4.1. Загальні відомості та класифікація підрахунку запасів.

З а п а с и корисних копалин – обсяги корисних копалин., виявлені і підраховані на місці залягання за даними геологічного вивчення відкритих (ідентифікованих) родовищ корисних копалин.

Підрахунком запасів називають визначення кількості мінеральної сировини в надрах в межах всього родовища або його частини.

Підрахунок запасів корисної копалини є важливою і відповідальною операцією, яка завершує всебічне вивчення родовища і визначає його промислову цінність. Підрахунок запасів підпорядкований основній вимозі – строгому обліку багатств надр, раціональному і комплексному їх використанню.

Підрахунок запасів здійснюють на кожній стадії розвідки і розробки родовища. Він є заключним етапом проведення геологорозвідувальних робіт.

Підрахунок запасів проводять з метою:

– оцінки родовища і обґрунтування проекту підприємства;

– обґрунтування експлуатаційних кошторисів, виробничих і капітальних затрат;

– обліку руху запасів і планування видобутку;

– проведення практичних розрахунків при експлуатації родовища.

Основні завдання підрахунку запасів полягають у визначенні:

– кількості корисної копалини в надрах з поділом її за сортами і категоріями розвіданності;

– якості корисної копалини;

– технологічних властивостей корисної копалини;

– геологічних і гірничотехнічних умов залягання, які визначають правильний вибір способу і послідовність його відпрацювання;

– ступеня достовірності параметрів, які характеризують кількість і якість корисної копалини і її промислову цінність.

Запаси корисних копалин – руди, вугілля – виражають в тоннах, запаси природних будівельних матеріалів – піску, глини, каменю тощо – в кубічних метрах. Для руд чорних металів – заліза, марганцю, титану, ванадію, хрому, крім їх масової кількості, указують також і середній вміст в них металу. Для руд кольорових металів – міді, цинку, свинцю тощо, крім запасів руд, визначають і запаси металу в тоннах. Запаси благородних металів – золота, срібла, платини – виражають в кілограмах.

Підрахунок, затвердження і облік запасів корисної копалини на гірничому підприємстві здійснюють, керуючись чинною класифікацією запасів.

Класифікація запасів установлює єдині принципи підрахунку і державного обліку запасів корисних копалин в надрах за рівнем їх вивченості і підготовленості для промислового освоєння, а також основні принципи оцінки прогнозних ресурсів твердих корисних копалин. Застосування її щодо окремих видів мінеральної сировини визначається відповідними інструкціями, розробленими Державною комісією по запасах.

Незалежно від виду сировини, розвідані запаси класифікують за трьома ознаками: господарським значенням, ступенем розвіданості (вивченості) і готовністю до промислового освоєння.

За господарським значенням запаси корисних копалин поділяють на дві групи, які підлягають окремому обліку:

– балансові – запаси, котрі при існуючому рівні техніки видобування і перероблення за певних економічних умов району родовища можуть бути рентабельно використані з дотриманням вимог стосовно раціонального використання надр і охорони навколишнього середовища;

– забалансові – запаси, використання яких в даний час економічно недоцільне за кондицією, потужністю, складністю розроблення і переробки, але які в подальшому можуть стати об’єктом промислового освоєння.

Кондиції на мінеральну сировину являють собою сукупність вимог стосовно якості корисних копалин в надрах і гірничо-геологічних умов, дотримання яких при оконтурюванні і підрахунку запасів уможливлює правильне розподілення запасів корисних копалин на балансові і забалансові. Кондиції для підрахунку запасів по кожному родовищу установлюють техніко-економічними розрахунками.

За ступенем розвіданості (вивченості) родовища, якістю сировини і гірничотехнічними умовами розробки запаси корисних копалин поділяють на розвідані – категорії А, В, С₁ і попередньо оцінені – категорія С₂.

Прогнозні ресурси твердих корисних копалин за ступенем їх обґрунтованості поділяють на категорії Р₁, Р₂, Р₃.

До категорії А відносять запаси детально розвідані і вивчені з повним з’ясуванням

форми, умов залягання, якості тощо, оконтурені свердловинами або гірничими виробками. Інженерно-геологічні та інші природні умови вивчені настільки детально, що уможливлюють складання проекту розробки родовища.

До категорії В відносять запаси, розвідані і вивчені настільки детально, що з’ясування основних особливостей умов залягання, форми, будови тіл, промислових сортів, типів, якості, технологічних властивостей та інших природних чинників забезпечене. Контур запасів визначають за результатами розвідувальних виробок і зоною екстраполяції при стійких показниках родовища. Технологічні властивості, гірничо-геологічні та інші природні умови вивчені з повнотою, яка дає можливість вибрати принципову технологічну схему переробки, якісно і кількісно охарактеризувати вплив показників на розкриття і розробку родовища.

Екстраполяція – це поширення висновків, одержаних спостереженням над однією частиною явища, на іншу частину його.

До категорії С₁ відносять запаси родовищ, умови залягання яких, форма і будова тіл, промислові сорти, якість, технологічні властивості та інші природні чинники розвідані і вивчені в загальних рисах. Контур запасів визначають за розвідувальними виробками і екстраполяцією за геологічними і геофізичними даними. Інженерно-геологічні та інші природні умови вивчені з повнотою, яка уможливлює попередньо охарактеризувати їх основні показники.

До категорії С₂ відносять запаси, попередньо оцінені. Умови залягання, форма і поширення тіл корисної копалини визначені за геологічними і геофізичними даними і поодинокими або аналогічно вивченим ділянками. Якість корисної копалини визначена за поодинокими пробами. Контур запасів корисних копалин приймають в межах геологічно сприятливих структур і комплексів гірських порід. Інженерно-геологічні та інші умови оцінені за наявними для інших ділянок родовища даними.

Прогнозні ресурси враховують: можливості перерахунку запасів за завдяки розширенню площ категорії С₂ (категорія Р₁), можливості виявлення в басейні нових родовищ (категорія Р₂), потенціальну можливість формування і промислової локалізації родовищ (категорія Р₃).

За готовністю до промислового освоєння, ступенем підготовленості до видобування балансові запаси родовищ поділяють на вихідні, промислові, розкриті, підготовлені і готові до видобування.

Використання ГІС – технологій при оцінці запасів родовищ корисних копалин.

Нині, в часи стрімкого росту розвитку інформаційних технологій все частіше виникають питання їх застосування для проведення аналітичної обробки результатів геологічних, геофізичних, гідрогеологічних та інших досліджень надр. Використання сучасних інформаційних технологій дозволяє значно прискорити процеси введення, систематизації, пошуку необхідної інформації; виконувати геолого-економічну оцінку запасів родовищ корисних копалин; виконувати роботи з перевірки та експертизи методик обґрунтування кондицій.У зв'язку з цим науково-виробничим підприємством

«КРИВБАСАКАДЕМІНВЕСТ» при підтримці Державної комісії України по запасах корисних копалин (ДКЗ) розпочато розробку автоматизованої системи (АС) геолого-економічної оцінки (ГЕО) запасів корисних копалин.

АС розробляється у складі робіт зі створення Державної системи моніторингу мінерально-сировинної бази України згідно з Законом України від 04.11.1999 р. №1216-XIV «Про державну геологічну службу України» [1], що передбачає створення державної системи спостережень, збирання, передавання, зберігання та аналізу інформації про розвідані запаси та ресурси корисних копалин. Базовим підґрунтям для цього виступає геоінформаційна система K-MINE.

Метою роботи є розробка автоматизованої системи геолого-економічної оцінки запасів родовищ корисних копалин України.

АС, що розробляється повинна відповідати таким умовам:

1. Забезпечувати оперативний автоматизований збір, обробку, збереження та передачу всієї первинної геологічної, геофізичної, маркшейдерської, гірничотехнічної, технологічної, гідрогеологічної, екологічної, економічної та іншої інформації, отриманої в процесі геологорозвідувальних робіт або експлуатації родовища корисних копалин.

2. Виконувати обґрунтування параметрів та розробку кондицій мінеральної сировини для підрахунку запасів родовища з урахуванням повноти, комплексності використання і охорони надр, а також найвищого економічного ефекту при його експлуатації.

3. Виконувати геолого-економічну оцінку проявів, родовищ та ділянок родовищ з врахуванням сучасних технічних досягнень в області видобутку і переробки корисної копалини, що забезпечують повноту вилучення та промислового використання основних і супутніх корисних копалин на раціональній основі з дотриманням законодавчих положень у сфері охорони надр і довкілля, правил і норм безпечного ведення робіт.

4. Мати розвинуту систему інформаційних взаємодій і інформаційних зв'язків. Система повинна характеризуватися надійністю усіх компонентів системи, постійним та надійним захистом відповідної інформації та забезпечувати можливість контролю, збереження, поповнення та відновлення даних.

Відповідно до висунутих вимог структурна схема АС ГЕО має такий вигляд (рис.4.1)

Рис. 4.1 Структурна схема автоматизованої системи геолого-економічної оцінки (АС ГЕО) запасів родовищ корисних копалин

Коректно проведена геолого-економічна оцінка виявлених та перспективних покладів нафти, газу, води, рудних, нерудних і горючих корисних копалин, прогнозних ресурсів, ліцензійних дільниць у цілому на основі об'єктивної вихідної інформації дає можливість розв'язати наступні питання:

• показати доцільність проведення пошуково-розвідувальних робіт та залучення об'єктів до експлуатацію за наявних економічних умов;

 

• визначити найбільш перспективні напрямки геологорозвідувальних робіт та черговість освоєння об'єктів, що забезпечує максимальні показники кінцевої економічної ефективності;

• визначити орієнтовні обсяги геологорозвідувальних робіт для підготовки об'єктів до розробки, а також обсяги фінансів, потрібного для освоєння; 

• оцінити вартість запасів та ресурсів сировини на кожному з об'єктів, що відображає їхню об'єктивну цінність для видобувного підприємства та держави.

Одним із основних елементів створюваної системи є база даних, яка вміщує інформацію про географічні, геологічні, фізико-хімічні, технологічні, техніко-економічні показники, методологічне та математичне супроводження робіт з оцінки запасів родовищ корисних копалин різного типу. Загальна структура бази даних наведена на рис.4. 2

Рис.4.2 Загальна структура бази даних автоматизованої системи геолого-економічної оцінки (АС ГЕО) родовищ корисних копалин

Створювана АС ГЕО родовищ дозволить розв'язувати наступні задачі:

• збір та підготовку необхідної для розрахунків вихідної інформації по ділянкам, де виділені об'єкти оцінки;

• проведення розрахунків з ГЕО об'єктів кожної розглянутої дільниці та визначення їхньої цінності з точки зору кінцевої економічної ефективності;

• виконання порівняльної оцінки та визначення найбільш ефективних об'єктів з точки зору майбутнього видобутку в умовах реальної системи оподаткування;

• проведення економічного обґрунтування доцільності ведення пошуково-розвідувальних робіт на розглянутих ділянках та визначення найбільш перспективних напрямків робіт.

Відповідно до запропонованої методики послідовність розрахунків показників ГЕО родовищ або ділянок така:

1. Виділення об'єктів оцінки та підготовка вхідних параметрів по об'єктах.

2. Попередній розрахунок показників ГЕО об'єктів без урахування взаємного розташування покладів на ділянці.

3. Коректування вхідних параметрів об'єктів з урахуванням взаємного розташування покладів на ділянці.

4. Кінцевий розрахунок показників ГЕО виділених об'єктів з використанням скоректованих параметрів.

5. Розрахунок показників ділянки у цілому із застосуванням процедури підсумовування, що включена до блоку аналізу програмного модуля.

6. Аналіз отриманих результатів ГЕО із формуванням експрес-звітів за кожним об'єктом оцінки та ділянкою в цілому.

7. Ранжування об'єктів оцінки за показниками чистого дисконтованого доходу (ЧДД) та побудова відповідних графіків.

Короткий опис отриманих результатів та основні висновки по ділянці в цілому можуть бути отримані у вигляді експрес-звіту. Він формується в рамках програмного модуля на основі прогнозних показників ГЕО, розрахованих для кожного виділеного в межах ділянки об'єкту, з використанням процедури підсумовування.

Результат може бути представлений у вигляді карти значень питомої вартості запасів та перспективних ресурсів корисних копалин ділянки. На ній відображуються розташування покладів з високими, середніми та від'ємним питомим ЧДД. Вивчення взаємного розташування покладів з різною кінцевою ефективністю освоєння дозволяє здійснювати розташування об'ємів пошуково-розвідувального буріння та освоєння території ділянки приймати економічно обґрунтовані рішення.

Для виконання попередньої ГЕО (геометризація надр, розрахунок об'ємів, визначення перспективних ділянок) використовуються геоінформаційні системи (ГІС). Так, у якості базової системи для роботи з просторовими даними в АС ГЕО родовищ використовується вітчизняна ГІС K-MINE.

Відповідно до типу родовищ ГІС складається з підсистем для моделювання і виконання розрахунків, а саме з підсистем ГЕО родовищ:

1. нафти газу та конденсату;

2. води та лікувальних грязей;

3. твердих горючих корисних копалин;

4. рудних корисних копалин;

5. нерудних корисних копалин.

Для кожного виду родовищ корисних копалин, залежно від їх геологічної будови та структури використовуються різні методики моделювання та підрахунку запасів.

Базова технологія моделювання вміщує наявну геолого-технологічну характеристику родовищ - відомості щодо геологічної будови, гірничо-геологічних, екологічних та гідрогеологічних умов, речовинного складу, технологічних властивостей порід і руд тощо.

Основними носіями детальних проміжних та фінальних результатів (запаси, економічна оцінка, стратегія відпрацювання), а разом і середовищем взаємодії різнорідних моделей має бути каркасно-блокова модель об'єму, в якій весь простір об'єкту оцінки представлений як сукупність блоків прямокутної форми, кожен з яких несе вектор параметрів (кількісних, якісних, умовно-ймовірних). Решта моделей тим чи іншим чином "проецюються" на ці дві, які у взаємодії описують усі властивості об'єму - від геології до стратегії відпрацювання.

Твердотільна блокова та каркасна моделі з використанням економічних параметрів забезпечують багатоваріантні розрахунки з обґрунтування моделі запасів, економічні моделі (рис. 3).

Завершальними моделями виступають: модель проекту відпрацювання (кінцевих контурів) і фінальна економічна модель (рис. 4.3 ).

Рис. 4. 3. Твердотільна модель нафтогазоносного шару: а - вихідні дані розрахунку, б - каркасна модель шару, в - блокова модель шару, г - зони найбільш ефективного вилучення

Використання АС ГЕО оцінки родовищ корисних копалин для ДКЗ України дозволить:

• збільшити швидкість введення і оброблення інформації;

• систематизувати документацію шляхом розміщення її в базах даних;

• підвищити точність виконання розрахунків економічної ефективності освоєння родовищ, визначити доцільність їх розробки та експлуатації.

2. Оконтурювання родовищ корисних копалин.

Оконтурювання родовищ корисних копалин – це:

1) Встановлення межі родовища корисної копалини за допомогою розвідувальних виробок, геофізичних способів і т.ін.

2) Графічна побудова контурів родовища корисної копалини за розвідувальними даними. Проводиться на основі показників кондицій: бортового вмісту корисного

компонента, мінім. потужності тіла корисної копалини або метропроцента, макс. потужності безрудних прошарків.

3) Оконтурювання покладу нафти і газу – встановлення контурів (меж) нафтоносності і газоносності покладів нафти і газу.

Контурами можуть бути:

– природні межі тіл корисних копалин;

– лінія з нульовим вмістом корисного компонента;

– лінія з бортовим вмістом корисного компонента;

– лінія з мінімальною промисловою потужністю;

– лінії різних типів і сортів мінеральної сировини;

– лінії, які обмежують блоки тіла корисної копалини із запасами різних категорій;

– межі ділянок з різними гірничоексплуатаційними умовами розкриття і розробки родовища.

Установлення перелічених контурів на планах і розрізах за даними геологорозвідувальних і гірничих робіт називають оконтурюванням родовища.

Найчастіше родовища оконтурюють за бортовим вмістом корисного компонента або за мінімальною промисловою потужністю корисної копалини.

Під бортовим вмістом корисного компонента розуміють гранично низький промисловий вміст його в пробах, за яким оконтурюється родовище.

Мінімальний промисловий вміст корисної копалини – це така його величина в оконтуреному блоці або всьому родовищі, при якій дана сировина є промисловопридатною. Промисловий вміст вищий бортового.

Під мінімальною промисловою потужністю розуміють таку потужність, при меншій за яку розробка родовища практично недоцільна.Розрізняють внутрішній і зовнішній контури (рис. 4.1).

Рис. 4.4. Побудова зовнішнього контуру покладу

1 – рудні виробки; 2 – безрудні виробки; 3 – внутрішній контур;

4 – зовнішній контур

Внутрішній контур – це лінія, яка з’єднує крайні розвідувальні виробки, які зустріли корисну копалину промислової кондиції за вмістом і потужністю.

Зовнішній контур – це контур, який проходить через точки природної межі поширення корисної копалини. Часто – це лінія, де потужність дорівнює нулю. Тому її ще називають нульовим контуром.

Площу між внутрішнім і зовнішнім контурами називають між-контурною смугою.

Побудова внутрішнього контуру не викликає ніяких труднощів. Для його побудови з’єднують крайні свердловини, які зустріли корисну копалину. Побудова ж зовнішнього контуру є складною задачею, оскільки потребує знання геологічних особливостей родовища і наявності достатніх розвідувальних даних.

Залежно від взаємного розташування рудних і безрудних свердловин лінію зовнішнього контуру можна побудувати шляхом інтерполяції або екстраполяції (рис. 4.2).

Рис. 4.5. Побудова зовнішнього контуру:

а – методом інтерполяції; б – методом екстраполяції