автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Разработка и реализация перспективных программ развития угольной промышленности Украины

4* и

Донецкий ордена Трудового Красного Знамена политехиический инстихут

На правах рукописи

СУРГАЙ НИКОЛАЙ САФОНОВИЧ

РАЗРАБОТКА И РЕ А ПИЗАЦИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ПРОГРАММ РАЗВИТИЯ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫ1ШЕННОСТИ

УКРАИНЫ

Специальность 05.13.02 "Подземная разработка месторождений

полезных «скола емых*

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук в форме научного доклада

Донецк-1992

Работа выполнена в Государственном комитете по угольной промышленности Украины.

Официальные оппоненты: д окт.гехн.наук К.Ф.Сапицкий,

докт.техн.наук; О.В.Колоколов

Ведущая организация — Институт геотехнической механики

АН Украины

Защита диссертация состоится .............1Я32г.

ур ¿V

в ..■^.тг....... часов на заседании специализированного совета

Д.068.2Г>.02 при Донецком ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте п0 адресу: 340000, г .Донецк, ул. Артема, 58.

С диссертацией в форме научного доклада можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан .

Ученый секретарь специализированного совета докт.техн,наук, проф.

.И.ЧЕРНЯЕВ

л

■ .'-У' .рТЯЦИЙ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертация в форме научного доклада выполнена на основе исследований автора, опубликованных в 1979-1992 гг.

Актуальность работы. Анализ уенденшш развития мировой энергетики показывает, что в обозримой перспективе роль угля в топливно-энергетическом комплексе будет неуклонно повышаться. Угольная промышленность приобретает особую значимость для Украины, которая не располагает необходимыми запасами нефти и природного газа и не. имеет ближайших перспектив в области развития атомной энергетики и других нетрадиционных видов энергии. Все это предопределяет актуальность проблемы и необходимость сосредоточения усилий на изыскании новых путей повышения эффективности угледобычи, позволяющих стабилизировать работу угольных предприятий и добиться конкурентоспособности отрасли на мировом рынде.„., » у Ч

В настоящее время в угольной промышленности не имеется технических, экономических и социальных решений, которые бы позволили обеспечить ее резкий подъем в сжатые сроки. По своей природе отрасль является весьма инерционной и не приемлет сиюминутных решений, поскольку часто они не только не способствуют выходу из критического состояния, но порой даже наносят значительный ущерб. Поэтому проблема формирования перспективных программ, определяющих стратегию развития отдельных предприятий и отрасли в целом, всегда была и остается весьма акт уальной. В нынешний пе--рцод особенно важно располагать такими научно обоснованными и сбалансированными программам и в связи с общим ухудшением состояния экономики и необходимостью перехода к ры— и очным отношениям.

Целью работы является разработка и реализация лаучно обоснованных перспективных программ, обеспечивающих необходимые н эффективные темпы развития угольной промышленности Украины.

Идея работы заключается б использовании комплексной увязки целей и задач долгосрочных, среднесрочных и краткосрочных программ с учетом их корректировки в критических ситуациях для формирования стратегии развития и эффективной работы отрасли.

Основные научные положения

1. Обоснована целесообразность использования единого системного подхода при формировании научно-технических программ развития отрасли, учитывающего сбалансированность рацее применявшихся разрозненных многочисленных и многоцелевых технических, экономических и социальных программ.

2. Разработан метод оценки работы шахты с минимально допусти-мой эффективностью, при этом в качестве основного обоснован и принят энергетический критерий, учитывающий превышение вновь созданной энергии из тонны углл над затратами на производство этой тонны.

3. Апробированы и реализованы генеральные схемы развития к размещения предприятий отрасли и раскройки шахтных полей,учитывающие комплекс технологических и технических решений,включающих региональный прогноз выбросоопасности и заблаговременное изменение состояния углепородного массива, повышение полноты выемки запасов и создание безопасных условий груда при производстве взрывных работ.

Обоснованность и достоверность научных и о л о ж е н и й, в ы в о д о в и рекомендаций подтверждается:

использованием результатов фундаментальных исследований многолетнего опыта ведения горных работ и анализом технико-экономических показателей деятельности шахт Украины за 25-летний период;

применением современных экономико-математических и статистических методов для решения поставленных задач с использованием ЭВМ;

положительными результатами апробации ц внедрения разработанных методических положений при формировании Гене-ральн ой схемы раскройка шахтных полей на 1991-1995 гг.'

Значение работы. Научное значение работы состоит в обоснованна возможн ости принятия оптимального решения при формировании перспективных программ развития угольной промышленности, их своевременной и быстрой корректировке в случае изменения технических, экономических и социальных условий. Системный подход позволяет на протяжении всего период,', реализации программ учитывать новейшие достижения научно-технического прогресса в области угледобычи.

Практическое значение результатов исследований заключается:

в разработке н внедрении методов, позволяющих повысить обоснованность и надежность перспективных программ раовигнг угольной промышленности Украины, увязать достижение позитивных результатов работы отрасли с непосредственными усилиями производственных и шахтосгроительных организаций;

в разработке и внедрении на шахтах отрасли новых методов, технологий и технических средств регионального прогноза и управления состоянием горного массива, подготовки шахт*-. / них полей, проведения выработок и других решений, позволив- х ших повысить эффективность и безопасность ведения горных работ.

Реализация выводов и рекомендаций. Основные результаты проведенных автором исследований использованы при разработке схем развития и размещения угольной промышленности, Генеральных схем раскройки шахтных полей, годовых программ развития горных работ, планов технического перевооружения отрасли в период 1980-1992 гг.

Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических советах бывших Министерств угольной промышленности СССР и УССР, ученых советах ДонУГИ, ДПИ, МакНИИ, ИГТМ АН Украины.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Признание Украины самостоятельным суверенным государством коренным образом меняет сложившиеся взгляды на ее топливно-энергетические проблемы. Теперь главным становится самообеспечение страны необходимыми объемами

энергии, что в свою очередь тесно связано с состоянием развития угольной промышленности, прежде вссго Донецкого бассейна, на долю которого приходится до 85-88% годовой добычи угля Украины.

В значительной мере достижение поставленной цели зависит от разработки детально проработанной, сбалансированной по расходам и доходам программы перспективного развития отрасли, без которой нельзя осуществлять правильного управления деятельностью различных подразделений и предприятий угольной'промышленности. При этом стоит подчеркнуть, что если в предыдущие периоды ошибки в составлении программы и связанные с этим убытки компенсировались дотациями со стороны государства, то сегодня расплачиваться за них будут конкретные предприятия и не исключены случаи банкротства и закрытия отдельных шахт, обогатительных фабрик и др.

Исследованиям методов формирования перспективных программ посвящены работы Н.А.Архипова, В.К.Бранчугова, Е.Н.Брагкова, Н .К .Гринько, В.В .Гурьянова, Е.П.Захарова, П.З.Звягина, А.М.Курносова, А.А.Лещинского, С.А.Манжулы, А. И.Митейко, К. Ф.Сапн цкого, ЛЛ.Шербо и других ученых. В них изложены основные направления составления перспективных программ развития, методы прогноза н оптимнаацщьшахто-ва-риа нт ов.

Вместе с тем, несмотря на значительный опыт преспектив-ного планирования, методическая основа такого рода программ требует дальнейшего совершенствования и внесения существенных корректив. В частности, так и не решены вопросы оценки необходимости закрытия шахт, комплексной'увязки целей и задач многочисленных программ технической, экономической и социальной направленности.

В соответствии с результатами анализа проблемы и поставленной целью автором обоснована необходимость системного подхода, .включающего;

разработку методологии формирования и реализации перспективных программ развития угольной промышленности;

разработку нестоимостного критерия оценки целесообраэ-н-остн дальнейшего функционирования малорентабельных угледобывающих предприятий;

обоснование, разработку и внедрение прогрессивных направлений повышения технического уровня шахт, эффективных техн-ологическнх и технических решети"! при ведении горных работ.

На основе проведенных исследований представилось возможным предложить систему формирования перспективных программ развития угольной промышленности Украины, включающую три взаимоувязанные по целям и стратегическим мероприятиям программы: долгосрочную (Генеральную схему развития ¡г рзамещения угольной промышленности), среднесрочную (Генеральную схему раскройки шахтных полей) и краткосрочную (Программу развития г-ирных работ).

Основное содержание программ представлено на рис, 1.

Рис. 1. Система формирования перспективных программ развития угольной промышленности Украины

Генеральная схема развития и размещений угольной промышленности 51вляется наиболее обобщенным научным предплановым документом длительного срока действия, определяемого продолжительностью осуществления наиболее капитале- и трудоемких направлений совершенствования шахтного фонда (строительство новых шахт и капитальная реконструкция действующих) и периода стабильной работы шахт после окончания строительства и реконструкции.

Анализ сроков строительства новых и капитальной реконструкции действующих шахт показал, что имеет место их значительный разброс: от 8 до 20 с лишним лет, однако, если ор квитироваться на средние показатели, диапазон значительно сужается и составляет для новых шахт 12-15 лет, а для реконструируемых - 10-12 лет.

Воздействие наиболее радикальных видов обновлении шахтного фодца - нового строительства и капитальной реконструкции - на продолжительность периода стабильно^ работы шахты, в течение которого сохраняются на планируемом уровне основные техиико-экономическиа показатели деятельности, в первую очередь объем добычи угля, было прослежено за 25-летний период эксплуатации с момента окончания строительства и реконструкции. В табл. 1 показана динамика ввода и выбытия мощностей в группе новых шахт с учетом времени ввода их е эксплуатацию. Из таблицы следует, что новые

Таблица 1

Движение мощности п группе новых шахт

Пери оды ввода новых шлхт в эксплуатацию, годы

Введенная мощность, млн «г

Выбытие мощности, млн.т

19711075гг.

19761980гг.

Я 9811085гг.

¡886-ЮЭОгг.

1065-1 870 14,2 — 0,2 1Д 2,4

1971-1075 10,1 — — 0,9 1.5

1976-1880 13,1 — — - 0,75

1081-1085 8,0 _ _

1986-1ОДО 7,3 . - - - -

Итого 01,7 - 0,2 2,0 4,65

шахты сохраняют свою мощность, как правило, в течение при-м-ерно 20 лет, так как потерн мощности имели место в очень ограниченных размерах (менее 5%) только на шахтах, проработавших после сдачи в. эксплуатацию свыше 17-20 лег.

Аналогично проанализирована группа реконструированных шахт (табл. 2).

Таблица 2

Движение мощности вгруппе реконструированных шахт

Периоды окончання реконсг-6 укции, Введенная мощность, млн.т Выбытий мощности, млн.т

1971-197огг. ' 19761980гг. 19811983гг. 1986- ' . 1990гг.

1965-1970 3,7 0,в 1,5 2,4 1,0

1971-1975 10,2 - 2,4 2,8 3,3

1976-1380 2,1 - - 0,4 0,7

1981-19® 0,6 - 0,3

1986-1990 1,0 - - .

Итого 19,6 0,8 3,9 5,6 5,3

Анализ показывает, что существует тесная связь между исходным состоянием шахты п временем сохранения производ. сгвенной мощности. Так, уровень технических решений, на базе которых строились новые и реконструировались действук~ щне угольные шахты, позволяет на новостройках (при условш сдачи в полном объеме) сохранять установленную производственную мощность в течение 17-20 лет, яа реконструирова;— яых шахтах - 11-14 лет.

Это означает, что с позиций стабильности либо улучшенш во времени показателей работы новые шахты необходимо реконструировать к 17-20-му году эксплуатации, а ранее реконструированные шахты повторно реконструировать к Ц-14-МГ году эксплуатации.

На основании вышеприведенного рекомендуется разработку Ген еральной схемы развития и размещения угольной промышленности осуществлять на 20-летний период, например в 1.992 г. до 2010 г.

Объективная оценка состояния шахтного фонда свидетельствует о г ом, что угольная промышленность Украины "может

быть по международной классификации отнесена к группе С, куда входят страны, имеющие отдельные крупные месторождения, отработка которых существенно вздорожала из-за усложнившихся горно-геологическнх условий, связанных: с возросшей глубиной разработок. Характерным для этой группы является то, что надежность-энергоснабжения, а также возникающие при этом социальные а региональные проблемы существования и развития угольной промышленности не могут быть решены'без определенных дотаций со стороны государства.

"В этом плане со всей очевидностью встает вопрос целесообразности закрытия малорентабельных ша.Чт, так как Украина в лице Госуглепрома обязана принять окончательное решение по данному вопросу.

Попытки обосновать необходимость закрытия тех или иных шахт или, наоборот, их сохранения были и в предыдущие годы. В частности, И ЯП АН Украины считал вообще нецелесообразным закрытие шахт, мотивируя свои доводы не столько экономическими, сколько социальными факторами. Другие авторы полагали, что закрытию подлежат шахты с производительностью труда менее 15 т/мес 11 себестоимостью более 50 руб/т, третьи находились на компромиссных позициях.

Но уже два года назад (в условиях достаточно стабильной цеповой системы) было ясно, что четких экономических и социальных критериев, по которым можно было бы установить перечень оакрьша емых шахт, нет. Тем более нельзя сделать этого сегодня, когда ценовая политика фактически отсутствует, а какая-либо перспектива в области приватизации угольной промышленности еще не ясна.

Поэтому автором была разработана методика оценки целесообразности работы действующих угольных предприятий с позиций их энергетической эффективности, в основу которой были заложены предложения академика В.В.Ржевского.

Сущность методики заключается в определении потенциала действующих шахт (работающих в различных горно-геологичес-кнх условиях, отличающихся систонинем горного хозяйства и такими важнейшими показателями, как добыча и производственная мощность) по созданию конечно/! продукции а виде единиц рнергии [9].

Основа методики строится на достаточности вновь создаваемого объема энергии при сжигании 1 т угля по сравнению с расходом энергии, затрачиваемой на выемку, переработку и доставку к месту сжигания этой тонны, то есть должно быть соблюдено условие: Эп ¡> Эз , П)

Я

где Эп - энергия, произведенная из 1 т угля, кВт.ч;

^ 2 - энергия, затраченная на добычу, переработку и доставку к месту сжигания 1 т угля, кВт.ч. Учитывая неадекватность затрат на создание единицы энергии и добычу угля, можно утверждать, что экономически выгодна такая операция только в случае , если вновь созданная стоимость будет больше затраченной:

Эп Кп > Сз, (2)

где Кп - стоимость единицы произведенной энергии, руб;

- издержки производства на добычу, переработку и доставку к м есту сжигания I т угля, руб.

Очевидно, что при нормальном ценообразовании, соответствующем общественно необходимым затратам труда на производство энергия л угля, всегда будет существовать порог, ниже которого добыча угля из отдельных шахт для создания энергии становится неэффективной и, следовательно, эти шахты с поэюшП экономики подлежат закрытию.

При сжигании угля в топках электростанций Украины из каждой тонны условного топлива в 1990 г. производилось в среднем 2429 кВт.ч электроэнергии с разбросом значений • от 2016 кВт.ч при работе ТЭС на газе и мазуте до 2534 кВг.ч в группе ТЭС, работающих на антрацитах и тощих углях, и 2663 кВт.ч в группе ТЭС, работающих на газовых и длинно- ' пламенных углях (тлбл.З).

Таблица 3

Выработка электроэнергии на ТЭС Украины

"I V' © .

я ь «Я с 1.

Д д

со О. м 13 и л о

ю

Ли

ОД Ша

Показа тели

и

еда

но^ сюд код оо»

I

® -

«а

«а*

о® щ «

1® п

я. е: 2

I

-

01 Г ЕЕ*

■он-

I ~ '

Каш и 05.

Минэнерго Украины ТЭС 11В1 ях марок

2 01, .7 84,4

64,8

ТЭС на газе и мазуте 52,4

ТЭС на углях марок Г + Д

12,7

5,6

4,3

а,5

189,0 78,8

77,8 31,1

6,0,5 22,7 48,9 2Я ,9

2429 2534 2665 2,016

Значительно сложнее определить затраты электроэнергии иа добычу, переработку к транспортировку угля (фраико-иотре-битель), которые зависят от большого количества факторов.

Проведенные нами исследования показали, что в общем виде эти затраты электроэнергии на 1 г угля (Эз) могут быть получены как сумма прямых (Э3. пр.) и косвенных (Ээ. косв ) ваграт

Ээ = Эа.пр + Ээ.косв. , кВт • ц . (3)

Прямые затраты на электроэнергию включают затраты на добычу (Эа.пр)» переработку Оз. пр ) » транспортировку (Эз.пр ) I т угля

Ээ.пр=Эз^Р +Эз.пр •гЭз. пр. )

Их количественная величина может быть получена из отношения потребляемой электроэнергии к 1 т угля, например,

г Аш

где - потребляемая энергия в целом по шахте, тыс.кВт.ч;

Аш - добыча угля на шахте, тыс.т у.т„

Косвенные затраты электроэнергии связаны с ее расходом на соадание материалов, оборудования, основных фондов, а ч'акже иа технику безопасности и ремонтные рабовы, используемые' в процессах добычи, переработки и транспортировки угля.

Эз.К0СВ~ЭзЛК0СВ+Эз.кос8+Эз.косв+Эз,косв . Iе)

Наши ¡исследования показали, что наиболее весомыми в числе матаривляв являются затраты электроэнергии на производство леса, металла, цемента, железобетона, канатов стальных, труб, кабелей, доли которых в общей материалоемкости превышает 5В%.

сл _/0ил ^лммв .мкс мт .

С^з.косв -(^э.косв'+сгз.коса+^з косв+^з.кос8^93касв^З!,косв,"Эз*ос8)Км ( где Км - коэффи-циент, учитывающий расход электроэнергии ' па производство других видов материалов.

Подходы к определению затрат электроэнергии по каждому виду материалов в принципе идентичны, что позволяет рассмотреть способ определения их применительно к металлу.

. . Аш . '

где Рмш - расход металла собственно на шахте, т;

Рмо - поля расхода металла на объектах объединении, приходящаяся на шахту, т;

п,м _ удельный расход электроэнергии на производство ' I т проката.

Расход металла берется по фактической отчетности оа год, а удельный расход элекгроэнергии - но данным обследования металлургических заводов Украины (КоммунарскпП, Макеевский, им, Ильича, им.Петровского, Енакисвскнй, "А зовем ль"). Не вдаваясь в детали этого обследования, укажем, чп> с учетом последовательного передела железорудных материалов по схеме: ру дные материалы чугун —у- сталь -е- промежуточный профиль —*»• прокат нами определены удельные затраты электроэнергии на 1 т коночного продукта в размере 6669 кВт.ч.

Аналогичным образом определены удельные затраты :. электроэнергии на единицу объема других материалов (табл.4).

Таблица 4

Удельные затраты электроэнергии на создание едшпщы объема материала

Показатели | Удельный расход

I,электроэнергии

Металл, кВт . ч/т 6В68

Лес, )сВ?. ч/м3 82

Цемент, кВт.ч/г 1-^7

Железобетон, кВт .ч/т 87,Я

Кабели, кВт.ч/т 1238

Канаты стальные, кВт„ч/т 6000

Трубы, кВт ч/т 066Г!

Расход электроэнергии на оборудование складывается из двух статей: на его создание ц на его ремонт

— О 00 ъор

^З.косв -вз носа +Эз.коов, (9)

В свою очередь

Оос J. Voc CLoc , ' коса--^-, ЦП)

где Voc- объем валовой продукции машиностроительных заводов,. используемый ни шахто, руб.; Cj,oc- удельные затраты электроэнергии, па 1Д00 руб. валовой продукции .машиностроительного завода, кВт.ч.

'З09 УОР 0-ОР , ,

косв — ■ ' + , П

А ш

где VoP - валовой объем ремонтных работ, выполненных рудоремоаводом для шихты, тыс.руб.^

9-ОР _ Удельные затраты электроэнергии на 1000 руб. валовой продукции рудоремзавода, кВт.п.

По данным расчетов, применительно к заводам угольного машиностроения (Рутченковского и Свердловского рудоремза-водов) установлены средние значенич <}ас я 1219 кБт-ч ЛССОруб, п <}.ор «711 кВт»ч./1 ООО руб.

Расход электроэнергии на создание пассивной части основных фондов определяется относительно суммы амортизационных огчнелеко-й с пассивной части основных фондов (Опер).

С\г>ср __ ОпФфпФ

¿З.косв ~ - » (12)

где С^очо- удельный расход электроэнергии на создание

1000 руб. пассивной части основных фондов, кВт.ч.

Величина С^пср определена по данным затрат электроэнергии шахт »строительными организациями в размере 2003 кВт.чЛООО руб.

По идентичной методике установлены затраты электроэнергии на технику безопасности.

Перечи-сленные косвенные затраты электроэнергии не от- • ражают в полной мере всех энергозатрат на создание материалов, оборудования и т.д., необходимых для угледобычу так как их производство, хотя к в меньших объемах, чем добыча ц переработка угля, также связано' с использованием материалов, оборудования, сооружений и т.д. Теоретически яги рассуждения справедливы 'до бесконечности". Поэтому выражение прямых и косвенных энергозатрат в этом случае может быть представлено в виде суммы ряда бесконечно убывающих слагаемых с практически одинаковым отношением ( сО ) каждого последующего слагаемого к предыдущему, определить кот орое можно по формуле бесконечно убывающий геометрической прогрессии со знаменателем (сО ).

Обоеначив прямые расходы электроэнергии 3£о , а косвенные первого порядка ЭН, получим„ Полагая, что косвенные затраты последующих порядков ¡рз вны;

Э.н = и>Эсо} Эёг=а)Эи; ...;Эу *и>эг у-*),

или.

находим сумму затрат энергии или

¡2

■s о Эсо _ Э t о _ Эсо , .

1 -СО ~ 1- §il 3io-3ti ' U )

Подставляя в каждом конкретном случай вычисленные зна-чсшп. прямых и косвенных аатрат электроэнергии на добычу, переработку и транспортировку угля, получим их достаточно достоверные суммарные величины.

При этом отношение uû определяется в среднем для достаточно большой совокупности шахт, как минимум, для группы шахт, входящих в состав объединения.

В составе Генеральной схемы развития и размещения угольной промышленности разрабатываются шахтоварнанты с необходимыми расчетами, обосновывающими целесообразность и очередность строительства новых и капитальной реконструкции действующих шахт, определяется ориентировочная стоимость намеченных мероприятий и основные технико-экономические показатели работы шахт после реализации этих мероприятий.

Оптимизация разработанных шахтовариаитов с позиции эффективного использования капвложений показала, что наиболее рациональным является вариант развития, обеспечивающий с учетом нопого строительства объем добычи 178-180 млн.т угля в год, в том числе 68-70 млн.т коксующихся углей.

С точки зрения перспективности капитальных вложений, обеспечивающих значительный прирост производственных мощностей/'шахты предложено разделить на четыре группы.

В первую группу вошли 2D шахт, отличающихся относительно компактным горным хозяйство!,t и хорошим состоянием технологических комплексов. При расходовании 15-18% обших капвложений рост среднегодовой добычи угли на этих шпхтпх составит 50°о (с яд^з до 55,3 млн.т) и среднемесячная производительность труда рабочего по добыче повысится на 47%.

Вторая группа включает 09 шахт, обладающих значительными запасами угля, выдержанными но мощности, на которых при капвложениях примерно 35-40 млн,руб. в пятилетку m одну шахту прирост производственной мощности экономически весьма выг о дея.

Третья группа состоит им 74 шахт, которые гш счет

относительно невысоких вложений (примерно 25% общих капвложений) сумеют поддержать установленную производственную мощность, а производительность труда рабочего по добыче поднять на 15%.

И, наконец, четвертую группу составляют старые, давно не реконструированные шахты с низкой концентрацией произ-во-дства и технико-экономическими показателями, а также шахты, выбывающие из-за отработки запасов. Выделение больших капвложений для этих шахт явно нерационально.

Решения по отдельным объектам базируются на прогнозных данных о развит»-» технического прогресса в угольной и смежной с ней отраслях^ а также возникновении "узких" мест в целях своевременной их ликвидации.

Основными являются следующие направления профилактики п ликвидации "узких" мест, разработанные при непосредственном участии автора [4, бЦ:

ускорение модернизации существующей технологии, профилактики и ликвидации "узких" мест общешахтного типа; использование новых и известных прогрессивных, по в недостаточном объеме внедренных технологических решений (комплексная их реализация, снятие ограничительных условий на их применение, устранение возникших в процессе производства противоречий на основе региональной разгрузки пластов, перехода иа более совершенные способы подготовки шахтопластов и т.д.);

принятие локальных решений после комплексной их оценки только в случае, если они не противоречат техническим решениям, принятым в других более важных целях;

заблаговременное изменение состояния и свойств пластов и вмещающих пород для упрощения технологии добычи угля и борьбы с вредными явлениями (внезапные выбросы, высыпания, обрушения, горные удары) на глубоких шахтах;

разработка комплексов технологических решений шахты, устойчивых к внутренним и внешним воздействиям, устранение или сжижение степени вредного влияния этих воздействий;

пространственное разделение работ по подготовке линии очистных забоев от работ по ее эксплуатации;

создание способа ведения работ одновременно от всех границ панелей (блока) к центру;

проектирование системы для распознавания мест и времени возникновения "узких" мест, пересмотра устаревших производственных нормативов и управления параметрами выработок;

выделение прп подготовке новых горизонтов периодов (этапов) для осуществления профилактических работ, необходимых для обеспечения' опережающей разгрузки толшн и осуществления других мер.

Пристального снимания требуют вопросы техники безопасности и среди них особо прогноз и борьба с внезапными выбросами угля и газа. Зп период с 1003 г. по настоящее время только в Центральном районе Донбасса количество пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа, увеличилось более чем в 2 раза, а их удельный бос с общей добыче угля составляет около 70%. Поэтому, предложения о прекращении добычи угля с выбросоопасных пластов в связи с переходом к рыночной экономике несостоятельны.» Не умаляя достоинств локальных способов борьбы с внезапными выбросами, необходимо расширить применение региональных способов, которые позволяют увеличить нагрузку на очистной забой выбросоопас-пого пласта. В перспективе следует переходить на региональный прогноз и управление состоянием (предельное, запредельное, выбро-соопасное, неопасное) всего горного массива с использованием современных методов диагностики свойств и состояния угля и пород на молекулярном уровне (1} .

Реализация этих направлений позволит уменьшить вредное влияние природных факторов, .иблегчпть адаптацию шахтной системы к изменившимся геологическим условиям, ее подстройку к возрастающему уровню развития техники, уменьшить М1ЮгооператЮ11ио-сгь, повысить использование научно-технического потенциала отрасли и безопасность труда шахтеров.

Автором проведен анализ эффективности применяемых на шахтах Донбасса способов подготовки шахтных полей. Результаты этого анализа позволили рекомендовать для использования в проектах и непосредственной деятельности погорноонт-ны'й, комбинированный и панельный способы подготовки шахтных полей, позволяющие производить группирование и специализацию наклонных выработок при подготовке горизонтов с размерами блоков по простиранию 3,5-4,0км.

В целях снижения отрицательного слияния горного массива на вед-ение подготовительных и очистных работ, предложены региональные способы заблаговременной подготовки рорногв' массива (подработка и подработка пластов и их дегазации). ■

Одной из актуальных проблем является повышение полноты выемки запасов, в особенности расположенных под застроенными территориями. Б ПО "Артемуголь' и "Орджоникидзеуголь" под застройкой находите« 60-80% запасов, а в ПО "Донеикугоаь* - около 50%.

Плотность и площадь застройки угленосных территории в Донбассе растут-с каждым годом,, пои этом все больше появляется таких ответственных и чувствительных к подработке объектов/ как высотные дома, газопроводы, бесстыковые железные дороги, гидротехнические сооружения, заводы и фабрики.

Используя определенный опыт подработки городов и поселков, магистральных трубопроводов, железных дорог и промышленных предприятий, рекомендован комплекс защитных мер (гармоничная отработка пластов, направление очистной выемки по отношению к подрабатываемым объектам и т.д.), позволяющие осуществлять полноту извлечения запасов угля без отрицательных воздействий на объекты.

Совершенно естественно, что разрабатывая двадцатилетнюю программу развития угольной промышленности, трудно рассчитывать на незыблемость заложенных в ней прогнозов и тем более конкретных параметров. Вооннкает«потребность в разработке среднесрочных программ, избавляющих долгосрочные программы от излишней дегалигюшш и позволяющих вносить в лих коррективы, вызванные жизнью.

Другими словами, среднесрочная программа, в качестве к-оторой выступает Генеральная схема раскройки шахтных нолей, не противоречит Генеральной схеме развития и размещения угольной промышленности, а лишь уточн$!Ст и конкретизирует ее во временном аспекте. Поскольку в период действия одной долгосрочной программы укладывается несколько среднесрочных программ, каждая новая Генеральная схема раскройки шахтных полей является как бы продолжением старой схемы, но с учетом сложившихся реальностей и всех достижений научно-технического прогресса.

О-сновцой формой совершенствования угольных предприятий в Генеральной схеме раскройки шахтных полей является модернизация на базе технического прогресса, осуществляемая в значительно более сжатые сроки, чем реконструкция и новое строительство. При этом продолжительность среднесрочных программ определяется продолжительностью периода стабильной работы шахты после модернизации, то есть сроком эксплуатации ее с момента осуществления конкретного вида обновления, в течение которого сохраняются на запланированном уровне основные технико-экономические показатели производственной деятельности.

В табл. 5 приведена динамика мощностей шахт, модернизированных в 1965-1990 гг., из которой следует, что воздействие оргаииааццокно-технических мероприятий на поддержание мощности, как правило, не превышает 3-6 лет и, следовательно.

период действия Генеральных схем раскройки шахтных тс-целесообразно ограничить пятью годами.

Таблиц:) 5

Движение мощностей в группе модернизированных ш;<

Периоды окончания Введенная Выбытие мощностей, млн л

модернизации шахт мощность, 1971- 1976- 1 «81- И -

млн.г ттзгг. ЮЯОгг. 1А85гг. 1Н<

1Й65-1Э70 9,3 7,2 1.1 0,8 С-

1071-1075 20,8 - 13,5 6,7 0.1.

1076-1080 12,7 - - 11,3 1/.

Л981-1985 3,3 - - 0,3 3.0

'.19Я6-1990 2,3 - - - 2,1

Итого 48,4 " 7.2 14.8 19,1 7,3

По своей сути среднесрочные программы определяют техническую полигику угольных предприятий на пятилетний период. Их основной задачей является качественное совершенствование производства на основе внедрения современной техники и технологии, механизации и автоматизации производственных процессов, замены морально устаревшего к физически изношенного оборудования более эффективным, направленность на улучшение использования материально-технического потенциала.

Б среднесрочной программе план технического развития (перевооружения) должен быть учяоан с другими планами развития отрасли (по добыче угля, себестоимости, прибыли, производительности труда, капитальному строительству, материально-техническому снабжению, развитию науки и техники, реализации продукции и г.а.), а также с планами экономического и социального развития Украины.

Принцип технического перевооружения на предприятиях должен заключаться в том, что мероприятия осуществляются в едином комплексе, обеспечивающем в конечном счете ликвидацию "узких* мест в конкретном технологическом звене и достижение поставленных экономических в социальных целей. Это означает, что на объектах, где осуществляется техническое перевооружение, как правило, решается весь комплекс вопросов, а не выборочная модернизация отдельных узлов или звеньев.

Систему программ развития шахтного фонда логично замы-:!от краткосрочные программы в виде годовых программ ювития горных работ с очень высокой степенью детализации :>иннмаемых решений.

Вклад автора в совершенствование годовых программ развития горных ра-бот заключается как в определения приоритетов пи направлениям улучшения состояния горного хозяйства, так и в разработке новых технических решений.

В связи со заначитедьным объемом проведения взрывных работ в шахтах и возникающими при этом аварийными ситуациями МакНИИ с участием автора выполнены комплексные исследования по разработке более эффективных материалов для забойки шпуров и аэрозольных завес в целях создания предохранительной среды в забоях выработок. В частности, разработаны порошковые составы, способные ингибировать мета нов о од ушную смесь, предотвращая ее воспламенение, а на основе этих составов разработана пластичная (пастообразная) забойка шпуров ПЗМ-З и способ создания аэрозольных (порошковых) завес. Новые средства взрывозашиты горных выработок при взрывных работах позволяют повысить безопасность и эффективность взрывных работ, а также культуру производства [3, в].

Последняя четверть века- характеризуется тенденцией роста средней зольности углей, изменить которую пока не удается.

Поэто'му крайн-е важными являются работы в области использования высокозольных топлнв, в частности, перевод действующих котлов на сжигание высокозольных углей в низкотемпературном 'кипящем слое" [2].

При сжигании топлива в неподвижном слое на колосниковой решетке воздух свободно проходит с небольшой скоростью через многочисленные каналы, образующиеся между частицами топлива вследствие неплотного прилегания. Если увеличить скорость воздуха, слой топлива из неподвнжного состояния перейдет в подвижное. Это достигается тогда, когда частицы топлива начинают взаимно перемешиваться и слой топлива приобретает свойство капельной жидкости.

Основным положительным качеством "кипящего слоя' является и-нтенсивное перемешивание твердых частиц, обеспечивающее их равномерное распределение по всему объему, и интенсивное омывание каждой частицы воздуха, то есть подачу кислорода к поверхности каждого кусочка топлива и быстрое удаление газообразных продуктов горения.

Опыт реконструкции топочных устройств котлов ДКВР "Ланкаширский" показал высокую эффективность сжигания

низкосортных углей в "кипящем спое".

Экономический аффект от перевода котлов со слоевого сжигания твердого топлив-а на сжигание в низкотемпературном "кипящем слое" достигается за счет использования дешевых низкосортных углей, которые при традиционном способе сжигания не горят. Паропроизводнтелыюсть котлов увеличивается примерно в 1,5-2 раза.

Разработанные методические положения н технические решения использованы при составлении Генеральной схемы развития и размещения угольной промышленности на период до 20С6 г. Генеральных схем раскройки шахтных полей па период 1980-1990 гг. и 1985-1995 гг., годовых программ развития горных работ в 1980-1 °102 гг.

3 А К Л 10 Ч Е Н И Е

В диссертации разработан реализованный в производстве научно обоснованный метод формирования программ развития предприятий отрасли, базирующихся на сбалансированности локальных долгосрочных, среднесрочных н краткосрочных технических, экономических и социальных программ.

Основные выводы и практические результаты выполненных исследований сводятся к следующему:

1. На основе анализа и с учетом принципов нового хозяйственного механизма н современных теоретико-методологических предпосылок установлена возрастающая роль стратегических программ развития угольной промышленности Украины для нормального функционирования отрасли, что объективно предполагает повышение обоснованности формирования этих программ.

2. Выявлена необходимость разработки нового подхода к существу и форме перспективных программ развития угольной фомышленностн па основе оптимизации принимаемых решений с использованием стоимостных и нестоимостных критериев эффективности.

3. Обоснована целесообразность создания системы программ, включающей долгосрочные, среднесрочные и краткосроч«-ные программы, определены периоды их действия: соответственно 20 лег, 2 лет и 1 род.

4. Предложен метод энергетической оценки эффективности работы действующих угледобывающих предприятий. Доказано, что положительная величина создаваемой энергии при сжигании

19

1 т угля практически не зависит от производственной мощности шахты. В среднем величина выработанной из 1 т угля электроэнергии в 8-10 раз превышает ее расход на добычу, переработку и транспортировку к месту сжигания этой тонны угпя. .

5, Разработан алгоритм формирования и корректировки перспективных программ развития угольной промышленности Украины по отрасли в целом и отдельных регионов.

6. Доказана необходимость и показана возможность реализации прогноза и управления напря'женно-дсформированным состоянием горного массива с использованием современных методов диагностики состояния угпя и пород, в том числе на

молекулярном уровне.

7, В качестве основных направлений совершенствования горного хозяйства рекомендованы новые технические решения:

погоризонтный, комбинированный и панельный способы подготовки шахтных полей, основанные на рассредоточении, группировании и специализации наклонных выработок при подготовке новых горизонтов с размерами блоков по простиранию 3,5-4,0 км;

региональные способы предварительной подготовки толщи-пород к эксплуатации (надработка и подработка толщи, дегазация пластов и вмещающих пород до начала разработки);

эффективные материалы для забойки щпуров и аэрозольных завес (порошковые составы, способные ингибировать метановоздушную смесь, предотвращая ее воспламенение; пластичная забойка шпуров ПЗМ-З) в целях создания предохранительной среды в забоях выработок при взрывных работах;

методические рекомендации и технология сжигания низкосортных углей в топках с "кипящим слоем";

комплекс защитных мер для сохранения подрабатываемых объектов и ув-еличения полноты выемки запасов: гармоничная отработка пластов, наиболее благоприятное расположение очистных работ по отношению к подрабатываемым объектам, частичная или полная закладка выработанного пространства и т.д..

8. Предложенная система формирования перспективных программ развития угольной промышленности апробирована и внедрена при разработке схем развития и размещения угольной промышленности на период до 2005 г. Генеральных

схем раскройки шахтных полей на лернод до 1S95 г., годовых программ развития горных работ н планов технического перевооружения в период 1980-1992 гг.

Основные результаты работ, вошедших в настоящий доклад, опубликованы в сл-е дующих изданиях:

1. Алексеев АЛ., Сургай Н.С. Методы магнитного резонанса в угольной промышленности. Вестник АН УССР, lO&^i, № 4, С.33-43.

2. Методические рекомендации по сжиганию низкосортных углей в топках с "кипящим .слоем". Донецк, ЦБНТИ, 1984,

23 с.

3. Морев A.M., Сургай Н.С., Толстых К.С. Новые средства взрывозащиты горных выработок при взрывных работах. Сборник научных, трудов. - Макеевка-Донбасс, 1989,С. 5-9,

4. Сургай Н.С., Малов В.И., Куклин Б.К. и др. Профилактика и устранение причин возникновения "узких" мест при добыче угля. *t Уголь Украины - 1982, Ns 1, С. 6-10.

5. Сургай И.С., Сошенко А.И. Охрана гражданских, промышленных и природных объектов от вредного влияния горных работ в Донбассе.// Уголь, - 1988, № 6, С. 18-22.

6. Сургай Н.С. О работе глубоких шахт производственного объединения "Донецкуголь", // Уголь, - 1979, №.1Х),

С. 34-37.

7. Руководство по применению забойки при взрывных работах в угольных шахтах. - Макеевка-Донбасс, 1989, 19 с.

8. Инструкция по созданию предохранительных аэрозольных (порошковых) завес при взрывных работах в угольных шахтах. Макеевка-Донбасс, 1989, 21 с.

9. Н.С.Сургай. Оценка состояния и перспектив развития шахтного фонда Украины с использованием нестоимостных критериев эффективности. - Донецк, ЦБНТИ, 1991, 45 с.

10. Сургай Н.С. К новому подъему угольного Донбасса. // Уголь Украины, - 1989, № 5, С. 1^5.

11. Сургай Н.С., Рупсовскпй А.П. Функционирование АСУ в объединении "Донецкуголь" // Уголь,-1982, № 6, С. 9-11.

12. Сургай Н.С., Сошенко А.И. Отработка запасов угля под застроенными территориями Украинской ССР, //Уголь,-198Q, N» 2, С. 26-29.