Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние сырьевой базы угольной промышленности Восточного Донбасса 8
Глава 2. Геолого-структурная модель Садкинского месторождения 23
2.1. Геолого-структурные особенности Садкинской синклинали . 27
2.2. Угленосность и петрографические особенности углей Садкинского месторождения 37
2.3. Зональность геолого-промышленных параметров пласта mg1 40
2.4. Морфологические особенности пласта mg1 54
Глава 3. Научно-методические основы кластерного геолого- промышленного моделирования для целей геолого- экономической оценки угольных месторождений 66
3.1. Научно-методическое обоснование кластерной модели 66
3.2. Операционная схема и программные средства для создания кластерной модели запасов 82
3.3. Геолого-промышленные модели угольных месторождений и доходность как критерий оконтуривания и обоснования кондиций для подсчета запасов 88
Глава 4. Кластерные геолого-промышленные модели запасов и геолого-экономическая оценка Садкинского месторождения 106
4.1. Кластерная геолого-промышленная модель Северного и Центрального участков Садкинского месторождения 109
4.2. Кластерная геолого-промышленная модель Восточных участков Садкинского месторождения 112
Заключение 122
Список использованной литературы 126
- Угленосность и петрографические особенности углей Садкинского месторождения
- Морфологические особенности пласта mg1
- Геолого-промышленные модели угольных месторождений и доходность как критерий оконтуривания и обоснования кондиций для подсчета запасов
- Кластерная геолого-промышленная модель Восточных участков Садкинского месторождения
Введение к работе
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:
Анализ сырьевой базы угольной промышленности Восточного Донбасса.
Анализ складчатых и разрывных деформаций и морфологических особенностей основного продуктивного пласта mg1 в пределах Сад-кинской синклинали.
Обоснование целесообразности и необходимой достоверности кластерного представления запасов при геолого-экономической оценке
месторождений.
Разработка рациональной операционной схемы и комплексирования программных средств для создания пространственно распределенной цифровой базы первичных геологических данных по угольным пластопересечениям.
Исследование влияния геологических факторов (показателей качества угля) на основной параметр оптимизации при обосновании кондиций - доходность инвестируемых средств.
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:
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.
Важнейшей частью геолого-структурной модели Садкинского месторождения является Поперечное поднятие в пределах Садкин-
ской синклинали. Поднятие является древней структурой, развивающейся со среднекаменноугольного времени до конца палеозоя. Поднятие определяет морфологические особенности и сложность строения угольного пласта mg1, 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.
Эффективной геолого-промышленной моделью угольного месторождения является кластерная модель, выполненная на базе ГИС-технологий, обеспечивающая дифференциацию геолого-промышленных параметров ш 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.
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 относитель-
ных 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 mgl 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 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 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 Южно-Российском 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.
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, F.C. Январёва и других. Всем автор выражает искреннюю благодарность и признательность.
Угленосность и петрографические особенности углей Садкинского месторождения
Угленосность Садкинской синклинали связана с верхней частью свиты С27 и нижней частью свиты Сз1 [10,28,38]. Наибольшее площадное распространение, максимальную мощность и доступную для отработки глубину имеет угольный пласт mg1. Угольный пласт пі72в также достигает рабочей мощности, но она имеет локальное распространение на небольших изолированных площадях, а сам пласт - существенно большую глубину залегания. Остальные угольные пласты достигают рабочей мощности только в отдельных пластопересечениях и промышленного интереса не представляют (табл. 2.1).
Петрографическая характеристика угля. Уголь пласта т8 тонкопо-лосчатый, в основном клареновый, с. преобладанием гелифицированного вещества витренового типа. Полосы однородного витрена (1,5-2,5 мм) чередуются с гетерогенными участками, сложенными фюзенизированным аттритом и сильно вытянутыми обрывками макро- и микроспор, что может указывать на высокую динамику среды углеобразования. Среднепластовый микрокомпонентный состав угля и состав минеральных примесей, определенные по результатам детальной разведки [9,11,12], приведены в табл. 2.2. Минеральная примесь представлена пелитовым материалом и сульфидами железа, реже -кварцем, карбонатами и другими минералами. Вмещающие породы и породные прослои в основном представлены глинистыми и песчано-глинистыми сланцами с повышенным содержанием органического углефицированного вещества.
Из табл. 2.2 следует, что распределение микрокомпонентов угля и минеральных примесей на площади Садкинской синклинали неравномерно. Вполне заметно выделяется Поперечное поднятие более низким содержанием витринита и лейптинита и большей дисперсией и более высоким содержанием в примесях глинистого материала и сульфидов железа. Таким образом, поперечное поднятие выделяется как самостоятельная область уже на стадии накопления органической массы.
Степень разложения исходной растительной массы и характер сульфидной минерализации, величина анизотропии отражения витринита менее 60% позволяют отнестиуголь Садкинской синклинали-к Г генетическомутипу - «высоковосстановленным», которые образуются в условиях континен-тально-морских и собственно морских континентальных обстановок с большой амплитудой колебательных движений. Торфяные болота в таких случаях отличаются значительной обводненностью, а следовательно анаэробностью и щелочной средой.
Изученные антрациты гумусовые. Исходным растительным материалом для их образования являлись стеблевые части и листья споровых растений, а также остатки разнообразных органов спороношений. Ботанический состав углей в процентах по результатам 12 определений (от-до/средн;), проведенных по методу ионного травления [11] приведен в таблице (табл. 2.3).Ботанический состав антрацитов
Приведенные в таблице данные свидетельствуют о значительном преобладании коровых тканей над древесными. В отдельных случаях отмечается повышенное содержание аттрита (обрывков различных тканей), что может свидетельствовать о подвижной среде древнего торфонакопления. Анатомический состав растительных тканей свидетельствует о их принадлежности к гигрофитам (сильно увлажненная среда обитания).
Угольный пласт mg1 в Садкинской синклинали разведан более чем 1500 скважинами.. К исследуемым геолого-промышленным параметрам угольного пласта ms1 отнесены: мощность Мр и зольность Ар угольного пласта, мощность Мс и зольность Ас угля, кроме того исследовались абсолютная отметка угля Zc и коэффициент неоднородности пласта к.
При статистическом анализе изменчивости для каждого геолого-промышленного параметра Р определены следующие параметры статистического распределения [16,17,21]: частость (относительная частота, плотность вероятности) попадания в к-й интервал
В табл.2.4 приведены оценки перечисленных статистических параметров распределения геолого-промышленных параметров угольного пласта nig1 для обеих выборок.
Критическую точку Za для проверки гипотезы Н0 о нормальности распределения для уровня значимости or (вероятности отвергнуть правильную гипотезу) находится из уравнения F(Za) = (1-а)/2, где F(Za) - интегральная функция Лапласа [16,21]. Для уровня значимости а=0,01 величина критической точки составляет: Zo,oi =2,576. Если \ОА \ Za и одновременно \Оэ\ а , то принимается нулевая гипотеза (Но= +), в противном случае она отвергается (Но =-).
На рис. 2.6-2.9 представлены гистограммы распределения частот геолого-промышленных параметров угольного пласта mg1 .
Полученные данные позволяют сделать следующие основные выводы.1. Основные геолого-промышленные параметры угольного пласта mg1 (мощность Лір и зольность Ар угольного пласта, мощность Мс и зольность Ас угля) имеют симметричное распределение значений (коэффициент асимметрии статистического распределения меняется в пределах 0,3-Н,8).
Морфологические особенности пласта mg1
Распределение значений таких геолого-промышленных параметров как рабочая І мощность (Мр) и зольность (Ар) пласта і к сожалению і не всегда- отражает естественные закономерности морфологии угольного пласта, так как рабочая мощность - величина искусственная, значение-которой 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, на которые расщепляется пласт, количеством, мощностью и составом разделяющих их породных прослоев. Они же, в свою очередь, определяются динамическими факторами: динамикой водной среды накопления и преобразования растительного материала, колебательными тектоническими движениями, контролирующими взаимоотношение областей сноса и бассейнов седиментации, рельеф площадей угленакопления, существование водотоков и их энергию, количество поступления в бассейн обломочного материала, его тип и распределение в слое осадков.
Распределение количества угольных пачек по разведочным участкам в пределах Садкинской синклинали приведено в табл. 2.7.
Участок Садкинский Северный: Пласт имеет сложное строение и на преобладающей части площади представлен 4 угольными пачками т81(1) -mg1(4), в отдельных пластопересечениях пласт сложен 5 пачками [9]. Наиболее выдержанными являются угольные пачки mg (,) и ms (2), которые составляют его основную, наиболее мощную часть. Пачки разделяются прослоем углисто-глинистого сланца или высокозольного угля, мощностью 0,03-0,05 м, или сливаются в одну. В северо-западной части участка пачка т$1 выклинивается. В подошве объединенных пачек обычно залегает прослой высокозольного угля или углистого сланца мощностью 0,03 - 0,46 м, отделеннный от основной,части пласта прослоем глинистого сланца (0,08-0,3 м). Местами породный прослой і отсутствует и пачка примыкает к основной части пласта (рис. 2.14, лист 1).
Третья угольная пачка также постоянна в разрезе и прослеживается почти повсеместно на площади участка,. кроме отдельных пластопресечений. Пачка имеет небольшую мощность (0,01-0,35 м) и отделена от основной части пласта прослоем глинистого сланца, мощностью 0,03 -0,5 м. Качественно она неоднородна: представлена чистым углем, высокозольным углем, углистым сланцем, сапроколлитом.
Пятая v угольная пачка проявлена неустойчиво преимущественно в северной части участка. Имеет мощность до 0,25 м и представлена в основном высокозольным углем и углистым сланцем. От основной группы пластов пачка отделена глинистым сланцем? мощностью 1,5 — 2,0 м. Возрастание мощности породных прослоев и увеличение интенсивности расщепления пласта при уменьшении мощности угольных пачек в целом по пласту характерно для северо-западной части участка.
На участке Садкинском Центральном рабочую мощность сохраняет только нижняя группа угольных пачек пі8,(1+2), залегающих слитно [7]. В северо-восточном направлении верхняя пачка приобретает сложное строение и разделяется еще на две. Еще севернее пласт nig размыт полностью.
Участок Садкинский Восточный №1. Угольный пласт в пределах участка имеет сложную морфологию, состоит в основном из 3-4 угольных пачек и лишь на небольшой изолированной площади имеет 5-ти пачечное строение [11]. Три нижние пачки пласта, нумеруемые снизу вверх как пачки 1, 2, 3 имеют практически одинаковую мощность (0,4 -0,6 м каждая) и на большей части участка залегают слитно или разделены слоем: высокозольного угля (0,1 м) и прослоем углисто-глинистого сланца (0,1-0,15м). В северовосточном направлении мощность прослоя, разделяющего двеверхние пачки постепенно увеличивается и достигает 2 м (рис. 2.14, лист 2).
В крайней юго-восточной и юго-западной частях участка пачка mg1(3) разделяется на две (т8(3а) и Ш8(3б)). Мощность верхней пачки колеблется в пределах 0,05-0,29 м, в северном направлении пачка быстро выклинивается при достижении мощности породного прослоя 1-2 м.. Породный прослой, разделяющий пачки (За) и (36) представлен глинистым сланцем.
Угольная пачка т81(4) распространена лишь в северо-западной половине участка и резко выклинивается в юго-восточном и южном направлении. Она имеет изменчивую мощность (0,1-0,5 м) и неустойчивое строение - нередко состоит из двух слоев мощностью 0,1-0,2 м, представленных высокозольным углем или сапроколлитом, которые разделены прослоем глинистого сланца мощностью до 0,27 м. Мощность глинистого сланца, разделяющего угольные пачки т8,(3) и т81(4), изменяется в пределах участка от 0,1 до 3-4 м.
Угольная пачка mg1(5) присутствует локально в северо-западной части участка. Она представлена в основном высокозольным углем и отделена от нижних пачек глинистым сланцем мощностью более 1 м. Мощность пачки изменяется от 0,05 до 0,18 м.
Таким образом достаточно четко проявляется тенденция: в северном направлении все угольные пачки в той или иной мере расслаиваются, частично или полностью выклиниваются или замещаются высокозольным углем или углистым сланцем, а затем полностью размываются.
Участок Садкинский Восточный №2: На подавляющей части площади пласт состоит из трех угольных пачек, обозначаемых снизу вверх как mg1(l),
Геолого-промышленные модели угольных месторождений и доходность как критерий оконтуривания и обоснования кондиций для подсчета запасов
Геолого-экономическая оценкам месторождений полезных ископаемых выполняется на всех стадиях работ от оценки до эксплуатации. Различные аспекты теории и практики геолого-промышленной оценки рассмотрены в; работах М.И: Агошкова, А.С. Астахова, А.Х. Бенуни, А.Б. Каждана, В.М. Крейтера, А.М. Марголина, Е.О. Погребицкого, Н.Н. Соловьева, М:В. Шумилина и др. [Г,ЗЦ8,23 31,39,49]: Наиболее актуальными вопросами геолого-промышленной оценки угольных месторождений на современном этапе являются: оптимальное оконтуривание и;обоснование кондиций для оперативной переоценки запасов; исследование влияния геологических факторов (показателей качества угля) на резул ьтаты оценки; учет степени неопределенности геологоразведочных данных, разработка компьютерных технологий эффективной оценки месторождений [22].
Объективная сложность геолого-экономической оценки месторождения, обусловленная сочетанием геологических, горнотехнических и экономических условий; требует разработки специальной! модели, учитывающей влияние перечисленных факторов. С учетом ее содержания подобная модель определена как геолого-промышленная. Фактически; такая модель представляет собой комплекс взаимосвязей оконтуривающих, под счетных и технико-экономических показателей оценки месторождения, связанных целевой функцией оптимизации [46]: где xl, х2,... хп - показатели кондиций, используемые при оконтури-вании (оконтуривающие параметры); у1г у2 ... ут — геолого-промышленные параметры оконтуренных запасов и технико-экономические показатели их промышленной разработки; fj{ ), f2{ ), ... fm( )- зависимости геолого-промышленных параметров и технико-экономических показателей от совокупности кондиций; S - показатель экономической эффективности; F( ) -целевая оптимизирующая функция. Методическими рекомендациями по технико-экономическому обоснованию (ТЭО) постоянных кондиций для подсчета запасов месторождений углей и горючих сланцев [24] устанавливаются следующие основные оконту-ривающие параметры: 1. Минимальная истинная мощность пластов угля в пластопересече-нии, определяемая по сумме мощностей вынимаемых совместно угольных слоев и породных прослоев. 2. Минимальная истинная мощность внутрипластовых породных, прослоев или разубоженных интервалов разреза угольных пластов, разделяющих эти пласты в зонах расщепления на объекты самостоятельной разработки и промышленной оценки. 3. Максимальная зольность угля по пластопересечению (пласта) с учетом засорения вынимаемыми вместе с углем породами; внутрипластовых и прикровельных слоев. 4. Границы подсчета запасов углей: глубина подсчета; контур подсчета запасов в установленных ТЭО кондиций контурах, разработки; контуры участков, намеченных к первоочередной разработке. К ведущим технико-экономическим показателям геолого-промышленной оценки относятся: способ и система разработки, годовая производительность (мощность) предприятия, срок отработки месторождения себестоимость добычи и; обогащения угля, извлекаемая ценность, общие и удельные капитальные затраты,, срок окупаемости капитальных вложений, общий и годовой доход. Для экономического обоснования кондиций предлагается использоватьнесколько показателей: чистый дисконтированный доход, индекс доходности, внутренняя норма доходности, срок окупаемости капиталовложений и др.
Одни из оконтуривающих параметров кондиций, например, мощность и зольность пластов, обнаруживают заметную взаимосвязь (рис.3.17), другие — абсолютно независимы (например, глубина отработки). В то же время на диаграмме зависимости зольности от мощности пластов видно, что эта связь вызвана в основном искусственным увеличением мощности за счет объединения в один пласт угольных слоев, разделенных породным прослоем. В интервале значений мощности 1,33-1,92 м (50% всех значений) рой конфигура-тивных точек на диаграмме имеет изометричную форму и начинает вытягиваться только при мощности свыше 2,5м, следовательно зависимость зольности от мощности для большинства пересечений отсутствует.
В практике работ для получения промышленного контура месторождения осуществляется многократный перебор всех параметров кондиций (вари антов сочетаний) с подсчетом запасов, и показателей экономической эффективности отработки месторождения. Конечным итогом повариантных подсчетов запасов являются те, которые обеспечивают предприятию возмещение предстоящих эксплуатационных и капитальных затрат и получение максимальной прибыли. Таким образом, варианты кондиций и: технико-экономических расчетов должны учитывать совокупность геологических, технологических и экономических факторов. Если выбрать для технико-экономических расчетов три минимально возможных фактора, обозначив их через (мощность, зольность и глубина отработки) и хотя бы три уровня изменения этих факторов, обозначив их через р, легко определить число расчетов, которые необходимо произвести:
Поскольку число факторов и уровней их изменения при ТЭО кондицийпрактически, всегда больше и с учетом того, что параметры кондиций могут быть дифференцированы применительно к отдельным участкам месторождения, количество расчетов многократно возрастает. Очевидно,, что простой перебор вариантов непродуктивен, т.е. необходима некоторая оптимизация;. Под оптимизацией в нашем случае следует понимать разработку такой технологии ТЭО, которая приведет к минимизации числа подсчетов запасов при одновременном варьировании всех факторов.
Рассматривая процедуру поиска оптимальных параметров кондиций необходимо определиться с некоторыми терминами; Характеристика цели исследования, заданная количественно называется параметром оптимизации [2]. Из теории эксперимента следует, что параметр оптимизации является реакцией (откликом) на воздействие факторов; которые определяют поведение системы. Реакция системы (объекта исследования) на изменение факторов обычно многоаспектна. Выбор того аспекта, который представляет наибольший интерес, как раз и задается целью исследования. Движение к оптимуму возможно, если выбран единственный параметр оптимизации. Тогда прочие
Кластерная геолого-промышленная модель Восточных участков Садкинского месторождения
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 Єадкинской 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! 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 Faycca-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 кластерові 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
