TECH MINING RUSSIA 2020



Как вписаться в рыночный сценарий

Оперативная оценка открытой разработки угля в условиях ценовой дестабилизации


Смотреть в формате PDF >>>

Первая половина 2020 года в России и в мире прошла в непростых рыночных условиях. Влияние пандемии, экономическая глобализация, растущие экологические проблемы и нестабильная геополитическая обстановка — факторы, негативно повлиявшие на многие отрасли промышленности, и угольная отрасль не является исключением.

Один из важнейших факторов, оказавших влияние на ситуацию на рынке энергетического угля — COVID-19, получивший статус пандемии. Вирус очень быстро распространился за пределами Китая, в результате ограничительные меры, вводимые правительствами большинства стран, создали ситуацию резкого уменьшения спроса на электроэнергию, а следовательно, и на важнейший топливно-энергетический ресурс — уголь. Взглянув на котировки угля, несложно заметить нестабильность в годовой динамике, а при наличии мощных факторов, резко меняющих спрос на данный ресурс, стремительные ценовые взлеты и падения возможны в течение квартала или даже месяца.

Во времена кризиса приоритетной задачей угледобывающего предприятия является осуществление оперативной адаптации производственного процесса под изменяющиеся рыночные условия. Изменение цены на уголь — глобальный процесс, который невозможно контролировать, но к которому возможно подготовиться, если создать различные сценарии функционирования предприятия, зависящие в первую очередь от нестабильной цены на конечный продукт.

Использование модуля оптимизации Micromine для оперативного анализа целесообразности разработки позволяет за короткое время создавать контуры карьеров с учетом различной цены на полезное ископаемое. Базовый материал для осуществления оптимизации — блочная модель участка недр, предусматриваемого к разработке. Блочная модель позволяет визуализировать геологическую структуру, содержит данные о пространственном положении участка, расположении и морфологии рудных тел, объеме, физико-механических свойствах пород и различных качественных показателях полезного ископаемого.

При использовании стратиморфных блочных моделей перед оптимизацией есть возможность с помощью гибкого редактора выражений Micromine оперативно подготовить модель, чтобы задать не только горно-геологические характеристики, но и экономические показатели блоков. Ценность возможно рассчитать с учетом зольности, калорийности, плотности, расположения блока относительно поверхности и других показателей, которые, по мнению инженера, оказывают влияние на экономическую целесообразность разработки. Для производства гибких сценариев отработки участков с учетом непостоянной цены используется фактор корректировки дохода (ФКД), позволяющий создавать контуры (оболочки) не только в условиях текущей цены на уголь, но и с учетом возможного ее понижения или повышения. На рисунке 3 выполнено построение четырех контуров с учетом ФКД со следующими значениями — 0.6, 0.8, 1.0 и 1.2, которые соответствуют уменьшению цены на уголь на 40% (ФКД=0.6), 20% (ФКД=0.8), в текущих ценах (ФКД=1.0) и увеличению цены на 20% (ФКД=1.2). В данном примере шаг изменения ФКД составляет 20%. При осуществлении оптимизации возможно использование меньшего шага, к примеру в 1%, что позволит оценить подробное изменение рациональных границ разреза на участке недр. Оперативность оценки в аналогичном случае будет зависеть только от мощности вычислительной машины, ресурсами которой будет выполняться оптимизация.

Процесс оптимизации использует алгоритм Лерча — Гроссмана, основанного на теории графов. В результате оптимизации каждый блок получает определенную экономическую оценку, а совокупность экономических оценок блоков, вошедших в оптимальный контур карьера, является экономической ценностью карьера. Под экономической оценкой блока понимается разница между доходом от продажи полезного ископаемого, количество которого рассчитывается на основании его содержания в блоке и извлечения в конечный продукт, и затратами, связанными с его добычей (производство буровзрывных работ, экскавация и т.д.) и переработкой. В породных блоках учитываются только затраты, связанные с их отработкой. В итоге отстраивается контур с учетом заданных углов откоса бортов, в котором значение экономической ценности максимально.

После проведения оптимизации полученные контуры разреза, учитывая изменения цены на уголь, могут использоваться для визуального сравнения с плановыми контурами и соответствующей их корректировки с учетом новых условий, кроме того, в процессе оптимизации создаются отчеты с показателями, подробно характеризующими каждую оболочку (контур). Для быстрого и наглядного представления интересующих показателей в Micromine существуют инструменты для проведения анализа по результатам оптимизации и построения соответствующих графиков (рисунок 4).

Модуль оптимизации также возможно использовать для оперативного анализа целесообразности разработки с учетом углубления на один или несколько рабочих горизонтов. В процессе проектирования конечных контуров карьера на этапе разработки ТЭО (технико-экономического обоснования) обоснование происходит, как правило, на основе сравнения контурных коэффициентов вскрыши с граничным. Далее, опираясь на материалы ТЭО, происходит выполнение технического проекта на разработку, по которому, в свою очередь, согласно закону «О недрах», предприятие обязано осуществлять деятельность. Но в условиях нестабильности цены на уголь контуры, закрепленные техническим проектом, могут уже и не быть столь же экономически целесообразными, как на момент утверждения ТЭО и технического проекта, поэтому оценка экономической целесообразности данных контуров в текущих ценах является важной задачей. При помощи инструмента оптимизации возможно получить контуры карьера с учетом отработки до конкретных горизонтов. Для этого следует разделить блочную модель участка по горизонтам, скорректировать степень влияния экономических показателей на отстраиваемые контуры и запустить оптимизацию. В результате построятся оболочки карьера по каждому горизонту с учетом угла откоса борта (который, в свою очередь, также можно варьировать в зависимости от геологических факторов и высоты). Пример таких контуров приведен на рисунке 5. В дальнейшем в границах данных контуров мы можем оценить количество вскрыши и угля, а также провести процесс оптимизации для нахождения наилучшей оболочки в текущих ценах.

Развитие информационных технологий позволяет современным вычислительным машинам обрабатывать огромные объемы информации, и при наличии инструмента для использования этих мощностей на благо предприятий есть возможность оперативно разработать стратегию развития для различных рыночных сценариев. В непростых условиях, с которыми в настоящее время столкнулись угледобывающие предприятия, важнейшим для их дальнейшего функционирования с минимальными потерями является наличие инструментов для оперативного прогнозирования возможных сценариев развития с учетом внешних факторов. Использование модуля оптимизации позволит в короткие сроки установить рациональные границы карьера и получить в данных границах экономические показатели, определяющие эффективность разработки.

Денис Малофеев, технический специалист
Micromine, Новокузнецк