинником, що впливає на погіршення якості карбонатної сировини, є карст. Тріщинуваті породи нижнього карбону служать провідними каналами для підземних вод, що сприяє широкому розвитку процесів карстоутворення. Як встановлено багаторічним досвідом геологорозвідувальних і експлуатаційних робіт на родовищах карбонатної сировини в південно-західній частині Донбасу, карст і прошарки некондиційних порід в товщі корисної копалини розподілені незакономірно і не можуть бути геометризовані у просторі. Це положення в такій же мірі відноситься і до сортового складу карбонатної сировини, регламентованої кондиціями. Блоки кондиційної сировини чергуються в просторі з некондиційними, обумовленими процесами карстоутворення, тому, незважаючи на рівномірне розкриття на більшій частині площі гірськими виробленнями, планувати якість сировини, що добувається, дуже складно[13].

Розробляється родовище Докучаевским флюсо-доломитным комбінатом. Він працює на базі вапнякових Оленівських кар'єрів. Підприємство розробляє Оленівське і Стильске родовища вапняків і доломітів чотирма кар'єрами: Центральним, Доломітовим, Східним і Стильским. Продуктивність кар'єру понад 6 млн тонни в рік, річна здобич близько 2 млн т.

Комбінат є основним виробником обпаленого металургійного доломіту і єдиним в Україні по виробництву порошків для конвертерних вогнетривів.

Головними споживачами залишаються чорна металургія, газова промисловість(для десульфації потоків газу), цукрове виробництво, АПК(для обробки грунтів) і водопостачання(очищення води для побутових і технічних потреб) (табл.1). Галузі промисловості, які використовують вапняки.

Таблица 1. Вимоги галузей промисловості до якості вапняків, %

Якісні показники вапняків Домене виробництво Металургійна промисловість Сталеплавильна, феросплавна промисловість Виробництво будівельного вапна Виробництво цементу
CaO, % 52.7 50 51.0 47.6 45
MgO, % 1.2 3.5 51.0 3.36 2.0-4.0
SiO2, % 2.5 4.0 - 8.0 -
Al2O3+Fe2O3, % 0.47 3.0 - 3.0 -
S*10-2, % 5,6 3,5 - - 7-13,3
P*10-3, % 3 6 - - 20-44

На даний момент комбінат забезпечує сировиною такі галузі: металургійна - 73%, хімічна, - 0,4%, цукрова, - 2,5 %, за межі України - 0,08%, інші, - 23,7%.

4. Геолого-экономическая оценка

В умовах ринкової економіки метою будь-якого бізнесу, кінцевою метою роботи будь-якого підприємства є отримання прибутку. Завдання підприємства - організація виробництва конкурентоспроможної продукції на хозпрозрахункових принципах. В даний час самостійне виробниче підприємство має працювати на принципах самоокупаємості. Конкурентоспроможність продукції характеризується двома основними ознаками - якістю і рівнем ціни. Якість нерудної продукції, зокрема, карбонатних порід визначається ступенем відповідності корисних компонентів вимогам технічних умов або ГОСТів. Так якість звичайних вапняків характеризується вимог технічних умов в основному вмістом CaO, MgO, а також вмістом SiO2. Спочатку якість продукції залежить від гірничо-геологічних умов, якісних характеристик корисної копалини. Але, як правило, при тривалій експлуатації родовищ якість продукції погіршується, так як в перші роки розробки відбираються кращі за якісними характеристиками ділянки родовища. Другою суттєвою складовою є собівартість продукції. Конкурентоспроможність продукції багато в чому залежать від величини витрат на її виробництво. У свою чергу собівартість видобутку і збагачення на пряму залежать від гірничо-геологічних характеристик родовища, схем розкриття і систем розробок робочих горизонтів, розташування виробничих цехів, енергозабезпечення, кількості інфраструктури і т.д. до об'єктивних чинників подорожчання витрат можна віднести величину коефіцієнта розкриву, що характеризує рівень прямих витрат при розробці родовища. Конкуренція між підприємствами виробниками вапняків в чому залежать від насичення ринку флюсів якісної і дешевої продукцією.

Основні показники геолого-економічної оцінки родовищ твердих корисних копалин наступні:

- розвідані запаси корисних копалин у надрах з урахуванням їх комплексного використання, а також запаси видобувні, тобто з урахуванням втрат при видобутку і переробці; середній вміст корисних компонентів у надрах і в товарній продукції н витяг компонентів при переробці;

- вартісна цінність мінеральної сировини, що витягується з 1т;

- географо-економічні умови родовища; спосіб розробки (відкритий чи підземний) і передбачувана оптимальна річна продуктивність гірничого підприємства;

- собівартість продукції і показник рентабельності.

За підсумками роботи ДФДК 2011года узагальнений показник ефективності виробництва - рентабельність продукції від звичайної діяльності склав +4,5%[13].

Відробіток корисної копалини і порід вскриши здійснюється відкритим способом. Застосовується транспортна система розробки із зовнішнім і внутрішнім відвалоутворенням. Розтин кар'єрного поля робиться в'їзними і розрізними траншеями. На виїмково - навантажувальних роботах застосовуються екскаватори типу ЭКГ-5А і ЭКГ-8И, на перевантажувальних пунктах - екскаватори ЭКГ-5А. Середні розміри кар'єрних полів від 1000 до 2800 м по простяганню товщі, що розробляється. Проектна відмітка кар'єру ±0. Висота уступів 6-11м.

Роторный экскаватор

Рисунок 1 – Роторний экскаватор
(анімація: 10 кадрів, 5 циклів повторення, 1,82 мегабайт)

Застосовується середньозважена оцінка якості. Усі здобуті вапняки в межах кар'єрного поля перемішуються на складах. Селективний відробіток високих сортів не передбачається. Встановлені наступні середні значення показників якості вапняків (в вес. %): СаО – 40,33; MgO – 10,58; SiO2 – 3,08; Al2O3+ Fe2O3 – 1,97; S – 0,06; P – 0,003(табл.2).

5. Методика обробки експериментальних даних

Для отримання точних відомостей про причини і закономірності мінливості показників якості вапняків, необхідно провести просторово-статистичне дослідження даних південно-східній частині Оленівського родовища. Дані представляють собою просторово прив'язані значення хімічних аналізів проб за пластопересеченіям розвідувальних свердловин. Вибірка включає в себе дані опробування 40 свердловин (1427 секційних проб, середня довжина секції 2,0 м).

Таблица 2. Середні значення змісту, %

Якісні показники вапняків Домене виробництво Металургійна промисловість Сталеплавильна, феросплавна промисловість Виробництво будівельного вапна Виробництво цементу
CaO, % 40,33 40,33 50,91 40,33 40,33
MgO, % 10,58 10,58 50,91 10,58 10,58
SiO2, % 3,08 3,08 - 3,08 -
Al2O3+Fe2O3, % 1,97 1,97 - 1,97 -
S*10-2, % 0,06 0,06 - - 0,06
P*10-3, % 0,003 0,003 - - 0,003

Для вивчення просторової мінливості якості необхідно виконати перевірку відповідності кількісних показників якості вапняків південно-східній частині Оленівського родовища вимогам промисловості, побудова карт комплексного показника. Аналіз кількісних даних якості вапняків включає в себе визначення відповідності досліджуваних показників вимогам різних галузей промисловості, показує, якою мірою зміна значення однієї ознаки супроводжується зміною значення іншої ознаки в даній вибірці. Раніше були побудовані сортові плани вапняків Родниковського родовища, в якому використовувалися комплексні показники якості. На цьому родовищі побудовані аналогічні карти комплексного показника. Розрахунок коефіцієнта кореляції дозволив встановити, що в межах досліджуваного родовища між показниками CaO і MgO існує значуща зворотній кореляційний зв'язок (Кк = -0,591). Найбільш достовірні статистичні та просторові характеристики показників можуть бути отримані для однорідного середовища. З цією метою статистичне дослідження проведене окремо по кожному стратиграфическому підрозділу. У результаті експериментальної обробки даних отримані середньозважені показники якості за стратиграфическим горизонтів; побудовані карти змісту CaO, MgO по горизонтах C1tb2, C1ta2. (Рис. 1, 2, 3, 4). На ділянці, що вивчається, були встановлені наступні значимі е зв'язку, середній об'єм вибірки 228 (рівень значущості 0,05) :

1.Н.О. – SiO2 – Al2O3,

2.Al2O3 - Fe2O3 – S – SiO2,

3.CaO – MgO – CaO+MgO – SiO2.

Таблица 3. Значимі зв'язки

Якісні показники вапняків CaO MgO CaO+MgO н.о. SiO2 Fe2O3 Al2O3 S
CaO - -0,591 0,649 0,525 -0,482 - -0,255 -0,144
MgO -0,591 - -0,246 0,252 0,194 - - 0,102
CaO+MgO 0,649 -0,246 - -0,557 -0,583 - -0,421 -0,158
н.о. 0,525 0,252 -0,557 - 0,882 - 0,775 0,191
SiO2 -0,482 0,194 -0,583 0,882 - 0,473 0,814 0,266
Fe2O3 - - - - 0,473 - 0,552 0,675
Al2O3 -0,255 - -0,421 0,775 0,814 0,522 - 0,602
S -0,144 0,102 -0,158 0,191 0,266 0,675 0,602 -
Карта содержания CaO  горизонта  C1ta2

Рисунок 2 – Карта вмісту CaO горизонта C1ta2

Карта содержания MgO  горизонта  C1ta2

Рисунок 3 – Карта вмісту MgO горизонта C1ta2

Карта содержания СаO  горизонта  C1tb2

Рисунок 4 – Карта вмісту СаO горизонта C1tb2

Карта содержания MgO  горизонта  C1tb2

Рисунок 5 – Карта вмісту MgO горизонта C1tb2

Визначення залежності між рентабельністю гірничодобувних підприємств і техніко-економічними характеристиками родовища. Фактичні дані щодо прибутковості підприємств з видобутку флюсових вапняків наведено на рис. 5, 6. Видно, що за останні 5 років підприємство має позитивні показники доходу, але з 2010р простежується зниження доходу[14].

Динамика прибыли предприятия

Рисунок 6 – Динаміка прибутку підприємства

Динамика дохода предприятия

Рисунок 7 – Динаміка доходу підприємства

Економічна ефективність експлуатації родовища визначається наступними основними показниками: приведеними витратами на одиницю сировини, прибутком, рентабельністю і терміном окупності капітальних вкладень. Рентабельність визначають двома показниками: відношенням прибутку до собівартості і відношенням прибутку до вартості основних фондів підприємства(чи до об'єму капітальних вкладень). У першому випадку рентабельність показує розмір прибутку на 1грн. Витрат по виробництву мінеральної сировини. У другому випадку рентабельність дорівнює прибутку на 1грн. основних фондів або 1грн. Капітальних вкладень. Рентабельність 15 - 20% вважається нормальною для більшості видів мінеральної сировини. Кращі родовища мають рівень рентабельності 60-80%[11].

Список використаних джерел

  1. Мельников Н. Н., Бусырев В. М. Оценка проектов освоения месторождений и возможностей их реализации. Изв. вузов. Горный журнал. – 2008. – № 8, с. 28–37.

  2. Волкова Т. П., Рогаченко А. М. Исследование качества известняков с целью оптимизации отработки Родниковского месторождения / НауковіпраціДонНТУ – Донецк, 2010г.

  3. Гольдман Е. Л., Назарова З. М., Маутина А. А. и др. Экономика геологоразведочных работ: Геолого-экономическая оценка. Ценообразование. Финансы. Маркетинг – М., 2003.– 384 с.

  4. Поротов С.Г. Разведка и геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых-Санкт-Петербург, 2004.- 244

  5. Погребицкий Е.О, Терновой Е.И. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых- М.,1974.-302

  6. Унукович А.В., АношкоЯ.И. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых Беларуси. Монография- Минск, 2012.-456

  7. Милютин А.Г. Разведка и геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых: Учебное пособие. - М.: МГОУ, 2004. - 74 с.

  8. Салихов В.А., Шпайхер Е.Д. Геологоразведочные работы и геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых – СибГИУ, Новокузнецк, 2002.- 311

  9. Ампилов Ю.П., Герт А.А. Экономическая геология . -М., 2006, -400

  10. Каждан А.Б., Кобахидзе Л.П. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых-Недра, Москва, 1985.- 205

  11. Горшков Е. М. Повышение рентабельности на предприятии- М., 2009. - 127

  12. Атлас 3. В., Ионов В. Я. Эффективность производства и рентабельность предприятий. - М., 2007.-196

  13. Пономарев В.В. Известняк – Д.,2005.-220

  14. Михайлов В. А., Курило М. М., Галкина Н. Ю. Определение зависимости между рентабельностью горнодобывающих предприятий и технико-экономическими характеристиками отечественных месторождений флюсового карбонатного сырья