Введение к работе
Актуальность работы. В последние тридцать лет повысился интерес к разработке шунгитовых месторождений. Это вызвано открытием новых областей применения шунгита. Шунгит может эффективно использоваться в нанотехнологиях, как материал для получения фуллеренов, как сырьё массового потребления в металлургии, резинотехнической промышленности и медицине, а также как сорбент для очистки почв и водной поверхности от нефтепродуктов. Кроме того, шунгит широко используется в строительстве.
Шунгитовая порода является полиминеральным соединением, содержащим в своём составе аморфное углеродистое вещество, именуемое шунгитовым веществом (ШВ). Уникальность и ценность шунгитового вещества обусловлены его необычными структурой и составом и заключаются в том, что углерод находится в нём в виде новой модификации – фуллерена и фуллереноподобных форм. Эта новая (четвёртая) модификация углерода, открытая в начале 90-х годов прошлого столетия, имеет ряд особенностей, поэтому семейство материалов, содержащих фуллерены, проявляет свойства, которые не характерны для других материалов, в том числе углеродных.
Практически все мировые запасы шунгита находятся в Карелии и сравнительно небольшие – в Восточном Казахстане. Наиболее крупными месторождениями являются Зажогинское, Мягозерское и Нигозерское, суммарные запасы которых по категориям В + С1 + С2 составляют почти 350 млн.т.
Основой оценки природных ресурсов является обоснование разведочных кондиций, на базе которых утверждаются запасы полезных ископаемых. Для государственного регулирования использования ресурсов недр необходимо разработать методические принципы эколого-экономического обоснования кондиций.
Эффективность добычи и переработки шунгита зависит от выбора параметров кондиций, которые определяют запасы полезного ископаемого, качество добываемого сырья, объемы горных работ, производительность предприятия и, в конечном итоге, технико-экономические показатели добывающих и перерабатывающих предприятий.
Анализ сырьевой базы шунгитовых месторождений выявил их особенности, заключающиеся в большой изменчивости качества сырья и мощности прослоек. Проведённый анализ научных исследований по оценке эколого-экономической эффективности разработки месторождений полезных ископаемых и методического обеспечения по вопросам обоснования кондиций показал, что существующее методическое обеспечение не учитывает специфику разработки шунгитовых месторождений, а также многономенклатурность выпускаемой продукции, что ведёт к низкой эколого-экономической эффективности разработки шунгитовых месторождений. Поэтому совершенствование системы эколого-экономического обеспечения рационального использования шунгитовых месторождений является актуальной научной задачей.
Цель исследования – разработка механизма эколого-экономического обоснования разведочных кондиций на шунгит, позволяющего повысить эффективность использования природных ресурсов и снизить нагрузку на окружающую среду.
Основная идея работы – обоснование параметров кондиций на шунгит на основе учёта основных выявляемых характеристик месторождения, оказывающих влияние на формирование чистого дисконтированного дохода, с учётом многоцелевого комплексного использования сырья.
Объектом исследования являются месторождения шунгита.
Предмет исследования: методы эколого-экономического обоснования разведочных кондиций.
Научные положения, выносимые на защиту:
1. При эколого-экономическом обосновании кондиций на шунгит целесообразно учитывать не только содержание свободного углерода, но и минимальную выемочную мощность, что обусловлено высокой изменчивостью содержания свободного углерода и мощностей пропластков.
2. Обоснование кондиций на шунгит следует осуществлять на основе предложенной экономико-математической модели, критерием которой является чистый дисконтированный доход при ограничениях по объему инвестиций, спросу на готовую продукцию, предельно допустимой нагрузке на окружающую среду с учётом многоцелевого использования шунгитового сырья.
3. Для обеспечения рационального природопользования при разработке шунгитовых месторождений целесообразно использовать разработанный организационно-экономический механизм обоснования разведочных кондиций, включающий формирование геологической базы данных, имитационное моделирование разработки месторождения, определение экономических и технологических параметров экономико-математической модели, моделирование финансовых потоков для оценки эффективности разработки шунгитовых месторождений.
Научная новизна исследования состоит в следующем:
- выявлены основные особенности шунгитовых месторождений, оказывающие влияние на обоснование кондиций;
- предложена классификация шунгитового сырья, позволяющая учитывать эколого-экономическую эффективность направлений его использования;
- разработана экономико-математическая модель обоснования кондиций на шунгит на основе оценки эколого-экономической эффективности разработки месторождения.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:
- исследованием обширного комплекса технической и экономической информации по месторождениям шунгита;
- применением современного программного обеспечения для моделирования месторождения и подсчёта запасов по вариантам бортового содержания полезного компонента;
- корректным использованием экономико-математического и имитационного моделирования;
- моделированием и анализом влияния кондиций на технологические и экономические показатели добычи шунгита;
- положительными результатами апробации методики в ОАО «МКК-Холдинг» при экономическом обосновании разведочных кондиций для Зажогинского месторождения.
Научное значение исследования заключается в разработке инструментария эколого-экономического обоснования разведочных кондиций с учётом разработанной классификации шунгитового сырья, номенклатуры и объёма выпускаемой продукции.
Практическое значение диссертации состоит в повышении экономической эффективности разработки шунгитовых месторождений на основе применения организационно-экономического механизма рационального природопользования, обеспечивающего повышение уровня комплексного использования запасов месторождения.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Основные положения диссертационной работы использованы ОАО «МКК-Холдинг» при оценке запасов Мироновского участка Зажогинского месторождения и разработке мероприятий по его освоению.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на научных симпозиумах «Неделя горняка» (г. Москва, 2009-2011 гг.) и на научных семинарах кафедры «Организация и управление в горной промышленности» (г. Москва, МГГУ, 2010-2012 гг.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано шесть статей в изданиях, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 112 наименований, содержит 16 рисунков и 10 таблиц.
