Геолого экономическая оценка месторождения полезного ископаемого
Геолого-экономические и технологические критерии оценки месторождений
Оценка полезных ископаемых предусматривается на всех стадиях геологоразведочных работ. На стадиях, предшествующих разведке, оценивают прогнозные минеральные ресурсы, а по результатам разведочных стадий подсчитывают запасы полезных ископаемых. Такая оценка называется геологической [1].
Разведанные запасы минерального сырья подлежат сравнительной экономической оценке, определяющей техническую возможность и целесообразность их добычи и переработки. Таким образом, оценка становится комплексной геолого-экономической. При ее проведении желательно руководствоваться принципами, позволяющими обеспечить максимальное удовлетворение потребностей народного хозяйства в минеральном сырье с минимальными общественно необходимыми затратами на его производство, и соблюдением законодательных положений об охране недр и природных ресурсов.
Геологические критерии представляют собой рудоконтролирующие факторы, используемые как при оценке прогнозных ресурсов, так и при подсчете запасов. Однако при оценке прогнозных ресурсов они являются определяющими, в то время как на разведочных стадиях важную роль в оценке запасов играют экономические и технологические критерии.
Критерием экономической оценки является мера отличия основных стоимостных показателей от их среднеотраслевых значений. Эти показатели отражают затраты живого и овеществленного труда на производство единицы продукции из сырья оцениваемого месторождения. Лучшими на данный момент считают месторождение, позволяющее получать продукцию с минимальными затратами такого труда.
К числу этих показателей относятся ожидаемая себестоимость продукции, удельные капитальные затраты на единицу годовой мощности предприятия по добыче руды или выпуску конечной продукции, уровень рентабельности к основным производственным фондам и приведенные затраты. Последние служат основными показателями при сравнительной экономической оценке (ранжировании) месторождения и определяются по формуле:
Зпр= Р+кФ/А,
где Р- общие годовые эксплуатационные затраты, руб; Ф- основные производственные фонды, руб; к- коэффициент рентабельности; А – годовая производственная мощность предприятия по выпуску продукции, т.
Другими показателями, учитывающимися при сравнительной оценке, служат: запасы руды и полезных компонентов, годовая производственная мощность предприятия по добыче и переработке руды и выпуску продукции, годовая прибыль и сроки окупаемости капитальных затрат. В этих показателях произведенные до исходного момента планирования затраты не принимают во внимание, а учитывают только предстоящие.
Такая оценка месторождений проводится по принципу минимизации затрат. Она приводит к обоснованию использования худших месторождений, участков, рудных тел и блоков. В этом случае приведенные затраты играют роль замыкающих. т.е. предельно допустимых.
Технологические критерии оценок определяют техническую возможность отработки разведанных запасов минерального сырья и его переработки наиболее эффективными способами. Технологическими показателями отработки месторождений являются параметры и пространственное положение рудных тел, их качественная характеристика, горнотехнические, инженерно-геологические и криологические условия, способ и системы разработки, предельные глубина карьера и коэффициент вскрыши, величины потерь и разубоживания и т.п.
Показателями технологической оценки переработки минерального сырья служат степень извлечения основных и сопутствующих полезных компонентов, качественный состав концентратов (промпродуктов) и конечных продуктов, охрана окружающей среды и т.д.
Факторы и методы экономической оценки месторождений
Промышленная ценность месторождения обусловлена разнообразными факторами, которые объединяются в основные три группы: социально-экономические, горно-геологические и экономико-географические [1].
Социально-экономические факторы определяют потребность народного хозяйства в определенном виде минерального сырья и пути ее удовлетворения с учетом состояния и развития производительных сил региона, в котором находится оцениваемое месторождение. При этом рассматриваются: современный уровень производства данного вида минерального сырья; возможности попутного получения его из комплексных месторождений или замены более экономичным и экологически чистым видом сырья.
Горно-геологические и технологические факторы обусловливают количество и качество минерального сырья, возможности его добычи и переработки с использованием прогрессивной техники и технологии. Анализ состояния баланса запасов с учетом социально-экономических факторов позволяет выделить месторождения для первоочередной отработки или рекомендовать увеличение производственной мощности действующих предприятий за счет их реконструкции.
Экономико-географические факторы определяются административным и географическим положением месторождения, его границами и площадью, климатическими и мерзлотными условиями, особенностями орогидрографии, сейсмичностью района, транспортными связями, наличием населенных пунктов и сырья для производства строительных материалов, обеспеченностью рабочей силы, состоянием энергетической базы, источниками хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения. Эти факторы обусловливают величину поясных коэффициентов на капитальное и жилищное строительство, прокладку транспортных магистралей и т.п.
Оценка месторождения может проводиться на различных технологических уровнях. Это зависит от видов полезного ископаемого, способов его добычи и переработки. Для одних оценка возможна на уровне добычи руды, для других осуществляется оценка затрат на получение продуктов обогащения или конечных товарных продуктов, пригодных для использования в народном хозяйстве.
Стоимостные показатели при предпроектной оценке определяют либо по методу аналогии, либо методом прямых расчетов по укрупненным показателям затрат, либо по совокупности этих методов [1, 2, 3]. В первом случае среди эксплуатируемых или находящихся в стадии проектирования объектов выбираются аналогичные оцениваемому месторождению по виду полезного ископаемого, размерам, морфологии и условиям залегания рудных тел, качеству руд. Стоимостные показатели выбранного проекта-аналога в целом по промышленному комплексу или по его части переносятся на оцениваемый объект с введением необходимых поправок на географо-экономические условия. Второй метод более точен, чем метод аналогии. Однако выполнение его в полном объеме сопряжено с большими затратами труда. Поэтому эффективно проведение оценки по обоим способам: для одной части промышленного комплекса подбирается проект-аналог, стоимостные показатели другой части определяются прямым расчетом [1].
Кондиции месторождений
Кондиции на минеральные сырье являются синтезирующими показателями геолого-экономической оценки. Они представляют собой технико-экономические требования к качеству и количеству минерального сырья, его горно-геологическим, гидрогеологическим и другим природным условиям. Соблюдение этих требований должно обеспечить наиболее полное комплексное и безопасное использование недр на эколого-экономической основе [1].
Кондиции могут быть разведочными и эксплуатационными. Первые обусловлены стадийностью разведочного процесса. Они служат для оконтуривания и подсчета запасов полезных ископаемых и их промышленной оценки. Вторые связаны с эксплуатацией месторождения и предназначены для корректировки разведочных кондиций на основе реально сложившихся производственно-экономических условий и рыночной коньюктуры [2, 3].
Среди параметров разведочных кондиций для подсчета балансовых запасов металлов и нерудного сырья выделяют группу универсальных. Эта группа включает: минимальное промышленное содержание полезного компонента, бортовое содержание полезных компонентов в пробе, минимальные мощности тел полезных ископаемых, максимально допустимую мощность прослоев пустых пород или некондиционных руд [1-4].
Синтезирующим экономическим параметром из этой группы служит минимальное промышленное содержание полезного компонента (или приведенное к содержанию условного компонента) – См[4-7]. Запасы с таким содержанием имеют извлекаемую промышленную ценность Цпр, зависящую от оптовой цены за единицу полезного компонента в товарной продукции Ц, единого (сквозного) коэффициента его извлечения при добыче, обогащении и металлургическом пределе Ки и коэффициента разубоживания Кр. Таким образом
Цпр= СмЦКи (1-Кр)/100, (1)
Величина промышленной ценности, заключенная в 1т руды, должна обеспечить полное возмещение эксплуатационных расходов Р на ее добычу Рд и переработку Рп при нулевой рентабельности, а также погашение затрат на геологоразведочные работы, т.е Цпр>Р. Заменив в формуле (1) Цпр на Р и выполнив преобразования, получим
См= Р/ ЦКи(1-Кр) ·100%.
Для полиметаллических руд рассчитывают См условного полезного ископаемого компонента, используя соответствующие переводные коэффициенты.
Обычно См устанавливают применительно к подсчетному блоку. Для месторождений дефицитных видов минерального сырья, характеризующихся высокой дисперсией содержаний полезных компонентов, допускается использование величины См для группы блоков или в целом по месторождению.
В единичных блоках минимальное содержание полезного компонента может быть даже меньше минимального промышленного содержания. Такие отклонения возможны в случае несущественного снижения экономических показателей по месторождению в целом [1].
Минимальное промышленное содержаниеслужит не только для выделения балансовых запасов. Его величину используют и для их оконтуривания по простиранию (длине) и на глубину (по ширине). При высокой дискретности оруденения или нахождения месторождения в трудных географо-экономических условиях для оконтуривания запасов используют величину минимального содержания полезного компонента по пересечению рудного тела выработкой. Эта величина меньше минимального промышленного содержания. Ее применение позволяет сохранить целостность рудных тел с балансовыми запасами или избежать неоправданные потери в краевых частях подсчетных блоков, где содержание полезных компонентов несколько ниже минимального промышленного.
Бортовое содержаниеполезного компонента (или условного компонента) в пробе – наименьшее содержание в крайних пробах, оконтуривающих рудное тело по его мощности. Оно определяется методом повариантных технико-экономических расчетов во взаимосвязи с минимальным промышленным содержанием. Для выбора наилучшего (оптимального) варианта рекомендуется принимать не менее трех вариантов. Разность в значениях смежных вариантов дает величину ”шага”, которая также должна быть оптимальной. Малые значения ”шага” принимаются на месторождениях с постепенным затуханием рудной минерализации при переходе руды во вмещающие породы. В этом случае значения бортового и минимального промышленного содержаний могут настолько сблизиться, что надобность в одном из этих показателей отпадает. Не требуется бортовое содержание для оконтуривания рудных тел с четкими геологическими границами (контактами). Обычно это рудные жилы кварцевого, кварц-карбонатного, флюоритового, баритового и другого состава, пегматитовые тела, пласты каменного угля, каменной и калийной солей и т.п.
Минимальные мощности тел полезных ископаемыхлимитируют включение в контур запасов сечений с мощностью меньше той, которая может обеспечить возможность эффективного применения определенной системы разработки. Величина минимальной мощности зависит от морфологии и условий залегания рудных тел, изменчивости мощности по простиранию и падению, дискретности оруденения, а также факторов, обусловливающих повышенное разубоживание.
Максимально допустимая мощность прослоевпустых пород или некондиционных руд, включаемых в контур подсчета балансовых запасов, зависит от способа и технологии разработки. Для открытых работ ее величина устанавливается значительно выше, чем для подземных. При этом исходят из того, что при мощности большей, чем максимально допустимая, эти породы или не-кондиционные руды могут быть оставлены в целиках или селективно отработаны.
Неотъемлемой составной частью геологоразведочных работ любой стадии, так же как прогнозирование, опробование и геологическая документация, является геолого-экономическая оценка (ГЭО). Ее цель состоит в анализе всех факторов промышленной ценности объекта, расчете технико-экономических показателей и подготовке заключения об экономической эффективности дальнейших работ. Конкретное содержание геолого-экономической оценки определяется стадией ГРР, то есть детальностью имеющегося фактического материала. Полностью все показатели ГЭО могут быть установлены только на стадии разведки месторождения. Но и на более ранних стадиях в обязательном порядке выполняется предварительная схематическая оценка.
На стадии регионального геологического изучения недр и прогнозирования полезных ископаемых определяются прогнозные ресурсы перспективных рудных районов по категории Р3 без привязки к конкретным объектам по аналогии с ранее изученными территориями. Прямые геолого-экономические расчеты на этом этапе не применяются.
На стадии поисковых работ выявляются прогнозные ресурсы перспективных рудных полей по категории Р2. На основании полученных материалов составляются технико-экономические соображения (ТЭС) о значимости выявленной минерализации. Для экономической оценки на этой стадии сейчас рекомендуется проводить расчет валовой потенциальной стоимости минерального сырья, исходя из средней мировой цены конечного продукта (металла, концентрата, угля, сырой нефти и т.д.) и количества прогнозных ресурсов [Бар]. При этом используются понижающие коэффициенты, уменьшающие валовую стоимость на ту часть, на которую прогнозные ресурсы «не доведены» до конечного продукта – запасов.
Предлагается следующая формула для расчета товарной стоимости (С) минерального сырья в недрах:
С = Ц· М ·К,
где Ц – средняя мировая цена конечного продукта; М – количество (масса) запасов и/или прогнозных ресурсов; К – совокупный коэффициент приведения стоимости конечного продукта к стоимости оцененных прогнозных ресурсов (запасов).
Совокупный коэффициент К рассчитывается как произведение двух величин – К1·К2. Здесь К1 – коэффициент приведения прогнозных ресурсов или запасов к количеству разведанных запасов категорий А+В+С1. Он учитывает лишь частичный переход «менее достоверных» запасов в «более достоверные»; К2 – коэффициент приведения цены конечного продукта к цене ресурсов (запасов) в недрах. Учитывает лишь ту долю в цене конечного продукта, которая соответствует уже произведенным затратам.
Значения рассмотренных коэффициентов зависят от типа полезного ископаемого и категории прогнозных ресурсов. В специальной литературе даются усредненные вероятные значения рассмотренных коэффициентов, определенные на основании экспертных оценок. В среднем, совокупный коэффициент для категории Р3 равен 0.002, Р2 – 0.02, Р1 – 0.2, то есть при переходе от категории к категории он изменяется примерно на один прядок.
Оценочные работы проводятся на вновь выявленных объектах с целью определения их промышленного значения. Большая часть запасов должна соответствовать категории С2, а на участках детализации – С1. По менее изученной площади определяются прогнозные ресурсы перспективных рудных тел категории Р1. На этой стадии уже проводится комплексная геолого-экономическая оценка по укрупненным показателям. По ее результатам разрабатывается технико-экономический доклад (ТЭД), в котором обосновывается целесообразность разведки месторождения. ТЭД представляется на государственную геологическую, экономическую и экологическую экспертизу; подготавливаются документы для проведения конкурса на предоставление лицензии на разведку и добычу полезного ископаемого.
Разведка месторождения ведется на локальном участке недр, закрепленном выданной лицензией. Целью разведки является сбор всех необходимых данных для проектирования разработки месторождения. Производится подсчет запасов по категориям А, В, С1 и С2 в соответствии с группировкой ГКЗ. Выполняется полная геолого-экономическая оценка. Она включает анализ географо-экономических, пространственно-морфологических, объемно-качественных, гидрогеологических и инженерно-геологических условий месторождения, а также определение горнотехнических и экономических показателей с учетом социальных и экологических последствий разработки.
Во время эксплуатации месторождения в процессе эксплуатационной разведки разведочные данные уточняются и детализируются. Происходит также изменение рыночной конъюнктуры на минеральное сырье, продукты его переработки, цен на энергоносители и т.п. В этих условиях в оценочные показатели вносятся коррективы с целью обеспечить стабильную безубыточную работу предприятия.
Содержание геолого-экономической оценки
Исходными данными для проведения геолого-экономической оценки являются факторы промышленной ценности месторождений.
Последовательность проведения оценки следующая [Петруха].
1. Анализ географо-экономических условий района месторождения.
2. Анализ геологических особенностей месторождений и подсчет запасов. Как правило, выполняется несколько вариантов подсчета – два крайних, которые рассматриваются как базовые, и промежуточные. Первый базовый вариант – это вариант с наибольшими запасами, второй – с наименьшими (но достаточными для строительства горнодобывающего предприятия). С учетом всех существующих условий выбирается оптимальный из всех вариантов.
3. Горнотехническое обоснование. Осуществляется выбор способа и системы разработки месторождения, определяется уровень потерь и разубоживания, рассчитываются эксплуатационные запасы полезного ископаемого и содержание металла в добытой рудной массе, а также годовая производительность, сроки эксплуатации и строительства предприятия по каждому варианту.
4. Обоснование технологии обогащения и переработки полезного ископаемого. Производится расчет основных показателей переработки сырья – извлечение при обогащении, содержание металла в концентрате, выход концентрата и других по вариантам запасов. Рассматривается вопрос о строительстве обогатительной фабрики, определяется ее производительность по полезному ископаемому.
5. Расчет экономических показателей оценки. Экономические показатели определяются в действующих на момент оценки ценах – расчетных, оптовых, договорных или мировых. Рассчитывается выручка от будущей реализации товарной продукции, общие капитальные вложения с разбивкой по годам строительства предприятия, эксплуатационные затраты на добычу и переработку, включая обязательные отчисления и платежи и выплату процента за кредит, себестоимость добычи и переработки. Определяются показатели эффективности освоения месторождения без учета налогов, платежей и отчислений – дисконтированный доход, индекс доходности, срок окупаемости капитальных вложений, внутренняя норма доходности, рентабельность предприятия по отношению к производственным фондам и эксплуатационным затратам. Затем вычисляется величина уплачиваемых налогов и те же показатели с учетом существующих налогов, платежей и отчислений.
6. Выбор оптимального варианта запасов. Сопоставляются результаты геолого-экономической оценки по вариантам запасов и выбирается оптимальный. В оптимальном варианте рассчитывается размер регулярного платежа за право добычи, а также показатели сравнительной эффективности, применяемые в международной практике – внутренняя норма прибыльности и срок окупаемости капитальных вложений с учетом платы за кредит.
6.3. Промышленные кондиции
Таким образом, основой геолого-экономической оценки является величина запасов полезного ископаемого. Подсчет запасов ведется в пределах конкретных контуров (блоков) по определенным параметрам. Оконтуривание запасов производится на основании так называемых промышленных кондиций.
Реально промышленную ценность может представлять не все месторождение в геологических границах, а лишь некоторая его часть, по качественным характеристикам сырья и условиям залегания полезного ископаемого пригодная для рентабельной эксплуатации. Многие месторождения вообще не имеют геологических границ и характеризуются постепенным снижением содержания компонентов от центра к периферии. При этом, всегда существует некоторый нижний предел содержания ценного компонента, при котором его извлекаемая ценность оказывается ниже затрат на добычу и переработку единицы горной массы. Соответственно, существуют и экономические границы месторождения, определяющие ту часть его запасов в недрах, которая является рентабельной для добычи. Такая экономическая граница может определяться не только содержанием полезного компонента, но и другими качественными характеристиками сырья или условиями эксплуатации.
Требования к качеству сырья и горнотехническим условиям эксплуатации месторождений, установленные в виде конкретных значений некоторых лимитных показателей и служащие для разделения запасов в недрах на промышленную и непромышленную части носят название кондиций (conditions) [Боярко]. Проще говоря, промышленные кондиции – это требования промышленности к количеству, качеству и условиям залегания полезного ископаемого.
Кондиционные показатели можно разделить на универсальные и частные. Универсальные – те, которые определяются в обязательном порядке для каждого месторождения, частные – устанавливаются при необходимости на отдельных объектах.
Универсальные кондиции включают: 1)минимальное промышленное содержание; 2)бортовое содержание; 3)минимальную промышленную мощность; 4)максимально допустимую мощность прослоев пустых пород и некондиционных руд.
Минимальное промышленное содержание – это наименьшее среднее содержание, обеспечивающее экономическую целесообразность разработки месторождения. Минимальное промышленное содержание используется для оконтуривания запасов, а также для их группировки по экономическому значению (балансовые или забалансовые). Оно определяется для отдельных рудных тел, блоков, участков или для месторождения в целом. Минимальное промышленное содержание является самым главным показателем геолого-экономической оценки и рассчитывается по специальным методикам, рассматриваемым ниже (раздел 6.7).
Бортовое содержание– наименьшее содержание в крайних точках (пробах), оконтуривающих рудное тело, включение которых в рабочий контур обеспечивает сохранение внутри него минимального промышленного содержания. Бортовое содержание не может быть меньше, чем минимальное промышленное.
От величины бортового содержания зависят форма, размеры рудных тел, качество руды и соответственно технико-экономические показатели разработки месторождения. Поэтому оптимальное значение этого параметра определяется на основе повариантных технико-экономических расчетов, позволяющих учесть всю совокупность горно-геологических, технологических и экономических факторов оценки месторождения. Число вариантов бортового содержания должно быть не менее трех.
Между бортовым, минимальным промышленным и средним содержаниями должно соблюдаться следующее соотношение: Сб£Смин£Сср. Именно это условие определяет экономическую эффективность разработки месторождения.
Минимальная промышленная мощность рудных тел устанавливается опытным путем в соответствии с возможностями системы разработки. Для пологозалегающих тел она должна быть не ниже 1.1 м, для крутопадающих 0.6-0.7 м. Оптимальное значение параметра устанавливается на основе прямых технико-экономических расчетов по каждому из классов мощности тел полезных ископаемых.
Минимальная промышленная мощность не такой жесткий показатель, как минимальное промышленное содержание.. Если мощность рудного тела в каком-то пересечении меньше минимальной, то вопрос о включении его в рабочий контур решается с помощью минимального метропроцента, или метрограмма, если содержание измеряется в г/т (благородные металлы). Метропроцент – это произведение мощности на содержание. Минимальный метропроцент это произведение минимальной промышленной мощности на минимальное промышленное содержание. Если в рассматриваемом сечении произведение мощности на содержание больше минимального метропроцента, то оно включается в рабочий контур, если меньше – не включается.
Максимально допустимая мощность прослоев пустых пород и некондиционных руд. Этот показатель устанавливается для больших по мощности рудных тел. Если мощность пустых прослоев меньше максимально допустимой – они включаются в контур, если больше – не включается. В этом случае предполагается, что пустые прослои будут оставлены в целиках или селективно отработаны. В практике существует следующая зависимость между общей мощностью рудного тела им пустыми прослоями: при мощности рудного тела 10 м прослои пустых пород могут быть до 2 м; при 15 м – 3 м; при 20 м – 4 м; при 25 и более – 5 м.
К частным кондиционным показателям относятся следующие.
Переводные коэффициенты для подсчета запасов попутных компонентов.Для попутных полезных компонентов запасы не подсчитываются как для основных, а определяются с помощью специальных переводных коэффициентов. Эти переводные коэффициенты также устанавливаются кондициями, исходя из содержания попутныхкомпонентов.
Максимально допустимое содержание вредных примесей, которые отрицательно влияют на технологию переработки и качество конечной продукции.
Минимальный коэффициент рудоносности – линейный, площадной или объемный.
Для некоторых полезных ископаемых, кроме того, устанавливаются свои специфические промышленные условия, например, пределы зольности, спекаемости, выхода смол для углей и др.
Кондиции рассчитываются по результатам геологоразведочных работ. Они могут быть временными, постоянными и эксплуатационными. Временные кондиции устанавливаются по результатам оценочных работ, постоянные – по результатам разведки, а эксплуатационные используются при разработке месторождения. В практике часто пользуются серией «Требования промышленности к качеству минерального сырья», включающей отдельные выпуски по разным видам сырья.
На основе кондиций осуществляется подсчет запасов месторождений. Запасы, подсчитанные с соблюдением кондиций, называются балансовыми. Выделяются также забалансовые запасы, которые рассчитываются по более низким кондициям. Разработка забалансовых запасов является на момент подсчета экономически нецелесообразной.