Методи і моделі оцінки природного (рентного) потенціалу родовищ твердих корисних копалин

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Актуальність роботи. Україна має потужну і розвинену мінерально-сировинну базу (МСБ), яка включає понад 8 тисяч родовищ і 20 тисяч проявів 120 видів корисних копалин, понад 3300 родовищ розробляється чи розроблялася раніше (руди заліза, марганцю, урану, титану, цирконію, вугілля, торф, графіт, каолін, германій, кухонна, калійна та магнієва солі, сірка, бром, польові шпати, мінеральні фарби, бентоніти, цеоліти, ставроліт, мінеральні води, сапропель, металургійна, керамічна, скляна, карбонатна, високоглиноземиста, цементна сировина, будівельні матеріали тощо). Щорічно Державною геологічною службою (ДГС) готується декілька сотень об'єктів на ліцензування, переважно для приватних надрокористувачів. Однак процес ліцензування стримується відсутністю дещо спрощеної моделі визначення вартості ліцензій, яка б базувалася на об'єктивних, науково обґрунтованих критеріях оцінки природного потенціалу родовищ, що, зокрема, заважає державі отримувати максимально можливий дохід від продажу спецдозволів на геологічне вивчення та розробку родовищ корисних копалин (РКК). Так, відсутні достовірні критерії оцінки об'єктів МСБ на початкових етапах геологорозвідувальних робіт (ГРР), які б допомогли вирішити питання щодо доцільності подальших робіт на цих об`єктах, їх обсягів і термінів. Неоднозначність оцінки промислового потенціалу РКК зберігається і на етапі розвідувальних робіт, що обумовлено відсутністю критеріїв об'єктивної оцінки впливу внутрішніх (геологічних, гірничотехнічних) і зовнішніх (кон'юнктурних, екологічних, вартісних) економічних параметрів майбутнього підприємства. Вартісна оцінка РКК на стадії геологорозвідувальних робіт розузгоджена в часі з геолого-промисловими параметрами експлуатації, а схильність до екстраполяції незмінності обсягів видобутку та реалізації, витрат виробництва, цін на продукцію тощо обумовлює загрозу суттєвих похибок в початковій геолого-економічній оцінці (ГЕО) родовища. Тому розробка методів і моделей об'єктивної оцінки природного (рентного) потенціалу РКК є надзвичайно актуальною і має велике народногосподарче значення.

Мета і завдання досліджень. Метою досліджень була розробка принципів диференціальної оцінки промислової значимості запасів РКК за сукупністю природних чинників, безпосередньо або через вибір технологічних та організаційних рішень, що впливають на економіку гірничих підприємств. Для досягнення цієї мети вирішувалися наступні завдання:

1) аналіз існуючих методик проведення ГЕО родовищ корисних копалин;

2) розробка методології визначення комерційної вартості запасів і ресурсів родовищ твердих корисних копалин;

3) оцінка допустимого ризику при оцінці економічного потенціалу РКК;

4) порівняння об'єктивних умов виробництва за сукупністю природних чинників (на прикладі вугільних та залізорудних родовищ).

1. Огляд сучасних методів і задач геологічного вивчення надр та економічної оцінки родовищ

В роботах цих та інших науковців наведена загальна оцінка МСБ твердих корисних копалин і її окремих об'єктів, розглянуто питання підрахунку запасів, гірничої ренти, ціни розвіданих запасів, технологічних способів вилучення корисних компонентів, особливостей використання мінеральної сировини, впливу природних чинників на ресурсоємність її видобування та переробки тощо. Шляхи вирішення цих завдань багаторазово публікувались на сторінках геологічних і гірничих журналів, їм присвячена значна кількість монографій.

Але при цьому в роботах геологічного напрямку часто не приділяється належної уваги економічним та гірничотехнічним проблемам оцінки об'єктів МСБ, зокрема, урахуванню чинника часу при вартісній оцінці родовищ, а в роботах економічного напрямку не акцентується увага на геологічному і динаміко-інформаційному аспектах постадійної оцінки промислового потенціалу об`єктів ГРР.

З методологічних позицій постадійна оцінка промислової значимості РКК може базуватись на прийнятій зараз стадійній схемі пошуків та розвідки корисних копалин, коли з послідовною деталізацією досліджень поступово зменшується невизначеність параметрів природної якості об`єктів ГРР і ризик інвестиційних внесків. Але при її практичній реалізації виникає ряд труднощів, які можуть знецінити значимість результату ГЕО. Перш за все це та обставина, що зміни економічного середовища (рівень попиту і пропозиції, ціни, соціально-економічні події чи природні явища, які неможна передбачити) важко прогнозуються на більш-менш значимий період. Крім того, існує індивідуальний вплив осіб, що приймають рішення (ОПР), на вибір найбільш продуктивної динаміки розробки родовища чи розвитку підприємства. Все це, разом із природною складністю сукупності гірничо-геологічних характеристик оцінюваного об'єкта ГРР, ускладнює об'єктивну оцінку техніко-економічних результатів освоєння РКК. Незважаючи на універсальний характер проблеми врахування чинника часу, такого роду результати важко перекладаються на геолого-економічну мову, тобто приводяться до вигляду, зручного для оцінки з прийнятною точністю потенціальних витрат і вигод, які можуть бути отримані внаслідок експлуатації РКК.

У сучасній геолого-економічній літературі головний акцент у питаннях динаміки відпрацювання РКК начебто переноситься на активну частину запасів корисних копалин. Їх відпрацювання, як правило, відбувається протягом періоду окупності інвестицій, коли найбільш гостро виступають усі протиріччя між прагненням одержати максимальну вигоду, як можна раніше та варіантами видобування й переробки мінеральної сировини по інноваційним технологіям, що мають мультиплікативний ефект у виробничій та природоохоронній сферах. Наприклад, у випадках, коли йдеться про запаси дефіцитної сировини, оцінки в рамках доходного підходу виявляються нерідко запасомарнотратними. Це може бути виправдано лише при впевненості в тому, що з позицій чинників цінової та ринкової кон`юнктури розглянуто всі варіанти динаміки (календарних графіків) відпрацювання РКК, чого на практиці, відомо, не буває. Те ж саме відноситься до запасів, де порядок відпрацювання експлуатаційних ділянок від кращих (за умовами залягання та/або якістю корисних копалин) до гірших стає неможливим саме через особливості умов залягання.

Якщо припустити, що за допомогою цін на мінеральну сировину узгоджуються інтереси споживачів і гірничого підприємства, то ціни відображують також і максимально допустимий рівень втрат конкретної порції запасів РКК, порівняний з об`єктивними природними умовами ведення гірничих робіт та природоохоронними обмеженнями. Ця обставина грає помітну роль при визначенні технологічної та кон`юнктурної гнучкості варіантів освоєння РКК. У літературі інтерпретація завдань подібного роду не йде далі методологічно вірних, але недостатньо конкретних узагальнень про конфліктність суто комерційних цілей видобування сировини та вимог раціонального надрокористування. Тому сьогоднішні уявлення щодо промислової цінності невідтворюваних ресурсів мінеральної сировини не можуть слугувати еталоном сталості в часі, скоріше, навпаки, саме вони мають бути об`єктом розгляду та уточнень.

Тут необхідно сконцентрувати увагу на одній важливій проблемі диференціальної оцінки промислового потенціалу запасів РКК - з`ясуванню того, як економічне та технологічне обґрунтування кондицій узгоджується з інформаційною базою знань про запаси. В практиці відомі випадки, коли розробка багатих, але важкодоступних покладів або таких, корисні компоненти яких важко вилучаються, виявляється менш ефективною, ніж розробка рядового за природною якістю запасів родовища (або його частини), але в сприятливих гірничо-геологічних та/або економіко-географічних умовах.

Економетрика тут така: класифікація промислової цінності та балансової приналежності запасів є похідною від ресурсоємкісних показників видобування й переробки мінеральної сировини. Останні, в свою чергу, залежать від параметрів рудних тіл та природної якості корисних копалин. Вартісні оцінки швидко стають застарілими під впливом інфляційних процесів, зміни цін на мінерально-сировинну продукцію, енергетичні та матеріальні ресурси, зростання транспортних тарифів тощо. Їх доводиться часто обновлювати при збереженні практично незмінної геологічної бази. Для оцінки запасів і ресурсів на пошуковому етапі (рішення типу «так» - «ні») або оцінки запасів шахтного (кар`єрного) поля з віддаленими термінами відпрацювання, геологічні характеристики можуть взагалі грати переважаючу роль.

З точки зору взаємозалежності виграшу і втрат по фазах життєвого циклу розробки родовища при різноманітних конфігураціях (та можливих похибках) геологічної бази, можливість розпізнавання ефективних (балансових) запасів залежить від того, чи можливо ввести підходящу оціночну функцію, що пов`язує воєдино стан природних умов функціонування РКК і технічного рівня виробництва. Звідси зрозуміло, яке значення мають відносні (рейтингові) оцінки тих часток природи та технологій, які завжди присутні при ГЕО родовища. Для зручності користування ці оцінки мають бути упорядковані згідно їх ваги. Важливо, що за таким підходом можливість послідовного та своєчасного відбракування непромислових проявів корисних копалин залишається.

В залежності від етапу вивчення надр геолого-економічна оцінка родовищ являє собою комплекс розвідувальних робіт і супроводжуючих їх багатоваріантних розрахунків, внаслідок яких визначаються: кількість та якість запасів корисної копалини і умов розробки, очікуваний рівень техніко-економічних показників майбутньої експлуатації та, в підсумку, вартісні параметри освоєння РКК при існуючих технологічних можливостях і певних економічних умовах конкурентного ринку.

В змістовному плані усі відомі способи рішення таких задач асоціюються з певною процедурою емпіричного прогнозу, логічні основи якої поки не знайдені. Зокрема, в умовах неструктуризованої інформації щодо характеристик об'єкту геологорозвідувальних робіт і зміни параметрів економічного середовища немає чітких параметрів оцінки об'єктів на початкових етапах ГРР. Зрозуміло, що це не сприяє вирішенню питання щодо продовження подальших робіт на об`єкті ГРР, їх оптимальних обсягів і термінів або їх припинення (рішення типу «так» - «ні»).

На етапі розвідувальних робіт неоднозначний вплив внутрішніх (геологічних, гірничотехнічних) і зовнішніх (кон`юнктурних, екологічних, науково-технічного прогресу) умов та обмежень обумовлює ймовірнісний характер виробничих і техніко-економічних параметрів оцінюваного РКК. Але в практиці ГЕО цей аспект, як правило, не враховується.

Іншим нереалістичним моментом оцінки балансової приналежності запасів є та обставина, що вимушене (наприклад, за особливостями залягання корисних копалин) першочергове відпрацювання більш бідних за природною якістю ділянок може перевести будь-яке родовище до розряду нерентабельних. У цьому випадку процедура дисконтування не має практичного сенсу, оскільки не встигає відобразити на інтервалі оцінки перехід гірничих робіт на більш багаті ділянки. Запаси з віддаленими термінами відпрацювання отримують при дисконтуванні практично нульову оцінку, тобто втрачають свій фізичний сенс.

2. Статистичні ігри на початкових етапах геологічного вивчення надр

Незважаючи на різноманітність засобів і способів оптимізації геологорозвідувального процесу, логічна основа схеми пошуків та розвідки РКК має просту структуру в тому розумінні, що вона складається з послідовності стадій геологорозвідувальних робіт, яка зводиться до формальних завдань виділення деяких об`єктів ГРР та їхнього ранжування за розміром і категорійністю запасів.

Зрозуміло, що введення уявлень про допустимий ризик розпізнання промислового потенціалу об`єктів геологорозвідувальних робіт на ранніх стадіях їхнього вивчення неможливо здійснити незаперечним чином. Можна лише говорити про прагнення до його зменшення шляхом виявлення уподобань ОПР, що ґрунтуються на досвіді вивчення РКК аналогічного промислового (генетичного) типу та аналітичних уявленнях про певний клас підходящих рішень «родовище» - «непромислова мінералізація». Питання оцінки таких рішень ототожнюється із втратою або виграшем для ОПР. З цих міркувань випливає розуміння оціночної ідеї вивчення природної якості запасів та умов розробки, тобто станів природи, як статистичної гри геолога та природи.

З урахуванням того, що природа є пасивним гравцем і тільки геолог прагне до виграшу, гра зводиться до визначення функції рішення типу «так» - «ні», для якої ризик був би мінімальним при будь-якому можливому стані природи и Щ (де Щ - множина станів природи). Мається на увазі знання для відповідних станів и апріорних розподілів характеристик природної якості запасів та умов розробки.

Різні апріорні розподіли передбачають різні рішення. Якщо є можливість отримання інформації про розподіл станів природи (у тому числі за рахунок дорозвідки РКК), то найкращою стратегією геолога у грі, в якій природа не є зацікавленим супротивником, уявляється байєсовська стратегія, яка дозволяє одержати таке рішення a A, для якого:

E [W (и, a)],

де E - математичне очікування корисності (ефективності) W (и, a) рішення a в прийнятому розподіл станів природи). Воно еквівалентно мінімаксній стратегії геолога в статистичній грі, програш якого визначається функцією втрат L (и , а) = - W (и , а), що являє собою виграш природи.

Для розрахунків потрібна кількісна оцінка матриці W (и, a) для усіх станів и Щ. Можна припустити, що оцінки W (и, a) будуть залежати від того, яку інформацію має геолог про економіку родовищ корисних копалин, аналогічних за природною якістю для станів и Щ.

Але на пошуковому етапі одержати ці оцінки практично неможливо, оскільки навіть на функціонуючих родовищах втрати виробництва можуть виявитися, наприклад, наслідком низького техніко-економічного чи технологічного рівня, а не природних умов. Вочевидь, в даному випадку слід застосувати простіший метод оцінки, такий, що відповідає технологічним способам та умовам виробничого споживання ресурсів, а саме експрес-метод оцінки матриці W (и, a), що ґрунтується на порівнянні характеристик природної якості оцінюваного та еталонного родовищ.

Такі відносні коефіцієнти порівняння (узагальнені показники) 0 ? Коб ? 1 ідентифікуються як деяка класифікаційна система у вигляді інтервальної шкали якості однорідних за технологічним способом виробництва РКК в порядку зменшення їхнього природного потенціалу (аж до непромислової мінералізації) (табл. 1). Автором розроблена методологія оцінки допустимого ризику визначення економічного потенціалу об`єктів МСБ, в дисертації наведено чисельні приклади вивчення похило залягаючих рудних родовищ, що розроблюються підземним способом. Рішення типу «так» - «ні» актуальні, в першу чергу, для РКК «приграничної зони», по можливості, рівновіддалених за природною якістю руд як від багатих, так і від бідних. Тому розглядається така множина станів природи (поєднань «вміст корисних компонентів - умови розробки»): Щ = (и1, и2, и3) (де и1 - руда багата, але складні умови розробки; и2 - рядова руда і сприятливі умови розробки; и3 - рядова руда, але складні умови розробки).

Таблиця 1. Значення ефективності рішення W (и, a) в залежності від відносних коефіцієнтів порівняння

Справжній стан природи и Щ невідомий. Підсумкові рішення:

А = (а1,а2),

де а1 - розробка РКК, а2 - відмова від розробки. Запаси РКК за станом и хоча й грубо, але можна класифікувати з економічних позицій: стан и1 - запаси ефективні, = 0,8, W (и1, а1) = 3,5; стан и2 - запаси від ефективних до умовно-ефективних, = 0,65, W (и2, а1) = 2,0; стан и3 - запаси від умовно-ефективних до неефективних, К =0,4, W (и3, а1) = -2,8. Відмова від розробки пов'язана з нульовою ефективністю. Число функцій рішень d D складає 23 =8:

d1 (а1/и1, а1/и2, а1/и3); d2 (а1/и1, а1/и2, а2/и3), …; d8 (а2/и1, а2/и2, а2/и3).

Окремі функції рішення відрізняються одна від одної бальними оцінками потенційної ефективності, станів и, що виконують роль «ваг» в , які відранжовані в порядку збільшення ризиків. З урахуванням прийнятого на основі даних ГРР апріорного розподілу станів природи Р (и1) = 0,2; Р (и2) = 0,5; Р (и3) = 0,3 мінімальний ризик відповідає рішенню про розробку родовища при реалізації станів и1 та и2. Замикаючим у ряді ризиків буде рішення про розробку родовища за умови «реалізації» природою стану и3 .

Таким чином, автором розроблена (на прикладі рудних РКК, що видобуваються підземним способом) методологія оцінки допустимого ризику визначення економічного потенціалу об'єктів МСБ. Запропоновано проводити таку оцінку у вигляді статистичної гри, яка базується на рішеннях типу «так» - «ні», для яких ризик є мінімальним.

3. Проблеми багатокритеріального (багатофакторного) вибору перспективних об`єктів на початкових етапах вивчення та оцінки родовищ твердих корисних копалин

Автором показано, що проблема визначення перспективних / неперспективних в промисловому відношенні об`єктів ГРР на етапі пошукових або пошуково-оцінювальних робіт багато в чому подібна до побудування експертно-моделюючих систем для вирішення задач геологічного прогнозування за багатьма критеріями, які враховують специфіку об`єкту оцінки, засоби досягнення мети та можливі наслідки прийнятого рішення.

ОПР доводиться зіштовхуватися зі складною комбінаторною проблемою фіксації та варіювання багатьох чинників - кількісних і якісних характеристик виділення, опису й класифікації потенційних родовищ корисних копалин, вплив яких на очікувані результати майбутньої експлуатації можна сформулювати лише в загальних рисах.

Таким чином, рішення слабкоструктурованих геолого-економічних задач на початкових етапах вивчення надр еквівалентно використанню методів формалізації обмеженої інформації. Останні дають змогу проводити порівняну оцінку ступеню обґрунтованості різних можливих варіантів рішень, що в ситуаціях, пов`язаних з невизначеністю та ризиком, надає цим рішенням більшу сталість та надійність.

В розпізнаванні потенціалу об`єктів ГРР (елементів e множини E) з позиції декількох критеріїв центральну роль грає задача виділення на певній об`єктивній основі з множини E достатньо однорідних підмножин (сукупностей, класів, категорій тощо). Для цього необхідно правильно описати різницю за i-тим критерієм між будь-якими e E. Припускається, що, на основі принципу аналогій особа, яка приймає рішення, спроможна визначити загальну функцію уподобань щодо оцінюваних об'єктів, яка визначається сукупністю геологічних і економічних критеріїв оцінки родовищ, що розглядаються, і має певне емпіричне обґрунтування.

В роботі апробована процедура багатокритеріального (багатофакторного) вибору з множини E об`єктів ГРР, що розглядаються, «найкращого». Показано, що рішення цієї задачі характерно для випадку, коли за рядом критеріїв оцінки об`єкту е вищі, ніж об`єкту e?, а за іншими критеріями - нижчі.

Процедура багатокритеріального аналізу полягає у наступному. Для кожного з критеріїв вводиться дискретна шкала оцінок. Будується орграф, вершинами якого є окремі об`єкти e E , а дуги вказують на ранжування об`єктів відповідно до цього критерію. Далі вводяться показники відносної важливості прийнятих критеріїв Гi,
i = 1,…, n та по кожному з критеріїв за допомогою градацій (кількісних або якісних), визначаються оцінки Yi (e) кожного e E. На основі оцінок об`єктів множини E, що розглядаються, по усім критеріям з урахуванням їхніх ваг, які можуть бути будь-якими додатними числами, обчислюються матриці значень запропонованих Б. Руа функцій домінування - спеціальних коефіцієнтів, які називають індексами «згоди» та «незгоди». Ці індекси змінюються від 0 до 1. Для введення індексів «незгоди» необхідно попередньо узгодити такі, що будуть використовуватися, довжини шкал критеріїв.

Далі, для кожної пари об'єктів (e, e?) E вважається встановленим відношення переваги, наприклад, e над e?, якщо для достатньої представницької сукупності критеріїв, з урахуванням їхньої відносної важливості, значення відповідних індексів «згоди» більші певного, близького до 1 порогового значення, а індексів «незгоди» за рештою критеріїв - менше відповідного, відносно близького до 0, порогового значення. На основі побудованого таким чином бінарного відношення переваги будується узагальнений граф, структура якого значним чином залежить від вибраних порогових значень. Ядро цього графу містить в собі кращий з наявних об`єктів, а також ті з перспективних об`єктів e E , які є непорівнянними при вибраних порогах. Основною перевагою підходу, що пропонується, є те, що ОПР пред`являються тільки ті об`єкти, для порівняння яких дійсно потрібен більш глибокий та ретельний аналіз. Відношення переваги має в цьому випадку сенс певної формульної експертизи передбачення промислової цінності об`єктів ГРР.

В дисертації наведено чисельні приклади ранжування промислового потенціалу РКК, що розроблюються відкритим способом, за сукупністю різноманітних поєднань природних чинників: коефіцієнта вскриші, природної якості запасів, гірничо-геологічних та гідрогеологічних умов розробки і таке інше.

Це дозволило обґрунтувати метод багатокритеріального (багатофакторного) вибору перспективних об`єктів мінерально-сировинної бази, що пропонується, показати можливість використання методу як при кількісних, так і при якісних оцінках типу «краще - гірше», коли кожному критерію, що має геолого-економічний сенс, приписується вага - число, що характеризує його важливість у порівнянні з іншими критеріями.

4. Кваліметричний підхід до оцінки природного потенціалу родовищ

Важливою особливістю гірничого виробництва, що функціонує на базі запасів РКК, є те, що як основний ефектоутворювальний чинник виступає диференційна гірнича рента. Але реальна різниця показників витрат і вигод двох конкретних РКК завжди є результатом сукупного впливу некерованих (природних) та керованих (технічних і організаційних) чинників.

З економічної точки зору природна цінність перетворюється на абсолютну шляхом економії (різниці) витрат на освоєння та експлуатацію родовищ, що порівнюються між собою за інформативними природними чинниками і за розташуванням в районах різного рівня промислової та соціальної інфраструктури.

Взаємозв`язок між характеристиками залягання та природної якості корисних копалин і загальною структурою та рівнем витрат і вигод, які відповідають конкретній стадії споживацької готовності мінеральної сировини, відіграє роль своєрідного «мосту» в процедурі розпізнавання потенційно кращих і гірших (за вибраними критеріями ефективності) родовищ корисних копалин. Тому важливо індивідуалізувати величину ренти I роду в залежності від природних умов видобування та переробки мінеральної сировини і не плутати її з рентою II роду, тобто з тим доходом, який може бути отриманий за рахунок чинників інтенсивного характеру, що об`єднуються поняттям техніко-організаційного рівня виробництва. Якщо останні не ефективні, то геолого-економічні параметри навіть привабливого з геологічної точки зору родовища можуть набути від'ємних значень і перевести це родовище до розряду замикаючих за критеріями конкурентного ринку.

Можна припустити, що, оскільки природний потенціал кожного оцінюваного РКК характеризується індивідуальною сукупністю параметрів залягання та якості запасів корисних копалин, то для того, щоб мати можливість зробити вибір, необхідно представити згадану сукупність чинників у вигляді певної скалярної величини - узагальненого показника природної якості РКК.

Початковою базою для рішення цієї задачі є інформація щодо ціноутворювальних (наприклад, марка вугілля, блочність і декоративність природного каміння, вміст корисних компонентів та шкідливих домішок тощо) і витратоутворювальних (наприклад, глибина розробки, потужність вскриші та корисної копалини, газо- і багатоводність, сталість бокових порід та ін.) природних чинників, їхньої змінюваності в природних умовах залягання для кожного родовища у порівнянні з іншими або еталонним родовищем по конкретному виду корисних копалин.

Оскільки вибір виробничих параметрів експлуатації здійснюється без актуалізації майбутнього прибутку, то різниця в рівнях технологічності виробництва стає похідною тих або інших поєднань характеристик природної якості РКК. Тому логічним є досягнення розумного ступеню однорідності (таксономія) робочого ознакового простору, в якому можливе внутрішньокласове порівняння показників природної якості та економічності варіантів відпрацювання РКК (наприклад, відкритий або підземний способи видобування, розробка корінних або розсипних родовищ і таке інше). Типізація РКК за природними чинниками і технологічними способами відпрацювання повинна здійснюватися з дотриманням принципу структурної подібності моделі та об`єкту, що вивчається.

Одним з можливих шляхів вирішення задачі порівняння об`єктивних умов виробництва за сукупністю природних чинників є використання комплексних критеріїв якості, що пропонує кваліметрія. Принципи кваліметрії ґрунтуються на визначенні властивостей родовища з допомогою точки n - мірного простору зі спеціальною метрикою (де n - кількість природних чинників). Чим ближче в заданій метриці точка родовища, що розглядається, знаходиться до точки, яка відповідає ідеалу (еталону), тим вище якість РКК.

Узагальнений показник якості родовищ корисних копалин має певний економічний сенс, оскільки будується на припущенні щодо неоднакової вагомості (важливості) порівнюваних природних чинників за їхнім впливом на оцінку природного (рентного I роду) потенціалу РКК.

Об`єднання різноманітних природних характеристик в єдиний багатокомпонентний критерій якості Kоб здійснюється шляхом побудування середньовиваженого показника з постійними (на інтервалі оцінки) параметрами вагомості. Всі, що використовуються, типи таких показників (середні виважені арифметичні, геометричні, гармонійні та ін.) можна визначити за такою формулою:

де ц(i) - коефіцієнти вагомості; xi=(x1, ,xn) xi- значення одиничних ефектоутворювальних характеристик природної якості РКК; xiэт= (x1эт, xnэт) - відповідні їм еталонні (базові) значення;

або ,

відповідно, якщо оптимальне значення i-тої характеристики досягається на нижній або верхній межі інтервалу [].

Коефіцієнти вагомості відображують відносну значимість характеристик природної якості за ступенем їхнього впливу на економічні результати розробки РКК.

Спосіб оцінки ваг одиничних характеристик в абсолютному вигляді базується на визначенні нормуючої функції цi. Для випадку, коли важливо виділити окремі показники:

,

де i - ранг одиничної характеристики природної якості, що встановлюється на основі опитування експертів.

З урахуванням присвоєних рангів відносні ваги одиничних характеристик природної якості визначаються за формулою:

; .

Після приведення усіх одиничних показників природної якості РКК до безрозмірного вигляду та розрахунку коефіцієнтів вагомості ц(i) обчислюється узагальнений показник природного (рентного) потенціалу родовища. Узагальнений критерій якості РКК є мірою його приближення до еталону.

Таким чином, при кваліметричному підході до оцінки якості РКК виконується вимірювання двох видів: абсолютне вимірювання -тої характеристики та відносне - показника . Але якщо величина xi є постійною характеристикою, притаманною кожному природному фактору, то величина xiэт залежить не тільки від самого чинника, але й від вибраної для порівняння бази (еталона). Інакше кажучи, поза вибраним еталоном неможливо говорити про оцінку якості РКК.

Ясно, що для родовища корисних копалин, значення одиничних характеристик природної якості якого дорівнюють аналогічним оптимальним показникам гіпотетичного еталонного РКК, величина К1об = 1, для решти РКК величина 0 < К1об > 1.

В дисертації наведено приклад оцінки природного потенціалу запасів вугільних шахт, який є показовим для РКК, що розроблюються підземним способом. В результаті анкетного опитування експертів з 17 чинників, що впливають на витрати по процесах, які змінюються безперервно або разом з переміщенням гірничих робіт, відібрані та відранжовані в порядку зменшення вагомості гірничо-геологічні чинники, які є найважливішими для порівняння об`єктивних умов виробництва: 1) потужність пласта, 2) глибина розробки, 3) кут падіння, 4) насиченість газом, 5) небезпека по викидах, 6) сталість бокових порід, 7) водоприплив.

Діапазон зміни чинників: 1) потужність пласта (0,6-2,0 м); 2) глибина розробки (200-1300 м); 3) кут падіння: пологе (0-18о), похиле (19-35о), круто похиле (36-55о), круте (56-900); 4) насиченість газом: I категорія (до 5 м3/т), II категорія (5-10 м3/т), III категорія (10-15 м3/т), зверхкатегорійні (>15 м3/т); 5) небезпека по викидах (безпечні, небезпечні); 6) сталість бокових порід (породи, що легко обвалюються, середньої сталості, сталі); 7) водоприплив (100-600 м3/год.).

Еталонні значення чинників умовної шахти: 1) 2,0 м; 2) 200 м; 3) пологе; 4) I категорія; 5) безпечні; 6) сталі; 7) 100 м3/год.

Відібрані чинники вимагають різноманітних методів оцінки їхнього впливу на витрати з видобування вугілля. Для якісних чинників має значення факт певного дискретного стану (кут падіння) або досягнення певного граничного значення (небезпека по викидах). Поліваріантні чинники перекодуються в інтервалі [0,1] в кількісні з однаковим кроком.

На основі зазначених вище вихідних даних проводимо розрахунки абсолютних і відносних ваг чинників та узагальненого показника якості.

Абсолютні ваги чинників складають: 1) - 1,0; 2) - 1,0; 3) - 0,75; 4) - 0,5; 5) - 0,31; 6) - 0,19; - 0,11; 7) - 0,11. .

Відносні ваги чинників дорівнюють: 1) - 0,26; 2) - 0,26; 3) - 0,19; 4) - 0,13; 5) - 0,08; 6) - 0,05; - 7) - 0,03. .

Узагальнений показник якості має такий вигляд:

; ; .

На основі цих чинників проведена комплексна (рейтингова) оцінка природної якості запасів шахт для різних умов, яка для наочності показана в табличному вигляді (табл. 2).

Таблиця 2. Кваліметрія вугільних родовищ (чисельний приклад)

Для гіпотетичної шахти, значення одиничних витратоутворювальних природних чинників якої дорівнюють аналогічним еталонним показникам на шахтах України, величина Коб = 1. Як видно з табл. 2, гірничо-геологічні умови відпрацювання вугільних родовищ в ПАР більш сприятливі, ніж умови еталонної шахти. Можна припустити, що шахта, яка за сукупністю природних чинників знаходиться в гіршому або кращому стані за гірничо-геологічними умовами видобування, має об`єктивно обумовлену меншу або більшу потенційну рентну цінність, яка може бути реалізована в результаті її розробки.

За аналогією з вищенаведеним прикладом розрахуємо природну якість деяких залізорудних родовищ України, що розробляються відкритим способом. На основі опитування експертів для оцінки відібрані такі ефектоутворюючі фактори наведені в таблиці, які відранжовані в порядку убування їх важливості (табл. 3).

Таблиця 3. Кваліметрія залізорудних родовищ (чисельний приклад)

Примітки: 1. * - оптимальні значення факторів гіпотетичного родовища.

2. Абсолютні ваги факторів: ц1=1,0; ц2=1,0; ц3=0,75; ц4=0,5; ц5=0,31; .

3. Відносні ваги факторів: ц(1)=0,28; ц(2)=0,28; ц(3)=0,21; ц(4)=0,14; ц(5)=0,09; .

Розроблений єдиний багатокомпонентний критерій природної якості РКК, який поєднує різноманітні природні характеристики, дозволяє проводити порівняння рентного потенціалу не тільки для фактичних умов на момент оцінки, але й при гіпотетичних варіаціях умов виробництва. Це особливо важливо при аналізі зміни природної якості запасів рудного поля по мірі переміщення фронту гірничих робіт, внаслідок чого техніко-економічні показники підприємства змінюються в часі зазвичай в гірший бік.

Таким чином, розроблено метод порівняння об`єктивних умов виробництва за сукупністю природних чинників (на прикладах вугільних та залізорудних родовищ), який ґрунтується на оцінці сумарного впливу природних чинників, частина з яких сприяє підвищенню ефективності виробництва, а інші призводять до його зниження. Їх зведення в єдиний багатокомпонентний критерій якості (ефективності) здійснюється шляхом побудування узагальненого середньовиваженого показника Коб з постійними на інтервалі оцінки параметрами вагомості.

Висновки

геологічний економічний родовище залізорудний

1. Оцінка запасів (ресурсів) корисних копалин, особливо на початкових етапах ГРР, є фактично нестабільною формульною експертизою. Тут необхідно виходити з неможливості детермінованої процедури розрахунку слушності промислового потенціалу РКК. Після визначення ці оцінки формуються на певних допусках і не претендують на сталість у часі, особливо на складно побудованих РКК із замикаючою якістю запасів та важко передбачуваною ринковою кон`юнктурою.

У загальному випадку оцінка РКК повинна включати найважливіші кількісні та якісні геолого-економічні параметри родовищ, враховувати термін майбутньої розробки, а у разі нестачі геологічної або економічної інформації - визначати можливий промисловий ранг об'єкту («родовище» - «непромислова мінералізація»).

Таким чином, які б якості не мало природне скупчення корисних копалин, воно не може бути названим родовищем доти, доки не проведена його геолого-економічна оцінка з урахуванням умов освоєння та виробничих схем експлуатації, що пов`язані з ризиком, меншим, ніж деякий заданий ризик, який для різних критеріїв (у т.ч. неекономічних) може бути різним.

Тому головною рисою постадійної оцінки об`єктів ГРР є динаміко-інформаційний аспект, починаючи від укрупненої прогнозної та закінчуючи експлуатаційною оцінкою природного (рентного) потенціалу РКК.

2. Задача визначення економічної привабливості об`єктів геологорозвідувальних робіт на ранніх стадіях їхнього вивчення є неоднозначною, складною та багатоплановою. В багатьох випадках складність геологічного об`єкту не дозволяє суттєво уніфікувати розрахунки та вимагає нестандартних рішень. У зв'язку з цим витікає розуміння оціночної ідеї вивчення гірничо-геологічних характеристик об`єкту ГРР - станів природи, як статистичної гри з нульовою сумою геолога й природи, в якій природа не зацікавлена виграти гру, тобто є пасивним супротивником.

Якщо є можливість отримання статистичної інформації щодо розподілу станів природи, у тому числі шляхом дорозвідки, то найкращою стратегією для геолога уявляється байесовська функція рішення, що максимізує математичне очікування корисності W (и, a) при будь-якому можливому стані природи. Навіть у випадку, коли не вдається знайти апріорного розподілу станів природи, формальне встановлення (на основі власного досвіду та інтуїції геолога, гіпотез і пропозицій щодо «поведінки» геологічного середовища тощо) ваг, які виконують роль апріорного розподілу и Щ, допоможе визначити можливі геологічні ризики в рішеннях типу «так» - «ні».

Автором розроблена (на прикладі рудних РКК, що розроблюються підземним способом) методологія оцінки допустимого ризику визначення економічного потенціалу об`єктів МСБ, запропоновано проводити таку оцінку у вигляді статистичної гри, яка базується на рішеннях типу «так» - «ні», для яких ризик є мінімальним.

3. У задачах багатокритеріального вибору перспективних в промисловому відношенні об`єктів ГРР центральна роль надається методам формалізації та порівняння кількісної і якісної геологічної та економічної інформації, які дозволяють для кожної пари об`єктів (e, e?) E побудувати (з урахуванням ваг прийнятих критеріїв) відношення переваги, що у даному випадку є експертною оцінкою промислової цінності об`єктів ГРР.

Важливо, що запропонована процедура забезпечує мінімізацію витрат на знаходження перспективних об`єктів ГРР шляхом виключення з розгляду на ранніх етапах тих об`єктів, цінність яких викликає сумніви. Небезпека виникає в тих випадках, коли метрика шкал за оціночними критеріями вибирається інтуїтивно, іноді без з'ясування відправних обмежень технологічного характеру, зовнішніх умов та інших причин, що перешкоджають ефективному освоєнню РКК.

Проведені дослідження дозволили обґрунтувати метод багатокритеріального (багатофакторного) вибору перспективних об`єктів МСБ, показати можливість його використання при кількісних і якісних оцінках типу «краще - гірше», коли кожному критерію, що має геолого-економічний сенс, приписується вага - число, що характеризує його важливість у порівнянні з іншими критеріями.

4. Мірою економічної цінності запасів корисних копалин є гірнича рента, яка створюється при оптимальному режимі експлуатації РКК. При вартісній оцінці з урахуванням чинника часу складно обґрунтувати механізм формування показників ефективності виробництва, оскільки результати виробничого процесу, відокремлені від конкретних особливостей технологічних рішень з урахуванням гірничотехнічних і ресурсних обмежень, набувають позасистемну оцінку. Принаймні, причинно-наслідкові відношення між джерелами утворення ренти I та II не можуть бути ідентифіковані до об`єкту оцінки. Одним з можливих шляхів вирішення такої задачі є побудування комплексного багатокомпонентного показника природної якості РКК на основі принципів кваліметрії. Це робить можливим заміну оцінок власне показників ефективності порівнянням чинників, що їх визначають, - природних і технологічних. Перехід до порівняння аргументів критеріальних показників ефективності дозволяє задавати певні варіації об`єктивних умов виробництва, що важливо при аналізі поточного стану та прогнозуванні зміни якості МСБ за видами корисних копалин, підготовці об`єктів для ліцензування, встановлення розмірів сплати за надрокористування. Розроблено метод порівняння об`єктивних умов виробництва за сукупністю природних чинників (на прикладі вугільних шахт), який ґрунтується на оцінці сумарного впливу природних чинників, частина з яких сприяє підвищенню ефективності виробництва, а інші призводять до його зниження. Їх зведення в єдиний багатокомпонентний критерій якості (ефективності) здійснюється шляхом побудування узагальненого середньовиваженого показника Коб з постійними на інтервалі оцінки параметрами вагомості.

Література

1. Лаповский Д.М. К вопросу оценки приоритетных направлений научно-технического прогресса в промышленности строительных материалов / Д.М. Лаповский, А.И. Левченко, А.М. Пидтилок // Строительные материалы и изделия. - 2005. - № 4. - С. 18-20.

2. Левченко А.К вопросу многокритериального выбора перспективных объектов на начальных этапах изучения и оценки месторождений / А. Левченко, А. Пидтилок // Зб. наук. пр. УкрДГРІ. - 2003. - № 2. - С. 116-122.

3. Левченко О. Досвід побудування виробничих функцій для шахт Донбасу / О. Левченко, О. Підтілок // Вісник КНУ ім. Тараса Шевченка. - 2006. - № 37. - С. 13-16. - (Серія «Геологія»).

4. Левченко О.І. Формування рентних платежів за користування надрами (концептуальний підхід) / О.І. Левченко, Б.І. Малюк, О.М. Підтілок // Зб. наук. пр. УкрДГРІ. - 2007. - № 2. - С. 214-219.

5. Левченко А. Статистические игры на начальних этапах геологического изучения недр и оценки природного (рентного) потенциала месторождений / А. Левченко, А. Пидтилок // Зб. наук. пр. УкрДГРІ. - 2007. - № 4. - С. 86-95.

6. Левченко А. Современные методы и проблемы экономической оценки месторождений на этапах геологоразведочных работ / А. Левченко, А. Пидтилок // Мін. ресурси України. - 2008. - № 2. - С. 31-36.

7. Пидтилок А. Построение комплексного показателя природной ценности (потенциала) месторождения на основе теории статистических игр / А. Пидтилок, А. Левченко // Зб. наук. пр. УкрДГРІ. - 2004. - № 1. - С. 119-125.

8. Пидтилок А.К вопросу учета неопределенности и риска при освоении месторождений. / А. Пидтилок, А. Левченко // Зб. наук. пр. УкрДГРІ. - 2005. - № 2. - С. 173-183.

Размещено на Allbest.ru