Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геолого-промышленная модель Садкинского месторождения угля

ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Геолого-промышленная модель Садкинского месторождения угля"

На правах рукописи

СЛВЕНКО Анатолий Иванович

ГЕОЛОГО-ПРОМЫШЛЕННАЯ МОДЕЛЬ САДКИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ УГЛЯ (ВОСТОЧНЫЙ ДОНБАСС)

Специальность: 25.00.11 - «Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Новочеркасск - 2004

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»

Научный руководитель: доктор геологотминералогических наук,

профессор

Щеглов Владимир Иванович

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

профессор

Тимофеев Анатолий Андреевич

кандидат геолого-минералогических наук, доцент

Сидоренко Павел Федорович

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский геологоразведочный институт угольных месторождений

Защита состоится 2004 г. в часов на заседании

диссертационного совета ДР.212.304.20 при Южно-Российском государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом институте) по адресу: 346428, г. Новочеркасск Ростовской области, ул. Просвещения, 132, ауд. 107 главного корпуса

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЮРГТУ (НПИ)

Автореферат разослан 14 мая 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ГлазыринЕ.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сырьевая база углей России вообще и Восточного Донбасса в частности неоднородна и существенно разубожена за счет включения в ее состав нереальных для разработки запасов, сосредоточенных в тонких, нарушенных и глубокозалегающих пластах.

В настоящее время необходимым условием для проектирования и строительства эффективных угледобывающих предприятий является концентрация горных работ на благоприятных для разработки запасах, в том числе для ускоренного освоения нетиповыми угледобывающими предприятиями в целях оперативной компенсации мощностей ликвидируемых убыточных шахт. В современных условиях в связи с быстро меняющейся рыночной конъюнктурой требуется оперативная геолого-экономическая переоценка запасов угольных месторождений, особенно резерва подгруппы «а» на основе новых параметров кондиций, при этом определяющую роль играет дифференциация запасов по доходности с учетом геологических, технологических и экологических факторов.

Цель работы. Целью настоящей работы является разработка геолого-промышленной модели экономически рентабельных запасов Садкинского месторождения на базе кластерного подсчета для обоснования кондиций, геолого-экономической оценки и управления запасами в процессе эксплуатации.

Для достижения этой цели решались следующие основные задачи:

1. Анализ сырьевой базы угольной промышленности Восточного Донбасса.

2. Анализ складчатых и разрывных деформаций и морфологических особенностей основного продуктивного пласта т1 в пределах Садкинской синклинали.

3. Обоснование целесообразности и необходимой достоверности кластерного представления запасов при геолого-экономической оценке месторождений.

4. Разработка рациональной операционной схемы и комплексирования программных средств для создания пространственно распределенной цифровой базы первичных геологических данных по угольным пластопересечениям.

5. Исследование влияния геологических факторов (показателей качества угля) на основной параметр оптимизации при обосновании кондиций - доходность инвестируемых средств.

6. Дифференциация и геолого-экономическая оценка доходности запасов Садкинского месторождения (резерв подгруппы «а») на основе кластерных карт.

Методы исследований. Для решения поставленных задач применялись методы цифрового геологического картирования (ГИС-технологии), статистического анализа, пространственного геолого-промышленного и геолого-экономического моделирования.

I РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ 1 I БИБЛИОТЕКА { | С Петербург 1-У-}1

Защищаемыеположения:

1. Анализ потребностей в углях в Южном федеральном округе указывает о значительном неудовлетворенном спросе в настоящее время и в ближайшей перспективе. Ведущееся в настоящее время строительство новых шахт не покрывает данного дефицита. Подавляющее большинство запасов резерва подгруппы «а», отвечающих современным требованиям угольной промышленности (60%) сосредоточено в северо-восточной части Сулино-Садкинского угленосном района в пределах Садкинского месторождения, в связи с чем его можно прогнозировать в качестве первоочередного для будущего освоения и рассматривать как полигон для геолого-промышленного моделирования и отработки новых методов геолого-экономической оценки.

2. Важнейшей частью геолого-структурной модели Садкинского месторождения является Поперечное поднятие в пределах Садкинской синклинали. Поднятие является древней структурой, развивающейся со среднекаменноуголь-ного времени до конца палеозоя. Поднятие определяет геолого-структурные особенности Садкинского месторождения, морфологические особенности и сложность строения угольного пласта т 8'. С существованием Поперечного поднятия связано разделение Садкинской синклинали на две котловины в основной этап герцинской складчатости и возникновение сдвиговых движений в обрамлении на заключительном этапе, что определило характер складчатых и разрывных деформаций угольного пласта.

3. Эффективной геолого-промышленной моделью угольного месторождения является регулярно-ячеистая кластерная модель, выполненная на базе ГИС-технологий. Модель обеспечивает статистически обоснованную равномерность данных, дифференциацию геолого-промышленных параметров и оперативность технико-экономического обоснования кондиций в условиях быстро меняющейся рыночной конъюнктуры, является современной базой оперативного учета и управления запасами.

4. Основным способом повышения эффективности геолого-промышленной оценки месторождения является оптимизация кластерной модели, содержание которой определяется совокупностью взаимосвязей между оконтуривающими, подсчетными и технико-экономическими параметрами. Оптимальным интегральным параметром оконтуривания активных запасов угля является показатель доходности эксплуатационных затрат, вычисляемый в относительных единицах и свободный от необходимости приведения затрат и цен к современному уровню инфляции.

5. Геолого-экономическая оценка участков Садкинского месторождения, проведенная на базе кластерной модели с оконтуриванием активных промышленных запасов по уровню доходности не ниже 5% показывает достаточную рентабельность запасов угля и значительный запас финансовой прочности будущего предприятия при превышении цены над себестоимостью в 40% на участке Садкинском Северном и в 30% на участке Садкинском Восточном.

Научная новизна. На основании концентрации запасов, отвечающих современным требованиям промышленности по мощности, глубине залегания и углам падения в Сулино-Садкинском угленосном районе, установлена его приоритетная роль в восполнении сырьевой базы Восточного Донбасса.

Разработана геолого-структурная модель Садкинского месторождения, ключевой частью которой является Поперечное поднятие Садкинской синклинали, определяющее особенности морфологии угольного пласта и характер складчатых и разрывных деформаций. В качестве количественной меры сложности строения пласта предложено использовать коэффициент неоднородности, позволяющий производить пространственный анализ морфологических особенностей пласта.

На основе анализа распределения коэффициента неоднородности пласта тщ1 для периода его накопления определены типы болотных ландшафтов: бо-лотно-лагунная равнина с меняющейся обводненностью в южной части Сад-кинского месторождения и аллювиально-болотная равнина с высокой проточ-ностью - в северной.

Разработана кластерная геолого-промышленная модель подсчета и представления запасов Садкинского месторождения, позволяющая производить геолого-экономическую оценку-запасов (ресурсов) как конкретного месторождения так и произвольно заданной территории в натуральных и стоимостных единицах измерения, операционная схема создания цифровой базы пространственно распределенных первичных геологических данных разведочных пересечений. В качестве параметра оптимизации модели для выделения активных запасов, определяющих основные параметры кондиций и контуры первоочередной отработки, предложен критерий доходности инвестируемых средств (рентабельности эксплуатационных затрат), прямо зависящий от геолого-промышленных параметров угольного пласта. Определены контуры первоочередной отработки и параметры кондиций и произведена геолого-экономическая переоценка запасов Садкинских разведочных участков.

Практическая значимость. Использование результатов исследований и предлагаемой методики позволяет провести комплексную геолого-экономическую оценку территории Садкинского месторождения, определять контуры активных запасов угленосных площадей по результатам предварительной разведки," значительно сократить затраты времени на вариативные технико-экономические расчеты при определении параметров кондиций. Составлена база пространственно распределенных первичных геологических данных продуктивных угольных пластов Садкинского месторождения.

Фактический материал. В основу работы положены геологические данные, собранные в процессе производственной деятельности автора в период с 1992 по 2004 гг., данные и методика геолого-экономической экспресс-оценки угольных ресурсов ВНИГРИуголь, фондовые и опубликованные материалы. Автором обработаны данные по более чем 1500 буровым скважинам, пройден-

нььм в процессе поисковых и разведочных работ за 30 лет, произведено 10 подсчетов запасов и составлены производственные отчеты по 5 участкам.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на X Всероссийском угольном совещании (г. Ростов-на-Дону, 2001г.), на международных научных конференциях в ЮжноРоссийском государственном техническом университете (г.Новочеркасск, 2002,2004 г.).

По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения. Включает 129 страниц машинописного текста, 46 рисунков, 26 таблиц, список цитированной литературы из 53 наименований.

Работа выполнена в ЮРГТУ (НПИ) на кафедре месторождений и разведки полезных ископаемых при активной помощи автору от ведущих специалистов научных и производственных организаций: Н.И. Гаврилова, М.А Киреева, Г.Ю.Коломенского, Н.Н.Погребнова, И.Д. Савенко, В.А Солмина, А.А.Тимофеева, О.Е.Файдова, В.А.Хорошавина, В.И.Щеглова, Г.С. Январёва и других. Всем автор выражает искреннюю благодарность и признательность.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Состояние сырьевой базы угольной промышленности Восточного Донбасса

Промышленная угленосность Восточного Донбасса связана с отложениями среднекаменноугольного возраста (башкирский и московский ярусы). В угленосной толще насчитывается около 250 угольных пластов, из которых 62 достигают мощности 0,8 м, 37 пластов - более 1,0 м 22 пласта- более 1,2 м.

Угольная промышленность Ростовской области в настоящее время представлена тремя основными поставщиками угля - акционерными обществами по добыче и переработке угля «Ростовуголь», «Гуковуголь» и ОАО «Обухов-ская»,' а также небольшими акционерными обществами, эксплуатирующими мелкие шахты, которые обеспечивают углем бытовые предприятия. Динамика производственных мощностей угольной промышленности за последние годы без учета мелких предприятии представлена в табл. 1.1. По состоянию на 01.12.2003 добычу угля в Восточном Донбассе ведут 12 шахт общей производительностью 6,2 млн. т. Суммарные промышленные запасы угля по шахтам составляют 322 млн. т. (табл. 1.2). Средняя обеспеченность промышленными запасами составляет 30 лет.

Самым крупным потребителем угля является электроэнергетика области - 68% потребления. В перспективе энергетики Дона также будут оставаться основными потребителями угля, что обусловлено его надежностью как топливного ресурса и разработками нового экологически чистого и эффективного оборудования и новейших технологий сжигания твердого топлива в котельных агрегатах.

Таблица 1.1

Динамика производственных мощностей Восточного Донбасса_

Показатели/ Годы 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2002 2003

Кол-во шахт 56 53 50 47 40 20 15 12

Производствен, мощность, МЛ71.Т 30,43 30,11 29,97 27,62 13,88 6,64 6,42 6,2

По прогнозам потребление углей Восточного Донбасса на период до 2010 года ожидается в объеме до 13 млн. т в год, В настоящее время потребность в топливе на 35% покрывается за счет привозных углей. Причем при снижении уровня добычи, дефицит угля будет расти. Таким образом, при сохранении достигнутой на сегодняшний день суммарной производительности угольных шахт, дефицит угля на ближайшие 10 лет может составить 7-8 млн т. в год.

Таблица 1.2

Шахтный фонд Восточного Донбасса по состоянию на 01.12.2003_

Год Фактическая Промыш- Обеспечен-

Шахты сдачи в добыча в 2001 г. ленные запа- ность пром.

экспл. млн.т. сы, млн.т. запасами, лет

Октябрьская 1909 0,203 11,659 30

Акггинская 1943 0,144 25,588 32

Садкинская 1988 0,173 7,328 18

Октябрьская-Южная (им.Чиха) 1993 0,211 50,376 39

им.50-летия Октября 1967 1,235 11,697 7

Замчаловская 1955 0,178 2,862 7

Ростовская 1953 0,359 33,747 72

Алмазная 1958 1,138 8,4 6

Дальняя 0,358 21,923 44

Западная 0,317 16,258 33

Гуковская 1963 0,360 64,677 72

Обуховская 1979 0,455 67,688 40

Всего: 322,203 30

Запасы углей, учтенные Госбалансом в пределах Восточного Донбасса по состоянию на 01.01.97 по категориям А+В+С1+С2 составляют 9565 млн.т. По степени подготовленности к промышленному освоению они подразделялись следующим образом: на полях действующих и строящихся предприятий 1578 млн.т (16%); подготовленных к промышленному освоению (резерв подгрупп «а» и «б») - 2161 млн.т (23%); на разведываемых и перспективных для разведки участках - 4728 млн.т (49%); на прочих участках - 1101 млн.т (12%)/ Однако приведенное количество запасов по группам учета не раскрывает реального их состояния и перспективы дальнейшего освоения в счете изменения требований угольной промышленности, связанных с отсутствием технических средств по добыче угля для пластов мощностью менее 1 м и с углом падения свыше 35°.

По состоянию на 01.01.2002 для нового шахтного строительства в Восточном Донбассе подготовлено 13 участков с запасами категорий А+В+С1 в количестве 1656 млн.т. Из всех запасов резерва выгодно отличаются три участка: Садкинский Восточный №1 и №2, Садкинский Северный и Калиновский Восточный. Они характеризуются наибольшим количеством высокотехнологичных запасов, локализованных в пластах, мощностью более 1,2 м (258 млн.т), причем их доля от общей суммы запасов достигает 52%, 38% всех запасов участков залегают на глубинах до 600 м, а 84% - с углом падения менее 18°.

Согласно выполненной ВНИГРИуголь более жесткой геолого-экономической оценке, только четыре участка из резерва подгруппы «а» и четыре из «перспективных для разведки» могут быть эффективными для возможного освоения в современных экономических условиях (табл. 1.3).

Таблица 1.3

Участки (площади), перспективные для возможного освоения_

Наименование участка (площади) Запасы, млн.т Марка угля Мощность шахты, млн.т Индекс прибыльности

А+В+С1 С!

Резерв подгруппы «а»

Садкинский Восточный Ла2 70,5 - А 0,75 1,86

Садкинский Северный 56,0 - А 0,9 1,62

Садкинский Восточный №1 90,2 4,2 А 1,2 1,44

Лиховской 47,9 - А 0,6 1,04

Перспективные для разведки •

Зверевский Северный 19,0 А 0,6 1,45

Заповедный Северный 15,9 - А 0,6 1,29

Северо-Каменский 58,2 - Г 0,9 1,24

Кадамовский Западный 38,2 8,1 А 0,6 0,12

Подавляющее большинство перспективных для освоения запасов принадлежит участкам Садкинского месторождения, в связи с чем его можно прогнозировать в качестве первоочередного для будущего освоения и рассматривать как полигон для геолого-промышленного моделирования и отработки новых методов геолого-экономической оценки.

Глава 2. Геолого-структурная модель Садкинского месторождения

Геолого-структурная модель Садкинского месторождения рассмотрена в аспектах тектонического строения, зональности распределения основных параметров и морфологии угольного пласта.

В тектоническом отношении изучаемый район является частью Должан-ско-Садкинской синклинали, для которой характерна слабая дислоцирован-ность слагающих ее отложений свит Сг4 - Сз1. За счет воздымания шарнира Должано-Садкинская синклиналь делится на две структуры меньшего порядка: Сулинскую и Садкинскую синклинали. Общая протяженность Садкинской синклинали в пределах отложений горловской свиты (Сг7) составляет около 70 км, а максимальный размах крыльев - 12 км. По форме Садкинская синклиналь относится к типу асимметричных складок с пологим (10-200) северным крылом и крутым П5- 75°) южным. В области шарнира падение пластов выполажи-вается до 2 - 5 . В центральной и восточной частях синклиналь осложнена крутым поперечным флексурообразным уступом и Поперечным поднятием, разделяющими синклиналь еще на две структуры: Северную и Восточную котловины (рис.2.1).

Рис. 2.1. Сгруктурно-дииамичсская схема Садкинской синклинали 1 - ориентация региональных напряжений, 2 - оси синклинальных структур; 3 - оси антиклинальных складок и флексур; 4 - разрывные нарушения

На юге Садкинская синклиналь сопрягается с Главной антиклиналью, осложненной Сулино-Константиновским надвигом. В пределах Садкинской синклинали выявлен ряд разрывных нарушений преимущественно взбросового характера. Большинство из них относится к малоамплитудным со смещением около 10 м. Все нарушения имеют поперечное, либо диагональное расположение по отношению к оси синклинали.

Максимум концентрации поперечных нарушений приурочен к Поперечному поднятию. Для этих нарушений характерны общие черты: северовосточное простирание, центробежное симметричное падение относительно центра поднятия, затухание амплитуды смещения с глубиной и в юго-западном направлении, более выраженная концентрация нарушений в северной части поднятия. Взбросовый характер нарушений установлен по признакам увеличения мощности стратиграфических интервалов и повторения в разрезе пластов угля и известняков.

Кулисообразное расположение разломов и складок в пределах сравнительно узкой зоны около Сулино-Константиновского надвига, ориентированных к нему под острым утлом; многократное наложение структур друг на друга; наличие характерных сопутствующих трещин с учетом направлений падения основных надвигов и осевых плоскостей складок (рис. 2.1) позволяет предположить, что наряду со сжатием, при образовании структур присутствовала сдвиговая составляющая. Явление сжатия со сдвигом или транспрессии возникает, если угол между осью сжатия и главным разломом заметно больше 45° Именно такой структурный рисунок основных тектонических нарушений Сад-кинский синклинали позволяет предполагать наличие здесь зон транспрессии, сопровождающих Сулино-Константиновский надвиг, причем к западу от Поперечного поднятия проявлена левая сдвиговая составляющая, а к востоку - правая. В гипотезу наличия зон транспресии также легко укладываются поперечные нарушения, образованные в условиях сжатия, по своей ориентировке и природе близкие к сдвигам Риделя.

Угольный пласт т» в Садкинской синклинали разведан более чем 1500 скважинами. К исследуемым геолого-промышленным параметрам угольного пласта отнесены: мощность Мр и зольность Ар угольного пласта, мощность Мс и зольность Ас угля, кроме того исследовались абсолютная отметка угля Тс и коэффициент неоднородности пласта к. Большинство этих параметров имеют невысокую степень изменчивости, которую в соответствии с основанными на величине вариации классификационными типами можно отнести к равномерному.

Распространенным методом пространственного анализа изменчивости любой переменной является ее представление в форме комбинированной аддитивной модели, учитывающей глобальную (зональность, геологический тренд) и локальную изменчивость в одной и той же точке, характеризуемой вектором координат х {х, у, ?}.

Глобальную изменчивость пространственной переменной/Л в точке х0 можно представить как линейную комбинацию известных значений р(х) в точках х, (1=1, Я).

где и1/ - весовые коэффициенты, которые для получения несмещенных оценок должны быть нормированы с выполнением условия = /.

Линейные интерполяторы различаются по форме весовых коэффициентов »V/. Хорошие результаты с точки зрения анализа структуры пространственной изменчивости дает способ дистанционного взвешивания, в соответствии с которым величины нормированных по их общей сумме весов н1/ определяются

1 = 4(х<-\)'+}у,-у,)'

/V

1

об—-ттппттг^ттттпттпттьно расстояниям от соответствующей точ-

киг/ \(х< х») +(у, У») до------------------------ - [ой) точкихо.

1

И>, =-

гГ+В

' г"+В

где т - показатель степени для расстояний, В20 - сглаживающий параметр дистанционного взвешивания.

Варьируя значения параметров дистанционного взвешивания т, В можно регулировать степень сглаживания исходных значений пространственной пе-\ ременной р(х), выявляя различные структурные уровни пространственной из/ менчивости.

Максимальной эффективностью обладают модели дистанционного взвешивания мощности угля Мс и абсолютных отметок подошвы угольного пласта Zc, которые характеризуются преобладающей закономерной (зональной) изменчивостью. Несколько хуже возможности прогнозирования других геолого-промышленных параметров угольного пласта т8', особенно зольности угля Ас, но и в этом случае эффективность моделей дистанционного взвешивания остается более высокой по сравнению со случайной.

Модели рабочей мощности и зольности пласта mg1 в пределах Садкин-ской синклинали иллюстрируют, что в пределах Северной котловины эти показатели наиболее устойчивы. В области поперечного поднятия мощность увеличивается, но карта приобретает мозаичный характер, что говорит о существенном влиянии локальных изменений на общие закономерности изменения мощностей. Участки повышенной зольности приурочены к флангам котловин и к области Поперечного поднятия.

Показатели рабочей мощности и зольности угольного пласта - во многом величины искусственные, значение которых зависит от величины породного прослоя, разделяющего угольные пачки в зонах расщепления на объекты самостоятельной разработки и промышленной оценки. Естественные особенности морфологии пласта определяются количеством и мощностью угольных пачек и разделяющих их породных прослоев. Они же, в свою очередь, определяются динамическими факторами: динамикой водной среды накопления и преобразования растительного материала, колебательными тектоническими движениями.

В целом по Садкинскому месторождению пласт т8! характеризуется сложным 'строением. Четко проявляется тенденция: в направлении с юго-запада на северо-восток все угольные пачки в той или иной мере расслаивают-

ся, частично или полностью выклиниваются или замещаются высокозольным углем или углистым сланцем, местами размываются, т.е. происходит закономерная смена морфологических зон пласта от слитного состояния к интенсивному расщеплению. Петрографическая характеристика угля, ботанический состав антрацитов и морфологические особенности свидетельствуют о подвижной среде древнего торфонакопления с преобладающей долей аллохтонии, которая в свою очередь во многом определяется микроколебательными движениями.

Усс{"ие оЬи-а-«**

2 3 4 5 б 7 6 9 10 II 12 13 14 ¡5 1$

Рис 2 2 Морфо тогическая зональность уппыюго пласта та1 в пределах Садкинского месторождения (распределение коэффициента неоднородности)

Показателем интенсивности микроколебательных движений может служить условный коэффициент неоднородности пласта к, равный отношению полной мощности пласта к полезной мощности, умноженному на количество петрографических слоев угля Оптимизированная модель распределения коэффициента неоднородности пласта П^1 в пределах Садкинской синклинали И1-люстрир>ет его морфологическую зональность (рис. 2 2) Минимальные значения коэффициента неоднородности, соответствующие областям относительно устойчивого угленакопления приурочены к центральным частям Северной и Восточной котловин синклинали, что позволяет трактовать ландшафт этой области как болотно-лагунную равнину Наиболее высокие значения коэффициента неоднородности пласта приурочены к Поперечному поднятию и северному обрамлению Восточной котловины. Именно здесь отмечается состояние интенсивного расщепления и выклинивания угольного пласта, а также его локальные размывы. В плане область интенсивного расщепления и локальных размывов имеет лентообразную форму, огибающую поперечное поднятие. Ширина этой области составляет 3 - 4 км при прослеженной длине - 40-50 км, что

соответствует аллювиально-болотной долине с малой транспортирующей энергией воды. Такой латеральный ряд болотных ландшафтов говорит о том, что Поперечное поднятие вероятнее всего является унаследованной структурой, влияющей на характер и морфологические особенности последующих деформаций.

Глава 3. Научно-методические основы кластерного геолого-промышленного моделирования для целей геолого-экономической оценки угольных месторождений

Трудности, возникающие при геолого-экономической оценке (ГЭО) запасов полезных ископаемых по многим вариантам кондиций, часто связаны с интеграцией параметров, имеющих различную, пространственно несовпадающую локализацию. При ГЭО угольных месторождений такими параметрами являются мощность пласта, зольность, угол падения, глубина залегания, содержание серы, газоносность, водообильность и др. Кластерная регулярно-ячеистая модель запасов (ресурсов) позволяет производить их дифференцированную оценку, производить отбор запасов по заранее заданным параметрам или анализ их распределения по одному или комплексу параметров.

В основу модели положена квадратная ячейка, соответствующая километровой сетке в системе координат Гаусса-Крюгера. Выбранный размер ячейки для Садкинского месторождения является оптимальным, так как обеспечивает статистически обоснованную равномерность данных, достаточную для анализа распределения геолого-промышленных параметров детальность и достоверность геолого-экономической оценки. Дальнейшее формирование модели заключалось в присвоении каждому кластеру (ячейке) средних значений основных параметров угольного пласта, рассчитанных по 3-м скважинам, расположенным внутри кластера. Статистическое сравнение геолого-промышленных показателей угля, рассчитанных по всем скважинам, входящим в кластер и по трем произвольно выбранным скважинам показало, что геологическая погрешность не превышает размеров технической погрешности определения мощности и зольности пласта, установленной для углей Восточного Донбасса. Следовательно использование трех пластопересечений в одном километровом кластере для определения средних показателей по пласту т8] в Сулино-Садкинском районе достаточно для анализа и не приводит к потере необходимой точности.

Подсчет запасов угля в пределах одного кластера фактически является реализаций способа геологических блоков с той разницей, что границы блоков проводятся искусственно и размер всех блоков одинаков. Кластерная модель максимально отражают структуру месторождения (дифференцируют показатели подсчета) и в то же время сокращают затраты времени и средств, связанные с подсчетом запасов. Кроме того, кластерное представление запасов позволяет ввести количественно-пространственные факторы оценки.

Одним из главных преимуществ кластерных моделей представления запасов является возможность отбора кластеров не по одному, а по комплексу

показателей качества и условий запегания (рис.3.1). Кроме того, отбор может осуществляться на базе пространственных критериев (например, отбор группы компактно расположенных кластеров или отбраковка отдельных изолированных кластеров). После такого отбора запасы участка легко считаются простым суммированием запасов кластеров. Отбор и визуализация группы кластеров осуществляются автоматически с помощью существующих программных средств (рис. 3.2).

Рис.3.1. Запасы (в тоннах), отобранные в соответствии с параметрами кондиций (мощностью 1м, зольность<40, угол падения < 35°, глубина <600м)

Наиболее актуальными вопросами геолого-промышленной оценки угольных месторождений на современном этапе являются: оптимальное оконтурива-ние и обоснование кондиций для оперативной переоценки запасов; исследование влияния геологических факторов (показателей качества угля) на результаты оценки; учет степени неопределенности геологоразведочных данных, разработка компьютерных технологий эффективной оценки месторождений.

Нами предлагается на первом шаге обоснования кондиций в качестве параметра оптимизации геолого-промышленной модели использовать такой показатель экономической эффективности как рентабельность (уровень доходности) продукции. Применительно к экономике горных предприятий он будет выглядеть следующим образом:

где ИЦ- извлекаемая ценность; 3, - эксплуатационные затраты; Ц- цена продукции; С - себестоимость добычи и обогащения; Я - ресурсы (запасы) угля; V- объем извлекаемой на поверхность горной массы.

Разница между извлекаемой ценностью и эксплуатационными затратами (числитель выражения) является одним из ключевых показателей финансового менеджмента, так как именно она является источником покрытия капитальных затрат и формирования прибыли.

ИЦ-3, = (ЦхЯ)-(СхУ) 3, С XV

СхУ

(1)

Исходные данные на бумажных ноет елях

Векторизация Наложение кластерной

решетки Создание полигональных объектов (кластеров) и точечных объектов центров кластеров (йео^арег)

\

Сколка

Соединение данных

J_

Пространственно-распределенная база данных угольных пластопересечений (*.dbf; *.xls)

Отбор и группировка по номерам кластеров. Определение средних значений. Расчет

геолого-экономических показателей. Построение изолиний (Surfer), Статистический анализ (Statistica). Экспорт в Arc View

_А_

Пространственно распределенная кластерная модель (*.shp)

Поиск, отбор по запросу, анализ данных. Компоновка и печать

Рис. 3.2. Операционная схема создания кластерной модели

При расчете уровня доходности в пространственно-распределенном виде по элементарным подсчетным блокам одинакового размера, показатель рентабельности сам выступает в качестве оконтуривающего параметра. Поскольку каждый кластер характеризуется различными показателями качества и горнотехнических условий отработки пласта, а также рахтичными запасами угля и объемами горной массы, возможно дифференцированное определение как всех составляющих формулы (1) на базе экономико-математических моделей, разработанных ВНИГРИуголь, так и уровня доходности для каждого кластера. Из экономического смысла формулы следует, что отработка каждого кластера с положительным значением показателя после покрытия капитальных затрат формирует прибыль предприятия. Следовательно, графическая визуализация

кластеров с положительным значением уровня доходности позволяет определить экономически рентабельные контуры месторождения как по площади, так и по глубине (рис.3.3).

Рис. 3.3. Кластерная карга распределения уровня доходности (в дол. ед.) при дифференцированном определении себестоимости (цены и затраты рассчитаны на период 1991-1995 гг.)

Представляется целесообразным при расчетах рентабельности в процессе предварительной геолого-экономической экспресс-оценки извлекаемую ценность определять не на базе конкретной цены, а на базе минимального превышения цены над себестоимостью. Такой подход позволяет использовать экономико-математические модели для расчета затрат без инфляционной коррекции денежных потоков. При этом следует иметь в виду, что превышение цены над себестоимостью должно быть не ниже стоимости заемных средств, то есть обеспечивать возврат процентов за кредит, а средний показатель рентабельности - не ниже средних темпов инфляции на прогнозируемый период.

Глава 4. Кластерные геолого-промышленные модели запасов и геолого-экономическая оценка Садкннского месторождения

Основной объем геологоразведочных работ на Садкинском месторождении выполнен в 1976 -1990 гг. В настоящее время месторождение разбито на 5 крупных геологических участков, разведанных с различной степенью детальности. Наибольший вклад в геологическое изучение месторождения внесли геологи Шахтинской, Северо-Донецкой и Несветаевской ГРЭ Гарбер Е.И., Зва-гельская Е.Б., БроваренкоА.Ф., Новак Е.П., Дубовцева В.В., Гаврилец П.Н., Крутый О.М., Григорова А.П. и др.

На основе кластерного моделирования запасов и оконтуривания по уровню доходности нами были составлены геолого-промышлеиные модели участ-

ков Садкинский Северный и Садкинский Восточный, учитывающие рагличные варианты превышения цены над себестоимостью. Результаты оценки приведены на рис. 4.1 и 4.2.

Как следует из моделей, на участке Садкинский Северный минимальный уровень цены, обеспечивающий рентабельную отработку, составляет 1,3 себестоимости. При этом оконтуривается компактная область запасов в интервале глубин 580 - 690 м, полностью отвечающая принятым в настоящее время ограничениям на мощность, угол падения и зольность пласта, а также на минимальный объем запасов (8 млн.т.).

Рис.4.1. Кластерная геолого-промышленная модель Северного участка Садкинского

месторождения

1- разведочные скважины; 2- контур активных запасов по оценке ВНИГРИуголь, 1999г.; 3 - контуры рентабельных запасов при различных уровнях превышения цены над себестоимостью

Рост цены с шагом 10% приводит к соответствующему расширению контура рентабельных запасов с возможностью вовлечения в эксплуатацию запасов до глубины 750 м. Начиная с цены, превышающей себестоимость на 50%, рентабельными становятся также запасы ряда кластеров с зольностью до 45%.

Геолого-промышленная модель восточных участков отличается от предыдущей тем, что пошаговый рост превышения цены над себестоимостью не приводит к существенному увеличению экономически рентабельных запасов, главным образом, из-за меньшей дифференциации глубины залегания пласта. Кроме того, Восточные участки месторождения обладают существенно большим запасом финансовой прочности, так как минимальный из рассмотренных 30% уровень превышения цены над себестоимостью обеспечивает рентабельность около 80% запасов (рис.4.2).

На модели видно, что при превышении цены над себестоимостью в 50% и более, рентабельными становятся запасы с зольностью до 45% и залегающие на глубине до 630 м. Эти запасы общим объемом от 14 до 20 млн т расположены в пределах участка Садкинский 'Восточный №3 и непосредственно примыкают к границе шахтного поля второго участка. Рентабельность к эксплуатационным затратам у этих запасов колеблется от 31 до 37%, а индекс доходности при самостоятельной отработке составит 2,6.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Важнейшей частью геолого-структурной модели Садкинского месторождения является Поперечное поднятие в пределах Садкинской синклинали, с которым связано ее разделение на две котловины в основной этап герцинской складчатости и возникновение сдвиговых движений в обрамлении на заключительном этапе, что определило характер складчатых и разрывных деформаций угольного пласта.

2. Морфологическая зональность пласта mg1, выявленная по характеру распределения коэффициента неоднородности, позволяет трактовать ландшафт южной части месторождения в момент угленакопления как болотно-лагунную

равнину. Ландшафт северной части месторождения соответствует аллювиаль-но-болотной долине с малой транспортирующей энергией воды. Такой латеральный ряд болотных ландшафтов подтверждает существование в период уг-ленакопления зоны повышенной активности микроколебательных движений в районе Поперечного поднятия и говорит о том, что оно вероятнее всего является унаследованной структурой, влияющей на характер и морфологические особенности последующих деформаций.

3. Эффективной геолого-промышленной моделью угольного месторождения является регулярно-ячеистая километровая кластерная модель пространственных данных, выполненная на базе ГИС-технологий, обеспечивающая дифференциацию геолого-промышленных параметров и оперативность технико-экономических расчетов в условиях быстро меняющейся рыночной конъюнктуры. Модель обеспечивает статистически обоснованную равномерность данных, достаточную для анализа распределения геолого-промышленных параметров детальность и достоверность геолого-экономической оценки, хорошую иллюстративность и сходимость результатов с картами, построенными другими методами. Кластерная модель позволяет ввести в систему анализа количественно-пространственные факторы оценки, осуществлять автоматизированный отбор запасов по заранее заданному комплексу геолого-промышленных параметров или по принципу пространственного расположения. Отбор, подсчет запасов и визуализация группы кластеров осуществляются автоматически с помощью существующих программных средств.

4. Наиболее эффективным параметром оптимизации кластерной геолого-промышленной модели угольного месторождения и одновременно параметром оконтуривания экономически рентабельных запасов является показатель доходности (рентабельности) эксплуатационных затрат, вычисляемый в относительных единицах и свободный от необходимости приведения затрат и цен к современному уровню инфляции.

Отбор кластеров с положительным значением уровня доходности позволяет определить экономически рентабельные контуры месторождения как по площади, так и по глубине, вне зависимости от технических ограничений на мощность и зольность пласта.

5. Геолого-экономическая оценка участков Садкинского месторождения, проведенная на базе кластерной геолого-промышлеиной модели с оконтурива-нием активных промышленных запасов по уровню доходности не в интервале 5 - 12 % показывает достаточную рентабельность запасов угля и значительный запас финансовой прочности будущего предприятия при превышении цены над себестоимостью в 40% на участке Садкинском Северном и в 30% на участке Садкинском Восточном.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1.Савенко А.И., Хорошавин ВА Перспективы угленосности глубоких горизонтов в Гуково-Зверевском угленосном районе Восточного Донбас-са//Геология и минерально-сырьевая база Ростовской области: Материалы конференции, посвященной 300-летию геологической службы России/Рост, регион, отд-ние Рос. геолог, об-ва. - Ростов-на-Дону, 2000. - С. 63-70.

2. Савенко А.И., Хорошавин ВА Перспективы угленосности Сулино-Садкинского угленосного района Восточного Донбасса//Ресурсный потенциал твердых горючих ископаемых на рубеже XXI века: Труды X Всероссийского угольного совещания. - Ростов-на-Дону: ВНИГРИуголь, 2001.- С. 109-113.

3. Савенко А.И., Январёв Г.С. Геолого-экономическая оценка угольных месторождений на основе кластерных карт// Разработка научных основ и способов ресурсосберегающей и экологически чистой технологии добычи полезных ископаемых: Материалы 51-й науч.-тех.конф. ЮРГТУ(НПИ)/ Юж.-Рос.гос.техн.ун-т. -Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ(НПИ), 2002. - С. 176179.

4. Савенко А.И., Январёв Г.С. Опыт кластерного представления запасов с целью планирования геолого--промышленных параметров кондиций (на примере Садкинского месторождеия угля в Восточном Донбассе)/ Юж.-Рос.гос.техн.ун-т (НПИ). - Новочеркасск, 2002. - 8с. Деп. В ВИНИТИ 30.08.02, №1530-В2002.

5. Савенко А.И., Щеглов В.И., Январёв Г.С. Особенности тектонического строения Садкинской синклинали, изменчивости геолого-промышленных параметров и морфологии угольного пласта пУ (Садкинское месторождения угля в Восточном Донбассе)/ Юж.-Рос.гос.техн.ун-т (НПИ). - Новочеркасск, 2002.-19с. Деп. в ВИНИТИ 06.11.02, №1911-В2002.

6. Управление запасами угольных месторождений на основе их кластерного представления (на примере участка Садкинского Северного в Восточном Донбассе)//Проблемы геологии полезных ископаемых и экологии юга России и Кавказа: Материалы III междунар. науч. конф., поев. 100-летию проф. АВ.Пэка/ Юж.-Рос. гос.техн.ун-т. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2002. - Т.З: Безопасность жизнедеятельности и экология. - С.211-216.

Савенко Анатолий Иванович

ГЕОЛОГО-ПРОМЫШЛЕННАЯ МОДЕЛЬ САДКИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ УГЛЯ (ВОСТОЧНЫЙ ДОНБАСС)

Автореферат

Подписано в печать 11.05.2004. Формат 60*84 Vie. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,4. Тираж 100 экз. Заказ 637.

Типография ЮРГТУ (НПИ) 346428, Новочеркасск, ул. Просвещения, 132 Тел., факс (863-52) 5-53-03 E-mail: tvpographv@>novochiu

1153 i t

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Савенко, Анатолий Иванович

Введение.

Глава 1. Состояние сырьевой базы угольной промышленности

Восточного Донбасса.

Глава 2. Геолого-структурная модель Садкинского месторождения

2.1. Геолого-структурные особенности Садкинской синклинали

2.2. Угленосность и петрографические особенности углей Садкинского месторождения.

2.3. Зональность геолого-промышленных параметров пласта mg

2.4. Морфологические особенности пласта mg1.

Глава 3. Научно-методические основы кластерного геолого-промышленного моделирования для целей геолого-экономической оценки угольных месторождений.

3.1. Научно-методическое обоснование кластерной модели.

3.2. Операционная схема и программные средства для создания кластерной модели запасов.

3.3. Геолого-промышленные модели угольных месторождений и доходность как критерий оконтуривания и обоснования кондиций для подсчета запасов.

Глава 4. Кластерные геолого-промышленные модели запасов и геолого-экономическая оценка Садкинского месторождения.

4.1. Кластерная геолого-промышленная модель Северного и Центрального участков Садкинского месторождения.

4.2. Кластерная геолого-промышленная модель Восточных участков Садкинского месторождения.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геолого-промышленная модель Садкинского месторождения угля"

Актуальность темы. Сырьевая база углей России вообще и Восточного Донбасса в частности неоднородна и существенно разубожена за счет включения в ее состав нереальных для разработки запасов, сосредоточенных в тонких, нарушенных и глубокозалегающих пластах.

В настоящее время необходимым условием для проектирования и строительства эффективных угледобывающих предприятий является концентрация горных работ на благоприятных для разработки запасах, в том числе для ускоренного освоения нетиповыми угледобывающими предприятиями для оперативной компенсации мощностей ликвидируемых убыточных шахт. В современных условиях в связи с быстро меняющейся, рыночной конъюнктурой требуется оперативная геолого-экономическая переоценка запасов угольных месторождений, особенно резерва подгруппы «а» на основе новых параметров кондиций, при этом определяющую роль играет дифференциация запасов по доходности с учетом геологических, технологических и экологических факторов.

Цель работы. Целью настоящей работы является разработка геолого-промышленной модели экономически рентабельных запасов Садкинского месторождения на базе кластерного подсчета для обоснования кондиций, геолого-экономической оценки и управления запасами в процессе эксплуатации.

Для достижения этой цели решались следующие основные задачи:

1. Анализ сырьевой базы угольной промышленности Восточного Донбасса.

2. Анализ складчатых и разрывных деформаций и морфологических особенностей основного продуктивного пласта ш8' в пределах Сад-кинской синклинали.

3. Обоснование целесообразности и необходимой достоверности кластерного представления запасов при геолого-экономической оценке месторождений.

4. Разработка рациональной операционной схемы и комплексирования программных средств для создания пространственно распределенной цифровой базы первичных геологических данных по угольным пластопересечениям.

5. Исследование влияния геологических факторов (показателей качества угля) на основной параметр оптимизации при обосновании кондиций - доходность инвестируемых средств.

6. Дифференциация и геолого-экономическая оценка доходности запасов Садкинского месторождения (резерв подгруппы «а») на основе кластерных карт.

Методы исследований. Для решения поставленных задач применялись методы цифрового геологического картирования (ГИС-технологии), статистического анализа, пространственного геолого-промышленного и геолого-экономического моделирования.

Защищаемые положения:

1. Анализ потребностей в углях в Южном федеральном округе указывает о значительном неудовлетворенном спросе в настоящее время и в ближайшей перспективе. Ведущееся в настоящее время строительство новых шахт не покрывает данного дефицита. Подавляющее большинство запасов резерва подгруппы «а», отвечающих современным требованиям угольной промышленности (60%) сосредоточено в северо-восточной части Сулино-Садкинского угленосном района в пределах Садкинского месторождения, в связи с чем его можно прогнозировать в качестве первоочередного для будущего освоения и рассматривать как полигон для геолого-промышленного моделирования и отработки новых методов геолого-экономической оценки.

2. Важнейшей частью геолого-структурной модели Садкинского месторождения является Поперечное поднятие в пределах Садкинской синклинали. Поднятие является древней структурой, развивающейся со среднекаменноугольного времени до конца палеозоя. Поднятие определяет морфологические особенности и сложность строения угольного пласта nig1, геолого-структурные особенности Садкинского месторождения. С существованием Поперечного поднятия связано разделение Садкинской синклинали на две котловины в основной этап герцинской складчатости и возникновение сдвиговых движений в обрамлении на заключительном этапе, что определило характер складчатых и разрывных деформаций угольного пласта.

3. Эффективной геолого-промышленной моделью угольного месторождения является кластерная модель, выполненная на базе ГИС-технологий, обеспечивающая дифференциацию геолого-промышленных параметров и оперативность технико-экономического обоснования кондиций в условиях быстро меняющейся рыночной конъюнктуры. Многовариантный и многократный пересчет запасов для обоснования кондиций, выполняемый традиционными методами предопределяет множество трудоемких расчетных операций и не обеспечивает дифференцирование запасов и необходимую оперативность в условиях быстро меняющейся рыночной конъюнктуры. Современной базой оперативного учета и управления запасами является кластерная модель, выполненная на базе ГИС-технологий.

4. Основным способом повышения эффективности геолого-промышленной оценки месторождения является; оптимизация кластерной модели, содержание которой определяется совокупностью взамосвязей между оконтуривающими, подсчетными и технико-экономическими параметрами. Оптимальным интегральным параметром оконтуривания активных запасов угля является показатель доходности эксплуатационных затрат, вычисляемый в относительных единицах и свободный от необходимости приведения затрат и цен к современному уровню инфляции.

5. Геолого-экономическая оценка участков Садкинского месторождения, проведенная на базе кластерной модели с оконтуриванием активных промышленных запасов по уровню доходности не ниже 5% показывает достаточную рентабельность запасов угля и значительный запас финансовой прочности будущего предприятия при превышении цены над себестоимостью в 40% на участке Садкинском Северном и в 30% на участке Садкинском Восточном.

Научная новизна. На основании концентрации запасов, отвечающих современным требованиям промышленности по мощности, глубине залегания и углам падения в Сулино-Садкинском угленосном районе, установлена его приоритетная роль в восполнении сырьевой базы Восточного Донбасса.

Разработана < геолого-структурная модель Садкинского месторождения, ключевой частью которой является Поперечное поднятие Садкинской синклинали, определяющее особенности морфологии угольного пласта и характер складчатых и разрывных деформаций. В качестве количественной меры; сложности строения пласта предложено использовать коэффициент неоднородности, позволяющий производить пространственный анализ морфологических особенностей пласта.

На основе анализа распределения коэффициента неоднородности пласта mg1 для периода его накопления определены типы болотных ландшафтов: болотно-лагунная; равнина с меняющейся обводненностью в южной части Садкинского месторождения и аллювиально-болотная равнина с высокой проточностью — в северной.

Разработана кластерная геолого-промышленная модель подсчета и представления запасов Садкинского месторождения, позволяющая производить геолого-экономическую оценку запасов (ресурсов) как конкретного месторождения так и произвольно-заданной территории в натуральных и стоимостных единицах измерения, операционная схема создания цифровой базы пространственно распределенных первичных геологических данных разведочных пересечений. В качестве параметра оптимизации модели для выделения активных запасов, определяющих основные параметры кондиций и контуры первоочереднойs отработки, предложен критерий доходности инвестируемых средств (рентабельности эксплуатационных затрат), прямо зависящий от геолого-промышленных параметров угольного пласта. Определены контуры первоочередной отработки и; параметры кондиций и произведена геолого-экономическая переоценка запасов Садкинских разведочных участков.

Практическая значимость. Использование результатов исследований и предлагаемой методики позволяет провести комплексную геолого-экономическую оценку территории Садкинского месторождения; определять контуры активных запасов угленосных площадей по результатам предварительной разведки, значительно сократить затраты времени на повариантные технико-экономические расчеты при определении параметров кондиций. Составлена; база пространственно распределенных первичных геологических данных продуктивных угольных пластов Садкинского месторождения.

Фактический материал. В основу работы положены геологические данные, собранные в процессе производственной деятельности автора в период с 1992 по 2002 г.г., данные и методика геолого-экономической экспресс-оценки угольных, ресурсов ВНИГРИуголь, фондовые и опубликованные материалы. Автором обработаны данные по более чем 1500 буровым скважинам, пройденным в процессе поисковых и разведочных работ за 30 лет, произведено 10 подсчетов запасов и составлены производственные отчеты по 5 участкам.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на X Всероссийском угольном совещании (г. Ростов-на-Дону, 2001г.), на международных научных конференциях в ЮжноРоссийском государственном техническом университете (г.Новочеркасск,

2002, 2004 г. г.). По теме диссертации опубликовано 6 работ. Седьмая находится в печати.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения. Включает 129 страниц машинописного текста, 46 рисунков, 26 таблиц, список цитированной литературы из 53 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Савенко, Анатолий Иванович

Заключение

1. На основе обобщения и анализа фактического материала по геологоразведочным работам на Садкинском месторождении угля в Восточном Донбассе рассмотрены его геолого-структурные особенности и: морфологические особенности пласта mg1. Важнейшей частью геолого-структурной модели Садкинского месторождения является Поперечное поднятие в пределах Садкинской синклинали. Поднятие является древней структурой, развивающейся со среднекаменноугольного времени до конца палеозоя. С существованием Поперечного поднятия связано разделение Садкинской синклинали на две котловины в основной этап герцинской складчатости и возникновение сдвиговых движений в обрамлении на заключительном этапе, что определило характер складчатых и разрывных деформаций * угольного пласта. Структурный рисунок и характер - основных тектонических нарушений, развитых в пределах месторождения позволяет предполагать наличие зон транспрессии, сопровождающих Сулино-Константиновский надвиг, причем к западу от Поперечного поднятия проявлена левая сдвиговая составляющая, а к востоку — правая. Поперечные нарушения, развитые в пределах Поперечного поднятия, образовались в условиях сжатия и по своей ориентировке соответствуют сдвигам Риделя.

Петрографическая ? характеристика угля, ботанический состав антрацитов и морфологические особенности свидетельствуют о подвижной среде древнего торфонакопления с преобладающей долей аллохтонии. Достаточно отчетливо проявляется морфологическая зональность пласта ms-. Минимальные значения коэффициента неоднородности, соответствующие областям относительно устойчивого угленакопления приурочены к центральным частям Северной и Восточной котловин синклинали, что позволяет трактовать ландшафт этой области как болотно-лагунную равнину. Наиболее высокие значения коэффициента неоднородности пласта приурочены к Поперечному поднятию и северному обрамлению Восточной котловины. Именно здесь отмечается состояние интенсивного расщепления и выклинивания угольного пласта, а также его локальные размывы. В плане область интенсивного расщепления^ и локальных размывов имеет лентообразную извилистую форму. Ширина этой области составляет 3 — 4 км при прослеженной длине - 40-50 км, что соответствует аллювиально-болотной долине с малой транспортирующей энергией воды. Такой латеральный ряд болотных ландшафтов подтверждает существование в период угленакопления* зоны повышенной активности микроколебательных движений в районе Поперечного поднятия и говорит о том, что Поперечное поднятие вероятнее всего является унаследованной структурой, влияющей на характер и морфологические особенности последующих деформаций.

2. Эффективной геолого-промышленной моделью угольного месторождения а является регулярно-ячеистая кластерная модель пространственных данных, выполненная на базе ГИС-технологий, обеспечивающая/ дифференциацию геолого-промышленных параметров и оперативность технико-экономических расчетов в условиях быстро меняющейся рыночной* конъюнктуры. В; основу модели положена километровая квадратная ячейка; соответствующая» километровой; сетке в системе координат Гаусса-Крюгера. Выбранный; размер ячейки для* Садкинского месторождения является' оптимальным, так как обеспечивает статистически обоснованную» равномерность данных, достаточную для анализа распределения? геолого-промышленных параметров детальность и достоверность геолого-экономической оценки. Кластерная модель также обеспечивает хорошую иллюстративность и сходимость результатов с картами; построенными7 методом дистанционного взвешивания. Кроме того, кластерная модель обладает рядом преимуществ: позволяет ввести в систему анализа количественно-пространственные факторы оценки, осуществлять автоматизированный отбор запасов по? заранее заданному комплексу геолого-промышленных параметров или по принципу пространственного расположения. Отбор, подсчет запасов и визуализация: группы кластеров! осуществляются автоматически с помощью существующих программных средств.

3; Наиболее эффективным параметром оптимизации кластерной геолого-промышленной модели; угольного месторождения и одновременно параметром оконтуривания экономически рентабельных запасов является показатель доходности (рентабельности) эксплуатационных затрат, вычисляемый в относительных единицах и свободный от необходимости приведения затрат и цен к современному уровню инфляции.

Поскольку каждый кластер геолого-промышленной модели характеризуется различными показателями качества и горно-технических условий * отработки пласта, а также различными; запасами угля и объемами г горной массы, возможно дифференцированное определение показателя доходности для каждого кластера. Из экономического смысла показателя следует, что отработка! каждого кластера с положительным значением показателя после покрытия капитальных затрат формирует прибыль предприятия. Следовательно, отбор кластеров с положительным значением уровня доходности позволяет определить экономически рентабельные контуры месторождения как по площади, так и по глубине, вне зависимости от технических ограничений на мощность и зольность пласта.

В связи? с неоднозначным воздействием инфляции на составляющие себестоимости и на цену товарного продукта целесообразно при расчетах показателя^ доходности исходить не из конкретной цены, а из превышения; цены над себестоимостью. Такой подход позволяет производить вариативную геолого-экономическую оценку месторождений. При этом следует иметь в виду, что превышение цены над себестоимостью должно быть не ниже стоимости заемных средств, то есть обеспечивать возврат процентов за кредит, а средний показатель доходности - не ниже средних темпов инфляции на прогнозируемый период.

4. Геолого-экономическая оценка участков Садкинского месторождения, проведенная на базе кластерной геолого-промышленной модели с оконтуриванием активных промышленных запасов по уровню доходности не в интервале 5 - 12 % показывает достаточную рентабельность запасов угля и значительный запас финансовой прочности будущего предприятия при превышении цены над себестоимостью в 40% на участке Садкинском Северном и в 30% на участке Садкинском Восточном.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Савенко, Анатолий Иванович, Новочеркасск

1. АгошковМ.И., Астафьева М.П., Маутина А.А. Экономическая-оценка-эффективности геологоразведочных работ. М.: Недра, 1980. - 173 с.

2. Байбиков А.Ю. О практической отдаче проведения геолого-экономической оценки месторождений//Разведка и охрана недр—2002.-№3-4.-С.66-67.

3. Богацкий ВВ. Математический анализ разведочной сети. М.: Госгео-лтехиздат, 1963.- 212с.

4. Боровиков А.П., Боровиков И.П. STATISTIKA Статистический анализ и-обработка данных в среде Windows. - М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 1998. - 608 с.

5. Броваренко А.Ф. Геологический отчет о поисковой разведке участка Садкинского №2 Центрального. — Ростов н/Д, 1974. — 81 с.

6. Геоинформатика. Толковый! словарь основных терминов//0./>. Баранов, А.М.Берлянд, Е.Б.Капралов' и др. М.: ГИС-Ассоциация, 1999. - 204 с.

7. Геологический отчет о детальной разведке участка Садкинского Северного/ А.П.Григорова, П.Н.Гаврилец, А.Ф: Михедько и др. — Ростов н/Д, 1984.- 385 с.

8. Геологический отчет о предварительной разведке участка Садкинского Восточного/ В.В. Дубовцева, НИ. Яцук, Т. И. Кондрашова и др. -Ростов н/Д, 1985.-284 с.

9. Геологический отчет о детальной разведке участка Садкинского Восточного №1/ О.М. Круглый, В.А: Пушин, А.Н. Кудинов и др. Ростов н/Д, 1990.-393 с.

10. Геологический* отчет о детальной разведке участка Садкинского Восточного №2/ О.М. Крутый, А:И. Агеев, Л.А. Правоторова и др. — Ростов н/Д, 1999. -285 с.

11. Гзовский М.В. Основы тектонофизики. М.: Наука, 1975. - 536 с.

12. Давид М.Геостатистические методы при оценке запасов руд. JL: Недра, 1980.-360 с.

13. Каждан А. Б. Методологические основы разведки полезных ископаемых. -М.: Недра, 1974. -272 с.

14. Каждан А.Б., Кобахидзе Л.П. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых. М.: Недра, 1985: — 205с.

15. Коган ИД. Подсчет запасов и геолого-промышленная оценка рудных месторождений: М;: Недра, 1974. - 304 с.

16. Марголин A.M. Оценка запасов минерального сырья. Математические методы. М^: Недра, 1974. — 264 с.

17. Минерально-сырьевая база угольной<промышленности России: Регионы и бассейны. М;:МГУ, 1999. Т. 2- 448 с.

18. Назаров С.М. Состояние и развитие угольной промышленности; Ростовской области//Ресурсный потенциал твердых горючих ископаемых на рубеже XXI века:Тр. X Всеросс. угольного совещания. — Ростов н/Д: ВНИГРИуголь, 2001.- С.25-28.

19. Новак Е.П., Дубовцева В.В. Геологический отчет о поисковой разведке пластов антрацита на участке Садкинском №2 Западном. — Каменск-Шахтинский; 1975. — 85 с.

20. Опыт составления геолого-экономической карты/В.П.Василенко, В.А.Алистеров; Н.Н.Денисов и др.// Минеральные ресурсы России: Экономика и управление. 1999, №3: - G.30-35.

21. Основьь геодинамического анализа при геологическом картировании/М-во природн. ресурсов М., 1997. - 517 с.

22. Погребицкий Е.О.\ Терновой В.И. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых. JL: Недра, 1974. — 304 с.

23. Погребное Н.И1, Очеретенко И;А., Трощенко В.В. Структурная, геология Донецкого угольного бассейна. Mi: Недра, 1985: - 149 с.

24. Подсчет запасов месторождений^ полезных ископаемых/ под ред. В.И. СЛшрнова, А.П. Прокофьева. М:: Госгеолтехиздат, 1960. - 672 с.

25. Соловьев Н.Н., Евлюхин Ю.Я. Определение минимального промышленного и бортового содержания//Геология, методы; поисков и разведки месторождений металлических полезных ископаемых: Обзорн. ин-форм./ВИЭМС М., 1970.-42 с.

26. АО. Стоянова Е.С. Финансовый; менеджмент в условиях инфляции; М!: Перспектива, 1994. — 61с:4V. Твердохлебов В. Ф. Опыт критической оценки угольной сырьевой базы России// Минеральные ресурсы России: Экономика и управление. 2001.-№l.-G.41-44:

27. Технико-экономическая оценка добычи и использования руд./А.Х.Бенуни, Е.М.Казаков, Г.Д:Киселев и др. М.: Недра, 1978. - 232с.43". Тимофеев А.А., Череповский В. Ф., Шару до ИИ. Эволюция угленакопле-ния на территории СССР. М.: Недра, 1979. - 220 с.

28. Турчак Jli И. Основы численных методов: Учеб. пособие. М.: Наука. Гл. ред. физ: - мат. лит., 1987. - 320 с.

29. Шатагин Н. Н., ЩегловВ.И. Моделирование месторождений и рудных полей на ЭВМ (диалоговые системы). М.: Недра, 1989, 150 с.

30. Щеглов В.И. Машинный метод эффективной оценки стратиформных ме-сторождений/Леология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений^ полезных ископаемых Урала: Межвуз. науч. темат. сб. Свердловск: Свердловск, горн, ин-т, 1986.-104 с.

31. Щеглов В. И. Компьютерные технологии анализа геолош- геохимичес-ских карт// Геология и разведка полезных ископаемых: Сб. науч. тр. / Но-вочерк. гос. техн. ун-т. Новочеркасск: НГТУ, 1996. - С. 112- 119:

32. Шестаков В.А. Управление качеством продукции на горных предприятиях. Новочеркасск: УПЦ "Набла" ЮРГТУ(НПИ), 2001. - 262 с.49: Шумилин М.В.Геолого-экономические основы горного «бизнеса. «Минеральное сырье», №3 М.: Изд. ВИМС, 1998. - 168 с.

33. Энергетическое топливо СССР: Справочник/ И.И. Матвеева, Н.В; Новицкий, B.C. Вдовченко и др. — М.: Энергия, 1979. 128 с.

34. Угольная, база России., Т. I; Угольные бассейны и месторождения; европейской части России (Северный; Кавказ, Восточный Донбасс, Подмосковный, Камский и? Печорский бассейны, Урал)./Под ред. В.Ф. Черепов-ского- Ml: ЗАО «Геоинформмарк», 2000. 483 с.

35. Угольная промышленность Дона./Под ред. Л.А'Лучкова М.:МГУ, 1995. -248 с.

36. Joumel A.G., Huijbregts Ch.J. Minig Geostatistics.- A.P., Arrowsmeth Ltd, Bristol, 1978.- 600p.