Ú V O D
Nerost a ložiska nerostů jsou základem ekonomiky nerostných surovin. Množství nerostů v ložisku a výše těžby rozhoduje o životnosti ložiska, která je jedním ze základních parametrů pro hodnocení ekonomické efektivnosti osvojování ložisek nerostů. Základní termíny ekonomiky nerostných surovin (nerost, ložisko nerostů, zásoby ložiska nerostů) jsou však rozhodující nejen pro odvozování ekonomických ukazatelů, ale i pro oblast legislativy, upravující procesy průzkumu, otvírky, těžby, dobývání i zahlazování důlních škod.
NEROST
Nerost je základním termínem ložiskové geologie, která stejně jako obory zabývající se ekonomikou ložisek nerostů a nerostných surovin, definuje tento institut odlišně od mineralogie.
MINERALOGIE:
Nerost je především anorganická homogenní přírodnina pevného či kapalného skupenství (výjimku tvoří např. některé organické sloučeniny vznikající geologickými procesy), tvořící součást naší Země, jejichž chemické složení se dá vyjádřit chemickým vzorcem (např. obr. 1).
Obr. 1: Ledvinitý zelený malachit - M'sesa, Katanga, Kongo - Cu2(CO3)(OH)2
Nerost ze skupiny měďnatých rud. Velikost vzorku 10×7 cm.
Sbírky Geologického pavilonu VŠB-TU Ostrava, foto J. Jirásek 2006.
LOŽISKOVÁ GELOGIE:
Nerosty jsou všechny pevné, plynné i kapalné části zemské kůry, které jsou, nebo v budoucnu by mohly být, využitelné lidskou společností (obr. 2).
Pozn: Za nerosty se proto v ložiskové geologii a příbuzných oborech považují také uhlí, zemní plyn, ropa, žula, písek aj.
V právních úpravách většiny států se nerosty dělí na vyhrazené a nevyhrazené.
Vyhrazené nerosty (přesněji jejich ložiska) nejsou součástí pozemku a jsou vlastnictvím států.
· Nevyhrazené nerosty (přesněji jejich ložiska) jsou součástí pozemku a jsou proto vlastnictvím majitele pozemku.
Vyhrazené nerosty bývají v příslušném zákonu (zpravidla v horním zákonu) vyjmenovány. V České republice jde o zákon č. 44/1988 Sb. o ochraně a využití nerostného bohatství (horní zákon).
Obr. 2: Drúza krystalů sádrovce medové barvy - Kateřinky u Opavy- CaSO4 · 2 H2O
Nerost ze skupiny nerud. Velikost vzorku 10×7 cm.
Sbírky Geologického pavilonu VŠB-TU Ostrava, foto J. Jirásek 2006.
LOŽISKO NEROSTŮ
Ložisko nerostů je přírodní nahromadění nerostů (případně též nahromadění vzniklé hornickou činností), které má smluvně určené kvantitativní a kvalitativní vlastnosti.
Většina nerostů, které jsou využívány lidstvem, jsou v zemské kůře obsaženy v nízkých koncentracích. Průměrné složení zemské kůry se vyjadřuje obsahem jednotlivých prvků v % (nikoliv nerostů). Tyto hodnoty se označují jako tzv. klarkové hodnoty (tab. 1.). Aby bylo možno nerosty technicky a ekonomicky využívat, je nutno vyhledat v zemské kůře prostorová tělesa, ve kterých mají tyto prvky (či nerosty, které tyto prvky obsahují) zvýšené koncentrace. Takovým tělesům se říká ložiska nerostů.
Tab. 1: Vztah průměrných koncentrací vybraných prvků v zemské kůře,
obsahu užitkové složky v typických rudách a tzv. koeficientu nabohacení
v ložiskových akumulacích (Gocht et al. 1988)
Pozn.: „Klarkové hodnoty“ a od nich odvozené tzv. hodnoty nabohacení nejsou prvotně určeny pro účely ložiskové geologie a ekonomiky nerostných surovin. Proto jejich nekritické přejímání může vést v některých případech k omylům. Příkladem může být hliník, jehož „klark“ dosahuje vysokých hodnot. Hliník je totiž obsažen např. v živcích, které jako horninotvorné minerály se vyskytují v zemské kůře ve značných množstvích. Ty se však pro výrobu hliníku nepoužívají. Hliník se v současnosti vyrábí pouze z bauxitu.
Ložiska nerostů se klasifikují podle různých hledisek (Jirásek et al. 2010). V ekonomice nerostných surovin se nejčastěji používá technicko-ekonomická klasifikace, která ložiska rozděluje na:
-
· rudy – rudy jsou nerosty, ze kterých se získávají kovy (obr. 1)
-
· nerudy – nerudy jsou přirozené asociace minerálů, z nichž je možno získat jeden nebo více nekovových prvků a jejich sloučenin, nebo je využívaná pro svoje chemické nebo fyzikální vlastnosti (obr. 2)
-
· kaustobiolity – kaustobiolity jsou nerosty organického původu, z nichž lze získávat energii (obr. 3) popř. některé z nich jsou využívány i v jiných odvětvích průmyslu (např. v chemickém).
Ložiska energetických surovin představují ložiska kaustobiolitů včetně ložisek radioaktivních nerostů.
Obr. 3: Černé uhlí (lesklé uhlí páskované) – Nýřany, Masarykův jubilejní důl, I. sloj.
Nerost ze skupiny energetických surovin (kaustobiolitů). Velikost vzorku 12×9 cm.
(sbírky Geologického pavilonu VŠB-TU Ostrava, foto J. Jirásek 2010)
Pozn.: Institut „nerostné bohatství“ se
v tomto pojetí liší od jeho definice v současné
legislativě České republiky.
ZÁSOBY LOŽISEK NEROSTŮ
Zásoby výhradního ložiska jsou zjištěná a ověřená množství vyhrazených nerostů ložiska nebo jeho části odpovídající podmínkám využitelnosti bez ohledu na ztráty při jejich využívání.
Vypočtené a klasifikované zásoby ložiska jsou začátkem cesty k hodnocení a osvojení ložisek nerostů a transformace přírodovědního obrazu ložiska do jeho technicko-ekonomické podoby.
Zásoby se počítají v různých jednotkách:
1. v objemových jednotkách (např. v metrech krychlových, litrech, barelech):
ZV = V
kde:
V = P.m
ZV .. zásoby v objemových jednotkách
P…. plocha ložiskového tělesa,
m… mocnost ložiskového tělesa,
V…. objem ložiska
Příklad : zemní plyn (m3), štěrkopísky a písky (m3)
2. ve váhových jednotkách (např. v tunách, v kilotunách: 1 kt = 1000 t):
Z = V.g
kde:
Z … zásoby ve váhových jednotkách
V…. objem ložiska
g…. objemová hmotnost
Příklady: černé uhlí (kt), zlato (kilogramy, tuny)
Pozn.: Je třeba rozlišovat nerosty (jako užitkovou složku), rudu (která obsahuje nerosty a neužitkovou složku - např. u rudních žil), těženou surovinu (která obsahuje nerosty, neužitkovou složku a hlušinu - např. z překopů aj). Těmto skutečnostem je třeba výpočet zásob přizpůsobit.
3a. U rud nás kromě váhy suroviny často zajímá i váha kovu. Je-li obsah užitkové složky stanoven ve váhových jednotkách (např. gramech na tunu) vypočte se váha kovu:
Zpv = V.g. pV
kde:
Zpv, váha kovu
pV…obsah užitkové složky ve váhových jednotkách
V…. objem ložiska
g…. objemová hmotnost
Příklad: zlato, stříbro (g.t-1), kasiterit v rozsypových ložiscích, slída (kg.m-3), diamanty (karát. t-1, 1 karát= 0,2 g).
Pozn.: Existuje velká variabilita ve způsobu vykazování obsahu užitkové složky. Rozhoduje často tradice. Těmto skutečnostem je třeba výpočet zásob přizpůsobit.
3b. U rud, v případě, je-li obsah užitkové složky stanoven v procentech, vypočte se váha kovu:
Z% = 0,01.V.g.p%
kde:
Z% … váha kovu
p% … obsah užitkové složky v procentech
V…. objem ložiska
g …. objemová hmotnost
Příklady: olovo (%), zinek (%), baryt (%)
DRUHY ZÁSOB A JEJICH ROZDĚLENÍ
Zásoby ložiska stanovené výpočtem zásob vycházejí z platných podmínek využitelnosti zásob (kondic). Pro zásoby stanovené podle kondic se dříve zásob používal termín „geologické zásoby“.
Z dlouholetých zkušeností z dobývání ložisek je známo, že tyto „geologické“ zásoby jsou vždy větší, než je množství zásob, které je z ložiska skutečně vytěženo. Proto se ze zásob stanovených výpočtem zásob („geologických zásob“) odvozují tzv. „vytěžitelné zásoby“.
Definice vytěžitelných zásob podle platného horního zákona ČR (č. 44/88 Sb.) je následující:
Vytěžitelné zásoby jsou bilanční zásoby zmenšené o hodnotu předpokládaných těžebních ztrát souvisejících se zvolenou technologii dobývání nebo s vlivem přírodních podmínek.
Tato definice vytěžitelných zásob však nevystihuje plně obsah vytěžitelných zásob. V současnosti se vytěžitelné zásoby zpravidla definují způsobem, který lépe vystihuje jejich podstatu:
Vytěžitelné zásoby jsou částí bilančních zásob volných, o níž se předpokládá, že ji bude možno vytěžit.
Tato definice, vyjádřená pomocí institutů platného horního zákona ČR, by měla následující podobu:
Vy = BVOL – (Z + O + ZM)
kde:
Vy vytěžitelné zásoby,
BVOL bilanční volné zásoby,
Z ztráty (vně i uvnitř těžebních bloků),
O odpisy zásob,
ZM změny zásob (zejména geologickým průzkumem, přehodnocením).
Pozn.: I od této definice však v praxi existují odchylky. Vytěžitelné zásoby se totiž stanovují v některých případech i ze zásob vázaných, v ojedinělých případech i ze zásob nebilančních. Je třeba mít na paměti, že změny zásob (ZM) mohou nabývat kladných i záporných hodnot.
Pro odvození zásob konkrétního ložiska stanovuje těžební firma zpravidla metodický postup.
ROZDÍL MEZI VYTĚŽITELNÝMI A GEOLOGICKÝMI ZÁSOBAMI
Dlouho diskutovaným problémem, který byl rovněž příčinou zpochybňování úlohy vytěžitelných zásob, byla otázka příčin, které vedou k tomu, že skutečně vytěžená množství zásob z ložiska jsou vždy menší než zásoby, které byly původně na ložisku vypočteny.
Velmi těžce se prosazoval názor, že důvodem tohoto rozdílu je:
· podrobnější poznávání zásob procesu průzkumu i těžby ložiska, při jejich převodu do vyšších kategorií prozkoumanosti, použité systémy otvírky ložiska, těžební technologie i další příčiny.
Ještě složitější bylo vysvětlit, že převaha záporných změn zásob v procesu detailnějšího poznávání zásob, je také dána:
· charakterem ložiskového průzkumu a způsobem jeho zpřesňování,
· způsobem odvozování bilančních a nebilančních zásob ložisek nerostů ve výpočtech zásob.
Důvody rozdílů mezi „geologickými“ a „vytěžitelnými“ zásobami, které jsou nyní spojovány s metodickými postupy výpočtů zásob, byly dříve označovány jako:
důvody vyplývající z mineralogicko - přírodní koncepce stanovování zásob v rámci jejich výpočtů.
Dnes se tento důvod transformuje do definice, že:
- ložiskový-průzkum má svým charakterem, obdobně jako výpočty zásob, které nejsou ničím jiným, než jeho vrcholným vyhodnocením, tendenci popisovat ložiska jako přírodní objekty, zatímco jejich využití leží zcela v oblasti technické a ekonomické.
Použití nadhodnocených stavů „geologických“ zásob by mělo dramatické dopady na výsledky hodnocení ekonomického a technického významu ložisek, zejména při projekci nových dolů. Docházelo by k zásadním rozdílům mezi předpokládanými a skutečnými geologickými a báňsko-technickými podmínkami dobývání ložiska, zejména však mezi předpokládanými a skutečnými ekonomickými parametry ložiska, jeho životností a následně všemi základními ekonomickými hodnotami těžby ložiska (např. investiční náročnost, náklady na těžbu aj.). Skutečné dosahované ekonomické výsledky těžby ložiska by byly horší než projektované parametry.
Dnešní pojetí vytěžitelných zásob vychází ze současného řešení modelu zásob ložisek nerostů, který dává přednost dvoustupňovým modelům. Rovněž v rámci odvozování vytěžitelných zásob se uplatňují tři stupně: stupeň geologický a báňsko-technický a stupeň ekonomický (obr. 3).
Obr. 3: Ukázka struktury a vzájemného vztahu zásob - ekonomicky vytěžitelných,
vytěžitelných a netěžitelných (Sivek, 1991).
Toto dělení má své zkušenostmi doložené opodstatnění založené na pravidlu, že ekonomicky hodnotit má význam jen ty zásoby, které jsme schopni pro jejich geologické a báňsko-technické podmínky těžit.
Praktickou ukázkou využití vytěžitelných zásob jsou především analýzy pracující s životností dolů, s životnosti investic a podobně (obr. 4). Jejich výchozím parametrem, na kterém jsou tyto analýzy založeny, jsou právě vytěžitelné (resp. ekonomicky vytěžitelné) zásoby.
Obr. 4: Přehled životnost zásob hnědého uhlí a lignitu dle dolů
(Zpráva Nezávislé odborné komise pro posouzení energetických potřeb
České republiky v dlouhodobém časovém horizontu)
LITERATURA
Gocht W. R., Zantop H., Eggert R.G.: International mineral economics. Springer Verlag Berlin – Heidelberg, 1988.
Jirásek, J., Sivek, M., Láznička, P.: Ložiska nerostů. Ostrava: Anagram, 2010.
Sivek, M.: Řešení transformace systému hospodaření s uhelnými zásobami na podmínky tržní ekonomiky. MS VŠB-TU Ostrava, Ostrava, 1991.
Sivek, M.: Zásoby ložisek nerostů. Ostrava: VŠB – Technická univerzita, 2006. 174 s. + CD-ROM.
Zákon č. 44/1988 Sb. o ochraně a využití nerostného bohatství (horní zákon). In Jirásek, J., Sivek, M., Láznička, P.: Ložiska nerostů. Ostrava: Anagram, 2010. Dostupno též [cit. 2012-10-11] z www:<URL: > http://geologie.vsb.cz/loziska/loziska/index.html
Zpráva Nezávislé odborné komise pro posouzení energetických potřeb České republiky v dlouhodobém časovém horizontu. Úřad vlády ČR, 2008. Dostupno též [cit. 2009-8-7] z www:<URL: > http://www.vlada.cz/assets/ppov/nezavisla-energeticka-komise/aktuality/zpravanek081122.pdf