Геолого-экономическая оценка месторождений подземных промышленных вод (стр. 47 )

Из формулы (10) видно, что помимо снижения уровня S на производительность водозабора оказывают влияние также его геометрические параметры, входящие в формулу в виде приведен­ного радиуса г. Рассмотрим, как влияет на экономические пока­затели изменение г при фиксированном значении S (строго говоря, параметры г и S не являются независимыми, так как при опре­делении S учитываются срезки уровня от взаимного влияния скважин водозабора; однако для нашего чисто качественного ана­лиза этим обстоятельством можно пренебречь).

Рис. 34. Изменение себестоимости добычи и переработки 1 м3 промышленной воды С в зависимости от приведенного радиуса водоза­бора;

1 — 3 — себестоимость (1 — добычи, 2 — переработки, 3 — суммарная)

Параметр г входит в формулу (10) хотя и во второй степени, но под знаком логарифма. Это означает, что производительность промысла растет при увеличении приведенного радиуса водозабора не пропорционально ему, а гораздо медленнее. При реальных зна­чениях стоящего под знаком логарифма выражения (103-М04) увеличение радиуса водозабора вдвое дает прирост производитель­ности всего на 20%. В то же время затраты на сооружение и эксплуатацию всех коммуникаций промысла растут прямо пропорционально приведенному радиусу водозабора, вследствие чего удельные затраты на добычу 1 м3 также возрастают (рис. 34). Расчеты показывают, что сокращение затрат на переработку воды в связи с некоторым увеличением производительности промысла не полностью компенсирует такой рост затрат на добычу. Поэтому суммарные удельные затраты на добычу и переработку промыш­ленной воды оказываются минимальными при некотором значении rопт (см. рис. 34). Отсюда следует важный вывод: при каждом заданном значении 5 может (и должна!) быть найдена оптимальная геометрия промыслового водозабора, обеспечивающая минимум удельных затрат на добычу и переработку промышленной воды.

С учетом сказанного можно сформулировать правило постро­ения ряда вариантов: для каждой технически возможной схемы добычи и переработки подземных вод рассматривается один ва­риант, предусматривающий максимальную для данной технологии добычи производительность промысла и оптимальную геометрию водозабора. Это правило существенно ограничивает число рассмат­риваемых вариантов. Однако надо иметь в виду следующее. Га­рантией оптимальности выбранного варианта является наличие худших вариантов как справа, так и слева от него (т. е. и с меньшей, и с большей производительностью). В любом случае оптимальность выбранного варианта должна быть обоснована с точки зрения геологической или технической невозможности или экономической нецелесообразности дальнейшего увеличения запасов с применением других технологических схем. Так, например, если лимитирующим параметром, как это чаще всего и бывает, оказыва­ется снижение динамического уровня, то следует проанализировать возможность и целесообразность таких мер, как поддержание плас­тового давления или использование мягкой характеристики погру­жных электронасосов, которые могут развивать и больший напор при сокращении производительности и т. п.

Каждый из рассматриваемых вариантов должен быть оптими­зирован с точки зрения применения наиболее экономичных тех­нических и организационных решений отдельных элементов про­изводственного процесса. Выбор таких решений обычно осущест­вляется путем сопоставления технически возможных вариантов по критерию минимума приведенных затрат:

Сj + Ен * Кj — > min,

где Сj — себестоимость единицы продукции данного участка про­изводства; Кj — удельные капиталовложения на единицу продукции данного участка производства; Ен — нормативный коэффициент эффективности капиталовложений, равный 0,15. Единицей продукции по всем элементам сырьевой базы (добыча, сбор, транспортировка воды) является 1 м3 промышленной воды франко-приемные ем­кости завода; по перерабатывающему предприятию — 1 т товар­ной продукции, по системе ликвидации сточных вод — 1 м3 сточ­ных вод.

Приведенный критерий оптимизации является общепризнанным при выборе технических решений, он регламентирован методикой, утвержденной Госпланом СССР и Госстроем СССР [32]. Следует, однако, заметить, что этот критерий не вполне совпадает с кри­терием оценки месторождений полезных ископаемых Rp . Такое расхождение между общим и частным критериями оптимизации с ме­тодической точки зрения является недопустимым, хотя в практи­ческих расчетах различия результатов оценки вариантов по этим критериям оказываются незначительными. Тем не менее представ­ляется необходимым согласовать критерий оценки частных техни­ческих решений с общим критерием оценки месторождения. Такой критерий можно записать в виде:

(64)

где Сjt — годовые эксплуатационные запасы по j-у варианту в t-м году (если эти затраты в течение срока эксплуатации не ме­няются, то удобнее вынести их за знак суммы); Кj — первона­чальные капиталовложения в j-м варианте.

В зависимости от наличия в конкретных условиях оценивае­мого месторождения альтернативных вариантов технических ре­шений экономическому обоснованию подлежат:

по сырьевой базе — размещение и конструкция промысловых скважин, выбор водоподъемных средств, водосборные сети (кон­фигурация, диаметр, источники энергии перекачки), трасса и кон­струкция магистрального водопровода с насосными станциями;

по перерабатывающему заводу — технология водоподготовки (в том числе возможность концентрирования путем естественного испарения), выбор технологии извлечения полезных компонентов, повторное использование отходов производства;

по системе ликвидации сточных вод — способы их нейтрализа­ции и очистки, расположение и конструкция поглощающих сква­жин, методы искусственного повышения их приемистости, кон­струкция водопроводных сетей, выбор насосного оборудования.

В расчетах в целях обоснования технических решений себестои­мость С, и удельные капиталовложения Кj могут учитываться не целиком, а только по тем статьям и элементам затрат, которые отличаются в сопоставляемых вариантах.

Обязательным условием сопоставления вариантов по критерию (64) является качественная и количественная идентичность ре­зультатов, получаемых с помощью сравниваемых технических и организационных решений. В противном случае (например, если сравниваются технологические схемы переработки промышленных вод с различными коэффициентами извлечения) сопоставление ва­риантов необходимо делать по критерию Rp .

Таким образом, вышеописанная процедура обоснования кон­диционных требований показывает, что существующий в настоящее время порядок геолого-экономической оценки месторождений и утверждения запасов полезных ископаемых не вполне логичен. Единый, по сути дела, процесс разбит на два этапа: сначала рассматриваются и утверждаются кондиции, затем — подсчет за­пасов. Однако ясно, что кондиционные требования жестко связа­ны с величиной балансовых запасов, которые на стадии разра­ботки кондиций определяются на основании так называемого оперативного подсчета. Выбирая параметры кондиций по одному из вариантов, мы тем самым фиксируем заложенные в этом ва­рианте запасы подземных вод. Далее возможны два случая: либо результаты основного подсчета запасов будут отличаться от ре­зультатов оперативного подсчета, и тогда технико-экономические показатели и кондиционные требования, рассчитанные по данным оперативного подсчета, окажутся неверными; либо результаты основного подсчета запасов совпадут с результатами оперативно­го подсчета, и тогда рассмотрение и утверждение результатов основного подсчета запасов будут чисто формальной процедурой. С этих - позиций наиболее целесообразно объединить геолого-эко­номическую оценку и обоснование кондиций с подсчетом запасов, что могло бы в значительной мере упростить и сократить по вре­мени процесс рассмотрения и утверждения запасов подземных вод.

ПРИМЕР ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ

МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПОДЗЕМ­НЫХ ВОД

Разведан участок месторождения промышленных подземных вод, расположенный в артезианском бассейне. Продуктивный го­ризонт имеет площадное распространение и залегает на глубине 1400 — 1500 м. Средняя глубина промысловых скважин 1550 м. Статический уровень устанавливается на глубине 60 м от поверх­ности. Естественные водопритоки в скважины при снижении уров­ня на 40 м составляют 1800 — 2000 м3/сут. Поэтому расчетные дебиты скважин определяются производительностью водоподъемных средств. Средняя водопроводимость составила 15 м2/сут, ко­эффициент пьезопроводности — 106 м/сут.

Продуктивный горизонт содержит рассолы хлоридного натриево­го состава с общей минерализацией 250 г/л и следующим содер­жанием полезных компонентов (мг/л): йода — 30, брома — 250, бора — 20, лития — 15. Щелочность воды составляет 6 ммоль/л, содержание нафтеновых кислот 1,5 ммоль/л. Газовый состав вод характеризуется абсолютным преобладанием метана (до 99%). Газовый фактор 1,3 м3/м3. Температура воды на устье скважин 25 — 30° С. Предполагается, что химический состав и температура воды в процессе эксплуатации остаются постоянными.

Разработаны технологические регламенты получения из под­земных вод разведанного участка следующих полезных компо­нентов: йода технического марки А, брома технического марки А, буры технической сорта 1, лития хлористого, кроме того, производ­ственные сточные воды содержат значительное количество хлор­ного железа, которое может быть извлечено в виде раствора, соответствующего техническим условиям. Анализ потребности на­родного хозяйства в указанных видах продукции и источников ее получения показал, что вся предполагаемая продукция будет иметь сбыт, но ни один из ее видов не является остродефицитным, поэтому ценность продукции измеряется в действующих оптовых ценах.

Единственным способом ликвидации сточных вод является их подземное захоронение. Разведан полигон для захоронения, рас­положенный в 30 км от оцениваемого участка. Имеется возмож­ность закачивать сточные воды в горизонт N или в продуктивный горизонт промышленных вод. В первом случае условия закачки благоприятные: приемистость скважин до 3000 м3/сут при дав­лении на устье 5 МПа, глубина 1000 м. При закачке в продуктив­ный горизонт условия хуже: приемистость скважин до 2000 м3/сут при давлении 10 МПа, глубина 1500 м. Однако это будет способ­ствовать поддержанию пластового давления в продуктивном гори­зонте, в результате чего расчетное снижение уровня на оцени­ваемом участке увеличится на 80 м.