Обоснование целесообразности и очередности разработки коренных месторождений алмазов бакванга группой карьеров

Актуальность работы. Интенсивная разработка отдельных коренных алмазоносных месторождений Бакванга в настоящее время является одной из наиболее актуальных задач конголезского горнорудного общества (ГРО) «МИБА». Это связано с тем, что запасы россыпных алмазоносных месторождений практически закончились и, поэтому компания переживает спад. Производственная мощность упала с 7,2 млн. в 2004 г. до 2,8 млн. карат в 2007 г. В районе Бакванга насчитывается 13 кимберлитовых трубок и необходимо обоснование целесообразности разработки их группой карьеров. Для этого следует установить очередность их ввода в эксплуатацию с производительностью, учитывающей требования мирового рынка алмазного сырья.

Основные методы оценки эффективности технических решений открытой разработки месторождений группой карьеров отражены в работах Астахова A.C., Саратовского Э. Г., Полищука А. К., Баженова М. В., Полищука.Г.К., Михайлова A.M. и других. Эти методы чаще всего несут в себе устаревшие статические данные и экономические закономерности, либо основаны на устаревших принципах плановой экономики. Некоторые из авторов занимались оценкой целесообразности открытой разработки месторождений группой карьеров ц современной экономической ситуации. При этом предлагается пользоваться динамическими критериями, обеспечивающими оперативность и надежность решений по целесообразности и очередности проектирования и эксплуатации месторождений. Однако, не учитывались при этом возможности установления рационального календарного графика вскрышных работ для каждого из группы карьеров, а также минимизации транспортных затрат для обеспечения сырьем нескольких обогатительных фабрик.

Таким образом, обоснование целесообразности и очередности ввода эксплуатацию группы кимберлитовых карьеров, входящих в состав ГРО «МИБА», является актуальной научной задачей.

Тема диссертации соответствует приоритетному направлению деятельности компании «МИБА» и правительства Демократической Республики Конго.

Исследования выполнялись по данным стажировки, проведенной автором в ГРО «МИБА».

Целью диссертационной работы является: обоснование целесообразности разработки алмазоносных кимберлитовых трубок району Бакванга ГРО «МИБА» группой карьеров, установление очередности их ввода в эксплуатацию.

Идея работы. При установлении очередности ввода в эксплуатацию коренных месторождений алмазов Бакванга необходимо учитывать не только возможную производительность группы карьеров по руде, но и годовые объемы горной массы, качество руды, а также расстояния ее транспортирования до обогатительных фабрик.

Основные задачи исследования. Достижение поставленной цели потребовало решения ряда задач, основными из которых являются:

• обоснование возможной производительности по полезному ископаемому с учетом расстановки погрузочного оборудования и скорости понижения добычных работ;

• сравнительная оценка экономической эффективности разработки коренных месторождений алмазов на основании динамических критериев;

• установление взаимосвязи между параметрами и показателями системы разработки карьера и современными экономическими показателями;

• определение нормы рентабельности проекта и сроков окупаемости инвестиций;

• выбор оптимальной очередности разработки коренных месторождений алмазов группой карьеров;

• обоснование оптимального режима горных работ группы карьеров.

Защищаемые научные положения.

1. Равномерный календарный график вскрышных работ на карьерах кимберлитовой руды целесообразно определять с помощью графоаналитического метода усреднения эксплуатационного коэффициента вскрыши с использованием графиков минимальных текущих ее объемов.

2. Выбор оптимальной очередности ввода групп карьеров ГРО «МИБА» в эксплуатацию должен осуществляться на основе динамических критериев экономической эффективности с учетом рационального календарного графика развития горных работ на каждом карьере.

3. Минимизацию стоимости перевозок при распределении производственных мощностей группы карьеров по различным обогатительным фабрикам целесообразно осуществлять с использованием принципов закрытой транспортной задачи линейного программирования.

Научная новизна работы.

• Установлена зависимость эксплуатационного коэффициента вскрыши от продолжительности работы карьера со стабильной производительностью по горной массе. ,.

• Установлена степенная зависимость срока окупаемости капиталовложений от среднего содержания алмазов в кимберлитовой трубке и годовой производительности карьера по руде, установленной по возможной расстановке горного оборудования и по скорости понижения добычных работ.

Методы исследований. При выполнении работы использовались следующие методы исследования: «поиск литературы», «системотехника», «стоимостной анализ», «поиск границ», методы «матрица воздействий» и «сеть взаимодействий», «анализ взаимосвязанных областей решения», «трансформация системы», «упорядоченный поиск» (применение теории решений) и аналитического моделирования.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается применением современных методов проектирования, обширным привлечением проектных и фактических материалов по работе зарубежных карьеров-аналогов, внедрением результатов исследований в проектирование горных работ в ГРО «МИБА», получением удовлетворительной сходимости результатов расчетов с проектной и производственной практиками.

Практическая значимость исследования состоит в следующем:

• разработан графоаналитический метод определения и усреднения эксплуатационного коэффициента вскрыши для обеспечения равномерного режима горных работ с помощью графика текущих объемов вскрыши;

• определены нормы срока окупаемости инвестиций в разработку кимберлитовых алмазоносных трубок ГРО «МИБА»;

• разработан метод оперативной оценки целесообразности разработки коренных алмазоносных трубок ГРО «МИБА» и определения срока окупаемости инвестиций.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и получили положительную оценку на научных конференциях молодых ученых «Полезные ископаемые России и их освоение» (г. Санкт-Петербург, СПГГИ (ТУ), 2003, 2004, 2007, 2008 г.г.) — на 10-й международной конференции «Экология и развитие общества» (г. Санкт-Петербург, МАНЭБ, 2007 г.) — на 5-й международной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера, проблемы и решения» (г. Воркута, 2007 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения общим объемом 143 страницы, содержит 49 таблиц и 33 рисунка, а также список литературы из 101 наименования.

4.7. Выводы.

1. Среди рассмотренных 13 кимберлитовых трубок группы Бакванги, только 3 не являются экономически целесообразными к отработке: трубки «массив 9», «массив 10» и «массив 11».

2. Результаты сравнительной оценке экономической эффективности представлены в таблицах (5.16),(5.17),(5.19) и на графиках (5.20), (5.21), (5.22). Они показывают, что эффективна разработка кимберлитовых алмазоносных трубок ГРО «МИБА» группой карьеров по очередности по критерию максимум ИРУ (альтернатива 1), так как его режим горных работ удовлетворяет всем признакам рационального календарного графика горных работ. При этом величина КРУ первой группы карьеров равна 1430,4 млн долл. США, а годовая производственная мощность ГРО «МИБА» по руде составляет около 9,7 млн. т, или 9 млн. карат. Это позволило повысить производительность предприятия в 3 раза в сравнений с 2004 г.

3. Величина капиталовложений прямо пропорциональна величине производительности по руде.

4. Определены срок окупаемости и рентабельность отработки трубки.

5. При распределении производительности карьеров по полезному ископаемому по обогатительным фабрикам оптимально применять принципы транспортной логистики системы предприятия для минимизации транспортных затрат до 1−15%.

6. Наилучшая аппроксимация зависимость срока окупаемости инвестиций от среднего содержания алмаза в кимберлитовой трубке является степенной функцией.

7. Для выбора оптимального варианта разработки месторождений группой карьеров в условиях рыночной модели экономики целесообразно учитывать не только технико-экономические факторы, но и организационно-технические (режим горных работ, признаки рационального календарного графика).

8. Ни один из системных экономических критериев современной экономики сам по себе не является достаточным для принятия проекта разработки месторождений группой карьеров. Решение об инвестировании средств для его реализации необходимо принимать с учетом значений всех рассмотренных выше показателей и интересов всех участников проекта, и оно не может быть однозначно формализовано. 5.

9. Задача распределения руды группы карьеров по различным обогатительным фабрикам должна решаться только после обоснования целесообразности инвестиций и установления оптимальной очередности ввода группы карьеров в эксплуатацию. При этом группа карьеров, обеспечивающая максимум значения чистого дисконтированного дохода от эксплуатации и равномерный режим горных работ за оцениваемый период, подлежит первоочередному строительству и эксплуатации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Диссертация выполнена на актуальную тему и является законченной самостоятельной научноквалификационной работой, в которой на основе установленных зависимостей срока окупаемости капитальных средств от содержания алмаза в руде и годовой производительности, представлено решение задачи по обоснованию целесообразности и очередности разработки коренных месторождений алмазов Бакванга группой карьеров, имеющей существенной экономическое значение для Демократической Республика Конго.

Основные научные результаты и рекомендации заключаются в следующем.

1. Установлено, что среди тринадцати кимберлитовых трубок группы Бакванга только три не являются экономически целесообразными к отработке за оцениваемый период: трубки «массив 9», «массив 10» и «массив 11».

2. Разработан графоаналитический метод определения и усреднения эксплуатационного коэффициента вскрыши с помощью графика текущих объемов вскрыши.

3. Установлено, что для определения очередности ввода в эксплуатацию группы карьеров коренных алмазоносных месторождений ГРО «МИБА>^ предпочтительнее использование критерия КРУ, а не Р1.

4. Обоснованы оптимальные производительности всех карьеров ГРО «МИБА».

5. Выявлены зависимости сроков окупаемости инвестиций от содержания алмазов в кимберлитовой трубке в виде Т = 3,9726-а" 1'1432 при работе карьера с производительностью по руде, установленной по возможной расстановке оборудования, и в виде Т = 5,487 ¦ аг1,1667 для карьеров с производительностью по руде, установленной по скорости понижения добычных работ 15 м/год. ,.

6. Определены максимальные сроки окупаемости инвестиций для условий кимберлитовых месторождений Бакванга ГРО «МИБА»: 14−16 лет в зависимости от производительности карьера по полезному ископаемому, установленной по возможной расстановке оборудования.

7. Установлены оптимальные распределения добытой кимберлитовой руды группы карьеров по различным обогатительным фабрикам ГРО «МИБА» на основе производственных мощностей карьеров, установленных с использованием динамических критериев экономической эффективности.

8. Экономический эффект от первоочередного ввода в эксплуатацию карьеров, разрабатывающих трубки массивов 2 и 5, по сравнению с вариантом работы лиш^ одного карьера (трубка массива 1), составит 217 млн долл. США за рассматриваемый период времени.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Аналитический метод определения эксплуатационного коэффициента вскрыши с помощью графика ее минимальных текущих объемов // Записки горного института (научные исследование молодых ученых) СПГГИ (ТУ), 2008, том 174, СПб, с. 93−97.

2. Математическое моделирование изолиний ценности полезных ископаемых при открытой разработке комплексных рудных месторождений // Записки горного института (научные исследования молодых ученых) СПГГИ (ТУ), 2003, том-155(1), с. 266−267.

3. Исследование графиков минимальных текущих объемов пород-отходов карьеров для стабилизации горных работ // Труды 10-й межд. конф. «Экология и развитие общества», МАНЭБ. СПб, 2007, с. 86−90. Соавторы: Д. Г. Холодняков, П. В. Андриевский, A.B. Половинко.

4. Усреднение производительности карьера по вскрышным породам с использованием графика их минимальных текущих объемов // Труды 5-й науч.-практ. конф. «Освоение минеральных ресурсов Севера, проблемы и решения" — Воркута, 2007, с.141−143. Соавторы: Д. Г. Холодняков, П. В. Андриевский.

5. Режим малоотходной открытой разработки алмазоносных месторождений Конго // Труды 10-й межд. конф. «Экология и развитие общества» / МАНЭБ. СПб, 2007, с.91−92. Г. А. Соавтор Г. А. Холодняков.