Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ технологического и социально-экономического развития шахтного фонда России .
1.1. Сравнительная характеристика природных условий подземной добычи угля . ...4-6
1.2. Производственно-технологическое состояние шахтного фонда России 7-21
1.3. Социально-экономические процессы на угольных шахтах и их влияние на состояние отрасли.. 22-26
1.4. Анализ важнейших научно-технических проблем (задач) подземной добычи угля .27-30
1.5. Формулирование проблемы и задач исследований по развитию шахтного фонда угольных компаний .31-37
Выводы 38
ГЛАВА 2. Теоретические предпосылки и практика технологической и структурной перестройки шахтного фонда .
2.1. Теоретические основы и методические положения поэтапного проектирования шахт...39-45
2.2. Анализ фундаментальных предпосылок реформирования шахтного фонда...46-50
2.3. Оценка важнейших целей реформирования шахтного фонда и путей его проведения: структурная и технологическая перестройка . ...51-55
2.4. Анализ процессов обоснования реетру фонда.56-62
2.5. Стратегические последствия реструктуризации и выбор направлений и перспектив развития шахтного фонда угольных компанииРоссии .63-71
Выводы.. 71
ГЛАВА 3. Разработка информационно-методического обеспечения устойчивого развития технологических систем угольных шахт .
3.1. Состояние теории и практики оценки эффективности функционирования технологических систем угольных шахт...71-84
3.2. Выявление взаимообусловленных элементов прогресеивноети и экономичности технологии подземной добычи угля ...85-100
3.3. Методические положения оценки технологических систем угольных шахт 111-141
3.4. Алгоритм принятия решений по структурно-определенным группам шахтного фонда 142-144
3.5. Интегральная оценка состояния шахтного фонда угольных компаний России и выбор стратегических направлений его поэтапного обновления и развития 145-155
Выводы 156
ГЛАВА 4. Обоснование и расчет проектной мощности шахты
4.1. Актуальность и технологическая постановка задачи 157-160
4.2. Математическая постановка задачи определения мощности шахты...161-165
4.3. Принятие стратегических решений в условиях неопределенности информации 166-180
4.4. Расчетная часть с анализом результатов расчетов 180-185
4.5. Выбор значения мощности шахты (принятие решения) 185-188
Выводы 189
ГЛАВА 5. Разработка и оптимизация структурно-технологических решений, обеспечивающих длительную конкурентоспособность технологических систем угольных шахт
5.1. Анализ основных нетрадиционных технологических решений при отработке шахтных полей 190-198
5.2. Обоснование порядка отработки запасов шахтного поля 199-210
5.3. Оптимизация технологических решений в области вскрытия шахтных полей и новых горизонтов 211-243
5.4. Технико-экономическое обоснование технических решений и технологических схем в области повышения полноты выемки путем извлечения угольных запасов из предохранительных и охранных целиков 244-276
5.5. Комплексное использование технологического подземного пространства шахт 276-316
Выводы 317-318
Заключение 319-321
Список литературы 322-327
Приложения
- Социально-экономические процессы на угольных шахтах и их влияние на состояние отрасли..
- Оценка важнейших целей реформирования шахтного фонда и путей его проведения: структурная и технологическая перестройка
- Выявление взаимообусловленных элементов прогресеивноети и экономичности технологии подземной добычи угля
- Принятие стратегических решений в условиях неопределенности информации
Введение к работе
Актуальность работы. B последние десять лет состояние шахтного фонда России и научные задачи изменились кардинально.
Обострилось технологическое и социально - экономическое состояние шахт, полностью нарушилась экономика угольной отрасли в целом. Государство не нашло другого приемлемого для угольной промышленности решения, как объявить реструктуризацию предприятий, что в основном «выродилось» в процедуру закрытия шахт.
Массовое закрытие шахт вызвало необходимость решения новых нетрадиционных научных, проектных и производственных задач.
И здесь прежде всего возникла проблема объективной всесторонней оценки шахтного фонда, разработки процедуры выбора основных стратегических направлений развития технологических систем угольных шахт и обновления шахтного фонда с учетом промышленной и экологической безопасности.
Одновременно стало актуально и необходимо обеспечение повышения конкурентоспособности технологических систем шахт стабильно работающих и перспективных, что потребовало разработки процедуры выбора резервов нагружения производственной мощности угольных шахт.
Актуальность работы предопределяется недостаточным объемом общеметодологических основ, проверенных типовых технологических и организационных решений сопутствующих задач, необходимостью обоснования и разработки структурно-технологических решений, позволяющих повысить прогрессивность и экономичность ведения подземных горных работ, а также обеспечить должную конкурентоспособность и инвестиционную привлекательность горнодобывающих предприятий в условиях рыночной экономики.
В современный период развития шахтного фонда угольных компаний России следует вести поиск самых эффективных решений для поддержания достигнутого уровня перспективных шахт, использования всех природных и созданных ресурсов, необходимо реально и более полно осваивать созданный объем подземного пространства, повышать полноту выемки угольных запасов за счет извлечения целиков различного функционального назначения, переходить на более прогрессивные порядки отработки шахтных полей.
Необходимо провести исследования, позволяющие прослеживать в динамике технологические, экономические и экологические предпосылки снижения эффективности работы шахт, превращения их в убыточные.
Таким образом, исследования, связанные с созданием научно-методического обеспечения выбора стратегических направлений развития шахтного фонда угольных компаний, технологических систем угольных шахт являются актуальными.
В ходе исследований стало необходимым решение важных научно-методических и организационных задач, таких как
- обобщение и анализ технологического и социально-экономического состояния шахтного фонда угольных компаний России и обоснование принципов совершенствования технологических систем угольных шахт в условиях рыночной экономики;
- выявление и изучение основных природных, технологических, социально-экономических и политических факторов реформирования шахтного фонда с анализом технологических, экономических, социальных и экологических целей реструктуризации;
- обоснование на базе методов комплексной квалиметрии и теории принятия сложных решений концепции формирования технологических и организационных механизмов обеспечения эффективного функционирования технологических систем угольных шахт с повышением уровней прогрессивности и экономичности ведения подземных горных работ;
- разработка научно-методического обеспечения исследований и оценки структурного, производственно-технологического и экономического ресурсного потенциалов угольных шахт и реализации стратегии их развития;
- разработка методики интегральной оценки и ранжирования технологических систем угольных шахт со строгим группированием их по стратегическим направлениям поэтапного развития в условиях рыночной экономики;
- обоснование в рамках разработки и апробации методики интегральной оценки комплексов частных показателей-критериев природных, технологических, социальных условий работы шахт; производственной и экономической эффективности результатов работы, технического уровня технологических схем и отдельных подсистем, технической оснащенности технологии, степени вредности экологически негативных последствий действующих и закрываемых шахт;
- осуществление интегральной оценки действующих и закрываемых шахт (более 90 единиц), результаты которой позволяют подтвердить как справедливость закрытия многих шахт Уральского, Дальневосточного, Восточнодонбасского, Подмосковного, Кузбасского, Печорского и др. регионов, так и ошибочность отнесения к закрываемым некоторых из них;
- разработка на базе методов теории игр метода расчета и оптимизации производственной мощности шахты в условиях неопределенности горно-геологической информации и принятия решений при риске, учитывающем возможность выявления величины нагружения технологических схем угольных шахт, имеющих резервы в пропускных способностях по транспорту-подъему и вентиляции;
- обоснование в качестве перспективных технологических решений и эффективных резервов по повышению уровней прогрессивности и экономичности подземных горных работ технологических схем отработки запасов шахтного поля обратным ходом, технологических схем в области вскрытия шахтных полей и новых горизонтов, позволяющих увеличивать срок их службы и уменьшать сроки строительства, технологических схем оставления и последующего извлечения охранных и предохранительных целиков, технологических схем использования подземного пространства шахт для размещения отходов производства и устранения экологически негативных последствий, учитывающих основные концептуальные положения комплексного освоения недр и позволяющих поддерживать конкурентоспособность и инвестиционную привлекательность горнодобывающих предприятий на соответствующем уровне, долевое участие угля в топливно-энергетическом балансе России, объективно обеспеченное запасами имеющихся и приобретаемых технологических и экономических ресурсных потенциалов.
Цель исследований: выявление закономерностей развития технологических систем угольных шахт для обоснования перспективных решений по повышению уровней прогрессивности и экономичности подземных горных работ, обеспечивающих конкурентоспособность и инвестиционную привлекательность горнодобывающих предприятий.
Основная идея работы заключается в реализации комплексного подхода к формированию информационно-методической базы обоснования стратегических направлений поэтапного развития технологических систем угольных шахт.
Методы исследований: в работе использован комплекс методов, включающий научное обобщение, анализ передового опыта и результатов ранее выполненных исследований, методы квалиметрии и теории принятия сложных решений, теории полезности, теории игр, экономико-математическое и имитационное моделирование, метод вариантов и многокритериальной оптимизации, математические методы обработки статистических данных и аналитические исследования.
Научные положения, разработанные лично соискателем:
1. Основу методологического и научно-методического обеспечения формирования стратегии устойчивого развития технологических систем угольных шахт в сложившихся экономических и геополитических условиях должны составлять система технолого-организационных мер, предусматривающих учет объективных закономерностей морального и физического старения элементов технологии, и поэтапный подход к инвестированию и обновлению шахт.
2. Повышение уровней прогрессивности и экономичности производственной структуры технологических систем угольных шахт может быть обеспечено за счет их объективной оценки, причем теоретической основой принятия решений должны служить методы квалиметрической интегральной оценки, позволяющие объективно ранжировать шахты по технологичности условий разработки, эффективности результатов работы, техническому уровню технологических систем и отдельных подсистем, технической оснащенности технологии, экологического состояния с последующим группированием по стратегическим направлениям поэтапного развития.
3. Общая стратегия решения проблемы системной оценки структурного, производственно-технологического, экономического и социального ресурсного потенциалов технологических систем угольных шахт реализуется путем создания единой оценочной системы, обоснования и учета комплексов частных оценочных показателей-критериев, разработки научно-методической базы расчетов интегрального критерия принятия решений по оценке параметров и конструкций технологических систем угольных шахт, синтезирующей в себе как уже известные положительные аспекты анализа и оценки, так и ряд новых технико-экономических элементов.
4. Одним из эффективных направлений снижения издержек производства и повышения эффективности использования имеющихся производственных, экономических и людских ресурсных потенциалов в условиях перманентного выбывания убыточных шахт является восполнение потери добычи путем соответствующего нагружения технологических систем шахт, имеющих резервы в пропускных способностях по транспорту-подъему и вентиляции, причем пределы такого нагружения зависят от большого количества горно-геологических, технологических и экономических факторов, учет которых обеспечивается путем применения разработанного метода расчета производственной мощности шахты в условиях неопределенности информации и принятия решений при риске.
5. Результативность реализации технологических механизмов повышения эффективности функционирования технологических систем угольных шахт должна быть увязана с реализацией перспективных нетрадиционных решений, связанных с обратным порядком отработки шахтных полей и применением технологических решений в области вскрытия новых горизонтов, увеличивающих сроки службы и сокращающих сроки их строительства, с извлечением запасов из целиков различного функционального назначения, комплексным использованием технологического подземного пространства для размещения отходов производства, повышающих перспективы развития технологических систем угольных шахт и обеспечивающих длительную конкурентоспособность и инвестиционную привлекательность горнодобывающих предприятий.
6. Систему организационного обеспечения эффективного функционирования и развития технологических систем угольных шахт предложено формировать на основе рационализации производственной структуры шахтного фонда (выделение групп шахт, ориентированных на закрытие и консервацию, реконструкцию, техническое перевооружение и модернизацию, поддержание мощности на достигнутом уровне), а также изменения структуры производственных мощностей при условии их четкой сбалансированности.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются :
- масштабностью объектов исследований и представительным анализом большого объема статистической информации, характеризующей динамику изменения состояния условий и результатов работы более девяноста действующих шахт угольных компаний в различных угледобывающих регионах России;
- корректностью постановки задачи и использования современных эффективных методов исследований (методы теории принятия сложных решений, теории полезности, теории игр, аналитических методов квалиметрии и математического моделирования) при обосновании стратегических направлений поэтапного развития технологических систем угольных шахт в условиях рыночной экономики;
- положительным опытом внедрения технологических и организационных решений по повышению эффективности функционирования технологических систем угольных шахт, убедительными результатами выполненных и реализованных проектов как по развитию действующих, так и по ликвидации закрываемых шахт; выводами и заключениями компетентных экспертиз и обсуждений по ключевым проблемам реформирования и развития шахтного фонда, по решению сложных задач технологии подземной добычи и потребления угля.
Научная новизна работы
- предложены научно-методические принципы формирования технологических и организационных механизмов обеспечения эффективного функционирования технологических систем угольных шахт в конкурентной среде, основанные на реализации стратегических направлений их поэтапного развития;
- предложен системный подход к обоснованию направлений развития технологических систем угольных шахт, базирующийся на учете имеющегося и приобретаемого технологического и экономического ресурсных потенциалов, при реализации которых обеспечивается повышение уровня прогрессивности и экономичности ведения подземных горных работ в соответствии с рыночными отношениями;
- разработана методика комплексного обоснования перспективных технологических решений повышения прогрессивности и экономичности ведения горных работ, реализации соответствующих решений на действующих и закрываемых шахт;
- предложен комплексный метод управления принятием решений на основе использования разработанного алгоритма сопоставления интегральных показателей, позволяющего по иерархическому признаку определять приоритеты вариантов развития технологических систем угольных шахт;
- обоснован комплекс показателей-критериев экологически вредных негативных последствий, установлена процедура ранжирования уровня вредности и опасности экологически негативных явлений на базе численных интегральных функционалов;
- предложена многофакторная аналитическая модель компенсации и восполнения потерь добычи угля от закрытия шахт соответствующим нагружением шахт, имеющих резервы по пропускным способностям транспорта-подъема и вентиляции;
- доказана сравнительная эффективность обратного порядка отработки шахтного поля, технологических схем вскрытия шахтных полей и новых горизонтов, позволяющих увеличить срок их службы и сократить сроки строительства, извлечения запасов угля, оставляемых в охранных и предохранительных целиках;
- разработана концепция использования технологического подземного пространства шахт для размещения шахтных отходов производства.
Научное значение работы заключается в развитии и совершенствовании научно-методической базы обеспечения эффективного функционирования технологических систем угольных шахт, реализация которой позволяет осуществлять научное обоснование стратегии их поэтапного развития с учетом имеющихся и приобретаемых технологического и экономического ресурсного потенциалов, закономерностей развития научно-технического прогресса в отрасли и обеспечивает повышение точности и надежности принимаемых решений, в совершенствовании теории и практики комплексного освоения недр.
Практическое значение работы заключается в разработке рекомендаций по реализации стратегии поэтапного развития технологических систем угольных шахт, направленной на повышение технико-экономической эффективности их функционирования, обеспечивающих прогрессивную, экономичную и сбалансированную структуру производственных мощностей шахтного фонда угольных компаний в условиях рыночной экономики.
Реализация работы.
В 1991-1999гг. были выполнены работы по оценке шахтного фонда в рамках научно-технической программы Комитета по углю Минтопэнерго России с целью выявления неперспективных убыточных шахт, подлежащих закрытию в продолжающейся реструктуризации угольной промышленности. В результате выявлено и рекомендовано к закрытию более 20 убыточных, неперспективных шахт.
Научные и практические результаты работы прошли проверку и использованы при разработке программ и планов перспективного развития горных работ в производственных объединениях по добыче антрацита «Донбассантрацит», «Ровенькиантрацит» и филиале СУЭК в г. Ленинск-Кузнецкий.
Результаты исследований автора широко используются в учебном процессе МГГУ при подготовке дипломированных специалистов по направлению 650600 «Горное дело».
Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований докладывались и получили одобрение на научных конференциях и симпозиумах, отечественных и зарубежных. В 1982-1987гг. ряд отчетов НИР докладывались на технических советах производственных объединений «Донбассантрацит», «Ровенькиантрацит», «Антрацит», основные фрагменты исследований содержались в докладах на семинарах и конференциях в ИГД им. А.А.Скочинского, Московском горном институте, на Коллегии Минуглепрома при рассмотрении итогов исследований по проблеме «Шахта будущего». В 1991г. принципы принятия сложных решений при развитии горных работ на шахтах докладывались на Международном Симпозиуме в Западном Берлине.
В 1995-2007гг. основные тезисные положения исследований докладывались на конференциях «День горняка» в Московском государственном горном университете, Межрегиональной научно-практической конференции «Системный подход к созданию высокоэффективных угледобывающих предприятий с использованием наукоемких технологий» в г. Киселевске, на совещании в угольно-минеральной корпорации VINAKOMIN (Вьетнам), на симпозиумах в Сан-Пауло (Бразилия), Стамбуле (Турция), Пекине (Китай), Гонконге (Китай).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 22 работы, в том числе 11 научных статей в изданиях, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения, содержит 87 таблиц, 87 рисунков, список литературы из 100 наименований.
Социально-экономические процессы на угольных шахтах и их влияние на состояние отрасли..
Кардинально меняющаяся структура экономики страны, сопровождающаяся упадком производства, не могла не сказаться на социальной сфере угледобывающих регионов. Шахтерские города и поселки Восточного Донбасса, Кузбасса, Печорского, Дальневосточного бассейнов, Подмосковья и Урала становились самыми неблагополучными по сравнению с другими многоведомственными поселениями.
Длительное время угольная промышленность справлялась с возрастающей потребностью в энергетическом и технологическом угле, а многие отраслевые населенные пункты получали достаточное финансирование, успешно развивались. Однако, первые попытки совместить плановую экономику страны с элементами рынка вызвали беспорядок в финансовых проблемах, что в первую очередь негативно, даже разрушительно сказалось на капиталоемкой, инерционной на перестройку угольной отрасли. Большая часть угледобывающих предприятий подверглась не просто кризису, а необратимому распаду. Развалилась отлаженная система реализации продукции, приобретения и финансирования обновления материалов, машин и оборудования. Миллионы тонн добываемого ежегодно угля оказались лишними, неперспективными, особо убыточными и технологически опасными стали больше сотни шахт.
Процессы дезъинтеграции единого горнодобывающего комплекса породили затоваривание машинных заводов на Украине и Казахстане и дефицит одноименной продукции в России. За этим пошли невыплаты заработной платы, порождающей забастовки, падение трудовой дисциплины, организации труда и технологической безопасности.
Производительность труда на шахтах за 3-4 года снизилась до уровня 1940 года, инфляция денег (вернее сказать их полное обесценивание) парализовали экономическую адекватность труда и его оплаты.
По существу центральная власть потеряла способность управления гигантской составляющей экономики - угольной промышленностью с ее многочисленным людским ресурсом, подменив объективно обоснованные меры популистическими заявлениями и решениями.
«Спасительные» экспортные нефте - и газопоставки не могли обеспечить все возрастающие затраты на поддержание добычи ресурсов и обеспечение общества. Существование угольной отрасли было «брошено» на самообеспечение. Средств на самообеспечение не хватало и не могло хватить. Наступил черед освобождения отрасли от наиболее убыточных шахт, на что также требовались деньги. Финансовые и технические трудности и в особенности социальные проблемы, сопровождающие резкое снижение производства вплоть до полной остановки работы шахт ставили в тупик отраслевое руководство. Копирование опыта реформирования угольной промышленности Великобритании, Франции, Германии, Австралии, как показали исследования, оказались неприемлемыми. Беспрецендентное рассредоточение на огромной территории страны шахт и потребителей угля, градообразующая роль отдельных предприятий делали обстановку реформирования угольной отрасли России особенной и сложной. Густонаселенные регионы западных угледобывающих стран, насыщенные инфраструктурой жизнеобеспечения и коммуникациями, к тому же расположенные поблизости от горняцких поселений, были способны поглотить шахтеров с ликвидируемых предприятий. Обеспечение жильем при переселении рабочих, субсидиями на профессиональную переподготовку в экономически благополучной Англии, Германии, Франции, Бельгии явилось относительно простой задачей. Моноотраслевая занятость населения горняцких городов и поселков Урала, Крайнего Севера, Сибири, Дальнего Востока, да и Восточного Донбасса, Печорского бассейна, расположенных в сотнях километров от крупных индустриальных центров, делала социальную проблему чрезвычайно сложной. Ликвидация убыточных шахт требовала создания в этих районах сотней, тысяч «непрофильных» рабочих мест, строительства жилья, развития новой инфраструктуры. Исследования, проведенные по шахтам Восточного Донбасса, показали, что в результате реструктуризации с учетом мультипликативного эффекта потеряны более 100 тысяч рабочих мест, 50-80 % работников закрываемых шахт не могут получить работу на каких - либо предприятиях и сферах услуг без содействия специальных структур по переподготовке безработных, по созданию рабочих мест, все шахтерские города превратились в дотационные (75-85%) [3]. Обследование жилья работников шахт (ш. им. Горького, ш. им.Артема, ш. им.Кирова и др.) проявила типичную картину потребности в жилье. Более 50 % работников состоят на очередм или просто нуждаются в отселении, в расширении, ремонте домов и квартир. В проектах закрытия шахт наиболее значительные средства выделяются именно на решение социальных проблем (30-50%). Испытывая озабоченность за судьбу реформирования отрасли, Международным банком реконструкции и развития предоставлен в ноябре 1993 года план сокращения угледобывающих предприятий до 40 единиц с добычей не более 150 млн.т./год с обязательствами профинансировать затраты на закрытие остальных. Поспешное закрытие в период 1993-1997гг. около 153 предприятий при отставании выделения средств превратило реструктуризацию угольной отрасли в основной источник безработицы и причину протестных выступлений. Митинги, забастовки, перекрытие транспортных магистралей стали повседневными событиям в угледобывающих регионах России. Шахтеры выступали против массового закрытия шахт, требовали погашения долгов по зарплате, устранения всевозможных посреднических структур и криминальных фирм - однодневок.
С целью совершенствования управления угольной отраслью (на данный момент времени - 45 хозяйствующих объектов, образуемых 31 угольной компанией и 14 самостоятельных предприятий (10 шахт и 4 разреза), основные функции реорганизации и ликвидации нерентабельных шахт и разрезов переданы государственному управлению реорганизации шахт ГУРШ, а функции по решению социальных проблем - управлению «Соцуголь». Обе структуры были переданы министерству топлива и энергетики. На правах общественной организации действует объединяющий вышеназванные хозяйствующие субъекты Союз углепромышленников, функции и права которого определены специальным постановлением Правительства РФ.
Финансирование программ местного развития и обеспечения занятости для шахтерских городов и поселков с субвенциями на реализацию приведены на рисунках 1.13 и 1.14.
Оценка важнейших целей реформирования шахтного фонда и путей его проведения: структурная и технологическая перестройка
Следует предусмотреть и выполнить исследования, позволяющие устанавливать технологические, экономические и экологические предпосылки снижения эффективности работы шахт, превращения их в убыточные. В зависимости от характера негативных факторов целесообразно разрабатывать варианты технологических, организационных и инвестиционных мер, которые замедлят или сдержат ухудшение показателей работы шахт. Комплекс этих мер направлен на превращение угольной отрасли в конкурентоспособную.
В ходе исследований стало необходимым решение важных научно-методических и организационных задач, таких как: обобщение и анализ технологического и социально-экономического состояния шахтного фонда угольных компаний России и обоснование принципов совершенствования технологических систем угольных шахт в условиях рыночной экономики; - выявление и изучение основных природных, технологических, социально-экономических и политических факторов реформирования шахтного фонда с анализом технологических, экономических, социальных и экологических целей реструктуризации; - обоснование на базе методов комплексной квалиметрии и теории принятия сложных решений концепции формирования технологических и организационных механизмов обеспечения эффективного функционирования технологических систем угольных шахт с повышением уровней прогрессивности и экономичности ведения подземных горных работ; - разработка научно-методического обеспечения исследований и оценки структурного, производственно-технологического и экономического ресурсного потенциалов угольных шахт и реализации стратегии их развития; разработка методики интегральной оценки и ранжирования технологических систем угольных шахт со строгим группированием их по стратегическим направлениям поэтапного развития в условиях рыночной экономики; обоснование в рамках разработки и апробации методики интегральной оценки комплексов частных показателей-критериев природных, технологических, социальных условий работы шахт; производственной и экономической эффективности результатов работы, технического уровня технологических схем и отдельных подсистем, технической оснащенности технологий, степени вредности экологически негативных последствий действующих и закрываемых шахт; - осуществление интегральной оценки действующих и закрываемых шахт (более 90 единиц), результаты которой позволяют подтвердить как справедливость закрытия многих шахт Уральского, Дальневосточного, Восточнодонбасского, Подмосковного, Кузбасского, Печорского и др. регионов, так и ошибочность отнесения к закрываемым некоторых из них; - разработка на базе методов теории игр метода расчета и оптимизации производственной мощности шахты в условиях неопределенности горногеологической информации и принятия решений при риске, учитывающим возможность выявления величины нагружения технологических систем угольных шахт, имеющих резервы в пропускных способностях по транспорту-подъему и вентиляции; - обоснование в качестве перспективных технологических решений и эффективных резервов по повышению уровней прогрессивности и экономичности подземных горных работ технологических схем отработки запасов шахтного поля обратным ходом, технологических схем в области вскрытия шахтных полей и новых горизонтов, позволяющих увеличивать срок их службы и уменьшать сроки строительства, технологических схем оставления и последующего извлечения охранных и предохранительных целиков, технологических схем использования подземного пространства шахт для размещения отходов производства и устранения экологически негативных последствий, учитывающих основные концептуальные положения комплексного освоения недр и позволяющих поддерживать конкурентоспособность и инвестиционную привлекательность горнодобывающих предприятий на соответствующем уровне, долевое участие угля в топливно-энергетическом балансе России, объективно обеспеченное запасами имеющихся и приобретаемых технологических и экономических ресурсных потенциалов. Цель исследований; выявление закономерностей развития технологических систем угольных шахт для обоснования перспективных решений по повышению уровней прогрессивности и экономичности подземных горных работ, обеспечивающих конкурентоспособность и инвестиционную привлекательность горнодобывающих предприятий. Основная идея работы заключается в реализации комплексного подхода к формированию информационно-методической базы для обоснования стратегических направлений поэтапного развития технологических систем угольных шахт. Методы исследований: в работе использован комплекс методов, включающий научное обобщение, анализ передового опыта и результатов ранее выполненных исследований, методы квалиметрии и теории принятия сложных решений, теории полезности, теории игр, экономико-математическое и имитационное моделирование, метод вариантов и многокритериальной оптимизации, математические методы обработки статистических данных и аналитические исследования. Научные положения, разработанные лично соискателем: 1. Основу методологического и научно-методического обеспечения формирования стратегии устойчивого развития технологических систем угольных шахт в сложившихся экономических и геополитических условиях должна составлять система технолого-организационных мер, предусматривающих учет объективных закономерностей морального и физического старения элементов технологии и поэтапный подход к инвестированию и обновлению шахт. 2. Повышение уровней прогрессивности и экономичности производственной структуры технологических систем угольных шахт может быть обеспечено за счет их объективной оценки, при этом теоретической основой принятия решений должны служить методы квалиметрической интегральной оценки, позволяющие объективно ранжировать шахты по технологичности условий разработки, эффективности результатов работы, техническому уровню технологических схем и отдельных подсистем, технической оснащенности технологии, экологического состояния с последующим группированием по стратегическим направлениям поэтапного развития. 3. Общая стратегия решения проблемы системной оценки структурного, производственно-технологического, экономического и социального ресурсного потенциалов технологических систем угольных шахт реализуется путем создания единой оценочной системы, обоснования и учета комплексов частных оценочных показателей-критериев, разработки научно-методической базы расчетов интегрального критерия принятия решений по оценке параметров и конструкций технологических систем угольных шахт, синтезирующей в себе как уже известные положительные аспекты анализа и оценки, так и ряд новых технико-экономических элементов.
Выявление взаимообусловленных элементов прогресеивноети и экономичности технологии подземной добычи угля
За последние 10-15лет наиболее употребительным термином в угольной промышленности, безусловно стал термин «реструктуризация».
Разумеется, можно предпослать термину разный смысл, особенно, если термин считается новым и несет оттенок иностранного. Видимо, правильно будет соотносить смысл термина с целями процессов, составляющих содержание мероприятий реструктуризации. Такими целями являются - резкое повышение прогрессивности и, главное экономичности, конкурентоспособности угольной промышленности. Анализ технико-экономических показателей шахт дает основание рассматривать два варианта развития конкретных шахт: технологическое и техническое обновление, а так же их закрытие. Вынужденная жесткая политика дотационной государственной политики вместе со стремительным и бесконтрольным ростом стоимости потребляемых энергетических и материальных ресурсов во многом обусловили необходимость глубокой реструктуризации шахтного фонда. Стало очевидным, что эффективность функционирования подземной угледобычи может быть достигнута только на предприятиях высокого технико-экономического уровня, обеспечивающего конкурентоспособность. Таким образом, основополагающим принципом осуществления реструктуризации шахтного фонда является разделение шахтного фонда на совокупность неперспективных, убыточных шахт и на совокупность перспективных (в том числе стабильно-экономичных) шахт. Для последней группы шахт на первый план выдвигаются проблемы технического довооружения и перевооружения. Для этих шахт становится оправданным инвестирование и ожидание скорой весомой отдачи, возврата затрат. Для первой группы шахт возможным исходом может быть их закрытие. Очевидно, что реструктуризация шахтного фонда должна касаться по существу всех шахт, только содержание реструктуризации разное: перспективные шахты развиваются, убыточные закрываются. К сожалению, в процессе реструктуризации возобладала одна составляющая - закрытие. При этом чрезвычайную важность приобрела задача выделения конкретных шахт к закрытию. При решении этой задачи необходимо исходить из технологических, экономических и социальных целей реструктуризации. Технологические цели сводятся к тому, что каждая шахта, не отвечающая требованиям прогрессивности сложившихся схем вскрытия, подготовки, вентиляции, транспорта, средств механизации важнейших производственных процессов и др. может рассматриваться с точки зрения закрытия. Одновременно учитываются горно-геологические условия оставшихся запасов, их технологичность извлечения и потребления угля. Данные цели ставились и раньше. Каждый 5-летний план развития угольной промышленности содержал крупные, масштабные меры в направлении структурных преобразований. Принципиальным отличием реструктуризации того (до 1988г.) периода явилось то, что осуществлялась она на подъеме добычи по отрасли в целом, не снижая добычи на шахтах в отдельности. Восходящая эволюция соотношений добычи открытым способом и подземным была заменена. Восполнение выбывающих мощностей новыми также вносило элемент структурных изменений, реконструкция действующих шахт не позволяла значительно снижать технологический и технический потенциал шахтного фонда. Но это был эволюционный способ воздействия на огромную структуру угольной промышленности. Вместе с тем, частичные технологические решения (совершенствование схем вентиляции, транспорта, внедрение новых видов крепления выработок, переход на новое сечение выработок и др.) и технические средства (более производительные комплексы, конвейеры и пр.) не позволяли кардинально изменить существующие технологические схемы шахт, существенно улучшить технико-экономические показатели, обеспечить рыночную конкурентоспособность убыточных шахт. Решительные технологические изменения в шахтном фонде в ходе реструктуризации связаны со строительством новых шахт и закрытием убыточных.
Экономические цели сводятся к установлению такого положения в состоянии и работе каждой шахты, чтобы финансовые средства от реализации продукции и господдержки за счет федерального (регионального) бюджета, позволяли осуществлять текущее перспективное неубыточное развитие шахт. В конечном счете, рациональное использование финансовых ресурсов, основанное на постепенном снижении дотаций из бюджета, на использовании рыночной конъюнктуры, устанавливающихся ценах, управлении качеством продукции, должны обеспечить экономическую конкурентность существования шахт. Шахты, экономическое состояние которых не отвечает достижению обозначенным целям, должны предоставляться закрытию.
Экономические цели, касающиеся отдельных добывающих предприятий, шахтного фонда, угольной промышленности в целом совпадают с общей, центральной проблемой экономики России, а именно создать гармоничный и оптимальный топливно-энергетический комплекс, гарантирующий длительную, стратегически безопасную экономику.
Ключевым элементом стратегии гармонизации ТЭКа является пересмотр главных направлений использования газа на электростанциях. Огромные объемы сжигаемого газа должны быть замещены поэтапно высококачественным углем. Относительная экономическая эффективность применения в большой энергетике угля вместо газа в условиях обширной географии потребителей энергетических ресурсов (в том числе энергии) возрастет еще и за счет возможных поставок высвобождающихся объемов газа за рубеж (по более высоким, мировым ценам). Дело в том, что в условиях заканчивающейся реструктуризации угольной промышленности себестоимость добычи угля на стабильно работающих перспективных шахтах (особенно на карьерах) не превысит 10-12 дол. за 1 т.усл.т., что в 1,5-2 раза ниже, чем на новых, отдаленных месторождениях природного газа. Расчеты показывают, что как за счет строительства новых (находящихся в более благоприятных географических и геологических условиях) шахт реально обеспечить прирост потребного объема угля в 40 млн.т. в год инвестициями в 5-8 раз меньшими, чем на создание эквивалентных мощностей по приросту добычи и по транспорту газа. По данным расчетов «Газпрома», ввод новых мощностей в газовой промышленности в среднем связан с капитальными затратами в 200-250 дол. на 1 т.усл.т., а в угольной промышленности эти цифры в 2-5 раз ниже [8]. Таким образом, локальные, частные, региональные цели реструктуризации шахтного фонда и экономики совпадают с глобальной целью оптимизации топливно-энергетического баланса страны и объективно оправдывают соответствующие затраты.
Принятие стратегических решений в условиях неопределенности информации
Российское правительство намерено к 2010 году увеличить долю угля в ТЭБе тепловых электростанций до 34%. В 2007 году была утверждена Генеральная схема размещения энергообъектов России на период до 2020 года. Согласно ей, доля электростанций, работающих на газе, уменьшится до 30-35%, а на угле - увеличится до 31 -38%.
Вместе с тем расчёты показывают: - экономичность планомерной добычи и доставки, затем потребления внутри России в сочетании с выгодностью экспорта эквивалентной доли добываемых нефти и газа более чем реальна. Комплексная оптимизация добычи, распределения, доставки и потребления всех энергоресурсов даёт возможность сосредотачивать соответствующие финансовые ресурсы для планомерной реструктуризации добывающих предприятий.
В частности, повышение конкурентоспособности угледобывающих предприятий, эффективности подземной добычи становится возможным только на предприятиях высокого технико-экономического уровня.
Анализ основных направлений повышения конкурентоспособности шахт убеждает: - на первый план выдвигаются меры по техническому довооружению и перевооружению перспективных шахт. В обстановке, когда внешняя рыночная конъюнктура обеспечивает высокую прибыльность зарубежных поставок нефти и газа, когда большая часть резко убыточных шахт уже закрыта, становится оправданным инвестировать лишь передовые шахты, ожидая скорую и весомую отдачу и возврат затрат. Выявление таких шахт, глубины технического оснащения их требует соответствующих объективных методик оценки и экспертизы шахтного фонда.
Анализ основных причин и факторов, приведших к осуществлению реструктуризации, а также сложившегося состояния процессов реструктуризации и состояния шахтного фонда угольных компаний позволяет обосновать и рекомендовать (предварительно) принципиальные направления формирования политики по развитию угольной отрасли России.
При формировании принципиальных направлений и перспектив развития угольной отрасли России важно не ограничиваться проблемами отдельных предприятий или отдельных угольных регионов, так как стратегические решения по развитию угольной промышленности вытекают из органического взаимодействия и заинтересованности в угольных ресурсах мировой, государственной и региональной экономик, а также заинтересованности конкретных потребителей. Только с позиций объективной иерархии потребностей в угольном минеральном сырье возможно подготовить реально осуществимую программу развития угольной промышленности, обеспечить такую программу финансовыми, материальными, трудовыми и научно-техническими ресурсами.
Следует отметить, что благоприятные для нефти и газа рыночные условия послужили основанием для формирования деформированного энергетического баланса России и одновременно послужили источником валютных поступлений для кризисной экономики страны. Однако период сравнительно малозатратной добычи нефти и газа заканчивается, так называемая «газовая пауза» в экономике близка к исчерпанию. Начинает проявляться дефицитность газа для внутреннего потребления в силу истощения освоенных месторождений, существенного роста затрат на освоение новых, на формирование и обновление газотранспортных систем. Инвестирование поддержания и развития добычи газа для внутреннего потребления в прежних объемах стало невозможным, по расчетам Газпрома объемы необходимых инвестиций могут составить не менее 40 млрд. долларов.
Освоение новых месторождений газа в сложных горно-геологических условиях с одновременным строительством и реконструкцией 10 тыс. км магистральных газопроводов представляется гигантской и дорогостоящей проблемой.
Что касается западных инвесторов, то очевидно, что их потребности в газе опережающим образом возрастают по отношению к возможностям нарастания добычи (Германия, Италия, Австрия и др.). Если учесть, что газовые поставки странам Западной Европы играют важную дипломатическую и политическую роль, которая не сводится лишь к экономическим выгодам, то становится очевидным поддержание экспортной составляющей потребления газовых ресурсов России.
В стратегическом плане пересмотр главных направлений использования природного газа и в связи с этим угля более чем обоснован.
Приоритетными направлениями использования газа целесообразно оставить следующие: - потребление как энергоносителя в коммунально-бытовом хозяйстве для населения, как сырье для химической промышленности, в том числе для производства удобрений, как продукции экспорта и важный источник валютных поступлений для государства, а также политико-дипломатических дивидендов. И чем быстрее энергетики откажутся от сжигания газа в огромном объеме на электростанциях (более 25% всего добываемого газа), чем быстрее произойдет замещение газа высококачественным конкурентоспособным углем, тем быстрее экономика России достигнет гармоничного и всесторонне выгодного топливно-энергетического баланса. Анализ проблемы крупномасштабного замещения газа углем выявляет столь же большую сложность ее решения. В сравнительно короткие сроки необходимо поднять добычу энергетических углей на 70-80%, при этом потребуется реконструкция действующих электростанций.
Вместе с тем, поэтапная структурная реструктуризация энергокомплекса с целью создания объективно сбалансированного участия в нем основных минеральных энергоносителей совершенно оправдана с макроэкономических позиций мировой экономики. Дело в том, что экономическая ситуация государства, характеризующаяся начавшимся подъемом, требует надежного обеспечения как энергетическими, так и финансовыми ресурсами. В этом плане преимущественное использование угля в масштабной энергетике в качестве альтернативы в ТЭКе обосновывается совершенно бесспорными, объективными предпосылками, вытекающими из более надежной сырьевой базы угледобывающей отрасли, особенно в стратегическом (как по объему, так и по времени) отношении.
Оценивая разведанные запасы газа с позиции достигнутого уровня добычи, оказывается, что этих запасов хватит только на 60 лет. Разведанных запасов угля при современном объеме производства с учетом замещения значительной части газопотребления имеется более чем на 600 лет.
Нельзя не учитывать немаловажный факт, что резервы повышения эффективности технологии добычи и использования угля несравнимо большие по сравнению с резервами в технологии добычи и потребления газа. В угольной отрасли огромный простор для науки и техники даже по отношению к уровню мировых достижений угледобывающих стран.
Похожие диссертации на Разработка научно-методического обеспечения формирования стратегии устойчивого развития горнотехнических систем угольных шахт
