Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Исследование и разработка методов рационального использования запасов минерального сырья в природно-промышленном комплексе

ВАК РФ 25.00.16, Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Засько, Юрий Евгеньевич

Введение.

1. Состояние проблемы рационального использования минеральных ресурсов в природно-промышленном комплексе.

1.1. Анализ закономерностей процессов, происходящих в угольной промышленности Магаданской области.

1.1.1. Общие сведения об угольной промышленности Магаданской области.

1.1.2 Исследование тенденций изменения количества потребите лей угля.

1.2. Исследование возможностей формирования природно-промышленных комплексов в угольной промышленности Магаданской области.

1.3. Основные направления рационального использования минеральных ресурсов в природно-промышленном комплексе «Верхне-Аркагалинское месторождение».

1.4. Цель и задачи исследований.

2. Исследование состава, свойств и закономерностей размещения полезных ископаемых Верхне-Аркагалинского месторождения.

2.1. Геологическая характеристика месторождения.

2.1.1. Стратиграфия.

2.1.2. Тектоника.

2.1.3. Магматизм.

2.1.4. Гидрогеология.

2.1.5. Геоморфология.

2.1.6. Полезные ископаемые.

2.2. Исследование, анализ и оценка проведенных геологоразведочных работ на Верхне-Аркагалинском месторождении.

2.2.1. Методика проведения геолого-разведочных работ.

2.2.2. Качественная и технологическая характеристика золота.

2.2.3. Горнотехнические условия.

2.2.4. Изучение свойств каменного угля.

2.3. Геометризация Верхне-Аркагалинского месторождения.

3. Выбор технологии добычи угля на Верхне-Аркагалинском месторождении.

3.1. Характеристика условий и технологии открытой разработки Верхне-Аркагалинского каменноугольного месторождения.

3.2. Исследование опыта безвзрывной разработки на угольных разрезах мира.

3.2.1. Опыт использования комбайнов фирмы Wirtgen компанией Western Collieries Ltd в Западной Австралии.

3.2.2. Использование комбайнов на разрезе «Юбилейный» (Казахстан).

3.2.3. Опыт реализации и последующего расширения новой технологии тонкослойной выемки на разрезе Гацко (Босния и Герцеговина).

3.3. Анализ и оценка производительности оборудования при Применении новой технологии на Верхне-Аркагалинском месторождении.

4. Оценка возможности глубокой переработки угля Верхне-Аркагалинского месторождения.

4.1. Анализ и оценка существующей технологии производства жидкого топлива гидрогенизацией угля под давлением водорода.

4.2. Исследования и оценка возможностей получения синтетической нефти и нефтепродуктов из углей Верхне-Аркагалинского месторождения.

4.2.1.Методы получения нефти из углей Верхне-Аркагалинского месторождения.

4.2.2. Технология получения синтетической нефти.

4.2.3. Исследование синтетической нефти.

5. Экономические и организационные основы рационального использования минерально-сырьевого потенциала природно-промышленного комплекса.,.

5.1. Экономические основы рационального использования минерально-сырьевого потенциала природно-промышленного комплекса.

5.1.1. Экономическая оценка эффективности освоения запасов россыпного золота.

5.1.2. Экономическая оценка эффективности применения безвзрывной технологии добычи угля.

5.1.3. Экономическая оценка эффективности глубокой переработки угля. ЮЗ

5.2. Организационные основы рационального использования минерально-сырьевого потенциала природно-промышленного комплекса.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Исследование и разработка методов рационального использования запасов минерального сырья в природно-промышленном комплексе"

Актуальность работы. Общие ресурсы углей Магаданской области оценивают в 72,28 млрд.т, в том числе каменный уголь и антрацит - 13,01 млрд.т., бурый уголь - 59,27 млрд.т. Из более 30-ти угольных районов в настоящее время эксплуатируется 5 месторождений угля.

Развитие угольной отрасли в Магаданской области определяется влиянием ряда факторов:

- обеспеченностью области природными запасами углей, их качеством и степенью промышленного освоения,

- потребностью в углях различных районов области, производственной мощностью действующих угледобывающих предприятий и степенью ее освоения,

- развитием транспортных связей,

- развитием нетрадиционных источников энергии,

- вывозом угля за пределы области.

Из-за высоких транспортных затрат на перевозку местных углей угольные предприятия области не имеют статуса топливно-энергетической базы, значимой для остальных регионов России. Вместе с тем, при сравнении вариантов обеспечения местным и привозным твердым топливом следует учитывать, что:

- значительная часть платежей за право добычи угля остается в бюджете области,

- увеличивается занятость населения, и сокращаются затраты на его переселение в центральные районы страны.

Повышение рентабельности возможно лишь на базе рационального использования минеральных ресурсов в природно-промышленном комплексе. Поэтому исследование и разработка методов повышения полноты и комплексности использования минеральных ресурсов природно6 промышленного комплекса является актуальной научно-технической задачей.

Цель работы. Разработка эффективных методов использования минеральных ресурсов природно-промышленного комплекса «Верхне-Аркагалинское месторождение», позволяющих обеспечить его рентабельность.

Идея работы. Методы рационального использования минеральных ресурсов применяются в пределах единого природно-промышленного комплекса, что позволяет обеспечить их высокую эффективность.

Методы исследования. В работе использован комплексный метод, включающий аналитические, натурные и лабораторные исследования. Защищаемые научные положения:

1. Потенциал природно-промышленного комплекса, включающий природные ресурсы, промышленные объекты и квалифицированных работников, функционирующих как единое целое, следует рассматривать как эффективную систему для разработки научно-обоснованной стратегии его вовлечения в рыночную экономику.

2. Выбор методов рационального использования минеральных ресурсов природно-промышленного комплекса должен основываться на информационной базе, создаваемой в результате геометризации их количественных и качественных показателей.

3. Рациональное использование минерально-сырьевого потенциала природно-промышленного комплекса возможно на основе вовлечения в отработку полезных ископаемых, сопутствующих основному для 1II1К виду минерального сырья, и его глубокой переработки.

Обоснованность и достоверность научных положений и результатов исследований подтверждается применением современных методов исследований, большим объемом статистических данных о работе угольной промышленности Магаданской области, надежностью оценок прогнозных запасов россыпного золота в пределах горного отвода, 7 положительными результатами применения разработанных методов в проектах и достигнутой эффективностью результатов исследований.

Научная новизна работы:

1. Развиты основные положения теории природно-промышленного комплекса применительно к использованию минерально-сырьевого потенциала районов Крайнего Севера.

2. Разработана стратегия эффективного использования минерально-сырьевого потенциала природно-промышленного комплекса основанная на информационной базе, созданной по результатам геометризации количественных и качественных показателей месторождения.

3. Исследованы физические, механические свойства полезных ископаемых, на основании которых были предложены технологические решения по их комплексной отработке.

Значение работы:

Научное значение состоит в теоретическом и методологическом обосновании подхода, позволяющего решить задачу рационального использования минерально-сырьевого потенциала природно-промышленного комплекса.

Практическое значение заключается в обосновании возможности корректировки программы реструктуризации угольной промышленности Магаданской области на основе детального изучения возможностей полного и комплексного использования запасов минерального сырья природно-промышленного комплекса.

Реализация работы. Выводы и рекомендации использованы в «Предложениях по корректировке программы реструктуризации угольной промышленности Магаданской области».

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на:

- Совещании о социально-экономическом и культурном сотрудничестве между Республикой Саха (Якутия) и Магаданской области 9 ноября 1997 года, г.Магадан, 8

- Коллегии Министерства топлива и энергетики РФ 17 декабря 1999 г., г.Москва.

Личный вклад автора в получение научных результатов заключается в:

- постановке задачи и разработке методики исследований,

- анализе закономерностей процессов, происходящих в угольной промышленности Магаданской области,

- разработке стратегии повышения рентабельности использования минеральных ресурсов природно-промышленного комплекса «Верхне-Аркагалинское месторождение»,

- проведении геометризации Верхне-Аркагалинского месторождения,

- анализе опыта применения безвзрывной технологии на разрезах,

- разработке необходимых организационно-экономических основ рационального использования запасов минерального сырья природно-промышленного комплекса.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в которых изложены основные положения диссертационной работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложена на 120 стр. машинописного текста, содержит 15 рисунков, 11 таблиц, список литературы из 59 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр", Засько, Юрий Евгеньевич

Выводы

Исследование экономических и организационных основ рационального использования минерально-сырьевого потенциала природно-промышленного комплекса позволяет сделать следующие выводы:

1. Стоимостная оценка запасов россыпного золота, разведенных в пределах горного отвода разреза «Тал-Юрях», составляет порядка 2,5 млн. долларов США.

2. Применение безвзрывной технологии добычи угля позволяет почти вдвое снизить себестоимость его добычи.

3. Окупаемость производства по глубокой переработке угля составляет порядка 3,5-4 лет

4. В качестве организационного обеспечения деятельности природно-промышленного комплекса предлагается организовать акционерное общества открытого типа, в составе которого будут созданы дочерние акционерные общества с направлениями деятельности: освоение запасов россыпного золота, добыча угля и его глубокая переработка.

114

Заключение

Диссертация представляет собой законченную научно-исследовательскую работу, в которой содержится решение актуальной научной задачи по разработке методов рационального использования запасов минерального сырья в природно-промышленном комплексе.

Основные научные результаты и практические выводы диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Анализ состояния угледобывающей промышленности Магаданской области выявил недостатки в полноте и комплексности использования минерально-сырьевой базы месторождения в современных экономических условиях.

2. Повышение полноты и комплексности использования минеральных ресурсов возможно в рамках природно-промышленного комплексов, за счет реализации мероприятий геолого-маркшейдерских, горнотехнических, технологических, экономических и организационных направлений.

3. Стратегия эффективного использования минерально-сырьевого потенциала природно-промышленного комплекса должна быть основана на информационной базе по результатам геометризации количественных и качественных показателей полезных ископаемых.

4. На основе выявленных закономерностей размещения попутных компонентов в пределах горного отвода разреза «Тал-Юрях» разработана концепция их плановой выемки одновременно с основной добычей каменного угля.

5. Выявленные закономерности размещения угля и его качественных показателей в массиве позволили предложить безвзрывную тонкослоевую экологически безопасную технологию разработки угольных пластов с применением комбайнов фирмы Wirtgen, позволяющую снизить себестоимость одной тонны добычи угля, уменьшить его зольность и сократить потери угля при добыче.

115

6. Геометризация зольности угольных постов позволяет выявить участки пригодные для глубокой переработки углей с получением синтезированием нефти и нефтепродуктов методом термоожижения, существенно увеличивая при этом рентабельность работы предприятия.

7. Внедрение разработанных методов рационального использования запасов минерального сырья в природно-промышленном комплексе в условиях Верхне-Аркагалинского месторождения позволит значительно снизить себестоимость добычи угля и тем самым сделать его конкурентно-способным на российском рынке.

Результаты исследований могут быть использованы на других угледобывающих предприятиях Магаданской области, где выявлены многочисленные сопутствующие полезные ископаемые: золото, олово, торф, вольфрамм, молибден, полиметаллы, сурьма и др. и на их основе могут быть сформированы аналогичные природно-промышленные комплексы. Это позволит вывести угледобывающую промышленность Магаданской области из кризисного состояния и получить при этом значительный источник финансовых поступлений.

116

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Засько, Юрий Евгеньевич, Москва

1. Агроскин А.А., Химия и технология угля, М., Недра, 1969.

2. Аммосов И.П., Зона окисления угля, М., Недра, 1965.

3. Андриенко В.И., Цыганков А.В., Ефремов В.Т. Прогнозные исследования в облети создания безопасных условий труда на угольных шахтах Северо-Востока. Колыма № 8, 1987.

4. Артюшков Е.В., Беэр М.А., механизм образования геосинклинальных поясов, М., Советская геология, №1, 1982.

5. Астахов А.С., Малышев Ю.Н.,Пучков Л.А., Харченко В.А. Экология: горное дело и природная среда. М.: изд. АГН, 1999

6. Ашихмин А.А., Погонин В.В. Состояние рынка фактор, определяющий применение физико-химических технологий добычи золота. ГИАБ МГГУ, № 3, 2000

7. Бабушкин В.Д., Пересунько Д.И., Прохоров С.П., Скворцов Г.Г. Изучение гидрогеологических и инженерно-геологических условий при разведке и освоении месторождений твердых полезных ископаемых. М. Недра, 1969.

8. Бакалдина А.П., К вопросу о связи восстановленности углей с их сорбционной метаноемкостью, «Известия высших учебных заведений», М., Геология и разведка, № 4, 1970.

9. Бирюков В.В. Химико-технологическое и петрографическое изучение аркагалинских углей. Труды института ВНИИП г.Магадан и Ленинградского института, 1954-55

10. Буряк Г.В., Петрографические характеристики ископаемых углей Верхне-Колымского края ОНТИ ПКТП СССР, 1938.

11. Быбочкин A.M. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых. «Разведка и охрана недр» № 9, М., 1974

12. Бывочкин A.M. Гречишников Н.П., Методы исследования вещественного состава твердых горючих ископаемых, М., Недра, 1974.117

13. Ващенко JI.JI., Пензин Ю.П., Филимонова Т.П. К вопросу о возрасте угленосных отложений Аркагалинской впадины. «Известия высших учебных заведений», М., Геология и разведка, 1979.

14. Викентьев В.А., Карпенко И.А., Шумилин М.В. Экспертиза подсчета запасов рудных месторождений. М.: Недра. 1988

15. Гречухин В.В., Геофизические методы исследований угольных скважин. М., Недра, 1968.

16. Горное дело. Терминологический словарь. М.: Недра, 1981.

17. Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли. Под ред. К.Н.Трубецкого. М., изд.АГН, 1997

18. Дригин Н.А. Методы изучения дизъюнктивных нарушений угольных пластов Нижне-Аркагалинского месторождения. Сб. Тезисы докладов, Пятой Дальневосточной конференции геологов-угольщиков. Артем, 1986.

19. Зарайский В.Н., Стрельцов В.И., Рациональное использование и охрана недр на горнодобывающих предприятиях. Москва, изд. Недра, 1987 г., 293 стр.

20. Засько Ю.Е., Экономическое состояние угледобывающей промышленности Магаданской области «Колыма», Магадан, 1999.

21. Засько Ю.Е., Сорокин Н.Р., Уголь Колымы, «Уголь», Москва, 2000.

22. Засько Ю.Е. Рациональное использование минеральных ресурсов в пределах единого природно-промышленного комплекса. Горный информационно-аналитический бюллетень Изд. МГГУ, 8,2001

23. Засько Ю.Е. Геолого-маркшейдерские исследования запасов россыпного золота Верхне-Аркагалинского природно-промышленного комплекса. Горный информационно-аналитический бюллетень. Изд. МГГУ, 8, 2001

24. Иванов Г.А. Угленосные формации, Л., Наука, 1967.

25. Иватанова Н.П. Эколого-экономическая оценка минерально-сырьевого потенциала регионов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора экономических наук. М., МГГУ, 2000118

26. Инструкция по применению классификации запасов к месторождениям углей и горючих сланцев. МГ.: ГКЗ СССР, 1983.

27. Исследование вопросов комплексного использования Белоучейского месторождения. Отчет о НИР, ИПКОН РАН СССР, Москва, 1986

28. Кирюхин А.С. Проблемы собственности и управления в акционерных обществах. Рукопись. Фонды Финансовой академии при Правительстве РФ, М.: 2001

29. Кошелев П.Г., Петайчук В.Т., Ковалев В.Ф., Бастраков Г.И., Обобщение и анализ геологических материалов по данным разведочных работ с целью изучения возможности отработки угольных пластов в таликовых зонах месторождений Северо-Востока СССР, 1974.

30. Кравцов А.И. Основы геологии горючих ископаемых, М., ВШ, 1966.

31. Кравцов А.И., Геологические условия газоносности рудных и нерудных месторождений полезных ископаемых, М., Недра, 1968.

32. Луцишин С.В. Создание безвзрывной технологии разработки кимберлитов послойным фрезерованием. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.,МГГА, 1995 г.

33. Малышев Ю.Н., Зайденварг В.Е., Зыков В.М., Краснянский Г.Д., Саламатин А.Г., Шафраник Ю.К., Яновский А.Б. Реструктуризация угольной промышленности (Теория. Опыт. Программы. Прогноз). М., Компания «Росуголь», 1996

34. Малышев Ю.Н., Трубецкой К.Н. Угольная промышленность России на пороге и в начале XXI века. Уголь, 2, 2001

35. Малышев Ю.Н., Штейнцайг P.M. и др. Основы применения и расчетные методы определения условий эксплуатации комплексов непрерывного действия на основе применения машин типа МПФ. М., 1966. 64с.

36. Миронов К.В. Геологические основы разведки угольных месторождений, М., Недра, 1973.

37. Научные проблемы горного производства. Сб.статей. Изд. МГГУ,2000

38. Новожилов Н.Г., Открытые работы, М., Недра, 1965.

39. Овчаренко Б.П. Основы метода построения специальных карт для прогноза условий эксплуатации горных выработок. Тезисы докладов к III региональному совещанию по инженерной геологии, Л., 1966

40. Овчинников А.И., Гидрогеология месторождений твердых полезных ископаемых, части 1 и 2, М., Недра, 1966.

41. Овчинников А.И., Клементьев П.И., Сыроватко М.В., Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР, т. 10., М., Госгеолтехиздат, 1962

42. Овчинников А.И., Клементьев П.И., Сыроватко М.В., Геология СССР, том XXX, Северо-Восток СССР, книги 1 и 2, М., Недра, 1970.

43. Отчет НИР Геологоразведочные работы по угольному разрезу ОАО " Разрез Тал-Юрях" на россыпное золото. Сусуман,1997.

44. Певзнер М.Е. Горное право. М.: изд. МГГУ, 1997

45. Платонов В.В., Проскуряков В.А., Новикова И.Л., Бреннер В.А.

46. Платонов В.В., Проскуряков В.А. и др. Производство синтетической нефти на базе углей Республики Грузия.-1999 //"Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности" : Материалы Всероссийской НПК (16-18 июня 1999).-СПб: БГТУД999.-Т 2.-С.84-86. \120

47. Пихлер М., Панкевич Ю.Б. Технология и схемы ведения горных работ при использовании комбайнов 2100 и 2200 SM фирмы Wirtgen GmbH, Горная промышленность, 2001.

48. Попов В.Н., Бадамсурэн X., Буянов М.И., Руденко В.В. Квалиметрия недр. М.: изд. АГН, 2000.

49. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. М.: Недра, 1980

50. Рыбкин В.К. Стратегия развития топливно-энергетического комплекса региона. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора экономических наук, СПб, 1999

51. Рыжов П.А. Геометрия недр. М.: Недра, 1964

52. Семейкин А.И. Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР, т. 10 М., Госгеолтехиздат ,1962.

53. Самылина В.А., О меловой флоре Аркагалинского угленосного бассейна, ДАИ СССР, т. 147, 1962, № 2.

54. Томаков П.И., Коваленко B.C., Михайлов A.M., Калашников А.Т. Экология и охрана природы при открытых горных работах. М., изд. МГГУ, 1994

55. Цивка Ю.В., Сорокин Н.Р., Засько Ю.Е. О перспективе работы разреза «Тал-Юрях», «Уголь», Москва, 1997

56. Уткин В.И., Селективный гамма-гамма каротаж на угольных месторождениях. М., Наука, 1975.

57. Штейнцайг P.M. Повышение эффективности открытой угледобычи с применением новых средств послойной отработки и методов физико-химического воздействия на горный массив., Москва, изд. ИГД им. А.А. Скочинского, 1996.

58. Шумилин М.В. Геолого-экономические основы горного бизнеса. Изд. ВИМС, 1998