Предпроектная оценка месторождений. Подсчет запасов

Технико-экономическое обоснование целесообразности освоения месторождения включает определение экономической эффективности отработки месторождения по следующим критериям: величина приведенных затрат, рентабельность предприятия, удельные и общие капитальные вложения, эффективность капитальных вложений, срок окупаемости, срок освоения месторождения. Методика расчетов экономических показателей широко известна. Определение показателей производится методом аналогии или прямым расчетом. Как правило, используется последний метод, так как промышленный опыт освоения месторождений геотехнологическими методами еще не велик.

К важнейшим объектам основных фондов при использовании геотехнологических методов относятся: эксплуатационные скважины в объеме, обеспечивающем запланированную годовую добычу, установки для приготовления рабочих агентов, насосные и компрессорные станции для подачи рабочих агентов в недра и откачки продуктов на поверхность, установки для переработки продуктивных флюидов, контрольно-распределительные пункты и трубопроводы, объекты общерудничного назначения.

Одной из существенных составляющих капитальных затрат могут оказаться расходы на подготовительные работы.

Эксплуатационные расходы складываются из затрат на материалы, электроэнергию, рабочие агенты, реагенты-интенсификаторы, заработную плату, подготовку, горно-капитальные работы, амортизацию, утилизацию отходов и промстоков, а также из цеховых и общерудничных внепроизводственных расходов. Общая экономико-математическая модель себестоимости строится на основе частных моделей по отдельным звеньям процесса.

По полученным результатам расчетов определяют эффективность разработки месторождения, срок окупаемости, производительность труда, фондоотдачу и другие экономические показатели.

Специфические особенности геотехнологических методов заключаются в том, что рабочим агентом обрабатывается определенный участок пород независимо от того, как меняются характеристики полезного ископаемого в его пределах. Площадь этого блока удобнее всего условно отнести к площади, приходящейся на одну добычную скважину. Размер блока по вертикали зависит от свойств руд и вмещающих пород. Например, при выщелачивании проницаемых руд границами движения флюидов служат верхний и нижний водоупоры. При выплавке серы нижней границей служит подошва рудного пласта, а верхней — кровля рудосодержащего водоносного горизонта. При скважинной гидродобыче нижняя граница определяется также подошвой рудного тела, а верхняя — положением контакта с породами, не разрушающимися при добыче.

Поэтому наиболее целесообразно в качестве основной единицы при экономических расчетах принимать объем подверженных воздействию агентов пород, приходящихся на одну скважину — единичный добычной блок. Затраты на отработку блока складываются из стоимости скважины, затрачиваемых рабочих агентов, энергетических затрат на закачку и откачку флюидов, затрат на их переработку, а также заработной платы, амортизационных отчислений и накладных расходов. Все эти затраты должны окупаться продукцией, полученной в результате отработки блока.

Стоимость скважины определяется простым расчетом и зависит ох ее глубины и конструкции. Затраты рабочих агентов складываются из полезных затрат на перевод полезного ископаемого в подвижное состояние, затрат на реакцию с породообразующими минералами, на реакцию с вмещающими породами, потерь в кровлю и почву, а также коэффициента использования рабочего агента.

Затраты на перевод полезного ископаемого в подвижное состояние зависят от содержания полезного ископаемого и характера основной реакции. Так, при плавлении серы тепло расходуется на нагрев серы до температуры плавления, на переход ее из твердой фазы в жидкую и догрев до температуры, при которой сера имеет минимальную вязкость.

При горении, выщелачивании и растворении расход реагента определяется по уравнению реакции. При скважинной гидродобыче расходы определяются затратами на получение энергетической воды.

Затраты на реакции с породообразующими минералами и вмещающими породами зависят от характера реакций этих пород с рабочим агентом. Так, при кислотном выщелачивании урана расход кислоты почти всецело определяется содержанием карбонатов и это последнее обстоятельство часто целиком определяет экономические показатели. Характеристикой единичного добычного блока с этой точки зрения может служить понятие реагентоемкости (кислото-, тепло-, энергоемкости).

Потери в кровлю и почву РВГ зависят, прежде всего, от степени их непроницаемости и инертности по отношению к рабочим агентам, а также от времени отработки. Коэффициент использования рабочего агента зависит от его концентрации на входе и выходе.

Энергетические затраты на закачку и откачку зависят от заданного расхода, конструкции скважин и времени отработки блока, фильтрационных свойств пласта, а также допустимого давления на устье и понижения уровня в скважинах. Затраты на переработку продуктивных растворов зависят от концентрации в них полезного компонента и технологии переработки. Амортизационные отчисления зависят от величины капитальных затрат на строительство поверхностных сооружений по приготовлению рабочих агентов и переработке получаемого продукта.

Как уже говорилось, все эти затраты должны окупиться получаемой продукцией. Количество этой продукции зависит от запасов полезного ископаемого в единичном блоке и степени их извлечения.

Степень извлечения зависит от полноты извлечения из участков, полностью прореагировавших с рабочим агентом, и определяется произведением коэффициента извлечения на коэффициент охвата. При прочих равных условиях степень извлечения обычно увеличивается при сгущении сети эксплуатационных скважин,

В связи с указанными особенностями технологии и структурой затрат на добычу в кондиции целесообразно включать как один из основных показателей минимальный метропроцент. Удобнее всего пользоваться показателем величины запасов, приходящихся на единицу площади, который называют продуктивностью пласта. Последняя определяется по формуле

где m — мощность; с — содержание, %; у — объемная масса руды; n — число интервалов.

Минимальная продуктивность пласта определяется по формуле

где S — себестоимость продукции, добытой из единичного блока; Eи — коэффициент извлечения; E0 — коэффициент охвата; Ц0 —оптовая цена получаемого продукта; P — площадь блока.

Так как коэффициент охвата зависит от площади блока (густоты добычных скважин), то расчет кондиций целесообразно проводить по нескольким вариантам площади блока, аналогично тому, как при обычных способах добычи ведут подсчеты при различных вариантах бортовых мощностей и содержаний.

В большинстве случаев при геотехнологических методах некоторая часть полезного ископаемого не может быть извлечена из недр. Поэтому есть смысл проводить раздельно подсчет общих и извлекаемых запасов. При этом общие запасы нужны лишь для сопоставления вариантов отработки обычными и геотехнологическими методами.

Отсюда следует вывод, что подсчет этих запасов проводится на стадии предварительной разведки, по результатам которой решается вопрос о целесообразности и способе отработки месторождения. При детальной разведке общие запасы уже не имеют значения, и подсчету подлежат извлекаемые запасы.

Как и при обычных способах эксплуатации месторождений, руды могут быть неравноценными, это вызывает необходимость выделять их различные сорта. Так, например, технология отработки проницаемых и слабопроницаемых серных руд резко различна, соответственно различаются и технико-экономические показатели при их отработке. Это вызывает необходимость оконтуривания руд по сортам.

Определение минимальной продуктивности вместо минимального содержания в расчете на блок позволяет исключить из кондиций такие показатели, как бортовое содержание, допустимое соотношение мощностей руды и безрудных прослоев и т. п.

Глубина возможной отработки месторождений геотехнологическими методами определяется в основном не соображениями экономики, а техническими условиями, поскольку мало сказывается на себестоимости.

Известно, что подземное растворение соли с успехом осуществляют на глубине более 2000 м, и это не является пределом.

Показатель минимальной мощности руд имеет значение в тех случаях, когда в процессе добыча существенную роль играет вертикальное движение рабочих и продукционных флюидов. Так, растворение соли в камере осуществимо при мощности не менее 10—15 м; подземная выплавка горизонтально залегающих серных руд — при мощности более 3 м.

Таким образом, основным показателем кондиций при подсчете запасов месторождений полезных ископаемых, отрабатываемых геотехнологическими методами, является минимальная продуктивность залежи.