автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему:Формирование природно-технологических комплексов и условий эффективной эксплуатации оборудования на угольных карьерах Монголии

Министерство науки, высшей школы и технической политики Российской Федерации

Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт

На правах рукописи Дашбалын БАТЖАРГАЛ

ФОРМИРОВАНИЕ ПРИРОДНО-ТЕХНО ЛОГИЧЕСКИХ

КОМПЛЕКСОВ И УСЛОВИЙ ЭФФЕКТИВНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ НА УГОЛЬНЫХ КАРЬЕРАХ МОНГОЛИИ

Специальность 05.15.03 — «Открытая разработка месторождений полезных ископаемых»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1992

Ра'бота выполнена' в Горном ¡институте (Монголия) и в Московском ордена Трудового Красного Знамени горном институте.

Научный консультант

акад. РЖЕВСКИЙ В. В.

Официальные оппоненты: докт. техн. наук, итроф. КУЛЕШОВ А. А., докт. техн. наук САМОРОДОВ Ю. П., докт. эконом, наук ГРАНИН И. В.

Ведущая организация — институт ЦНИЭИуголь.

Зашита диссертации состоится « . » сгГ'гГМр^ 1992г.

в /^Г час. на заседании специализированного совета Д. 053.12.01 при Московском ордена Трудового Красного Знамени горном институте по адресу: 117935, ГСП, Москва, В-49, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «

1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета

докт. техн. наук, проф. ИЛЬИН С. А.

А Л Г*"" Р '' Г 'V

ГОС. ^гИ;'.^

ЬЯ^ИО'ГеЛД

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Высокие темпы роста промышленного и сельскохозяйственного производства, необходимость резкого повышения уровня благосостояния населения, создание новых крупных энергоемких лредприяпий 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 1985 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 природно-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:

1. При формировании природно-техно логических комплексов угольных карьеров страны с обширной территорией, малой плотностью населения и несовершенной инфраструктурой (при отсутствии собственного'Машиностроения) 'наряду с природными факторами следует особо учитывать социально-экономические условия страны и отдельных ее регионов.

2. Угольная промышленность Монголии должна развиваться как система 'базовых и местных «арьеров; для определения их оптимальной мощности и территориального размещения следует использовать разработанную экономико-мате-

' матическую модель, ¡которая решается как 'Производственно-траиспортная задача методом линейного программирования.

3. Формирование технологических комплексов базовых карьеров с производственной мощностью озыше 500 тыс. т угля в год должно происходить .по условию более полного использования оборудования и обеспечения его надежной работы путем создания резервного фонда импортируемых быстроизнашивающихся запасных частей на основании утвержденных норм их расхода.

4. 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.

5. Решающим фактором, 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 .пород.

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 рабог и эксплуатации оборудования на угольных карьерах Монголии; а также основными техническими и технологическими решениями ТЭО по освоению Таваптолгойского .месторождения коксующихся углей и технического ¡проекта 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 .комплекса методов и >экономико-математиче-ских моделей формирования природно-технологических комплексов угольных «арьеров Монголии; рационального обеспечения потребителей углем; развития н 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 центро;в, полный импорт оборудования карьеров и их запасных частей;

в типизации перспективных угольных .месторождений Монголии по .природным условиям и в установлении физико-технических характеристик горных пород этих месторождения, 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; путем 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-технологических комплексов, учтывающей 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 условием 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 схс.м 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 «Батанур» 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 лла-стов 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 то 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. Прогноз развития и размещения угольной .промышленности Мон-

голии 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 НИ'ПИТЭП (г. Улан-Батор, 1984—1991 гг.), на научно-техническом совете 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 док т. 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.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Состояние проблемы и задачи исследования

Исследование технологии разработки месторождений открытым способом и комплексной механизации горных 'работ .применительно к различным горнотехническим условиям является большой и сложной проблемой, на решение которой были направлены усилия многих вузов, научно-исследователь-оких, лроектно-конструкторских организаций и горнодобывающих предприятий.

Большой вклад в развитие и совершенствование технологии и формирования технологических комплексов открытых разработок внесли акад. В. В. Ржевский, Н. В. Мельников, К. И. Трубецкой; проф., докт. техн. наук Е. Ф. Шешко, Ю. И. Анистратов, А. И. Арсентьев, Ю. И. Беляков, М. В. Васильев, К- Е. Виницкий, Н. Г. Домбровский, С. А. Ильин, А. С. Красников, А. А. Кулешов, И. Г. Новожилов, Р. Ю. По-дзрни, М. Г. Поталов, Ю. П. Самородов, Б. А. Симкин, Б. Н. Тарковский, П. И. Томаков, Д. И. Федоров, В. С. Хохря-■ков, Ю. А. Чернегов, А. Г. Шапарь, Б- Н. Юматов, В. А. Яковлев, Н. Н. Медников, ¡В. В- Истомин, проф. Н. А. Малышева, канд. техн. наук Б. Г. Алешин, И. К. Наумов и др.

Научные основы комплексной механизации открытых разработок и технологическая классификация комплексов оборудования разработаны акад. В. В. Ржевским. Решению проблемы формирования структур -комплексной механизации карьеров с техникой циклического действия посвящены работы докт. техн. паук, проф. П. И. Томакова, А. А. Кулешова, Ю. А. Чернегова, канд. техн. наук Е- В. Птичникова и др.

Проведенный анализ развития и современного состояния угольных ¡карьеров Монголии за 1960—1990 гг. и выполненные исследования показывают, что наряду с положительными тенденциями совершенствования технологии, ¡механизации горных работ и повышения надежности горного и транспортного оборудования в угольной промышленности страны имеются принципиальные недостатки. Недостаточно обоснованы технические проекты мелких местных угольных карьеров, в которые закладываются непротресоивные нормативные данные, не учитываются лриродные факторы и условия надежной работы оборудования. Анализ работы Шарынгольского угольного карьера ¡показывает значительное отставание вскрышных работ от проекта, которое на начало 1991 г. составляет 18,0 'М:л'Н. м3, несовершенство планирования горных работ и неэффективность использования погрузочного и транспортного ¡оборудования. Угольная промышленность Монголии не имеет ¡базы то производству капитальных ¡ремонтов, .которая является основным условием повышения надежности работы ¡горного и транспортного оборудования. При решении такой важной народнохозяйственной проблемы, как повышение эффективности работы угольных .карьеров Монголии, необходимо научное обоснование методов ее решения с учетом природных и социально-экономических условий эксплуатации данных ¡карьеров.

Для достижения поставленной цели решены следующие задача:

осуществлена типизация ¡перспективных для открытых разработок угольных месторождений Монголии .по .природным условиям;

установлены .потребность народного- хозяйства в угле, № возможность ее рационального обеспечения;

разработаны методические положения по формированию щриродно-технологических 'комплексов базовых и .местных карьеров и выбору комплектов оборудования для них;

установлены структуры и пункты размещения ремонтных баз оборудования горнодобывающей промышленности Монголии.

Оценка угольных запасов и типизация перспективных для открытой разработки угольных месторождений Монголии

. На территории Монголии в настоящее время известно свыше 200 месторождений и проявлений угля. Общие геологические ресурсы угля в стране составляют 22,3 млрд. т, из них по 38 разведанным 'месторождениям подсчитано 1,26 млрд. т запасов по промышленным категориям А ■+- В + Сь Запасы по категориям С2 составляют 3,03 млрд. т, а прогнозные — 17,6 млрд. т. Анализ показывает, что 68% кондиционных запасов угля располагаются на глубине до 300 <м, а 32% —от 300 до 600 м. Наибольшие запасы угля располагаются на глубине до 100 и, т. е. пригодные для открытой разработки. Запасы, пригодные для открытой угледобычи, составляют 11,24 млрд. т, или около 60%. Определено процентное соотношение распределения запасов всех марок угля по глубине. Так, 79,3% запасов бурых углей находятся на. глубине до 100 м, 73,6% запасов каменных углей залегают на глубине от 300 до 600 м.

Установлено распределение балансовых запасов угля Монголии .по экономическим зонам, .месторождениям и аймакам. Самым насыщенным разведанными запасами угля является центральная экономическая зона, на территории которой находится 12 месторождений с балансовыми запасами угля более 9,0 млрд. т. Из них каменные угли—77,3%, более 81,3% балансовых запасов каменных углей находятся на месторождении Тавантолгой. Количественное и процентное распределение балансовых запасов по аймакам .показывает, что на территории двух аймаков Южногобийском и Хэнгэйском находятся более 50% угольных ресурсов страны.

На основании проведенных исследований с учетом природных условий и нужд потребителей угольные .месторождения Монголии по их запаса.м следует разделить следующим образом:

:мелкие, которые имеют запасы угля до 100 млн. т, будут разрабатываться для обеспечения энергетических, коммунально-бытовых нужд близлежащих районов и потребности местного населения в топливе;

средние, имеющие запасы угля от 100 до 500 млн. т, будут разрабатываться не только для обеспечения местных .потребностей, но и могут стать источниками топлива для территориальных топливно-энергетических комплексов и частично экспорта угЛя;

.крупные, имеющие запасы угля свыше 500 млн. т. Их разработку следует весгн мощными карьерами для экспорта угля и создания крупных региональных топливно-энергетических комплексов, на которых будет вырабатываться электроэнергия для целого региона страны и, возможно, также для экспорта.

Угольные месторождения Монголии характеризуются большим разнообразием структурных условий залегания угленосных отложений.

Исходя из конфигурации и размеров морфологических структур угленосных формаций и формы залежей, разрабатываемых открытым способом и описанных в работах акад. В. 'В. Ржевского, типизация угольных .месторождений Монголии 'По условиям залегания и мощности ¡пластов производилась следующим образом. Под научным руководством и с участием автора составлен кадастр угольных .месторождений Монголии, на которых в настоящее .время ¡приведена детальная разведка, обобщены горно-геологические характеристики основных угольных месторождений.

На основании этого угольные месторождения Монголии были типизированы согласно известной 'методологии типизации .месторождений :по углу .падения и .мощности пластов (рис. 1):

I. Горизонтальные и пологие (А), характеризующиеся слабонаклонным (до 10°) и волнистым залеганием основной части пласта ограниченной мощности с покрывающими породами 'мощностью до 40 м. К «им относятся следующие месторождения: Адунчулунское, Увдугхудагское, Талбулагское, Убурчулутское и др., расположенные под наносами небольшой мощности (до 20—40 1м).

II. Наклонные (Б) —с углами падения .пластов от 10 до 30°, неограниченной мощности покрывающих яород, расположенные выше господствующего уровня поверхности на возвышенности или склоне горы. Типовыми м естор о ж де ния.м и являются Могойнгольское, Нурстхотгорское, Баянгэгское и др.

Характерной особенностью .многих из этих (месторождений является наличие покрывающих пород большой мощности, эффективность разработки .которых невозможна без применения мощной землеройной и транапортной техники. Глубина разработки этих .месторождений оценивается более 60 м.

I 1 # Т*лы гмяшти*' мы* кгспяокдЕниб Тишас ыдоюакдения ХАРАКТЕЖЬХ РА&РЕЛЫ ТИПС5ЫХ / ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРОД типоыях месторождений

Й»*гл» 1ы» ДЫМ!, 'ГАД. » мед» НЕСТИ, М.

А Пологие да« етЭ-^эЗ) кил го ТЗитАгекэс'ш А^имжуумсхве (№сш«и-ну>) ^^^^^^^^^ ' ' ' Л»)Нвди^!ТВ90(АИ(й<» СУГЛИНОК с ПЕСКАМИ! С)К№|КК1 ЛАШеЛИТЫ И ПЕСЧАНИК; - Супесь, «глинок. глины е пм-еладми ПЕСКА и рыхлый ПК-ЧДНИК1 - Песчаники с ПЮСЛОЯМ* углистых ллчтилито» * глин;

и! А**

Б В Нлхлавыг Сю-ал А»« ЕваЗО Мйгонигальоеск «Нутспэтлзрсмре Э&ЛвГГСГСКСХ' < « еа •м ш, й(АИШ, СУГЛИНКИ. КРЕПКИЕ КОНГ-ЛОМЕЯАТЫ, пкялники, Алглроля-ты и аргиллиты; а}Пвгчлнкковля, слаь-,еьа* тол-цл е углями ; ЯАлсгролит. аргиллит о пяоодо МИ ПКЧАНКОЗ;

КлтепА- (сошат) А»« «Я-*» здаЗ) (Урмипскех ОХУ^упсхзс 6 Песчаники с тонкими проСЛОЯМИ АЯИЛЛИГС& и кпшис тых порщ С4ЦЕМШШ>СЯМ<!Ы1 песчанки, и пшшисгыд. ГЛИНЫ 8) Плотные ГЛИНИСТЫ!, сланцы

Г Пласты СЛОМСКдГО ЗАЛЕГАНИЯ бешЗО Зегтекм Ължг&тсЗтсксг Хотлрвмлтмсксе ПЕСЧЛКНК, лларолит; - СУГССЬ) песчаник с глинистый») СЛАНЦАМИ; - Рыхлый ГЛИНИСТЫЙ СЛАНЩ С ПРОСЛОЯМИ ПЕСЧАНИКОВ;

Ряс. 1 Типизация угольных месторождений Монголии по условзяи залегания а мошкоста пластов

III. Крутопадающие (В) — с углами /падения пластов более 30°, где размеры карьера по глубине разработки и количеству пластов отличаются от других месторождений. Типовыми месторождениями являются Хундлунское, Гурвантэское, Цаганобоское и др.

Особенностью этой группы месторождений являются горно-подготовительные работы, связанные со вскрытием и .подготовкой очередных по глубине горизонтов в эксплуатационный период работы карьера.

IV. Сложное залегание (Г) —¡.месторождения характеризуются синклинальными складками и покрывающими породами небольшой мощности. Типовыми месторождениями являются Алагтоготское, Тасвантолгойское, Хартарвагатайское и др.

Для этой группы месторождений свойственны слабые породы вскрыши и крепкие угли со сложным строением угольных залежей ¡при небольшой мощности, покрывающих лород.

Решение горнотехнологических проблем разработки полезных ископаемых невозможно без достаточных знаний о физико-технических характеристиках горных пород разрабатываемого месторождения.

С целью определения свойств горных пород угольных месторождений Монголии в бывшем научно-исследовательском и проектном институте топливно-энергетической промышленности (НИЛИТЭП) совместно с ИГД им. А. А. Скочин-ского при непосредственном утастии автора разработана «Методика отбора проб и определения физико-механических свойств горных лород».

По разработанной методике впервые в НИПИТЭП ¡проведены исследовательские работы по определению физико-механических свойств горных пород 16 перспективных угольных месторождений, по результатам которых установлены физико-технические характеристики вскрышных (пород угольных месторождений Монголии.

Анализ результатов физико-механических свойств пород •показывает, что основная масса вмещающих лород относительно однородная. Так, разница ¡максимальной и минимальной крепости пород, представляющих вскрышные породы изученных месторождений, кроме карьера «Шарынгол», составляет 1,1—5,0, что по шкале однородности, массивов горных пород угольных .месторождений можно отнести к относительно однородным ¡массивам. Эти исследования стали основой установления таких (горнотехнологических свойств вскрышных пород, как буримость и взрываемость. Горные породы вскрыши (перспективных угольных месторождений по

степени буримосги представлены следующим образом: легко-буримые 61,'8; средней бур им ост и 25,0%; труднобуримые 13,21%.

Для объективной оценки горнотехнологических свойств пород кроме буримости имеет важное значение их взрываемость. В результате 'Проведенных исследований установлено, что 26,1'% горных пород шскрьиди ¡перспективных угольных месторождений легковзрываемые, 50,7%—средней взрываемости, 23,7% — трудновзрываемые. Кроме того, установлен литбло-гичеокий состав горных пород месторождений, которые .представлены в основном .песчаниками, алевролитами, аргиллитами и др. Гравелиты, 'конгломераты, .которые затрудняют разработку месторождений, представлены в незначительном количестве на двух месторождениях.

Установление потребности народного хозяйства в угле к перспектива развития угольной промышленности Монголии

Перспектива развития угледобычи в Монголии определяется, с одной стороны, высокими темпами роста 'Потребления твердого топлива в народном хозяйстве и населением, с другой—.значительными запасами углей на всей, территории страны, результаты систематизации которых .по экономическим зонам, аймакам и 'перспективным месторождениям изложены выше. Установление потребности народного хозяйства в угле на перспективу до 2005 г. было выполнено в институте НИПИТЭП на основании '.перспективной потребности в угле с учетом потребления >на электростанциях, крупных .котельных ](.прочими'потребителями (см. таблицу).

Из таблицы видно, что потребности народного хозяйства Монголии в углях к 2000 и 2005 .гг. по минимальному варианту составят соответственно 21,92 и 30,93 мл-н. т угля в год.

Для наиболее эффективной динамики .потребления и добычи угля под руководством автора в НИПИТЭП совместно с Институтом математики АН Монголии на основании использования метода множителей Лагранжа разработаны метод 'последовательного расчета с комбинированными алгоритмами и экономико-математическая модель для решения задач ■развития и размещения угольных предприятий страны. Идея ¡комбинированного алгоритма заключается .в следующем: сначала задача размещения решается приближенно с использо-ганием метода множителей Лагранжа, затем .путем оценки отбраковываются ненужные пункты и фиксируются нужные, а сомнительные ¡пункты размещения ¡предприятий рассматриваются методом последовательных расчетов, в результате, чего ■повышается степень точности решения задач размещения производства.

Прогноз потребности Монголии в угле по экономическим зонам и основным потребителям в 1995—2005 гг., тыс. т

Наименование экономических зон и групп потребителей 1995 г. 2000 г. 2005 г.

Варианты

1 | 2 1 2 2

Центральная зона

Электростанции 6530 7650 11070 . 13330 14560 16960

Котельные и огневые печи 4223 4223 4809 4809 5758 5758

Итого но зоне 10753 12103 15879 18139 20318 22718

Восточная зона

Электростанции 565 565 660 ■ 660 750 750

Котельные ¡1 огневые печи 4Г5 415 603 603 734 734

Итого по зоне 1080 1080 1263 1263 ~ 1484 1484

Западная зона

Котельные и огневые печи 667 637 778 778 928 92Н

Итого по зоне 667 067 778 778 928 928

Итого:

по элехтро- и теплоэнергетике 12500 "13850 17920 20180 22730 25130

на экспорт 1000 1000 4000 4000 7200 7200

на глубокую >и комплексную переработку уг- 1000

лей — — — 1000 1000

Итого потребности 13500 14850 21920 24180 30930 33330

Всего с учетом потерь при переработке углей 13500 14550 22520 247801 32600 35300

Модель сформулирована следующим образом-

Определить набор переменных zf и xljt, образующих .план добычи и поставок углей потребителям, согласно которому выполняются условия:

N Qi ___

5 х\ц < S а*„гЛ (i = 1, М, / = 1, Гпя), (1)

/»1 S-1

из каждого угледобывающего предприятия можно вывезти не 'более того, что в нем будет добыто.

м _ _

2 bJt (у = 1, N, t = 1, Упл), (2)

общий объем угля, 'приведенного к условному топливу вы-еозимого /-му .потребителю, равен потребности.

>0 (i- СЖ j = TT^v, г = ТГТпл). (3)

объем поставок угля из ¿-го предприятия к у'-му потребителю в ¿-.и году должен быть .неотрицательной величиной. «/ _

2 I (i=\,M), (4)

i= i

в t-iM пункте реализуется не более одного варианта s.

z,'e{0, 1} (i = ТГМ, S==TTQ,), (5)

если ® i-зл пункте s-й вариант реализуется, то zf — 1, в .противном случае zf =0.

При выполнении условий ('1) — (5) величина интегральных производственно-транспортных затрат за плановый период доинюм изируется

n тпл м /v

2 2 + 2 2 2 (S,!, + S'ijt) btxm min. (6)

1 = 1 S = 1 t'l i-1 j = 1

Здесь uf — CHS -f AT,/, где! — .индекс угледобывающего предприятия (t = 1, Af), i (/); / — индекс (Потребителя (/= =il-, N), j ei; s—индекс варианта (предприятия (s = 1, Qj); t—'индекс года для планируемого периода {I — 1,..., Гпл); аь —объем добычи угля i-м предприятием по s-.му варианту в /-м году, т; — объем потребления условного топлива /-'м потребителем в i-м году, тут; X,/ — 'Коэффициент приведения угля ¿-го предприятия в условное топливо; Sijt—затраты на транспортировку 1 т угля от ¿-го поставщика до /-го потребителя в ¡->ы году, тугр.; S'ij, -»затраты /-го потребителя *на использование ,им 1 т угля ¿-го предприятия в i-м году, тугр.; Kits— капитальные

вложения в реконструкцию ил« строительство 1-го предприятия в t• м году .по й-му. варианту, связанные с добычей угля, тугр.; Сц" — себестоимость 1 т угля на ¿-м предприятии в /-м голу при реализации s-.ro варианта, тугр.; и/ —интегральные затраты за плановый период по ьму предприятию при реализации 5-го варианта, тугр.; В{ —'Коэффициент дисконтирования разновременных затрат; б,= (1—где Е„ — норма эффективности капвложений, а — год, к ¡которому приводятся затраты всех ¡предприятий.

■Переменными величинами в данной задаче являются: г{ —интенсивность использования в плане в-го варианта ¿-го предприятия; — объем поставок угля с i-.ro предприятия к /-му потребителю в /-м году, т.

В результате решения задачи оптимизации развития и, размещения угольной 'промышленности Монголии по разработанному методу как производственно-транспортной распределительной задачи установлены: а) оптимальная схема размещения угледобывающих предприятий на 1995, 2000 и 2005 гг.; б) оптимальный объем добычи угля по месторождениям и рациональный поток перевозки угля к потребителям (рис. 2). Следует отметить, что круг этих вопросов решен в рамках единой задачи, в то время как проектная (практика рассматривает каждый из них изолированно.

На основании результатов оптимизационных расчетов определены основные направления развития и размещения угольной .промышленности Монголии, которые нашли свое отражение в «Комплексной программе научно-технического прогресса МНР .на ¡период до 2005 г.» Первое— строительство новых угледобывающих предприятий с высокопроизводительным оборудованием, а также реконструкция действующих предприятий с целью существенного повышения уровня производительности труда и увеличения объемов добычи. Уголь, добываемый на этих предприятиях, составит основу топливного баланса Монголии. К таким предприятиям относятся действующие карьеры Баганур, Шарынгол, Адунчулун, Баянтэзг, добычу на которых следует увеличить 'в 1990—2005 гг. с 8 до 13,7 ¡млн. т. Второе —> развитие местных карьеров, имеющих локальное значение и обеспечивающих местную .потребность в топливе. Такие карьеры должны развиваться в большинстве аймаков на базе существующих, и объем добычи на них должен возрасти с 1,0 млн. т в 1990 г. до 3 .млн. т в 2005 г. Для улучшения снабжения углей рассредоточенных сельских потребителей, а также с целью снижения транспортных издержек на (поставки углей от местных предприятий до потребителей в отдаленных сомонах следует -предусмотреть создание 8—9 новых угольных карьеров местного значения с годовой мощностью до 10—'20 тыс. г.

.. По'результатам анализа технических воз^ожадстей место-' рождений и оптимизационных.расчетов можно сделать следующие выводы:' . ' ,

запасы угольных ресурсов месторождений намного превышают потребности народного хозяйства в углях;

крупные потребители угля в основном сконцентрированы в центральной экономической зоне, для их снабжения наиболее аффективным считается расширение добычи угля на Баганур-СКО.М карьере до 8,0 млн. т в 1995—2005 гг. и создание нового карьера в районе Чойр с доведением добычи на нем к 1995 г. до 0,в—2,1 млн. т;

для улучшения топливоснабжения сельских ¡потребителей предусматривается расширение мощности действующих карьеров и создание новых местных карьеров.

Методические положения формирования природно-технологических комплексов базовых карьеров Монголии

Монголия имеет ряд особенностей. Так, занимая обширную территорию (более 1,5 млн. 'км3), население всего лишь 2,3 млн. человек. Значительную часть ее территории составляют пустыни и полупустыни. Она- не имеет ¡выхода к морю и граничит в основном только с Российской Федерацией и Китайской Народной Республикой, экономическое влияние первой значительное. В Монголии не развиты металлургическая и машиностроительная промышленность, поэтому горное и транспортное ¡оборудование и их запасные части полностью импортируются. Эта и другие специфические лриродно-экономические особенности Монголии оказывают доминирующее «влияние на развитие промышленности, в том числе на технический прогресс в .горнодобывающей отрасли, и, следовательно, на. формирование технологических комплексов открытых разработок.

Суть слова «природа», данная в энциклопедиях и толковых словарях русского языка, выражается следующим обра- • зом: «Понятие «природа» употребляется для обозначения не только естественных, но и созданных'человеком материальных условий его существования...», а слово «природный» означает <«по рождению принадлежащий к какой-нибудь стране,...».

Комплекс особенностей Монголии можно определить как «природные» и социально-экономические, свойственные только ей (рис. 3). Эти особенности в виде геологических, техно- , логических, технических, экономических и других ¡факторов .; учтены при разработке экономико-математических моделей , для выбора природно-технологических комплексов угольных' карьеров.

, Оптимизацию процесса формирования природно-техноло-•ических комплексов можно осуществлять по нескольким вариантам. В качестве критерия сравнительной экономической эффективности конкурирующих вариантов ¡принимается минимум приведенных затрат, которые представляют собой сумму текущих затрат и капитальных вложений, приведенных к здинаковой размерности в соответствии с нормативным коэффициентом эффективности. Величина удельных приведенных затрат в полной iMepe характеризует эффективность принимаемого решения в планово-регулируемом секторе народного хозяйства Монголии.

Укрупненную экономико-математическую модель процесса выбора технологических .комплексов можно выразить:

+ | +(7)

¡=1

п п п п

Ъ Снк - 2 с,(в + 2 с9,у + S RT; (8)

г-i :=1 г--1

п п п ГС

V W к__N' k' а 1 V rs У j V 03]У) сО\

Za Лк; —Ак( -г ¿а Акг ¿Li IXк! - (J)

t-1 (-1 t 1 M

Критерий оптимизации — минимум приведенных затрат по всем технологическим процессам выемки вскрышных .пород и добычи угля:

Спрк=/[БВР, Экс, Тр, Отв, Ж-д] - min (10)

с ограничением

Amin < л < Ашах, (И)

-где С,,р': — приведенные затраты на 1т товарного угля, тугр.т; А—мощность карьера, тыс. т; Rlb-K, Сэ:", —резервный фонд запасных частей оборудования, эксплуатационные и капитальные затраты по карьеру, тугр.; п — число рассматриваемых вариантов (i = 1,2,..., ti); к, в, у — индексы, указывающие соответственно на затраты по карьеру, вскрыше и углю; Еп —нормативный коэффициент эффективности.

Модель разработана с учетом комплексных взаимосвязей между основными технологическими процессами: буровзрывных работ, экскавации угля и вскрыши, транспорта горной массы, .отвалообразо'вания и схемы путевого развития.

Модель разработана по блокам, отражающим каждый из технологических «процессов, с помощью которых производится перебор вариантов.

Так, целевые 'функции погрузки угля и вскрыши в железнодорожный транспорт выражаются зависимостью приведенных. затрат на погрузку угля и вокрыши от типа экскаватора,.

р к 1

nn

лр 1000А

вместимости составов, длины фронта 'работ, расходов на экскавацию, запасные части ¡и ремонт, стоимости ¡приобретения оборудования:

СУ4В) =/[//., To6u, Vc, Спв), /ад min, (12)

где Спр ^ — приведенные затраты на логрузку угля (вскрыши), тугр.; Я, — норма выработки на погрузку угля (вскрыши) в железнодорожный транспорт, т; Т„6м — время обмена состава, мин; Vc—объем угля в составе, м3; СУ(В) — себестоимость погрузки угля (вскрыши) в железнодорожный транспорт, тугр/т; —капитальные затраты на добычные (вскрышные) экскаваторы, тугр.

Целевая функция отвалообразования выражается зависимостью приведенных затрат на отвалообразование от типа отвального экскаватора, расходов и капитальных затрат на эксплуатацию, ремонт и приобретение оборудования:

Спр° = /[ЯД CQTB, —rain, (13)

где Спр°—(приведенные затраты на отвалообразование, тугр.; Йа° — норма выработки на прием породы в железнодорожные отвалы, im ; С01В — себестоимость укладки породы в отвал, тугр/м3; /(кап —капитальные затраты на отвальные экскаваторы, тугр.

Целевая функция транспортирования угля и вскрыши выражается зависимостью приведеных затрат на транспортирование горной массы от сцепной массы локомотива, вместимости состава, расстояния транспортирования, типа погрузочного и транапортного обрудования, эксплуатационных расходов и капитальных затрат:

min, (14)

¡где Спр—приведенные затраты на транспортирование горной массы, тугр/м3; />сц—сцепная масса локомотива, тс; Vc — вместимость состава), м3; Lcp — расстояние транспортирования, км; Ськс —эксплуатационные затраты на локомотнвосо-ставы, тугр.; Kill —капитальные затраты на локомотивосо-сгавы, тугр.

Целевая функция буровзрывных работ выражается зависимостью приведенных затрат на БВР от типа бурового оборудования, объемов бурения, выхода горной массы с одного погонного метра, скважин, расхода взрывчатых веществ, эксплуатационных и .капитальных затрат:

=/[Я„, Q

год > Vnor, Qbbi С9кс , К кап Jmin, (15)

где С ™р—прнведе.нные затраты на буровзрывные работы, тугр/аг; Пст — производительность буровых станков, .м/смену;

Огод —планируемый годовой объем буровзрывных работ; йюг —скорость бугоения скважины, м/мин; —количество

лБВР ,

взрывчатых веществ, т; С9Кс —эксплуатационные затраты буровзрывных работ, тугр.; /Ск!ч — капитальные затраты на буровые станки, тугр.

Целевая функция схемы путевого развития выражается зависимостью .приведенных затрат от стоимости строительства, содержания и переукладки железнодоржных путей в за>-боях, на отвале и на постоянных трассах. В свою очередь, длина путей и количество .путепереукладочных работ зависят от параметров экскаваторного оборудования и связанных с ними параметров элементов системы разработки, высоты уступа, ширины заходки, высоты отвальных ярусов:

Спр — ./[¿з» ¿01 ¿посп ^заб> ^отв» К чьи, Ссод» ^пер] Ш1П,

(16)

где Спжрд — ¡приведенные затраты путевого развития карьерной железной дороги, тугр.; ¿3, Л0, /-П0ст — длина забойных, отвальных № постоянных лутей, м; Лззб, /гита—высота уступа в забое и на отвале, м; Ш3 —ширина заходки, м; Ккы —капитальные затраты на устройство железнодорожных путей, тугр.; Ссад> Спер — эксплуатационные затраты на содержание и .переукладку железнодорожных путей, тугр.

На основании целевых функций разработаны общая блок-схема расчетов оптимизации параметров системы разработки месторождения и блок-схемы для каждого технологического процесса. Блок-схемы расчетов оптимизации представляют собой ряд ¡расчетных формул, действия по которым выполняются 'в строго заданной последовательности. Главными показателями являются производительность оборудования, его количество, себестоимость и приведенные затраты ¡по процессам.

Рассмотрены различные варианты вскрышного и добычного оборудования 'При. погрузке горной .массы в железнодорожные составы различной вместимости.

Обоснование выбора комплектов оборудования

для технологических процессов разработки на примере центрального участка Тавантолгойского месторождения

В качестве объекта исследования процесса разработки взято крупное месторождение коксующихся углей «Тавантол-гой>. Общая геологическая ¡мощность 16 рабочих пластов угля месторождения достигает 142,86 м, угольных пачек — 98,16 и, запасы — 5662/86 млн. т.

2

1 г

. Результаты . горно-геометрического анализа центральной части Цанхинского участка месторождения показаЛк, что здесь могут быть -вовлечены в отработку более 1 млрд. т угля со средним коэффициентом вскрыши 3,6 м3/т. Изменение коэффициента с глубиной по каждой разведочной линии показывает, что средний коэффициент вскрыши с глубиной изменяется от 7,64 до 3,60 м3/т.

По результатам горно-геометрического анализа условий месторождения определены границы карьерного поля -в наиболее благоприятной по коэффициенту вскрыши его части, принята технология разработки с внешним отвалообразозани-ем с техникой цикличного действия и вывозкой пород и угля1 железнодорожным транспортом. Мощность карьера — 20 ¡млн. т угля в год с -транспортированием угля на обогатительную фабрику. ¡Варианты выбора оборудования для погрузки угля и вскрышных ¡пород рассматривались для экскаваторов ЗКГ-8И, ЭКГ-12,5, ЭКГ-6,Зу при величине фронта добычных работ 1,0; 1,5; 2,0 км на один экскаватор. Вместимость составов принималась от 300 до 800 м3. Результаты исследования справедливы и для новых более совершенных моделей данных экскаваторов.

На основании суммарных приведенных затрат по вариантам отработки карьерного .поля и комплексам основного оборудования установлено, .что лучшие показатели на погрузке угля экскаватором ЭКГ-12,5 в составы из вагонов ВС-145, вместимостью 800 м3, .при расстоянии до обменного пункта 1,0—1,5 им.

На вскрышных работах рациональный экскаваторно-тран-спортно-отвальпый комплекс включает экскаватор ЭКГ-12,5, составы общей вместимостью 800 м3, состоящие из тягового апрегата ОПЭ-1А и думпкаров ВС-145, отвальный экскаватор ЭКГ-12,5. Расстояние до обменного пункта 1,0—1,5 км. Буровые работы выполняются с использованием станков СБ'Р-160.

Разница между эффективностью использования комплексов с экскаватором ЭКГ-12,5 на погрузке и экскаватором ЭКГ-8И составляет около 28 мунг/м3 и по приведенным затратам для карьера мощностью в 20 млн. т в год при среднем коэффициенте вскрыши 3,4 ¡м3/т достигает 18,0—20,0 'млн. тугр. При увеличении расстояния до обменного пункта с 1 до 2 им ¡приведенные затраты возрастают на 4 мунг/м3 на каждые 500 ,м.

В разработанном (Гидрошахт, 1990 г.) технико-экономи-* ■чеоком обосновании целесообразности освоения Тавантол-гойского месторождения коксующихся углей основные : решения по горнотранспортной части разработки месторожде- • ния подтвердили результаты, полученные ранее в наших- исследованиях. Так, из четырех вариантов по количеству добы- :

ваемого.угЛя -предпочтение : отдан о .мощности в 20,0 млн.'т в год, из "йятй вариантов технологических схем .производства вскрышных работ за основной принят вариант с .применением на вскрыше железнодорожного и автомобильного транспорта и бестранспортной технологии.

Особенности формирования природно-технологичсских комплексов на местных угольных карьерах

Специфической особенностью угольной промышленности Монголии является существование местных угольных .карьеров с производственной мощностью от 40,0 до 250 тыс. т угля в год, .которые в настоящее время в количественном отношении составляют 76,9% от числа действующих карьеров, хотя их суммарная добыча угля всего 21,4% от общей добычи по стране открытым способом. В перспективе число местных карьеров значительно возрастает.

(Существование ¡местных карьеров, удаленных от железных дорог и автомагистралей с твердым .покрытием, линий централизованной электропередачи и т. д., добыча угля на которых ограничена потребностью близлежащих районов и не решены социально-экономические проблемы, требует специфического .подхода,'заключающегося в формировании эффективных природно-технолопгческих комплексов и условий рыночных отношений на этих карьерах с учетом указанных выше-факторов.

' В настоящее время на местных карьерах .применяется продольная однобортовая, поперечная одно- и двухбортовая система разработки с внешним отвалообразованием и на большинстве карьеров используются дизельные экскаваторы с вместимостью 0,65—1,0 м3, автосамосвалы грузоподъемностью 4—12 т, 'бульдозеры типа Д-686, буровые станки с диаметром долота 110— 160 мм.

Потребность значительного увеличения добычи, угля к 2005 г.' .предусматривает применение более совершенного пог.рузочно-транспортного оборудования, рационального сочетания более совершенной технологии производства на> местных карьерах. На основании типизации перспективных угольных .месторождений Монголии разработаны типовые технологические схемы и проведены оптимизационные расчеты .по выбору комплекта оборудования по критерию минимума приведенных затрат для ¡местных карьеров. Данные схемы включают технологию разработки уступа, расчетные показатели оборудования, условия применения, т. е. элементы системы разработки, категорию горных .лород и тип транспорта.

Для местных угольных .карьеров Монголии разработаны ' семь типовых технологических схем с мехлопагаади, драглайнами и колесными погрузчиками.

2*

19

Учет незначительных объемов вскрышных и добычных работ, отсутствие достаточных источников электроэнергии на большинстве местных карьеров и .проведенные технико-экономические расчеты затрат на 1 м3 горной массы на буровзрывные работы, погрузку, транспортировку и отвалообразование позволяют рекомендовать для данных технологических схем дизельные и дизель-электрические экскаваторы типа ЭО-411'1Б (С), Э-10011Е, ЭО-6112Б, Э-2503Б с вместимостью ковша 0,65—2,5 >м3. На карьерах, обеспеченных электроэнергией, могут использоваться экскаваторы с вместимостью ковша до 5 м3. Из самосвалов, выпускаемых в государствах СНГ, по грузоподъемности рекомендуются следующие типы: МАЗ-5549, КрАЗ-256Б, БелАЗ-7510. В качестве э-кскавационного оборудования, кроме экскаваторов, рекомендуются погрузчики гусеничные типа Д-5&4, а для буровых работ буровые станки 2СБР-125, СВР-160, 2СБШ-200Н. На автомобильных отвалах и строительстве дорог 'можно попользовать бульдозеры типа ДЗ-118 и ДЗ-34С. Для механизации работ при ремонте зкска-ваторов следует применять краны на пневмоколесном ходу К-161, К-256, К-401, на гусеничном—М>КГ-25, пневмоколес-ные трейлеры И461А, ЧМЗАП-5208, УКБ.

Ввиду того, что рекомендованное .выше оборудование со временем будет сниматься с производства, вместо них можно использовать их совершенствованные 'модификации.

Исходя из характеристик горных пород, климатических я горно-геологических условий разработки местных угольных карьеров и на основании известной технологической классификации комплексов оборудования по В. В. Ржевскому, применяемых при открытой разработке для местных угольных карьеров, рекомендованы экскаяаторно-отвальные (ЭО), экс-каваторно-транспортно-отвальные (ЭТО) комплексы оборудования, которые формируются из вышеприведенного оборудования.

Наряду с вопросом формирования рациональных природо-технологических комплексов местных .карьеров необходимо создать социальные условия и экономическую заинтересованность трудящихся по повышению эффективности угледобычи и уровня жизни населения.

Основное -внимание нужно обратить на решение в возможно короткий срок социально-экономических проблем трудящихся местных .карьеров, ибо низкий уровень развития инфраструктуры, удаленность от аймачных центров и необеспеченность необходимыми, товарами и продуктами не дают возможности привлечения квалифицированных -кадров рабочих и инженерно-технических работников и создают социальную напряженность, что в конечном итоге приводит к снижению эффективности прпродно-технологических комплексов. Во-вторых, необходимо создать условия перехода карьеров на рыночную экономику.

Анализ себестоимости добычи угля на местных 'карьерах, установление транспортных затрат по перевозке угля до основного потребителя и всей деятельности местных карьеров позволяют сделать следующие обобщения и рекомендации: до 1990 г. все местные карьеры работали рентабельно, анализ современных горно-геологических условий дает основание считать, что работа данных карьеров и в дальнейшем может быть прибыльной;

производственная мощность данных карьеров должна базироваться на рыночной потребности в угле данного .карьера, а цены на уголь следует устанавливать свободные;

ввиду реальной безальтернативной потребности в углях в условиях рыночных отношений отпускная цена 1 т угля должна стать исходной точкой деятельности потребителей, которые должны еще оплачивать транспортные расходы;

три появлении конкретной потребности в углях с определенными качественными характеристиками рекомендуется в дальнейшем рассмотреть вопрос перехода расчета цен на уголь по их теплотворной способности;

в целях повышения эффективности добычи угля и резкого улучшения социально-экономического положения рабочих и ИТР на местных карьерах 'рекомендуется /переход на рыночную экономику осуществлять через арендные отношения.

Разработка основных положений развития ремонтных баз для обеспечения эффективной эксплуатации оборудования карьеров

Решающее значение для надежной и эффективной эксплуатации природно-технологических комплексов угольных карьеров в Монголии имеет вопрос обеспечения горного и транспортного оборудования открытых разработок ремонтной базой.

Учитывая, что в Монголии отсутствует металлургическая и машиностроительная промышленность и слабо развита металлообработка, проблему обеспечения угольных карьеров ремонтной базой необходимо рассматривать совместно с обеспечением всех горных предприятий ремонтной базой, кроме гсрнообогатительного 'комбината «Эрдэнэт», .который имеет ремонтную базу, обеспечивающую только свои потребности. Поэтому ,в работе данная проблема рассмотрена применительно почти ко всем предприятиям горнодобывающей промышленности 'Монголии, подавляющее большинство которых являются карьерами.

Основные специфические особенности, которые необходимо учесть при разработке вопроса создания и размещения ремонтной базы горнодобывающей промышленности. Монголии, заключаются в следующем;

1. В угольной промышленности отсутствует база по производству капитального ремонта оборудования.

2. В стране фактически не .производится стальное и цветное литье.

3. Изношенные детали в ремонтных мастерских горных предприятий не восстанавливаются, а производство запасных частей ограничивается изготовлением крепежных и других деталей простейшей технологии.

4. Большинство угольных предприятий не имеет ремонтных .мастерских и ремонт оборудования производится на открытых площадках.

5. Угольные (предприятия разбросаны, расстояния между ними составляют согни и тысячи километров.

6. Отсутствуют шоссейные дороги до большинства горных предприятий.

7. Ощущается острая нехватка квалифицированного ремонтного персонала.

Учитывая эти специфические особенности, лри разработке основных положений по созданию и развитию ремонтной базы горнодобывающей ¡промышленности Монголии установлена ее структура (рис. 4).

При решении задачи оптимального развития и размещения ремонтной базы горнодобывающей промышленности Монголии в качестве критерия оптимальности необходимо принять значение '.приведенных годовых затрат на строительство и, эксплуатацию ремонтных предприятий и на транспортировку ремонтируемого оборудования. На этом основании разработана следующая экономико-математическая модель, которая реализована методом .потенциалов:

m И m п Н

V Л- у 1 V V V + у

i-1 ft=4 ( = 1 fe- 1

m n И

+ (17)

2=1 fe ft = l

.где CfJpM — приведенные годовые затраты ремонтного предприятия, тугр.; Н — число типов ремонтируемого оборудования (k = 1,2, ...,Я); m — число пунктов возможного размещения ремонтных ¡предприятий (t = 1,2,.-., m)\ ti — число горных предприятий, нуждающихся в ремонте оборудования {) = = 1,2,..., п); Сш (xik )xu —производственные затраты капитального ремонта в t-м ремонтном .предприятии /г-го типа, в количестве x¡h, тугр.; t¿jk —транспортные расходы единицы k-го типа оборудования в i-e ремонтное предприятие из /'-го горного «предприятия, тугр.; x¡¡¡ —"мощность i-го ремонтного предприятия .по ремонту k-то типа оборудования, ед.; Yijk — объем -перевозок k-iro вида оборудования на .¿-го ремонтного

головной

РЕМОНТНЫЙ ЗАВОД

ОСНОВНЫЕ ФУШЦШ:

Г

I

I

I

• о

5Й

бЫЕЗДНАЯ РЕМОНТНАЯ МАСТЕРСКАЯ

ОЮОДЩЕ функции:

X

ЧС Я о.

ос Зх

У

И

? о

О-<2 а ы «с А

I—| пжта 1—1 юзд/этъ к

ы^к&горыг «06М<ДО»М0

КМаягныг едем, кетт*е ¿слжны быть соз/^иы «2005 ГОДУ.

РЕМОНТНАЯ МАСТЕРСКАЯ ПРЕДПРИЯТИЯ

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ^

Й 9 о

II

К 32

Рис-

4 Структура ремонтной базы готзнокобывагщей пвошзяекшсти Швголия

■предприятия на /-е горное предприятие, ед-; £„ — коэффициент эффективности .капитальных вложений в данной отрасли; К-,к — капитальные вложения к-го типа оборудования на г'-м ремонтном предприятии, тугр.; <7—.удельные затраты на единицу календарного времени, тугр.; Т,, — продолжительность перевозки /г-го типа оборудования, дней; В,- —потребность в ремонте /-го горного предприятия.

При этом в соответствии с содержанием данной задачи должны выполняться следующие условия:

1. Объем перевозок оборудования должен быть больше или .равен нулю:

х,„>0 /*=;], 2.....яг \ (18)

/=1,2,..., п

»V"0 \/г = 1,2.....й ! <19>

2. Мощность .предприятия в 1-м ремонтном предприятии берется из данного ряда:

с1и й, {с10 = П, ё, > О для г = и,...,5)

Д / /=1,2, ...,т \

Д^*-^ ( /г = 1, 2, . .. , // I

3. Потребности /-го горного предприятия в ремонте &-го типа должны полностью удовлетвориться:

//=1,2,...,« \

4. Объем ремонта й-го типа оборудования должен быть равен мощности ¿-то ремонтного предприятия:

™ / 1 = 1,2.....т \ ^

^ — о I/ ) (22)

1

¿=1, 2,..., Я

5. Общий баланс .между количеством отремонтированного и отправленного на горные .предприятия оборудования &-го типа характеризуется следующим выражением:

5 вм= £ х,к (¿ = 1,2,...,Я). (23)

Таким образом, задача создания и оптимального размещения ремонтной 'базы горнодобывающей промышленности Монголии в общем случае -может быть сведена к отысканию минимума функционала (¡17) при ограничениях ('Ш—23).

Для решения данной модели в первую очередь надо -определить потребность горных предприятий в оборудовании на ближайшую перспективу,-так-как объем ремонтных работ яв-

ляется функцией количественного состава оборудования. Так, потребность в производственном оборудовании складывается из потребности для расширения (производства и установления замены •изношенных машин.

Для установления потребного количества оборудования предлагается следующая формула:

Л^рг«^—+ ЛерНя. (24)

где Л<3ВЛ — намечаемый прирост объема работ в горнодобывающей промышленности; <7баз —годовая производительность единицы оборудования до начала планового периода; кпр — планируемый коэффициент увеличения производительности оборудования; Пср —среднегодовой ¡парк оборудова/ния на начало планируемого периода; Я,—процент оборудования, заменяемого в течение планируемого периода из-за физического и морального износа.

'При определении потребности, в оборудовании учитывались свойства горных пород, которые оказывают существенное влияние на производительность и ¡износ оборудования.

Результаты оптимизационных расчетов показывают, что экономически наиболее выгодно разместить головной ремонтный завод горнодобывающей промышленности Монголии на угольном карьере Баганур. Сравнительный расчет вариантов строительства ремонтного завода и отказа от его создания показывает, что строительство данного предприятия сэкономит ежегодно более 12,6 ¡млн. туг р.

Однако следует отметить, что в данном случае при расчете использовались объемы ремонтных работ на 1995 г., т. е. для мощности угольного карьера Баганур 6,0 млн. т угля в год. Увеличение добычи, угля в Монголии на перспективу'будет происходить в основном за счет карьера Баганур, .производственная мощность ¡которого в дальнейшем возрастет до 8,0 млн. т угля в год. Карьер Баганур будет оптимальным пунктом размещения ремонтного завода на перспективу.

Результаты расчетов по оптимальному размещению зональных ремонтных баз показывают, что экономически наиболее выгодным лунктом возможного размещения зональной ремонтной базы восточной части западной экономической зоны является угольный 'карьер Баянтээг, занимающий серединное положение по отношению к другим предприятиям и являющийся самым крупным. Пунктом размещения зонального ремонтного предприятия для западной части данной зоны установлен угольный карьер Хошоот. Экономия транспортных затрат по сравнению с другими вариантами размещения составит 21,5—23,9 тыс. тугриков в год. Местом размещения зо-

нальной ремонтной базы горнодобывающей .промышленности в восточной экономической зоне страны является карьер Тал-булаг. В данном случае экономия транспортных расходов наибольшая и составит 350,5 тыс. тугриков в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований осуществлено решение научной проблемы, имеющей важное народнохозяйственное значение,— разработка методов формирования при-родно-технологических 'Комплексов и условий эффективной эксплуатации, оборудования угольных карьеров Монголии на основе учета специфических природных и социально-экономических условий страны, что позволяет существенно повысить эффективность открытой добычи угля.

Основные научные результаты, выводы и рекомендации заключаются в следующем:

Т. В настоящее время Монголия располагает весьма значительными запасами угля, которые составляют около 30 млрд. т. Из них более 68% запасов угля находятся на глубине до 300 м и могут быть отработаны открытым способом. Более 90% разведанных запасов угля находятся на территории Центральной экономической зоны, где находятся основные потребители —1 тепловые электростанции, .крупные котельные и др.

2. Осуществлена типизация перспективных угольных месторождений Монголии, ¡по условиям залегания и ¡мощности пластов, которая выявила. 4 типа месторождений по углу падения и 3 типа по мощности пластов, а также установлены физико-технические характеристики горных пород данных .месторождений, которые стали, основой формирования лриродно-технологических комплексов для базовых и. местных карьеров страны.

3. Определены ¡потребности в угле с учетом потребителей различных регионов страны и на основании этого с использованием разработанной экономико-математической модели получены прогнозные данные по добыче угля на 2000, 2005 гг. соответственно 22,5 и 32,6 млн. т.

4. Для крупнейшего в Монголии Тавантолгойского месторождения установлено, что в северо-западной части центрального участка могут быть вовлечены в отработку около 400 млн. т угля с 'коэффициентом вскрыши 4,7 м3/т, в центральной части — около 1000 млн. т со средним коэффициентом вскрыши 3,6 >м3/т, а также определено долевое участие ¡пластов в отработке и выбраны основные технологические решения разработки месторождения.

5. В результате исследований, ¡проведенных на примере отработки центрального участка Тавантолгойского -месторож-

дения .коксующихся углей, установлены зависимости изменения годовой производительности вскрышных и добычных экскаваторов от длины фронта работ; нормы выработки при погрузке угля и, вскрыши в составы различной вместимости; себестоимости и приведенных затрат на погрузку угля и вскрыши в железнодорожный транспорт в составы разной вместимости при различной длине фронта работ; сменной производительности вскрышных локомотивоеоставов, себестоимости и приведенных затрат на перевозку вскрыши в зависимости от вместимости состава и длины передвижных путей, которые рекомендуется использовать для научных и проектных разработок. Результаты оптимизационных расчетов .показывают, что лучшие показатели на ¡погрузке угля достигаются следующим комплексом оборудования: на добычных работах — экскаватор ЭКГ-12,5, состав вместимостью 800 м3, когда расстояние до обменного пункта составляет 1,0—1,5 мм. На вскрышных работах рациональный экскаваторно-трансшорт-но-отвальный комплекс включает экскаваторы ЭКГ-12,5 на! погрузке и отвалообразовании, составы вместимостью 800 м3, состоящие из тягового агрегата ОПЭ-1А и думпкаров <ВС-145. Расстояние до обменного пункта 1,0—1,6 км. Буровые работы выполняются с использованием станков СБР-160 и 2СБШ-200Н.

6. На основании исследований в целях .повышения эффективности добычи угля и улучшения социально-экономического положения трудящихся на .местных карьерах формирование природно-техно логических комплексов следует производить на базе рыночной .потребности в углях близлежащих аймаков и сомонов. При этом переход на рыночную экономику рекомендуется осуществлять через арендные отношения путем установления на уголь свободных щеп.

7. В результате проведенных исследований впервые разработаны типовые технологические схемы ведения горных работ с использованием экскаваторов и погрузчиков для условий местных угольных карьеров, которые рекомендованы и используются на действующих карьерах и при проектировании новых.

8. Разработана экономико-математическая модель ремонтной базы оборудования технологических комплексов горнодобывающей промышленности Монголии, установлена структура ремонтной базы и проанализированы возможные схемы организации ремонта оборудования и на основе оптимизационных расчетов рекомендованы пункты размещения головного •ремонтного завода — угольный карьер Баганур и зональных ■ремонтных предприятий на карьерах Баянтээг, Талбулаг и Хошоот.

Внедрение результатов исследований на угольных карьерах в виде паспортов, буровзрывных работ, типовых, техноло-

гических схем, различных нормативов позволило получить фактический экономический, эффект в размере 0,8 млн. тугриков. Ожидаемый народнохозяйственный экономический эффект составляет 13,4 млн. тугриков.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Батжаргал Д. Возможности производства запасиых частей машин и оборудования внутри страны (на монг. языке).— Вестник техники и технологии, Улан-Батор, 1968, № 1, с. 7—9.

2. Батжаргал Д. Необходимость интенсификация производства машин и их ремонтов (на монг. языке).— Вопросы экономики. Улан-Батор, 1968, № 3, с. 23—26.

3. Батжаргал Д., Батхуяг С., Долгор Д. Автоматизация — 69 (на монг. языке).— Вестник техники и технологии, Улан-Батор, 1969, № 3, с. 61—64.

4. Батжаргал Д. Классификация деталей — основа подготовки производства запасных четей оборудования внутри страны (на монг. языке).— Вестник техники и технологии, Улан-Батор, 1970, № 1, с. 3—7.

5. Батжаргал. К вопросу отечественного производства запасных частей (на монг. языке).—вопросы экономики, Улан-Батор, 1972, с. 45—49.

6. Батжаргал Д. Научно-технический прогресс в ремонтном производстве и вопрос укрепления ремонтной базы горной промышленности МНР (на монг. языке).— В сб.: Научно-производственный вестник. Улан-Батор, 1974, № 2, с. 75—79.

7. Батжаргал Д. Экономика — математическая модель ремонтной базы горнодобывающей МНР.— В сб.: Научные сообщения. ИГД им. А. А. Ско-чинского, 1977, вып. 146.

8. Батжаргал Д., Батсурэн. Н. Техническое обслуживание тракторов-бульдозеров (на монг. языке).— Улан-Батор, Госиздат, 1978, 235 с.

9. Батжаргал Д. Возможности ремонтных баз (на монг. языке).— Вестник техники и технологии. Улан-Батор, 1979, № 4, с. 43—46.

10. Батжаргал Д., Тулга Г., Рубан А. Д. К вопросу оптимизации выбора инструмента буровых станков угольных карьеров (на монг. языке).— Вестник техники и технологии, Улан-Багор, 1982, № 4, с. 31—34.

11. Батжаргал Д. Научно-технический прогресс угольной промышленности.— В сб.: Доклады научной конференции преподавателей МГПИ. Улан-Батор, 1983, с. 17—21. .

12. Батжаргал Д., Мангал С. Нормирование расхода дизельного топлива промышленными тепловозами ТЭМ-2 на карьере «Шарынгол».— В сб.: Доклады научной конференции преподавателей МГПИ. Улан-Багор, 1988, с. 28—32.

13. Батжаргал Д., Олзийхишиг Л. Основные принципы разработки системы планово-предупредительного ремонта горно-транспортного оборудования на угольных карьерах МНР.— В сб.: Доклады научной конференции преподавателей МГГТИ. Улан-Батор, 1983, с. 54—57.

14. Батжаргал Д., Олзийхишиг Л. Принципы определения основных показателей ремонта и технического обслуживания горной техники МНР.— В сб.: Доклады научной конференции преподавателей МГПИ. Улан-Батор, 1984, с. 39—42.

15. Батжаргал Д. Возможности интенсификации научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.— В сб.: Доклады научной конференции преподавателей МГПИ. Улан-Батор, 1984, с. 23—26..

16. Батжаргал Д. Развитие ремонтной базы топливно-энергетической промышленности и вопросы 'повышения ее эффективности.— В сб.: Доклады научно-практического семинара «Вопросы поышения эффективности металлообрабатывающей промышленности». Улан-Батор, 1984, с. 12—15.

17. Батжаргал Д. Современное состояние и перспективы развития угольной промышленности МНР. — М.: ЦНИЭИуголь, 1984, 35 с.

18. Батжаргал Д., Рубан А. Н., Тулга Г. и др. Методика отбора проб и определения физико-механических свойств горных пород.— М.: ИГД им. А. А. Скочинского, 1984, 75 с.

19. Очирбат П., Батжаргал Д., Вагин Э. Б. Развитие научных и про-ектно-конструкторских работ в угольной промышленности МНР.— Уголь, 1985, № 6, с. 23—26.

20. Бурков П. А., Батжаргал Д., Жигмэд Д. Оценка эндогенной ложа-роопасности разреза «Шарынгольский»,— Уголь, 1985, № 9, с. 58—60.

21. Батжаргал Д. Комплексное освоение угольных месторождений МНР (на монг. языке).—В сб.: Доклады научно-практической конференции на разрезе «Шарьшгол». Улан-Батор, 1987, с. 16—19.

22. Батжаргал Д., Вагин Э. Б. Выбор рационального сочетания локо-мотивосоставов и экскаваторов на вскрышных работах (на монг. языке).— В сб.: Доклады научно-практической конференции на разрезе «Шарьшгол». Улан-Батор, 1987, с. 13—17.

23. Батжаргал Д. Внедрение прогрессивной системы организации ремонта и технического обслуживания на угольных карьерах МНР.— В сб.: 30 лет сотрудничества в области угольной промышленности.— М.: МЦНТИ, 1987, с. 27—29.

24. Мангал С., Гомбосурэн Я., Батжаргал Д. Оптимальное управление технологическими процессами вскрышных работ угольного карьера.— В сб.: Научные труды МГГШ. Улан-Батор, 1986, с. 93—98.

25. Батжаргал Д., Орлова 3. А. и др. Разработка угольных месторождений МНР.— Иркутск: ИГ1И, 1988, 74 с.

26. Батжаргал Д. Оптимизация параметров отработки карьерного поля угольных месторождений.— В сб.: Материалы научной конференции монгольских аспирантов, обучающихся в Москве. М., 1988, с. 38—40.

27. Батжаргал Д. Перспектива развития и комплексной разработки угольных карьеров МНР.— В сб.: Техника и технология открытых горных работ при комплексном освоении минеральных ресурсов. М.: МГИ, 1989, с. 46—49.

23. Батжаргал Д. Классификация вскрышных пород угольных карьеров МНР по буримости.— В сб.: Научные труды Силезского политехнического института. Глпвице (ПНР), 1988, с. 45—57.

29. Батжаргал Д. Совершенствование производства горных работ и эксплуатации оборудования на угольных карьерах МНР.— М.: ЦНИ — ЭИуголь, 1989, 33 с.

30. Батжаргал Д. Угольные ресурсы и свойства вкрышных пород перспективных угольных месторождений МНР.— М.: ЦНИЭИуголь, 1989, 41 с.

31. Батжаргал Д., Эяхболд Ц. Селективная технология и эксплуатационные системы, рекомендуемые для внедрения на угольных карьерах (на монг. языке).—Техика и технология, Улан-Батор, 1989, № 3, с. 30—31.

32. Батжаргал Д. Технизация и интенсификация угледобычи (на монг. языке).— В сб.: Результаты научно-исследовательских, проектных разработок. Улан-Батор, Д989, № 59, с. 20—22.

33. Батжаргал Д. Анализ технико-экономических показателей угледобычи (на монг. нзыке).— В сб.: Доклады научно-практической конференции, посвященной 30-летию создания института НИПИЭГП. Улан-Батор, 1989, с. 34—36.

34. Батжаргал Д. Балжинноров Б. Возможности применения персональных компьютеров в автоматизации технологических процессов открытых разработок (на монг. языке).— В сб.: Доклады научно-практической конференции, посвященной 30-летшю создания института НИПИЭГП. Улан-Батор, 1989, с. 57—60.

35. Батжаргал Д., Жигмэд Д., Отгонбаяр Д. Профилактика эндогенных пожаров технологическим способом (на монг. языке).— Техника н технология, Улан-Батор, 1989, № 4, с. 14—15.

36. Батжаргал Д., Идэрмаа С. К вопросу создания АСУ на карьерах (на монг. языке) — Техника и технология, Улан-Батор, 1990, № 8, с. 27—28.