CALCULUL RESURSELOR si/sau REZERVELOR DE CARBUNI

CALCULUL RESURSELOR si/sau REZERVELOR DE CARBUNI

Scopul si finalitatea cercetarilor geologice (prospectiuni si/sau explorari) pentru carbuni este sa permita o cat mai buna cunoastere a caracteristicilor cantitative si calitative, adica sa furnizeze date precise necesare calculului de resurse si/sau rezerve de carbuni.

Inainte de a aborda metodele de calcul al resurselor/rezervelor de carbuni se impune precizarea unor termeni in sensul celor cuprinse in:

1. Clasificarea-cadru a Natiunilor Unite

Definitii:

Resursa minerala* (RM) este orice acumulare de substanta naturala din scoarta terrestra, rezultata in urma unor procese geologice si care poate fi folosita direct sau prin prelucare in activitatea economico -sociala.

Orice acumulare de RM care poate fi valorificata economic in conditiile tehnic-economice existente se numeste zacamant (ZC).

Partea din zacamint determinata calitativ si cantitativ prin lucrari de explorare si exploatare, ale carei conditii tehnice si economice de valorificare sunt cunoscute, se numeste rezerva (RZ) (sau resursa exploatabila).

Clasificarea RM in grupe si categorii

In clasificarea RM si a RZ sunt utilizate criteriile:

geologic (G) = gradul de cunoastere a conditiilor geologice (in mai multe faze);

fezabilitate(F) = gradul de cunoastere a indicatorilor tehnici si economici (exploatare, preparare, prelucrare) si

viabilitatea valorificarii economice (E)

Pentru fiecare dintre criterii, gradul lor de cunoastere se reprezinta numeric prin cifrele 1, 2 si 3, prima cifra (1) indica gradul cel mai inalt de cunoastere. Din combinatia criteriilor cu cele trei grade de cunoastere rezulta o codificare numerica din trei cifre a resurselor minerale si rezervelor cu urmatoarea semnificatie:

prima cifra economicitatea exploatarii; (axa E)

a doua gradul de cunoastere a indicatorilor tehnico-economici de exploatare (axa fezabilitatii F) si

a treia cifra reprezinta gradul de cunoastere a conditiilor geologice (axa G) in care se afla acumularea si/sau zacamantul.

*) datele prezentate in acest capitol sunt prelucrate dupa Monitorul Oficial al Romaniei nr.330 bis din 1.09.1998 si completate cu United Nations International Framework Classification for Reserves/Resources - Solid Fuels and Mineral Commodities. Edit.UNESCO

In functie de gradul de cunoastere a posibilitatilor de valorificare RM pot fi: identificate si valorificabile.

Grupa RM identificate (RMI) este constituita din RM evaluate numai pe baza datelor de cunoastere geologica, considerate de interes economic, insa fara o apreciere a posibilitatilor de valorificare economica. Pe masura cresterii gradului de cunoastere a conditiilor geologice RM identificate se clasifica in categoriile: posibile, indicate si masurate.

Grupa RM valorificabile reprezinta acea parte a RM indicate si/sau masurate pentru care studiile de prefezabilitate si fezabilitate arata economicitatea punerii in valoare (conjuncturale) sau aprofundarea cercetarii geologice si/sau tehnologice (potentiale)

Clasificarea RM in categorii se face in functie de gradul de cunoastere a fiecare dintre cele trei criterii in ordine crescatoare astfel:

resurse minerale identificate

o      posibile (cod 333)

o      indicate (cod 332)

o      masurate (cod 331)

resurse minerale valorificabile

o      potentiale (cod 221 + 222)

o      conjuncturale (211)

Observatie: RM identificate + RM valorificabile = RM totale

Categoria RM posibile (cod 333) cu grad de cunoastere are un caracter informativ, cu o estimare a cantitatii si calitatii cu grad scazut de siguranta si nivel de incredere aproximativ, dar pe baza carora se poate solicita continuarea cercetarii geologice.

Categoria RM indicate (cod 332) cuprinde RM identificate pe baza explorarii generale cu carcater preliminar si evaluate in documentatii numai pe baza datelor de cunoastere geologica. In acest caz aprecierea cantitativa si caltativa prezinta un grad de incredere rezonabil si pe baza acestora pot fi proiectate lucrari in vederea cresterii gradului de cunoastere. Increderea in aprecierea RM 332 este mai mica de 70 %, eroarea in cunosterea geologica si a parametrilor cantitaivi si calitativi este mai mare sau egala cu 30 %.

Categoria RM masurate (cod 331) sunt studiate complet geologic prin explorare de detaliu si evaluate in documentatii bazate numai pe date geologice. Estimarea caracteristicilor cantitative si calitative cere un grad inalt de incredere. In ceea ce priveste indicatorii tehnico-economicii, acestia sunt insuficient cunoscuti, dar gradul de cunoasterea a parametrilor gitologici calitativi si cantitativi permite acceptul pentru continuarea cercetarilor in vederea determinarii conditiilor tehnico-economice de exploatare.

Increderea in determinarea RM 331 este de 90-95 % a conditiilor geologice si a caracteristicilor gitologice este de 10 - 15 %.

Categoria RM valorificabile potential (cod 221 - 222) reprezinta RM masurate si/sau indicate al caror studiu de prefezabilitate demonstreaza posibilitatea exploataarii in conditii tehnice si economice existente, ca urmare a cunoasteri tehnice si /sau a conditiilor de zacamant analizate prin studiu de fezabilitate.

Categoria RM valorificabile conjunctural (cod 211) sunt complet cunoscute geologic si tehnico-economic, dar studiul de fezabilitate arata ca, deocamdata, nu se justifica exploatarea in conditiile economice existente in prezent.

Grupa rezervelor ( Resurse exploatabile) constituie partea din RM masurate si/sau indicate, pentru care, pe baza studiilor de prefezabilitate si fezabilitate, s-a demonstrat ca in prezent pot fi exploatate in conditii economice. RZ se clasifica in categoriile: probabile si dovedite.

Categoria RZ     probabile ( cod 121 + 122) reprezinta partea din RM indicate si/ sau masurate care prin studiul de prefezabilitate se dovedeste ca exploatarea poate fi economica.

Categoria RZ dovedite (cod 111) reprezinta partea din RM masurate pentru care, pe baza unui studiu de fezabilitate sau a activitatii miniere desfasurate in mod curent in zonele de explorare de detaliu, s-a facut demonstratia sunt exploatabile in conditii economice

In tabelul 18 sunt prezentate sintetic grupele si categoriile de resurse si rezerve, precum si codurile acestora.

Tabelul 18. Clasificrea rezervelor si resurselor

*

Intrucat multe dintre vechile documentatii referitoare la rezerve mai sunt inca in uz este necesara cunoasterea corespondentelor cu noul cadru de clasificare. De altfel, acest cadru a fost conceput pentru armonizarea si intelegerea la nivel global, intre specialisti, a tipurilor de resurse si rezerve si nu pentru a inlocui terminologiile utilizate in diferite state. In acest sens precizam ca intre conventia cadru si clasificarea existenta in Romania, la nivelul rezervelor si resurselor, deocamdata, se practica urmatoarea corespondenta:

Categoria RZ dovedite (cod 111) corespunde rezervelor din categoria A

Categoria rezerve probabile (cod 121+ 122) corespunde rezervelor din categoria B si C1

Resursele din categoria RM posibile (cod 211, 221, 331, 332 si 333) intra in categoria C2.

Faptul ca intre RM din categoriile: indicate (cod 332), masurate (cod 331), valorificabile potential (cod 221 - 222) si valorificabile conjunctural (cod 211) au corespondenta in clasificarea practicata in Romania, tot in categoria rezervelor C2, se justifica prin conditiile tehnice, economice si politice din perioada in care au fost elaborate.

Pentru a mai rapida intelegere a clasificarii in categorii a RM si RZ in Documentul Cadru a fost elaborata o reprezentare tridimensionala codificata a acestora (fig. 17 ), pornind de la existenta a celor trei criterii de baza fiecare dintre acestea fiind reprezentate printr- a axa: axa geologica (G), axa fezabilitatii (F) si axa economica (E).

Fig.16 - Proiectia tridimensionala a celor trei axe si modul cum

se face codificarea in functie de gradul de cunoastere a

fiecarui criteriu E,F si G

2. Calculul rezervelor de carbuni

Finalitatea lucrarilor de prospectiune si/sau explorare o constituie determinarea caracteristicilor cantitative si calitative ale cabunilor, dintr-un zacamant, adica calculul resurselor/ rezervelor acestora.

Pentru calculul resurselor si/sau rezervelor de carbuni, in functie de etapa de cercetare geologica, sunt necesare o serie de operatiuni: delimitarea perimetrului cu continut in carbuni, cunoasterea succesiunii statigrafice cu stabilirea de repere litologice, petrografice etc. necesare pentru identificarea si sinonimizarea stratelor de carbuni in sectiuni geologice longitudinale si transversale, construirea hartilor cu izobate la baza fiecarui strat si identificarea accidentelor tectonice, construirea hartilor cu izopahite pentru fiecare strat sau grupe de bancuri ce pot fi exploatate separat, caz in care sunt calculate independent, cunoasterea proprietatilor tehnice ( continutul in cenusa, apa, putere calorifica, pentru carbunii superiori si a continutului in volatile si pentru toate tipurile de carbuni continutul in sulf combustibil) pentru toate acestea, in functie de beneficiar, se pot construi harti cu izolinii.

Evaluarea resurselor minerale si/sau a rezervelor se realizeaza prin interpretarea rezultatelor lucrarilor de cercetare geologica (recunoastere, prospectiune si explorare generala si de detaliu), inclusiv din determinarile de laborator, din studiile si cercetarile tehnologice si din lucrarile de exploatare miniera.

Din schema prezentata in fig.17 rezulta ca, in conformitate cu Clasificarea Cadru a ONU, evaluarea geologica se face in patru etape principalele, spre deosebire de celelalte criterii, respectiv economic (E) si de fezabilitate (F), care au doar cate trei grade de cunoastere de la 1-3. Astfel, criteriul geologic (G) are patru grade de cunoastere (etape), fiecaruia corespunzandu-i o anumita categorie de resurse:

recunoastere (4) - resurse evidentiate

prospectiune (3) - resurse presupuse

explorare generala (2) - resurse indicate

explorare detaliata (1). - resurse masurate

Evident, din combinarea explorarii generale cu studii de prefezabilitate rezulta rezervele probabile si resursele evidentiate, iar prin combinarea explorarii detaliate cu stdiul de fezabilitate sau raportul de exploatare (in cazul cand avem un zacamant in exploatare si se impune extinderea exploatarii) rezulta rezervele probabile, adica rezervele 111 care intra in exploatare si resursele evidentiate prin studiul de fezabilitate.

Fig. 17 - Schema clasificarii cadru a ONU. Corespondenta intre gradele de cunoastere

si tipurile de resurse si/sau rezerve.

Dupa terminarea lucrarilor de prospectiune pentru carbuni se impune delimitarea perimetrului (fig.18) pentru care se face calculul de rezerve. In acest sens se traseaza trei contururi:

primul, conturul intern, uneste toate forajele/lucrarile miniere in care s-au semnalat ultimile aparitii ale stratului de carbune pentru care se face calculul

al doilea, conturul extern, se trage la jumatatea distantei intre un foraj/lucrare miniera in care a aparut stratul si in primul alaturat in care nu a aparut si

al treilea, conturul mediu , se trage la jumatatea distantei intre cele doua conture de mai sus; aceast contur delimiteaza suprafata pentru care se face calculul de rezerve.

Fig.18 - Schema delimitarii suprafetei de calcul prin trasarea conturelor: intern, extern

si mediu, acesta din urma delimiteaza suprafata pentru calculul de resurse/rezerve

Resursele/rezervele de carbuni dintr-un zacamant se calculeaza pe fiecare strat in parte, pe grupe si categorii. In aceste rezerve, in cazul stratelor compuse sunt incluse si intercalatiile sterile care nu pot fi separate in cursul exploatarii, grosimea totala a acestor intercalatii se stabileste prin norme interne ale ANRM (Agentia Nationala pentru Resurse Minerale).

In vederea calculului de rezerve se impune cunoasterea urmatorilor parametri:

suprafata de extindere a stratului de carbune

grosimea stratului de carbune,

greutatea volumetrica a carbunilor,

continutul mediu in cenusa la proba anhidra Aanh

umiditatea totala si

puterea calorifica inferioara.

Metodele de calcul al rezervelor depind de mai multi factori: tipul de zacamant, tectonica etc. Astfel, pentru zacamintele simple se aplica metoda mediei aritmetice. Conform acestei metode se traseaza conturul mediu dupa metodologia de mai sus, apoi se planimetreaza suprafata delimitata de acesta (S_str) si se calculeaza o grosime medie a stratului (G_med).

Apoi cu formula V_str = S_str x G_med ( exprimat im m³)

Pentru obtinerea Rstr = Vstr x gvol = tone carbune

Desi rapida aceasta metoda prezinta deyavantaje in cazul stratelor groase care se vor exploata in mai multe felii si nu se poate aplica cand zacamantul prezinta complicatii structurale ori morfologice.

Metoda blocurilor geologice, o varianta a metodei aritmetice, dar cu posibilitatea de a vedea si modul de distributie in spatiu a grosimii srtatului, deoarece zacamantul se imparte conventional in blocuri care prezinta grosimi cat mai echilibrate. Calculul se face pe fiecare bloc in parte, iar in final se insumeaza volumul/rezerva pentru toate blocurile geologice.

Metoda panourilor de exploatare se utilizeaza la zacaminte orizontale, slab pana la mediu inclinate, in care are deja loc exploatarea unor panouri si sunt execuatae o serie de lucrari miniere dispuse atat pe inclinarea stratului, cat si pe directie. Se aplica in mod special pentru promovarea rezervelor 121 in 111.

O metoda buna pentru strate orizontale sau slab inclinate este cea a izoliniilor de egala grosime (izopachite). Pentru fiecare grup de doua izopahite se masoara suprafata marcata la jumatatea distantei a doua izopahite consecutive si aceasta se imulteste cu grosimea medie rezultata din foraje.

In prezent, pentru toate metodele se recomanda prelucraea datelor asistata pe calculator, in prezent exista multe programe care permit masurarea exacta a suprafetei si de aici un plus de exactitate in desfasurarea operatiunilor de calcul al rezervelor de carbuni. Un astfel de calcul computerizat cu rezultate foarte bune a prezentat Scortariu (2007) pentru zacaminte de carbuni din perimetrul Jilt (Bazinul carbogenerator Oltenia).