The method of validity evaluation of hard coal excavation in residual seam parts

• Autorzy: Wodarski K. , Bijańska J. , Gumiński A.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amsc-2017-0048

Warianty tytułu

PL

Metoda oceny zasadności eksploatacji resztkowej parceli pokładu węgla kamiennego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The excavation of residual seam parts should be justified by positive assessment of the purposefulness, technical feasibility and economic effectiveness. The results of the profitability evaluation are crucial in a decision making process. The excavation of residual seam parts, even if it is possible from a technical point of view, should not be implemented if it is economically inefficient or when accompanied by a very high risk of non-recovery of invested capital resources. The article presents the evaluation method of possibilities of excavating hard coal from residual seam parts, and the example of its use in one of collieries in the Upper Silesian Coal Basin. Working in line with the developed method, allows to indicate the variant of residual seam part exploitation, which is feasible to implement from a technical point of view, and which is characterized by the highest economic effectiveness and lowest risk.

PL

W obszarach górniczych śląskich kopalń znajdują się zasoby węgla kamiennego pozostawione w przeszłości w resztkowych parcelach. Obecnie kopalnie rozważają możliwość ich eksploatacji m.in. w celach przedłużenia swojej żywotności, ograniczenia strat zasobów węgla, czy poprawy warunków utrzymania wyrobisk. Podjęcie decyzji o eksploatacji resztkowych parceli, oprócz jej celowości, powinno być uzasadnione pozytywną oceną technicznej wykonalności (m.in. według kryteriów bezpiecznego prowadzenia eksploatacji złoża węgla kamiennego) oraz ekonomicznej efektywności. Szczególnie duże znaczenie ma ocena ekonomicznej efektywności. Eksploatacja resztkowych parceli, nawet jeśli jest wykonalna pod względem technicznym, nie powinna być podjęta jeśli jest ekonomicznie nieefektywna lub jeśli towarzyszy jej zbyt wysokie ryzyko osiągnięcia strat i nieodzyskania zainwestowanych nakładów finansowych. W artykule przedstawiono, w ujęciu teoretycznym i praktycznym, metodę oceny zasadności eksploatacji resztkowej parceli pokładu węgla kamiennego z uwzględnieniem kryteriów ekonomicznych i technicznych, która została opracowana dla kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Metoda obejmuje pięć wzajemnie ze sobą powiązanych etapów. W 1. etapie należy ocenić techniczne możliwości eksploatacji resztkowej parceli, na podstawie informacji o jej parametrach geoinżynieryjnych, które dotyczą miąższości pokładu węgla, występowania zagrożeń naturalnych (tąpaniami, metanowego, wodnego, wyrzutem gazów i skał) oraz konieczności ochrony powierzchni. Przyjęto, że nie powinna być prowadzona eksploatacja resztkowej parceli zakwalifikowanej do II i III stopnia zagrożenia tąpaniami, IV stopnia zagrożenia metanowego, II i III stopnia zagrożenia wodnego, I, II i III stopnia zagrożenia wyrzutem gazów i skał oraz zlokalizowanej pod bardzo ważnymi obiektami powierzchniowymi, wrażliwymi na osiadania oraz naprężenia podłużne i poprzeczne. Przyjęto również, że nieuzasadnione jest eksploatowanie resztki o miąższości mniejszej od 1,5 m. Zdaniem autorów, wymienione warunki stanowią techniczne ograniczenia eksploatacji resztkowej parceli. W 2. etapie należy wskazać możliwe warianty eksploatacji resztkowej parceli. Mogą się one różnić systemem eksploatacji, wyposażeniem technicznym (np. typem kombajnu, obudowy), sposobem finansowania wyposażenia technicznego (np. środki własne, kredyt, leasing), czy liczbą przodków eksploatacyjnych. Przyjęto, że wybór systemu eksploatacji resztkowej parceli zależy od jej parametrów geoinżynieryjnych, takich jak miąższość i nachylenie pokładu węgla, zagrożenia naturalne (tąpaniami, metanowe, wodne, wyrzutem gazów i skał) oraz warunki stropowe i spągowe. Ważne znaczenie w wyborze systemu eksploatacji mają także preferencje kopalni, które mogą być związane np. z doświadczeniem załogi, czy posiadanym wyposażeniem technicznym, które można wykorzystać do eksploatacji parceli. W 3. etapie należy przeprowadzić wstępną selekcję przedstawionych wariantów eksploatacji resztkowej parceli, na podstawie oceny ich ekonomicznej efektywności. Przyjęto, że ocena ta zostanie oparta na podejściu deterministycznym, a w szczególności na analizie zdyskontowanych przepływów pieniężnych DCF (wzór 1) oraz kryterium wartości zaktualizowanej netto NPV (wzór 6). Założono, że eksploatacja parceli zgodnie z określonym wariantem jest możliwa jeśli jest efektywna ekonomicznie, tj. gdy NPV > 0. W 4. etapie, ze względu na niepewność co do warunków oraz rezultatów eksploatacji resztkowej parceli, należy dokonać pomiaru i oceny efektów ekonomicznych z uwzględnieniem ryzyka ich nieuzyskania. Do tego celu zaproponowano podejście probabilistyczne oparte na symulacji Monte Carlo. W jej toku ustala się rozkłady prawdopodobieństwa i dystrybuanty określonych czynników ryzyka (zmiennych losowych), a następnie na podstawie przeprowadzonych symulacji zostają ustalone wartości tych czynników oraz odpowiadający im wynik NPV. Przyjęto, że miarą ekonomicznej efektywności analizowanych wariantów eksploatacji resztkowej parceli jest wartość oczekiwana μNPV (wzór 7), natomiast miarą ryzyka jest odchylenie standardowe σNPV (wzór 8). Wyniki pomiaru ryzyka pozwalają na dokonanie jego oceny, którą należy oprzeć na stosunku μNPV oraz σNPV, określanym jako współczynnik zmienności CVNPV (wzór 9). Zastosowanie opracowanej metody umożliwia wskazanie wariantu projektu eksploatacji resztkowej parceli, który jest optymalny pod względem ekonomicznej efektywności i ryzyka, przy uwzględnieniu technicznych warunków ograniczających. Sposób postępowania w tym zakresie opisano w 5. etapie metody. Przyjęta funkcja kryterium optymalizacji opiera się na współczynniku zmienności CVNPV. Wartość tego współczynnika jest również podstawą podjęcia decyzji dotyczącej eksploatacji ocenianej parceli (Tab. 1). W metodzie nie określono ogólnych norm decyzyjnych, gdyż te same wyniki oceny CVNPV dla dwóch różnych decydentów mogą oznaczać szansę lub zagrożenie i mogą mieć wpływ na pozytywną lub negatywną decyzję. Z tego względu wskazano jedynie na potrzebę arbitralnego opracowania tych norm w odniesieniu do sytuacji konkretnej kopalni. W artykule przedstawiono sposób wykorzystania opracowanej metody w jednej z kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Postępowanie według przyjętych w metodzie etapów umożliwiło opracowanie ośmiu możliwych do zrealizowania wariantów eksploatacji ocenianej parceli, a następnie wskazanie wariantu optymalnego. Uzyskane informacje o tym wariancie stanowiły podstawę podjęcia decyzji o eksploatacji tej parceli.

Słowa kluczowe

EN

excavation of hard coal; residual seam parts; evaluation method

PL

eksploatacja węgla kamiennego; resztkowe parcele; metoda oceny ekonomicznej efektywności

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 62, no. 4
• Strony: 675--687
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wodarski K.

• Silesian University of Technology, Faculty of Organization and Management, Roosevelta Street 26, 41-800 Zabrze

autor

Bijańska J.

• Silesian University of Technology, Faculty of Organization and Management, Roosevelta Street 26, 41-800 Zabrze

autor

Gumiński A.

• Silesian University of Technology, Faculty of Organization and Management, Roosevelta Street 26, 41-800 Zabrze

Bibliografia

• [1] Bąk P., 2008. Financing of the investment activity based on the example of coal mining industry. Mineral Resourses Management 23, 2, 11-17.
• [2] Białek J., 1996. Wyznaczanie szerokości filarów pomiędzy wyrobiskami przy prowadzeniu eksploatacji wąskimi przodkami. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria Górnictwo, 232, 29-35.
• [3] Chmiel P., Lubryka M., Śliwiński J., 2006. Analiza możliwości eksploatacji partii złoża o niewielkich rozmiarach i nieregularnych kształtach „niekonwencjalnymi” metodami eksploatacji. Szkoła Eksploatacji Podziemnej, Kraków, 275-282.
• [4] Dubiński J. (red.), 2013. Geologiczno-górnicze i ekonomiczne mierniki efektywności wybierania resztek pokładów węgla. Główny Instytut Górnictwa, Katowice, 27-123.
• [5] Dubiński J., Turek M., 2014. Chances and threats of hard coal mining development in Poland - results of experts research. Archives of Mining Sciences, 59, 2, 395-411.
• [6] Jonek-Kowalska I., 2014. Risk management in the hard cal mining industry: Social and environmental aspects of colliers’ liquidation. Resources Policy, 41, 124-134.
• [7] Juzek G., Rojek A., 2007. Wybieranie resztki pokładu 405 w KWK Staszic. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie, 7, 32-35.
• [8] Kudełko J., Wirth H., Kicki J., Wanielista K., 2014. Kryteria oceny oceny wartości złóż kopalin stałych w cyklu życia projektu górniczego. Cuprum, Wrocław, 118-121.
• [9] Mielniczuk L., Laszczak J., Zdunek A., 2000. Chodnikowy system eksploatacji węgla z lokowaniem kamienia. Szkoła Eksploatacji Podziemnej, Kraków, 273-284.
• [10] Mol P., Kolasa J., 2000. Eksploatacja resztkowej parceli pokładu 405 w kopalni „Staszic”. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie, 7, 18-24.
• [11] Płaneta S., Wirth H., Kudełko J., Grotowski A., Ofman P., 2000. Metoda oceny techniczno-ekonomicznej projektów geologiczno-górniczych. Cuprum, 14, 5-68.
• [12] Saługa P., 2009. Ocena ekonomiczna projektów i analiza ryzyka w górnictwie. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków, 8, 95-99, 123-124, 153-165.
• [13] Turek M., Lubosik Z., 2008a. Identyfikacja resztkowych parcel węgla kamiennego. Wiadomości Górnicze, 3, 182.
• [14] Turek M., Lubosik Z., 2008b. Sposoby wybierania resztkowych parcel pokładów węgla kamiennego. Wiadomości Górnicze 3, 314-327.
• [15] Wodarski K., 2009. Zarządzanie ryzykiem w procesie planowania strategicznego górnictwie węgla kamiennego. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, s. 133-134.
• [16] Wodarski K., 2014. Możliwości techniczne projektowania eksploatacji resztkowych złóż węgla kamiennego w kopalniach Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Difin, Warszawa, 42-85.
• [17] Zorychta A., Chojnacki J., Krzyżowski A., Chlebowski D., 2008. Ocena możliwości wybierania resztkowych partii pokładów w polskich kopalniach węgla kamiennego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi 24, 1/2, 169-184.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)