Введение к работе
Актуальность работы. Высокие темпы роста промышленного и сельскохозяйственного производства, необходимость резкого повышения уровня благосостояния населения, создание новых крупных энергоемких .предприятий в горнодобывающей промышленности и в других отраслях народного хозяйства Монголии предопределяют необходимость наращивания добычи угля в стране. Так, при выработке основных направлений развития народного хозяйства на перспективу в директивных документах правительства было указано, что «...основной упор будет сделан на обеспечение дальнейшего опережающего роста топливно-энергетической промышленности».
Согласно директивным документам добыча угля в Монголии открытым способом к 2005 г. должна возрасти по сравнению с 1G85 г. в 5,1 раза и составит 32,6 млн. т в год.
Наряду с этим природные и социально-экономические условия Монголии, которые кроме горно-геологических и климатических характеризуются еще и низкой плотностью населения (1,53 чел/км2), т. е. удаленностью основных потребителей угля от карьеров, отсутствием металлургической и .машиностроительной промышленности, (полным импортом горного и транспортного оборудования и их запасных частей и др., требуют выработки научно обоснованного подхода к решению технических, технологических и социально-экономических вопросов, связанных с повышением эффективности добычи угля открытым способом, который составляет более 90% общей добычи. В настоящее время происходит постоянное снижение производительности труда и повышение себестоимости добычи угля в целом в отрасли; при отставании вскрышных работ. В частности, на одном из базовых карьеров «Шарынгол» наблюдается резкое отставание вскрышных работ и необеспеченность оборудования ремонтом, запасными частями и др.
Совокупность вышеизложенных обстоятельств и предопределяет актуальность постановки и решения научной проблемы — формирования лриродно-технологических комплексов и условий эффективной эксплуатации оборудования на угольных карьерах Монголии, которая имеет большое народнохозяйственное значение.
Объектом исследования являются іприродно-технологиче-ские комплексы угольных карьеров Монголии, представляющие собой совокупность комплектов оборудования, технологических решений и ремонтной базы, обеспечивающих безопасное, высокопроизводительное и экономичное выполнение горных работ в необходимых объемах с учетом природных и социально-экономических условий.
Целью работы является разработка научных методов формирования ириродно-технологических '.комплексов для угольных карьеров Монголии и условий эффективной эксплуатации оборудования на них, что (позволит существенно повысить эффективность добычи угля,
Идея работы заключается в том, что технология и комплексная механизация при открытой разработке угольных месторождений должны формироваться с учетом природных и социально-экономических условий страны лри обеспечении высокой надежности работы горного и транспортного оборудо-гания .карьеров.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
-
При формировании лриродно-технологичеоких комплексов угольных карьеров страны с обширной территорией, малой плотностью населения и несовершенной инфраструктурой (при отсутствии собственного'Машиностроения) «аряду с природными факторами следует особо учитывать социально-экономические условия страны и отдельных ее регионов.
-
Угольная промышленность Монголии должна развиваться как система 'базовых и местных карьеров; для определения их оптимальной мощности и территориального размещения следует использовать разработанную экономико-математическую модель, которая решается как -производственно-транспортная задача методом линейного программирования.
-
Формирование технологических комплексов базовых карьеров с производственной мощностью сзыше 500 тыс. т угля в год должно происходить ло условию более полного использования оборудования и обеспечения его надежной работы путем создания резервного фонда импортируемых быстроизнашивающихся запасных частей на основании утвержденных норм их расхода.
-
Комплексы для местных карьеров с годовой производительностью менее 500 тыс. т угля в год следует формировать на основе разработанных типовых технологических схем, где рекомендуется применение однотипного и мобильного оборудования.
-
Решающим факторов, определяющим надежность работы оборудования карьеров Монголии, при полной импортной зависимости в приобретении оборудования и их запасных частей, является ремонтная база; принципы формирования ее заключаются в следующем;
структура ремонтной базы должна включать головной ремонтный завод горнодобывающей промышленности, зональные ремонтные предприятия и ремонтные мастерские на карьерах;
развитие и размещение ремонтных баз рекомендуется оптимизировать с .помощью разработанной экономико-математической модели л о критерию минимальных удельных приведенных затрат с учетом фактора времени ремонта и транспортировки оборудования на ремонтное предприятие и обратно;
объем и состав ремонта следует определять на основе выполненных оборудованием объемов работ с учетом свойств горных лород.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждены анализом и теоретическим обобщением большого объема (за 1960—1990 гг.) фактических данных по ведению горных работ и эксплуатации оборудования на угольных карьерах Монголии; а также основными техническими и технологическими решениями ТЭО по освоению Тавантолгойского месторождения коксующихся углей и технического лроекта строительства головного ремонтного завода угольной промышленности Монголии, разработанных после проведенных в данной работе исследований; внедрением результатов исследования и научных рекомендаций на карьерах, использованием полученных результатов в .проектных работах и в директивных документах .по развитию отрасли на перспективу.
Научная новизна решения проблемы заключается:
в разработке ком.плекса методов И'экономшю-математиче-ских .моделей формирования природно-технолопгческих комплексов угольных «арьеров Монголии; рационального обеспечения потребителей углем; развития и размещения ремонтных баз оборудования угольных карьеров, в которых учитываются горно-геологические условия месторождений, физико-технические характеристики горных .пород, удаленность мелких карьеров друг от друга и от промышленных центроїв, полный импорт оборудования карьеров и их запасных частей;
в типизации перспективных угольных .месторождений Монголии по природным условия.м и в установлении физико-технических характеристик горных пород этих месторождений, на основе которых следует формировать высокоэффективные природно-технологические комплексы угольных карьеров;
в разработке методических положений по определению потребности карьера в ремонтных работах в зависимости от объема выполненных работ и свойств разрабатываемых гарных пород;
в разработке экономико-математической модели, развития и размещения ремонтной базы горнодобывающей промышленности Монголии; путам оптимизационных расчетов по данной
модели определено размещение ремонтных баз по обслуживанию горных предприятий. Установлена структура ремонтной базы горнодобывающей промышленности Монголии.
Значение работы. Научное значение работы состоит в системности научного обоснования методики формирования при-родно-технолотических комплексов, учтываюоцей взаимосвязи техники и технологии с природными условиями перспективных угольных карьеров и социально-экономическими особенностями страны.
Практическое значение работы заключается в типизации перспективных угольных месторождений Монголии по природным условиям и в установлении физико-технических характеристик горных пород этих (Месторождений, на основе которых методом оптимизации с использованием разработанной экономико-математической модели следует осуществлять формирование высокоэффективных природно-технологических комплексов для открытых разработок; в разработке типовых технологических схем для .местных угольных карьеров, которые представляют собой совокупность комплексов оборудования и технологических решений и уже применяются на практике; в (методике определения ремонтных услуг для оборудования карьеров, учитывающей объем горных работ, выполненный оборудованием, и свойства горных шород, а также в установлении структуры и пунктов размещения ремонтных баз горнодобывающей промышленности Монголии.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Рекомендации по выбору параметров карьеров и типов оборудования комплексной механизации открытых разработок угольных месторождений были использованы институтом «Гипрошахт» при разработке технического проекта строительства угольного карьера «Баганур» с годовой производственной мощностью 6 млн. т в год.
Типовые технологические схемы комплексной (Механизации угольных карьеров, рекомендации по типизации угольных месторождений по условиям залегания и мощности пластов и установленные физико-технические характеристики вскрышных пород угольных (Месторождений были использованы при, разработке технических проектов реконструкции Адун-чулунского и Могойнгольского угольных карьеров, при разработке технико-экономической оценки 15 перспективных угольных месторождений. Положения (по созданию ремонтной базы горнодобывающей промышленности вошли в «Комплексную целевую программу .по обеспечению опережающего развития топливно-энергетической промышленности МНР до 2000 г» и реализованы при составлении технического проекта создания головного ремонтного завода угольной промышленности. Про->гноз развития и размещения угольной промышленности Мон-
голий использован при разработке «Комплексной программы научно-технического прогресса МНР на период до 2005 г.».
Суммарный народнохозяйственный эффект от использования выводов и рекомендаций научных разработок автора, обобщенных в данной диссертации, составляет более 13,4 млн. тугриков, из которых 0,8 .млн. тугриков являются реальным экономическим эффектом.
Апробация работы. Работа и ее отдельные положения докладывались и получили одобрение на научно-практическом семинаре по проблеме «Ликвидация отставания вскрышных работ на угольном карьере «Шарынгол» (1985 г.), на научной конференции .по проблемам совершенствования техники и технологии открытых разработок в Государственном политехническом институте (г. Улан-Батор, 1986 г.), на ученом совете НИПИТЭП (г. Улан-Батор, 1984—'1991 гг.), на научно-техническом созете и на заседании коллегии Министерства топливно-энергетической промышленности МНР (г. Улан-Батор, 1985—1987 гг.), на научном семинаре Силезского политехнического института (Польша) по вопросу буримости горных пород (г. Гливице, 1988 г.), на научном семинаре «Открытая геотехнология» (рук. семинара акад. В. В. Ржевский) и на кафедре технологии, механизации и организации открытых горных работ.(МГИ, 1989—1992 гг.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 36 работ.
Объем работ. Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения, изложена на 306 страницах, содержит 52 рисунка., 55 таблиц, список литературы и.з 190-наименований.
Автор выражает глубокую благодарность докт. техн. наук, П. И. Томакову, Г. И. Солоду за ценные советы и внимание, оказанные автору при подготовке данной работы к защите, сотрудникам Горного института (Монголия), принимавшим участие в исследованиях и оформлении результатов работы. Автор считает себя вечно признательным своему научному консультанту В. В. Ржевскому.