Содержание к диссертации
Введение
1. Характеристика проблемы обоснования кондиций при открытой разработке сложноструктурных угольных месторождений 8
1.1 Роль открытого способа добычи и краткая характеристика сырьевой базы 8
1.2. Особенности разработки сложноструктурных месторождений... 13
1.3. Практика обоснования кондиций 21
1.4. Анализ научных исследований по обоснованию кондиций 25
1.5. Цель, задачи и методы исследования 30
2. Анализ основных факторов, влияющих на обоснование кондиций 32
2.1. Взаимосвязь основных факторов, определяющих кондиции 32
2.2. Влияние кондиций на уровень использования запасов месторождения и качество угля 35
2.3. Зависимость экономических и экологических показателей добычи и сжигания углей от кондиций 42
2.4. Влияние социальных факторов на обоснование кондиций 48
Выводы по главе 56
3. Методика экономического обоснования кондиций на уголь 58
3.1. Критерии оценки кондиций на уголь с учетом распределения угля 58
3.2. Экономико-математическая модель распределения угля 62
3.3. Экономико-математическая модель обоснования кондиций и общая структура методики 68
Выводы по главе 78
4. Комплексное обоснование кондиций, технологии и механизации добычных работ при доработке Черемховского месторождения 82
4.1. Постановка задачи. Краткая характеристика сырьевой базы 82
4.2. Формирование вариантов технологии добычи и соответствующие им кондиций 87
4.3 Обоснование кондиций на выемочную мощность 90
Выводы по главе 97
Заключение 98
Литература 101
Приложение 1 110
Приложение 2 116
- Роль открытого способа добычи и краткая характеристика сырьевой базы
- Взаимосвязь основных факторов, определяющих кондиции
- Критерии оценки кондиций на уголь с учетом распределения угля
- Постановка задачи. Краткая характеристика сырьевой базы
Введение к работе
В условиях общего спада производства угольная отрасль России переживает тяжелый социально-экономический кризис. При этом потребность и особенно платежеспособный спрос на угольное топливо неуклонно сокращаются, и вместе с тем происходит снижение производственного и экономического потенциала отрасли в целом.
Однако, учитывая важное стратегическое значение угольной промышленности в обеспечении энергетической безопасности страны, одна из главных задач дальнейшего развития отрасли состоит в создании предпосылок для стабилизации работы предприятий по добыче угля и предотвращения социально-экономического кризиса.
В Российской федерации действует 68 угольных разрезов, общая добыча которых в 1998 г. была 147,5 млн.т, что составило 66,8 % от общего объема добычи угля. Более 60 % объемов добычи на карьерах приходится на сложноструктурные месторождения, которые становятся основной сырьевой базой развития открытого способа угледобычи. Разработка сложноструктурных месторождений имеет ряд особенностей, для них характерно наличие большого числа угольных и породных пластов и про-пластков различной мощности и с различными качественными характеристиками.
Для сложноструктурных угольных месторождений, уровень использования запасов, технико-экономические показатели добывающих и перерабатывающих предприятий во многом определяются принятыми кондициями, основными показателями которых являются минимальная выемочная мощность и максимальная зольность. Ошибки при обосновании кондиций приводят к нерациональному использованию недр, неправильному выбору мощности разрезов, техники и технологии разработки и, в конеч ном счете, к экономическому ущербу, который невозможно возместить.
В настоящее время с появлением новой горной техники - добычных комплексов, позволяющих вести селективную выемку тонких (до 0,2 м) угольных и породных пропластков, изменение кондиций может существенно изменить структуру угольного месторождения (мощность и количество рабочих пластов), и как следствие увеличить запасы месторождения, мощность угледобывающего предприятия или продлить срок эксплуатации разрезов, улучшить качество добываемого угля и повысить конкурентоспособность. Следовательно, возможны направления изменения структуры угольного месторождения, способствующие ее совершенствованию. При этом реструктуризация месторождения должна учитывать общие и региональные особенности и тенденции рынка.
Таким образом, проблема экономического обоснования кондиций на уголь объединяет вопросы рационального использования природных ресурсов, качества продукции и эффективности работы угольных предприятий топливно-энергетического комплекса и является одной из важнейших, особенно в условиях рыночной экономики.
Цель работы - экономическое обоснование кондиций при открытой разработке сложноструктурных угольных месторождений, обеспечивающее повышение уровня использования природных ресурсов, улучшение качества угля и технико-экономические показателей по всему циклу производства электроэнергии.
Идея работы заключается в комплексном подходе к обоснованию кондиций с позиций регионального топливно-энергетического комплекса с учетом природных, экологических, социальных и экономических факторов.
Объект исследования: угольные разрезы, разрабатывающие сложно-структурные месторождения.
Предмет исследования: кондиции на уголь.
Научные положения, разработанные лично соискателем, заключаются в следующем:
1. Кондиции на уголь при открытой разработке сложноструктурных месторождений следует определять на основе установленных зависимостей между минимальной выемочной мощностью, качеством добываемого угля, объемом промышленных запасов и технико-экономическими и экологическими показателями не только добычи угля, но и его сжигания на электростанциях.
2. Кондиции на выемочную мощность следует определять с позиции топливно-энергетического комплекса с учетом социально-экономической обстановки и изменения конъюнктуры на рынке угля в регионе.
3. Экономическое обоснование кондиций на уголь целесообразно осуществлять по разработанной методике, включающей: формирование вариантов технологий добычи и сжигания угля в динамике развития разрезов и электростанций, формирование годовых вариантов состояния региональной топливно-энергетической системы в целом, включая оптимизацию объемов добычи угля на разрезах и их распределение по электростанциям, построение альтернативного графа динамики развития энергосистемы во времени, оптимизацию методом динамического программирования на основе нелинейной динамической экономико-математической модели.
Новизна работы заключается в комплексном подходе к обоснованию кондиций, с учетом не только геологических, технологических, но и социальных, экономических и экологических факторов, с позиций региональной топливно-энергетической системы.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:
? анализом представительного статистического материала по данным геологической разведки и работы разрезов и электростанций;
? корректным использованием методов статистического анализа, линейного и динамического программирования;
? технико-экономическими расчетами и положительными результатами апробации разработанной методики для экономического обоснования кондиций на выемочную мощность при разработке Северной площади Черемховского угольного месторождения.
Научное значение работы состоит в разработке методических принципов экономического обоснования кондиций с учетом изменения конъюнктуры рынка угля, социально-экономических и экологических факторов с позиций регионального топливно-энергетического комплекса.
Практическое значение работы состоит в том, что предложенная методика и разработанная экономико-математическая модель, позволяют определять кондиции на уголь, обеспечивающие повышение уровня использования запасов сложноструктурных месторождений, снижение экологической нагрузки и затрат по всему циклу производства электроэнергии.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанная методика была использована при открытой разработке Северной площади Черемховского месторождения.
Апробация работы. Диссертационная работа, ее отдельные положения докладывались на семинарах "Экономика и менеджмент использования георесурсов в России" в рамках "Недели горняка - 99" и "Информационные технологии в экономике минерально-топливного сектора" на международной конференции "Новые идеи в науках о земле".
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано четыре статьи, содержащие основные положения диссертации.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения,
четырех глав и заключения, содержит 17 рисунков, 21 таблиц, список литературы из 90 наименований.
Роль открытого способа добычи и краткая характеристика сырьевой базы
По состоянию на 01.01.98 г. в Российской Федерации действовало 68 угольных разрезов общая добыча которых составила 14,3 млн.т. Добыча ведется на предприятиях разных форм собственности, объединенных в 20 акционерных обществ, производственных объединений, концернов. Открытый способ угледобычи прочно занял главенствующее место в угольной промышленности России. Доля открытого способа добычи в общей добычи угля постоянно повышалась. Это происходило как за счет падения добычи угля подземным способом, за счет ликвидации особо убыточных неперспективных шахт, так и за счет существенно меньшего спада объемов открытой угледобычи по сравнению с общим падением объемов добычи.
На рисунке 1.1. показаны объемы добычи угля в России (общие и открытым способом, а также доля открытого способа в общем объеме добычи) за период с 1960 г. по 1994 г.
В силу ряда известных преимуществ: более высокой производительностью труда, существенно меньшей себестоимостью (в 2 - 3 раза), меньшим уровнем травматизма и ряда других, открытый способ общепризнан как наиболее перспективный.
Различными организациями ("Росуголь", ИНКРУ, ИГД им. А.А. Ско-чинского, ЦНИИЭИ Уголь, Всемирный банк) составлялись различные прогнозы развития угольной промышленности России. Даже в самом пессимистическом сценарии Всемирного Банка (таблица 1.1.) предусматривалось существенно меньшее падение по сравнению с подземным способом,
Таким образом, в последние годы происходит увеличение доли открытого способа добычи в общем объеме производства угля: если в 1991г. доля открытого способа добычи составляла 55%, то в 1996 г. составила 60%, а по прогнозам достигнет 65% в 2000 70% - к 2005г. и 75% - к 2000 г
Перспективы открытой угледобычи оценивались институтами ЦНИИЭИ уголь, ИГД им. А.А. Скочинского и Международным горным конгрессом [74, 75]. В работах этих организаций проанализированы: горно-геологические условия разработки, текущее состояние угольных предприятий с открытым способом добычи, уровень техники и технологии горных работ на разрезах, технико-экономические показатели.
По результатам анализа достижений зарубежной и отечественной науки и техники выделяется перспективные направления технического перевооружения разрезов.
На основании проведенного анализа были предложены пять сценариев развития открытого способа добычи [53]: 1. Выбытие мощностей по добыче угля. 2. Поддержание действующих производственных мощностей. 3. Расширение мощностей действующих разрезов, включающее восполнение ранее существовавших (введенных) производственных мощностей и дальнейшее их поддержание, в основном за счет технического перевооружения и реконструкции разрезов (ввод новых видов транспорта, вовлечение в эксплуатацию новых угольных пластов на отрабатываемых участках или новых участков месторождения, коренная реконструкция горного хозяйства). 4. Повышение мощностей строящихся разрезов, характеризуемое вводами очередных пусковых комплексов вплоть до достижения проектной мощности. 5. Создания новых мощностей за счет строительства разрезов на осваиваемых или новых угольных месторождениях (новые закладки).
Первые два сценария добычи базируются на соответствующих вариантах развития мощностей разрезов. Остальные три сценария предусматривают рост добычи за счет расширения мощностей и их строительства. Различные возможные объемы добычи строящихся разрезов в этих сценариях определяются разными конечными мощностями и сроками их вводов; они призваны более объективно учесть современное состояние строительства, возможности накопления и получения инвестиций, ряд других факторов.
Развитие мощностей действующих разрезов непосредственно связано с фактической и прогнозируемой эффективностью их работы, к основным показателям которых, при прочих равных условиях (качество угольной продукции и спрос на нее, расстояние перевозок до потребления и др.) можно отнести себестоимость угля, норму прибыли, производительность труда по добыче.
По этим показателям неоспоримое преимущество имеют разрезы: отрабатывающие месторождения с близким к горизонтальному и пологим падением угольных пластов, где коэффициенты вскрыши часто не превышают 4-5 м3/т даже при длительном сроке эксплуатации; позволяющие относительно легко достичь и поддержать сравнительно большие мощности по добыче угля (2-3 млн.т/год и более); разрабатывающие мягкие, плотные и полускальные мелкоблочные породы, не требующие вообще подготовки взрывным способом или обеспечивающие такую подготовку при относительно небольших объемах буровых работ и расходе дешевых простейших ВВ.
Взаимосвязь основных факторов, определяющих кондиции
Кондиции на уголь зависят от ряда взаимосвязанных факторов (рис. 2.1)
Одним из важных факторов являются горно-геологические и экономико-географические условия. К ним относятся месторасположение месторождения, климат района, возможные источники энергии, водоснабжение, освоенность района, структура и форма залежи, ее мощность и размеры в плане, угол падения, качественный состав полезного ископаемого, рельеф поверхности, тип вмещающих пород и их мощность, запасы полезного ископаемого и т.д.
Природные факторы прежде всего, исходя из выше сказанного, определяют технику и технологию горных работ и влияют на установление кондиций как непосредственно, так и через применяемую на разрезе технику и технологию, а так же определяют рынок потребителей добываемого угля. Это объясняется спецификой рынка угля для пылевидного сжигания. Она объясняется наличием определенного количества потребителей, использующих энергетические угли тех или иных конкретных марок в рядовом виде и отсевах (это связано с тем, что по своим техническим характеристикам сжигающее оборудование рассчитано на конкретный физико-химический состав углей и его тепловые характеристики. Учитывая, что особенностью этого сегмента рынка является заданное географическое положение потребителей (крупные электростанции располагаются лишь в 44 из 89 областей и административных единицах РФ), можно сделать вывод о влиянии его на социальное положение в регионе. В свою очередь
социальная обстановка в районе расположения разреза оказывает воздействие на развитие угольного разреза. Особенно если угледобывающее предприятие является одним из основных в регионе. При рассмотрении вариантов дальнейшего существования разреза и его ликвидации необходимо учитывать социальную обстановку в регионе. Более подробно о влиянии социальных факторов на определение кондиций изложено ниже.
Также на социальное положения трудящихся разреза влияют технико-экономические показатели разреза: либо усугубляя их, если предприятие убыточное, либо улучшая их, если предприятие рентабельное. Отметим, что на экономические показатели работы угледобывающего предприятия влияют не только горно-геологические и экономико-географические показатели, но и выбранные техника и технология, а также вложение инвестиций и организационные факторы.
К организационным факторам относятся: организация труда, уровень организации производства, режим работы разреза и т.д., а так же действенность существующей организации управления народного хозяйства. Все это как на прямую, так и косвенно, через социальные факторы, влияют на кондиции добываемого угля и требуют дополнительных инвестиций при ухудшении технико-экономических показателей и реструктуризации месторождения.
К главным техническим и технологическим факторам, определяющим кондиции на уголь относятся технологическая схема переработки угля, структура комплексной механизации, вскрытие, система разработки и режим горных работ.
Влияние технических и технологических факторов зависит в основном от горно-геологических условий месторождения. Конкретное техническое и технологическое решение определяется также достигнутым уровнем развития науки и техники и в свою очередь определяет технико-экономические показатели разреза и обогатительной фабрики.
Из перечисленных факторов для действующих месторождений главное значение имеет структура комплексной механизации, особенно добычных работ. Применяемая выемочная техника прежде всего определяет возможную определяет возможную выемочную мощность. В последние годы разработана техника и технология добычных работ, позволяющих эффективно осуществлять тонкослоевую выемку угля. Это прежде всего относится к гидравлическим экскаваторам, комбайнам и машинам послойного фрезерования [4]. Наибольшее рассмотрение на зарубежных и отечественных разрезах получили гидравлические экскаваторы "Демаг", комбайны "Виртген" и машины послойного фрезерования "Крупп" имеются перспективные модели и других фирм.
Все это свидетельствует о необходимости комплексного подхода к обоснованию кондиций.
Критерии оценки кондиций на уголь с учетом распределения угля
Обоснование кондиций преследует достижение нескольких целей: экономических, экологических, технологических, социальных и т.д. Для оценки степени достижения этих целей используются критерии эффективности выбора кондиций. Так как целей несколько, то для оценки эффективности выбора кондиций используются экономические, технологические, экологические и комбинированные критерии. Однако разделение критериев довольно условное, и некоторые показатели эффективности можно отнести одновременно к нескольким видам критериев.
Технологические критерии могут использоваться отдельно для решения технологических задач, для обоснования принятия технологических процессов, выбор технологии и способа комплексной механизации. Они служат основой для расчета экономических критериев.
При обосновании кондиций на уголь, как правило, сравнивается несколько стратегических альтернатив, то есть несколько вариантов инвестиций. Для выбора наиболее эффективного варианта используют статические и динамические методы оценки эффективности.
Однако переход России к рыночной экономике потребовал совершенствования экономических критериев, использования показателей, распространенных в мировой практике.
Анализ критериев, используемых в мире и возможности их применения в России дан в работах проф. Моссаковского Я.В. [44, 45, 47], Яс-тирбинского М.А. [90], Салманова О.Н. [67] и др.
Наиболее распространенными являются критерии: 1. Чистый дисконтированный доход, соответствующий суммарному дисконтированному потоку по счету предприятия. 2. Дисконтированный срок окупаемости капитальных вложений -представляет период, за который суммарная дисконтированная прибыль равна величине капитальных вложений. 3. Внутренняя норма прибыли характеризует ставку дисконтирования, при которой чистый дисконтированный доход равен нулю. 4. Индекс рентабельности - отношение дисконтированной прибыли к дисконтированным капитальным вложениям.
Для унификации методов оценки эффективности инвестиционных проектов утверждены 19 ноября 1997 г. "Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов предприятий угольной промышленности" [46]. Они опираются на основные принципы и используемые в мировой практике подходы к оценке эффективности проектов. В соответствии с "Методическими рекомендациями" различаются показатели коммерческой, бюджетной и экономической эффективности, которые характеризуются системой критериев.
Сравнение различных инвестиционных проектов и выбор лучшего из них рекомендуется производить с использованием различных показателей, к которым относятся: чистый доход (ЧДД); внутренняя норма доходности (ВНД); срок окупаемости инвестиций (Ток); индекс доходности (ИД);
При использовании показателей для сравнения различных инвестиционных проектов они должны быть приведены к сопоставимому виду.
Наряду с перечисленными критериями, в ряде случаев возможно использование других критериев: интегральной эффективности затрат, точки безубыточности, простой нормы прибыли, капиталоотдачи и т.д. Для применения каждого из них необходимо ясное представление о том, какой вопрос экономической оценки проекта решается с его использованием и как осуществляется выбор решения.
Таким образом, анализ критериев и методов оценки стратегических решений позволяет сделать следующие выводы. Технологические и экологические критерии используются как основа для относительной оценки эффективности стратегических решений, и выбора из них оптимального. Выбор и формирование критериев целесообразно осуществлять для конкретных условий реализации вариантов.
Если сравниваемые варианты характеризуются во времени различными технико-экономические показатели (объем годовой добычи, себестоимость, прибыль, капитальные затраты), то при оценке сравнительной экономической эффективности различных вариантов проф., докт. экон. наук. Моссаковский Я.
Постановка задачи. Краткая характеристика сырьевой базы
Выбор стратегических альтернатив развития угольных разрезов регионального топливно-энергетического комплекса должен обеспечить конкурентоспособность добываемого угля по сравнению с другими энергоносителями и углем, поставляемым из других регионов.
Формирование вариантов стратегий развития разрезов, связанных с разными объемами и качеством добываемого угля, включает определение последовательности и объемов вовлечения в отработку запасов угля их геологических участков, применяемой техники и технологии разработки, производительности разрезов, затрат на добычу. Должны быть сформированы варианты, позволяющие снизить затраты на производство по всему циклу электроэнергии.
Поэтому формирование вариантов стратегий базируется на: ? анализе и оценке сырьевой базы разрезов - разрабатываемых угольных месторождений, входящих в региональную топливно-энергетическую систему; ? совершенствование применяемых на разрезах технологий разработки с целью снижения затрат при минимальном привлечении инвестиций; ? обоснование новых технологий разработки с целью повышения технико-экономических показателей добычи и переработки угля.
В состав АО "Востсибуголь" входят 5 разрезов. Крупнейшими месторождениями, на которых ведет работы АО являются: Черемховское, Азейское, Мугунское и Олонь-Шибирское.
Бассейн характеризуется простым геологическим строением. Большинство месторождений имеют пологое залегание пластов. Продуктивное отложение бассейна содержит от 1 до 25 пластов угля. Мощность покрывающих пород невелика, глубина залегания пластов не превышает 85 м. Возмещающие породы представлены в основном песчаниками и алевролитами. В большинстве случаев пласты имеют сложное строение.
В состав группы входят буроугольные Азейский, собственно Тулун-ский и My гу некий разрезы. Азейский разрез - до сих пор наиболее мощный в этой группе, как и в целом в АО "Востсибуголь". Его производительность по добыче угля достигала 14,8 млн.т (1987г.). Поэтому и сырьевая база этого разреза наиболее интенсивно отрабатывалась.
В целом сырьевая база Азейского разреза, несмотря на значительные запасы (более 130 млн.т с учетом перспективных участков), не благоприятствует не только увеличению, но и поддержанию производственной мощности, как и снижению затрат. Основные причины - сложные горногеологические условия оставшихся эксплуатационных и перспективных участков и постепенное их дальнейшее ухудшение.
Реально осваиваемые запасы обеспечивают срок службы Азейского разреза более 20 лет.
Практически единственной сырьевой базой Тулунского разреза является Центральная эксплуатационная площадь (ЦЭП) Азейского месторождения, промышленные запасы угля которой составляют 98% общих запасов. На 1.01.97г. общие запасы угля составляют 69000 тыс.т, ожидаемые на 1.01.98г. - 66400 тыс.т. Остальные запасы (Южный участок) отрабатываются в течение 1997-1998гг
В целом, с позиций оценки сырьевой базы, возможности Тулунского разреза на перспективу являются ограниченными. Невозможно после 2000г. поддерживать производственную мощность разреза 3000 тыс.т/год без доукомплектации парка основного вскрышного оборудования, дополнительных инвестиций и роста текущих затрат на разработку.
Перспективной сырьевой базой развития открытой угледобычи в Ту-лунском угленосном бассейне является Мугунское буроугольное месторождение, общие запасы угля которого составляют 1.780 млн.т. Рабочими являются пласты I и II (нумерация снизу вверх).
Myгунекие бурые угли (марки БЗ) по содержанию углерода (в среднем 73,5%) практически соответствуют каменным маркам Д, но средняя их влажность 22,4% . Теплота сгорания 4430 ккал/кг. Угли относительно малозольные (в среднем 16,1%), но имеют повышенное содержание серы (до 1,5% и более).
Другим крупным разрезом АО "Востсибуголь" является Тугнуйский. Производительность разреза по товарному углю принята равной 9,0 млн.т./год. Первая очередь разреза строится на базе вовлечения в разработку пласта 18, в котором сосредоточено 70% промышленных запасов угля. Годовой объем вскрышных пород при освоении проектной производительности разреза по углю составляет 74,5 млн.куб.м/год, в том числе с перевалкой - 37,65 млн.куб.м./год. Срок службы разреза с учетом развития затухания равен 30-32 года.
В состав Черемховской группы входят: Черемховский и Сафоновский разрезы. Оба разреза заканчивают отработку последних участков основных полей. Текущая и дальнейшая добычи сосредотачиваются на участке № 1 северной площади, промышленные запасы которого составляют 32823,0 тыс.т. Рабочие пласты этого участка - Пятый (64% запасов) и Третий (36%). Оба пласта сложного строения, невыдержанные по мощности (табл. 4.1).
