Изменение доступности запасов полезных ископаемых во времени

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 622.271:502.3

Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук, Москва

Изменение доступности запасов полезных ископаемых во времени*

А.А. Пешков,

Н.А. Мацко

Анотація

полезный ископаемое доступность разведка

У статті викладений підхід до оцінки доступності ресурсів і запасів корисних копалин. Розроблені авторами критерій та метод визначення динамічної доступності запасів корисних копалин дозволяють оцінити з єдиних позицій запаси та ресурси різної якості і ті, що знаходяться на різних стадіях освоєння.

Розглянуто зміну доступності запасів у процесі їхньої розвідки, підготовки, розробки та переробки. Показано вплив науково-технічного прогресу на доступність родовищ. Установлено залежності імовірностей залучення в розробку запасів корисних копалин від рівня їхньої доступності.

Приведено результати дослідження доступності запасів Удоканського та Костомукшського родовищ, що характеризують зміни представлення суспільства про доступність ресурсів у часі.

Аннотация

В статье изложен подход к оценке доступности ресурсов и запасов полезных ископаемых. Разработанные авторами критерий и метод определения динамической доступности запасов полезных ископаемых позволяют оценить с единых позиций запасы и ресурсы разного качества и находящиеся на различных стадиях освоения.

Рассмотрено изменение доступности запасов в процессе их разведки, подготовки, разработки и переработки. Показано влияние научно-технического прогресса на доступность месторождений. Установлены зависимости вероятностей вовлечения в разработку запасов полезных ископаемых от уровня их доступности.

Приведены результаты исследования доступности запасов Удоканского и Костомукшского месторождений, характеризующие изменения представлений общества о доступности ресурсов во времени.

Annotation

The paper offers an approach for estimate of accessibility of resources and mineral reserves. The authors have developed the criteria and the method for determination of dynamics in accessibility of mineral reserves, which enable to estimate reserves and resources of different quality and at different development stages from the common point of view.

The authors have studied how reserve accessibility changes during prospecting, preparation and processing. The influence of scientific and technical progress on deposit accessibility is shown. Dependence of mineral excavation probability on the accessibility level has been specified.

The paper gives results of investigation on accessibility of the reserves of Udokan and Kostomuksha mineral deposits, which characterize the time-dependant changes in conceptions on resources accessibility.

Понятие доступность ресурсов (информационных, трудовых, финансовых и др.) обычно имеет два основных значения: состояние их готовности к участию в процессе и возможность их использования в виду приемлемости цены.

Анализ состояния проблемы. В русском языке слово доступность применительно к минерально-сырьевым ресурсам используется давно и, как правило, отражает трудности, связанные с извлечением запасов и обусловленные неблагоприятным географическим положением ресурсов и горно-геологическими условиями разработки. До последнего времени не существовало строгого научного определения доступности минерально-сырьевых ресурсов, поэтому смысловые границы этого понятия были достаточно размыты.

На основе изучения различных значений слова доступность, включая известные подходы к оценке доступности полезных ископаемых (minerals availability), предложенные Горным Бюро США [1], автором данной статьи было предложено следующее определение [2]: доступность минеральных ресурсов -- это свойство системы «общество - минеральные ресурсы», характеризующее возможность эффективного и безопасного их использования на основе достигнутого технологического уровня.

Обоснование критерия и разработка метода определения динамической доступности запасов полезных ископаемых. Количественной мерой доступности является отношение фактической цены товарного продукта (Ц_ф) к его расчетной цене (Ц_р), обеспечивающей безубыточное извлечение и переработку минерального сырья:

(1)

Решение об использовании ресурсов принимается при значениях показателя доступности, превышающих единицу. В некоторых случаях, например для стратегически важных видов сырья или с учетом социальных факторов, могут приниматься решения о разработке недоступных запасов (при D < 1).

В системе «общество - минеральные ресурсы» фактическая цена характеризует потребность в данном виде сырья и его дефицитность и, таким образом, отражает допустимые для общества затраты на извлечение и использование данного вида сырья.

Состояние конкретных запасов, их качество, особенности залегания и расположения учитываются расчетной ценой. Расчетная цена характеризует минимальную цену товарного продукта, при которой принимается решение о разработке и использовании данных запасов. Это та цена товарного продукта, при которой компенсируются все предстоящие затраты, связанные с его получением и реализацией. Именно эти затраты позволяют оценивать степень готовности запасов к использованию. Кроме того, только эти затраты учитываются при принятии решения о продолжении разработки месторождения.

В общем виде расчетная цена (Цр_t,) может быть определена при решении уравнения:

(2)

где: T - срок освоения месторождения, лет;

t - год освоения;

- год оценки доступности запасов, t;

P_t - объем оцениваемого запаса металла, извлекаемого в t-ом году освоения, т;

Цр_t, - расчетная цена оцениваемого запаса металла, извлекаемого в t-ом году освоения, на момент оценки , дол.;

С_t - текущие затраты, необходимые для получения товарной продукции, дол.;

Н_t - сумма налогов, уплачиваемых в t-ом году, дол.;

i - ставка дисконтирования для приведения разновременных затрат к одному моменту оценки ; принимается равной 5%;

К_t - капитальные вложения в t-ом году, дол.

Значения текущих и капитальных затрат в выражении (2) могут приниматься по фактическим данным, если оценивается доступность оставшихся запасов на действующем горном предприятии, или по проектным данным для оценки доступности запасов нового месторождения. На ранних стадиях оценки месторождений могут быть использованы нормативные модели оценки затрат.

Предложенный критерий позволяет исследовать три динамических аспекта доступности минеральных ресурсов.

Первый аспект динамики доступности запасов связан с изменением их состояния по мере выполнения различных работ по их подготовке, извлечению и переработке. С каждым последующим шагом в процессе освоения недр поискиразведкастроительство горного предприятия и, наконец, эксплуатация месторождения возрастает степень готовности запасов, и приближаются сроки их использования. В конце этой цепочки запасы уже в форме складов готовой продукции обладают самой высокой степенью готовности к использованию.

На рисунке 1 приведены результаты оценки доступности оставшейся части запасов меди на различных стадиях освоения месторождения. Доступность, как правило, возрастает при переходе к последующим стадиям освоения месторождения.

Как видно из рисунка, запасы месторождения являлись недоступными до момента строительства предприятия (доступность меньше 1). После строительства запасы стали доступными.

На рисунке 2 показан пример изменения доступности отдельного объема запасов меди в зависимости от его состояния в процессе добычи и переработки.

Поскольку состояние и качество запасов полезного ископаемого изменяются в технологическом процессе (руда концентрат металл), расчетная цена и доступность определялись на тонну металла. В соответствии с разработанным подходом, например, для вскрытых запасов текущие затраты не включают затраты на выемку вскрыши и создание вскрывающих выработок, а для запасов готовой продукции учитываются только затраты, связанные с ее отгрузкой, транспортированием, таможенными пошлинами и т.д.

Второй динамический аспект доступности минерально-сырьевых ресурсов отражает влияние научно-технического прогресса, в результате которого происходит снижение удельных затрат на добычу и переработку минерального сырья.

Рисунок 1. Пример изменения доступности оставшейся части запасов меди в процессе освоения месторождения открытым способом

Рисунок 2. Доступность отдельного объема запасов меди на различных стадиях добычи и переработки

Влияние научно-технического прогресса на доступность месторождений. Авторы первого доклада Римскому клубу «Пределы роста» роль научно-технического прогресса видели только в сокращении темпов истощения минеральных ресурсов за счет развития ресурсосберегающих технологий. В результате они прогнозировали разрушение индустрии и неконтролируемый спад численности населения Земли.

Другая более оптимистичная точка зрения основывается на высоких темпах научно-технического прогресса последних десятилетий. Так, например, темпов, подобных темпам развития микроэлектроники, еще не знало человечество на всем протяжении того, что принято называть научно-технической революцией. Однако темпы роста научно-технического прогресса не одинаковы в различных областях деятельности человека. По образному высказыванию одного из создателей фирмы «Интел» Гордона Мура: «Если бы автомобилестроение развивалось со скоростью эволюции полупроводниковой промышленности, то сегодня Ролс-Ройс мог бы проехать полмиллиона миль на одном галлоне бензина и дешевле было бы его выбросить, чем заплатить за парковку».

Каковы же сегодня темпы научно-технического прогресса в области добычи и переработки минерального сырья?

Несмотря на периодическое открытие месторождений с высоким содержанием полезных компонентов в руде, среднее содержание разрабатываемых запасов снижается во времени (таблице 1).

В то же время цены в постоянных долларах практически по всем видам минерального сырья имеют тенденцию к снижению, а они, как известно, отражают средние затраты производителей. Поэтому снижение цен на фоне

Таблица 1. Изменение среднего содержания полезного компонента в разрабатываемых месторождениях

качественного ухудшения минерально-сырьевой базы свидетельствует о преобладании темпов научно-технического прогресса над темпами ухудшения горнотехнических и горно-геологических условий разработки.

На примере опыта эксплуатации медно-порфировых месторождений США было выполнено сравнение темпов ухудшения горнотехнических и горно-геологических условий разработки и цен на медь за последние 100 лет (рисунок 3, а).

На рисунок 3, б показаны зависимости удельных текущих затрат на разработку от времени, полученные расчетным путем. Было установлено, что среднегодовые темпы снижения удельных текущих затрат в результате действия научно-технического прогресса составляют 0,8% в год (для сравнения, темпы развития микроэлектроники за последние 50 лет составляли 15% в год).

При сохранении таких темпов научно-технического прогресса, недоступные на сегодняшний день запасы меди, долгосрочная доступность которых, например, не превышает 0,6, могут перейти в разряд доступных в течение 30-35 лет.

Третий аспект изменения доступности запасов во времени связан с изменениями фактической цены на минеральное сырье. Реальные рыночные цены на минеральное сырье характеризуются высокой изменчивостью (коэффициент вариации может достигать 50 % и более). При таких колебаниях значений рыночной цены запасы большинства месторождений будут считаться доступными или недоступными в зависимости от момента оценки. Поэтому основной задачей, возникающей в рамках этого аспекта динамики доступности запасов, является задача оценки влияния изменчивости цен на принятие решений о вовлечении в разработку различных запасов полезных ископаемых.

Предложен новый метод статистической оценки временных рядов. В современной практике решение о строительстве горного предприятия принимается на основе технико-экономической оценки проекта, которая, в свою очередь, основывается не на текущих или долгосрочных средних ценах, а на маркетинговых исследованиях и прогнозных ценах.

К сожалению, достаточно достоверных методов прогнозирования цен на минеральное сырье не существует. Доверительная вероятность прогнозирования значительно снижается по мере увеличения периода прогнозов. Моделирование случайных процессов, которое также используется для учета динамики изменения цен, имеет смысл при многократной реализации случайных процессов. А получаемые при этом оценки эффективности мало отличаются от оценок по средней цене. Спектральный анализ временных рядов мог бы быть хорошим инструментом для исследования статистических свойств временных рядов цен на металлы. Однако количество значимых периодов колебания цены иногда слишком велико, что свидетельствует об отсутствии ярко выраженной цикличности.

Поэтому был разработан новый метод статистической оценки временных рядов. Метод позволяет в зависимости от текущего уровня цены определять сроки, в течение которых цена не снизится с заданной доверительной вероятностью. Эти сроки характеризуют инерционность процесса изменения цен.

Необходимость в разработке такого метода оценки временных рядов объясняется особенностью, которая была замечена при изучении практики принятия решений о разработке месторождений. Несмотря на наличие и использование арсенала методов прогрозироварования рыночной конъюнктуры, положительные решения о строительстве нового горного предприятия обычно принимаются в периоды, когда фактическая цена повышается и превышает тот уровень, при котором обеспечивается необходимая эффективность освоения месторождения. Причем для принятия положительного решения о вовлечении в разработку крупных месторождений цена должна превышать необходимый уровень в течение 3-5 лет, а для небольших месторождений (со сроком эксплуатации не более 5-7 лет) в течение одного года или нескольких месяцев. Такая практика косвенным образом подтверждается наличием временного лага между ростом цены, отражающим повышение спроса на данное минеральное сырье, и увеличением предложения сырья. Такой лаг в горной промышленности в среднем составляет 8-15 лет.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определение зависимости вероятностей вовлечения в разработку запасов полезных ископаемых от их доступности. Разработанный метод оценки инерционности изменения цен основан на рассечении временного ряда с помощью индикатрис, отражающих различные уровни текущих цен на металлы. На дальнейших этапах определяются количество и суммарная длительность интервалов времени, в течение которых цена находится на уровне, не ниже текущего. Для группы цветных и благородных металлов были получены распределения вероятностей этих сроков и с их помощью построены зависимости, характеризующие инерционность изменения цен на эти металлы.

На рисунке 4 показаны примеры зависимостей, характеризующие инерционность изменения цен на медь и золото.

С помощью разработанного метода установлено, что наименее инерционными являются процессы изменения цен на медь, никель, цинк и свинец.

Так, например, если текущий уровень цены на медь в какой-либо момент времени превысит среднее значение всего на 10%, то только 2-3 года цена будет выше текущего уровня. После этого она с 90%-ной вероятностью снизится. Временные ряды цен на золото, алюминий и олово, напротив, характеризуются высокой инерционностью: тенденции в изменении цены сохраняются дольше. Когда цена на золото превышает среднее значение, она может сохранять тенденцию к росту в течение 4-5 лет. Даже если цена достигает значений, в 1,6-1,8 раз превышающих среднее значение, она с 90%-ной вероятностью не упадет ниже достигнутого уровня в течение 2-3 лет.

Разработанный метод оценки инерционности изменения цен на минеральное сырье, позволяющий с высокой доверительной вероятностью судить о важных особенностях «поведения» цены в зависимости от ее текущего уровня, был использован для учета влияния динамики изменения цен на принятие решения о вовлечении месторождений в разработку и о продолжении эксплуатации запасов действующих горных предприятий

Были получены зависимости вероятностей вовлечения в разработку запасов новых месторождений от долгосрочной доступности запасов. На рисунке 5, в качестве примеров, показаны зависимости вероятностей вовлечения в разработку запасов новых месторождений меди и золота.

Рисунок 4. Изменение сроков, в течение которых цена на медь (а) и золото (б) превышает текущий уровень с заданной доверительной вероятностью (Р)

При расчете вероятностей вовлечения запасов новых месторождений в разработку минимальный срок, необходимый для принятия решения о строительстве горного предприятия, в течение которого цена равна или превышает требуемые значения, был принят равным 3 годам, что соответствуют практике принятия решений.

В результате моделирования установлено, что долгосрочная доступность запасов цветных металлов, при которой новые месторождения могут быть вовлечены в разработку с 90 %-ной доверительной вероятностью, находится в диапазоне 1,2-1,5 и составляет: для меди -- 1,4, для никеля -- 1,22, для свинца -- 1,5, для олова -- 1,43, для цинка -- 1,3. Долгосрочная доступность запасов месторождений золота должна превышать 1,7.

Рисунок 5. Зависимости вероятностей вовлечения в разработку запасов новых месторождений меди (a) и золота (б) от долгосрочной доступности запасов

При использовании кривых, подобных тем, которые изображены на рисунке 5, для оценки вероятности вовлечения в разработку конкретного месторождения необходимо определить долгосрочную доступность его запасов.

Долгосрочная доступность так же, как и текущая доступность, рассчитывается с помощью формулы (1), в числитель которой подставляется средняя фактическая цена за длительный промежуток времени. Для определения длительности промежутков времени, в течение которых необходимо определять среднюю цену, были выполнены специальные исследования. Дело в том, что если среднюю цену определять за слишком продолжительный период времени, то в число ретроспективных данных попадут значения, которые характеризуют устаревший уровень развития техники и технологии освоения месторождений. Поэтому длина периода усреднения данных должна быть минимальной. В то же время, продолжительность данного периода должна быть достаточной, чтобы отражать основные периоды колебания цены.

Исходя из гипотезы о наличии циклов с периодом, являющимся случайной величиной, были исследованы временные ряды цен продолжительностью 100 лет для группы 8 металлов. В результате установлено, что средняя продолжительность цикла для различных металлов изменяется от 4,4 до 7 лет. Для меди, свинца, цинка, никеля, серебра в 90 % случаев длина цикла не превышает 9 лет, для олова и алюминия - 12 лет, а для золота - 14 лет. Эти значения интервалов времени были приняты для оценки долгосрочной средней цены.

Практическое приложение разработанного метода. С помощью разработанного метода оценки динамической доступности минерально-сырьевых ресурсов можно проследить, как изменяются во времени представления о целесообразности освоения месторождений. Согласно последнему проекту (1995- 1996 гг.) строительство Удоканского ГМП считалось целесообразным при условии льготного налогообложения (рисунок 6).

Рисунок 6. Изменение доступности оставшейся части запасов меди в соответствии с принятым в проекте порядком освоения участка Удоканского месторождения

Однако запасы Удоканского месторождения могли считаться доступными лишь при полном исключении налогов. А сегодня, спустя 6 лет, когда упали цены на медь строительство горного предприятия на запасах Удоканского месторождения нецелесообразно даже при полном освобождении от уплаты налогов.

Главной причиной невостребованности запасов Удоканского месторождения является низкая доступность его запасов. В соответствии с установленным интервалом усреднения цен для меди (предшествующие 9 лет) долгосрочная средняя цена в настоящее время составляет 2001,7 дол./т. Расчетная цена с учетом дополнительных доходов от попутного извлечения серебра составляет 2477 дол./т. Долгосрочная доступность запасов при этом равна 0,808.

С помощью зависимости, приведенной на рисунке 5, а, можно определить, что вероятность вовлечения в разработку запасов с такой доступностью равна 15-20 %.

При развитии научно-технического прогресса в области добычи и переработки полезных ископаемых следует ожидать, что доступность запасов рассматриваемого участка Удоканского месторождения через 10 лет может возрасти до уровня 1,0. При этом вероятность вовлечения запасов в разработку повысится до 40-50 %. Вероятность вовлечения 90 % и более будет достигнута только через 30 лет, когда доступность повысится до уровня 1,4.

Интересно выглядит и судьба Костомукшского месторождения. Строительство ГОКа было начато в 1974 году. Даже тогда проект не был высокоэффективным. Если бы решение о вовлечении в разработку запасов Костомукшского месторождения принималось сегодня, вряд ли оно было бы положительным.

Из рисунке 7 следует, что с учетом действующего налогового законодательства и современного уровня цен на железорудное сырье запасы Костомукшского месторождения недоступны (доступность запасов в начале освоения ниже 1). А эксплуатация запасов Костомукшского месторождения возможна сегодня по двум причинам: доступность запасов была существенно повышена (было построено предприятие) и вторая причина в том, что 40% продукции реализуется на экспорт.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вывод

Существует мнение, что основной причиной низкой конкурентоспособности нашей минерально-сырьевой базы в настоящее время явились экономические диспропорции плановой экономики, так как многие горные предприятия строились не на лучших месторождениях, а их мощность была завышена. Однако примеры Костомукшского и Удоканского месторождений свидетельствуют о том, что сегодня эта не лучшая база у нас есть только благодаря тому, что в прошлые годы была существенно повышена ее доступность.

Перечень ссылок

1. An Appraisal of Minerals Availability for 34 Commodities.-- US Department of the Interior, Bureau of Mines.-- 1987.-- Bulletin 692.-- 300 p.

2. Трубецкой К.Н., Пешков А.А., Мацко Н.А. Динамическая доступность минерально-сырьевых ресурсов // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление.-- 2001.-- № 5.-- С. 38-43.

3. Попов В.Ф., Толстихин О.Н. Общая экология. Электронное учебное пособие / http://www.sitc.ru/ton/chapter2.html.

4. Шапарь А.Г., Копач П.И. Исчерпаемость минеральных ресурсов, целесообразность и условия их ввода в эксплуатацию. // Открытые горные работы. -- 2000.--№ 4.--С.57-62.

5. Астахов А.С. Экономическая оценка полезных ископаемых. - М.: Недра, 1981. - 287 с.

Представлено членом редколлегии к.т.н. Н.А. Емцем

Размещено на Allbest.ru