Обоснование системы принятия проектных решений по рациональному использованию ресурсов угольных шахт тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.21, кандидат технических наук Лопушанская, Ольга Ярославовна

• Лопушанская, Ольга Ярославовна
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Лопушанская, Ольга Ярославовна

Введение.

1 .Анализ состояния шахтного фонда объединения «Львовуголь».

1.1 .Горно-геологическая характеристика угольных месторождений объединения

Львовуголь».

1.2.Состояние технологии подземной разработки на шахтах объединения

Львовуголь».

1.3 Производственно-экономический уровень работы предприятий.

1 АФизическое и моральное старение элементов технологической схемы шахт.

1.5. Обоснование номенклатуры исследуемых шахт.

1.6. Анализ научно-методического обеспечения по развитию и поддержанию шахтного фонда.

Выводы.

2.Разработка методики интегральной (квалиметрической) оценки шахтного фонда.

2.1 Обоснования метода многокритериальной оценки действующих шахт.

2.2. Алгоритмизация и программирование решения задачи.

2.3. Формирование комплексов показателей, наиболее полно характеризующих условия и результаты производственной деятельности шахт.

Выводы.

3. Интегральная оценка шахтного фонда ГП «Львовуголь».

3.1.Формирование матриц расчётной информации для интегральной оценки условий работы шахт.

3.2. Формирование матриц исходной информации для интегральной оценки результатов работы шахт.

3.3.Формирование матриц расчётной информации для интегральной оценки технологических схем шахт (вскрытия и подготовки).

Выводы.

4. Расчёт интегральных показателей состояния шахт ГП «Львовуголь».

4.1. Основные этапы расчёта интегрального функционала.

4.2. Вычисление интегральных показателей условий работы шахт.

4.3. Вычисление интегральных показателей результатов работы шахт.

Выводы.

5. Принятие решений по развитию шахт.

5.1. Последовательность анализа интегральных показателей, установление логики принятия решений по развитию шахт.

5.2. Реализация методики расчётов интегральных показателей, состояния шахт и их ранжирование.

5.3. Обоснование решений по развитию шахтного фонда ГП «Львовуголь».

5.4.Расширение квалиметрических параметров и факторов, определяющих кондиции запасов угля.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование системы принятия проектных решений по рациональному использованию ресурсов угольных шахт»

Переход экономики Украины на путь рыночных отношений предопределил постановку перед ее угледобывающей отраслью ряда весьма серьезных задач. В силу жесткого дефицита дотационного и бюджетного финансирования, роста стоимости, потребляемых ресурсов значительно ухудшились технико-экономические показатели работы шахт, что привело к резкому спаду объемов добычи угля в целом по отрасли: с 179,2 млн. т. в 1990 г. до 69,9 млн. т. в 1999 г. Несмотря на то, что цены на уголь в большинстве угледобывающих районов являются свободными, они не могут компенсировать затраты шахт на его добычу.

Число действующих очистных забоев на шахтах отрасли имеет тенденцию к сокращению. Так, только в 1999 г. оно сократилось на 58 и составило 618. Та же ситуация наблюдается и в отношении динамики среднедействующей линии очистных забоев. Несмотря на то, что в истекшем году на шахтах было пройдено 732,4 км горных выработок, в том числе 536,7 км вскрывающих и подготавливающих, что даже несколько больше, чем в 1998 г., намеченная годовая программа по проведению выработок не была выполнена. Отсюда и исходит несвоевременность подготовки очистного фронта на угольных шахтах в полном объеме.

Практика показывает, что обеспеченность предприятий на длительную перспективу промышленными запасами различной степени готовности к выемке является доминирующим фактором обеспечения устойчивости функционирования шахты без потерь добычи полезного ископаемого.

Нестабильность процесса очистных работ, выражающаяся прежде всего в низкой среднесуточной нагрузке на забой (313 т.) также отрицательно сказывается на ритмичности и качестве выполнения годовых программ развития производства на угольных шахтах. Во многом это связано с низким техническим уровнем очистного оборудования, недостаточностью его моторесурса, высокой аварийностью, что приводит к нестабильному и малопроизводительному функционированию очистных забоев.

Старение шахтного фонда угольной промышленности Украины также является серьезным тормозом в обеспечении устойчивого режима работы У горных предприятий и, естественно, отрасли в целом. Целесообразность строительства новых шахт очевидна, но ограниченность инвестиций не дает приоритета их направления в сферу шахтного строительства. Поэтому на первый план выходит проблема сохранения и поддержания действующего шахтного фонда, его структурной и технологической перестройки, а также технического перевооружения и реконструкции.

Существенную значимость приобретают вопросы обеспечения устойчивости работы шахт за счет поддержания их мощности на требуемом уровне при рациональном управлении их ресурсным потенциалом. Технологической реализацией при этом могут явиться экономически обоснованные решения по прирезке балансовых запасов, а также по вовлечению в отработку резервных и забалансовых запасов. В итоге это позволит добиться положительных сдвигов в направлении повышения и финансовой устойчивости предприятия.

Таким образом, учитывая вышеизложенное, можно достаточно объективно утверждать о значительной актуальности исследований путей эффективного технологического обеспечения устойчивости функционирования угольных шахт.

Идея работы заключается в повышении эффективности использования производственного и ресурсного потенциала при устойчивом режиме выполнения шахтой обоснованных заданий по добыче угля за счет адекватного реагирования технологической системы на изменения характеристик внутренней и внешней среды функционирования предприятия.

Актуальность работы

Угольная промышленность Украины попала в сложные условия: ухудшение горно-геологических условий, старение технологических схем и отставания средств механизации, отсутствие государственной финансовой поддержки привело шахты в состояние нерентабельной работы. Технико-экономические показатели настолько упали, что рыночная реализация угля с прибылью уже стала невозможной. Поэтому шахты были вынуждены закрываться. Характерной проблемой этого периода было отсутствие методик и процедур закрытия шахт. Шахта убыточная значит закрывать. Практически смотрели только на экономические показатели. Но известно, что технико-экономические показатели в огромной степени зависят от горно-геологических условий, от технологической схемы вскрытия, подготовки, от средств механизации горных работ.

Следовательно, для решения вопроса о закрытии шахт нужно произвести всестороннюю оценку состояния условий работы шахты. При этом очень важно выявить особо неперспективные шахты, что исключит ошибки в решении судьбы намеченной к закрытию шахты и работающих шахтёров.

Следует отметить, что в ряде достаточно основательных исследований на базе теории принятия решений подготовлены работоспособные методики с использованием многих экономических показателей, позволяющих находить более объективные решения и выводы. Тем не менее, в условиях нестабильного рынка, отдалённости меняющихся потребителей, непредсказуемого роста транспортных и налоговых тарифов, цен на горношахтное оборудование и др. полагаться на длительное постоянство экономических показателей не приходится.

Остаётся заключить, что объективность оценки может быть обеспечена в большей мере через посредство натуральных показателей и характеристик угля, условий залегания угольных пластов, технологических параметров шахт, машин, оборудования, производственных и эксплуатационных возможностей и результатов работы шахт.

Важным аспектом при этом является систематизация значительного количества натуральных показателей. Оценки шахт по комплексам, характеризующим качество угля; (зольность, сернистость, коксуемость, калорийность и др.); условия залегания и разработки (мощность пластов, глубина залегания, газоносность, нарушенность, объём запасов и др.); производственные и технические результаты работы шахт (мощность шахт, нагрузка на забой, объём потребления горных выработок и др.).

Разработка многокритериальной, квалиметрической методики оценки сложных объектов сопрягается с решением интегральных математических, г логических и-вычислительных задач. Следует отметить широкую потребность в такой методике: оценка качества проекта строительства, реконструкции шахт, обоснование кондиций угольных запасов, оценка эффективности работы шахтного фонда.

Целью диссертации является разработка информационно-методического обеспечения системы принятия технологических решений по рациональному использованию потенциала ресурсов угольных шахт для повышения эффективности их работы.

Основная идея работы заключается в применении многокритериальной количественной оценки технологичности отработки запасов угольных шахт, с учетом реальных геологических, технологических, технико-экономических, социальных показателей их работы, позволяющих осуществлять объективную реструктуризацию шахтного фонда:

Основные научные положения, разработанные лично соискателем:

• Совместный учёт комплекса дифференцированных показателей обеспечивает всестороннюю характеристику шахт

• Прогрессивность и эффективность работы шахт отличаются многомерной природной, и требует для оценки интегральных функций из области теории принятия сложных решений.

• Система интегральных показателей условий и результатов работы шахт, качества схем вскрытия и подготовки,, уровня научно технического прогресса позволят надёжно выбирать прогрессивные и эффективные решения по развитию технологических схем действующих шахт.

• Применение методологии последовательного анализа и интегральной оценки позволяет группировать шахты как перспективные, стабильные и убыточные, для которых объективно существуют конкретные решения, как по развитию, так и по закрытию.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• Для выявления перспективности действующих шахт и бесперспективности закрываемых привлекаются методы интегральной оценки на базе комплексов дифференцированных показателей условий и результатов работы шахт;

• Произведена систематизация 63-х дифференцированных показателей горно-геологических и горнотехнических условий работы шахт, характеризующих технологичность отработки запасов объединения «Львовуголь»;

• Разработан алгоритм ранжирования перспективности и экономичности шахт на базе интегральных показателей условий и результатов их работы.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

• Использованием представительного и надёжного объёма статистической информации (горно-геологической, технологической, горнотехнической, социально-экономической и экологической), характеризующей работу 11 шахт, «Львовуголь», выступающих в качестве основных объектов исследований;

• Адекватностью применения современного математического аппарата теории принятия сложных решений, методик экспертного анализа и выбора вариантов развития шахт;

• Проверенными процедурами информационной технологии ранжирования эффективности работы шахт. 8

Научное значение работы заключается в разработке единого комплекса дифференцированных и интегральных показателей, которые используются для объективной оценки состояния шахтного фонда, служат средством выделения неперспективных шахт для проведения их реструктуризации.

Практическое значение работы состоит в том, что при этом:

• Разрабатываются и используются логические процедуры ежегодной оценки шахтного фонда, по итогам которой осуществляется конкретный для соответствующей шахты выбор целесообразных вариантов вскрытия, подготовки, схем транспорта, вентиляции, степени повышения полноты извлечения запасов и др.;

• Произведены расчёты интегральных показателей, величина которых позволила ранжировать шахты по технологичности горногеологических условий отработки запасов, по качеству схем вскрытия и подготовки, по уровню производственно-технической прогрессивности вариантов технологических схем шахт.

Реализация работы.

Методика интегральной оценки шахтного фонда для установления и выбора конкретных путей развития шахт приняты в ГП «Львовуголь».

• Рекомендации по обновлению схем вскрытия и подготовки шахт «Великомостовская», «Червоноградская» позволили повысить технико-экономические показатели этих шахт, а по шахте «Великомостовская» - приостановить работы по закрытию (шахта «Надежда»).

Апробация работы. Основные научные и практические результаты исследований докладывались на техническом совете ГП «Львовуголь», на самостоятельной шахте «Надежда». Рекомендации по методическим аспектам применения интегральной оценки шахтного фонда, особенностями выявления и реализации прогрессивных и экономичных решений обсуждались на заседании секции научного симпозиума в рамках «Недели горняка» МГГУ, (Москва, 2006г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 4 научные работы.

Структура и объём. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, содержит 16 таблиц, 7 матриц, 11 рисунков, список литературы из 67 наименований.

Заключение диссертации по теме «Теоретические основы проектирования горно-технических систем», Лопушанская, Ольга Ярославовна

Заключение.

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой на основании выполненных автором исследований разработано информационно-методические обеспечения для интегральной оценки состояния шахтного фонда, выявления технологических решений, обеспечивающих прогрессивное развитие шахт.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. На основе системного анализа результатов реструктуризации угольной отрасли Украины установлено, что одним из возможных резервов повышения эффективности работы объединения «Львовуголь» являются шахты, отвечающие требованиям высокой технологичности и объёмов запасов, технической и технологической прогрессивности средств механизации горных работ и др.

2. Установлено, что для объективной оценки шахтного фонда, его состояния и перспективности необходимо применять несколько комплексных показателей, совместно отражающих горно-геологические и горнотехнические условия работы, производственные и экономические результаты, качество схем вскрытия и подготовки, прогрессивность технического оснащения.

3. Выполнен комплексный анализ производственного состояния шахт ГП «Львовуголь», позволивший обосновать перечень действующих и закрываемых шахт с целью оптимизации направлений развития предприятий.

4. Разработана и опробирована методика оценки, анализа и ранжирования шахт ГП «Львовуголь», базирующаяся на методах теории принятия решений, позволяющая решать крупные научные, производственные и экономические проблемы.

5. На базе результатов анализа перспективности шахтного фонда ГП «Львовуголь» предложены практические рекомендации по повышению эффективности производства в угольной компании, реальное применение которых позволило получить за счёт снижения себестоимости 1т. добычи (с повышением мощности шахты «Степовая») около 450 млн. руб./год.

154

Одновременно вывод шахт «Визейская» и «Бендюйская» из эксплуатации с передачей нагрузки на другие шахты («Межиречанская», «Червоноградская»), а также с передачей госбюджетных дотаций в объёме 378 млн. руб./год на развитие низко прогрессивных шахт обеспечивает дополнительную доходность по объединению.

6. Сочетание широкого информационно-методического обеспечения решения ряда ключевых задач развития шахт с алгоритмическими компьютерными процедурами сделали возможными регулярные обследования действующих шахт, с целью превентивного обновления технологии горных работ. Установлена надёжная система квалиметрической оценки шахт «Львовуголь» и предложены варианты развития шахт.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Лопушанская, Ольга Ярославовна, 2008 год

1. Астахов A.C. Динамические методы оценки эффективности горного производства. М., Недра, 1973.

2. Агафонов В.В. Оценка технологии и повышения технико-экономической эффективности действующих шахт. Дисс. на соиск. уч.ст.канд.техн. наук, 1986г.

3. Бурчаков A.C., Гринько Н.К., Черняк И.Л. Процессы подземных горных работ. Учебник для вузов. М.: Недра, 1982. -423с.

4. Бурчаков A.C., Гринько Н.К., Ковальчук А.Б. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых. М.: Недра. 1978.

5. Бурошнековая выемка угля П.Е.Левчиков, В.И. Медников, Г.В. Дьяченко и др.- Киев, Техника, 1982.

6. Безрукова Л.Г., Малкин A.C. Экономическая оценка решений при проектировании и развитии шахт. М., Недра, 1979.

7. Бурчаков A.C., Малкин A.C., Устинов М. И. Проектирование шахт, М., Недра, 1978.

8. Бурчаков A.C., Малкин A.C., Устинов М. И. Проектирование шахт, М., Недра, 1985, 400 с.

9. Бурчаков A.C., Малкин A.C. Проектирование и комплексная оптимизация параметров угольных шахт. М., Наука, 1972, с.211-311.

10. П.Гличев A.B., Панов В.П., Азгальдов Г.Г. Что такое качество? М., Экономика, 1968.

11. Горные науки. Освоение и сохранение недр земли. Под редакцией академика К.Н. Трубецкого. М., Изд-во А.Г.Н. 1997., 478с.156

12. Горное дело, терминологический словарь Г.Д. Лидин, Л.Д. Воронина, Д.Р. Каплунов и др.-М.Недра, 1990-694с.

13. Малкин A.C., Пучков Л.А., Саламатин А.Г, Еремеев В.М. Проектирование шахт. М., Недра 2000г.,375с.

14. Добров Г.М. Прогнозирование науки и техники. М., Наука, 1969, 210с.

15. Еремеев В.М., Диколенко Е.Я. Автоматизированное проектирование угольных шахт-Липецкое изд-во, 1997-192 с.

16. Горное дело. Энциклопедический справочник. Т.5. М.: Углетехиздат, 1958.-448 с.

17. Жежелевский Ю.А. , Федаш A.B., Федорова М.А. Методология выбора технологических схем угольных шахт М. - Издательство МГГУ, - 2006

18. Зайденварг В.Е. Структурные преобразования в угольной промышленности. М.: «Энергетическая политика». 1999, №3 с.25-31.

19. Джон Дж.К. Методы проектирования: Пер. с англ. М., Мир, 1986-326 с.

20. Технология разработки пластовых месторождений. Под общей ред. Проф. A.A. Борисова. М.: Недра, 1977.

21. Кушнеров Ю.П. Методические основы управления инвестициями действующих и строящихся шахт угольной компании. М.: ГИАБ МГГУ, №2, 2001.

22. Краснянский Г.Л. Инвестиционная политика угольной отрасли. М.: Изд-во АГН, 1999.

23. Крашкин И.С. Разработка пологих угольных пластов в неустойчивых породах. М.: Недра, 1986.-207 с.

24. Нормы технологического проектирования угольных и сланцевых шахт ВНТП 1-92. М., Центрогипрошахт, 1993, 111 с.

25. Классификация запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых-М.: Минприроды РФ, ГКЗ. 1997г.-16 с.

26. Нормы технологического проектирования угольных и сланцевых шахт. ВНТП 1-92. М.: Центрогипрошахт. 1993 г. - 111 с.

27. Кузнецов Ю.Н., Некрасов В.В., Постников В.И. Технологические картографированные отработки запасов выемочных участков. М.: МГГУ. 1993г.

28. Инструкция о порядке проведения оценки воздействия на окружающую среду предприятий угольной промышленности («ОВОСуголь»)- Спб, Гипрошахт, 1994.

29. Классификация запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых М., Минприроды РФ, ГКЗ, 1997-16 с.

30. Канторович JLB. и др. Оптимальные решения в экономике. М., Наука, 1972, с.231

31. Кади Дж. Количественные методы в экономике. М., Наука, 1972, 246 с.

32. Кили P.JL, Райфа X. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения, М., Радио и связь, 1981, 341 с.

33. Козловский Е.А., Щадов М.И. Минерально-сырьевые проблемы национальной безопасности России. М., Изд. МГГУ, 1997, 210 с.

34. Ланге JI. Оптимальные решения. Пер. с польского. М., Прогресс, 1967.

35. Малкин A.C. Методика учёта затрат на безремонтное содержание подготовительных выработок. Уголь, 1972, №2, с. 4 5.

36. Малкин А. С. Разработка методов поэтапного проектирования, оптимизации параметров и интегральной оценки проектов угольных шахт. Дисс. На соиск.уч. ст. д.т.н.-М.: Изд. МГИ, 1972г.

37. Малкин А. С., Саламатин А. Г. Оценка шахтного фонда и повышения полноты использования ресурсов. М.: МГГУ, 1996. 95 с.

38. Малкин А. С., Саламатин А. Г. Моделирование технологических схем шахт. Сб. «Инженерные проблемы разработки недр.» М., Нива России.

39. Методика анализа технико-экономических показателей угольных шахт. М.3 ЦНИИЭуголь, 1973, 31 с.

40. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов предприятий угольной промышленности. М., ФПК «ИнвестТЭК», 1996.

41. Методические рекомендации по технико-экономическому обоснованию постоянных кондиций для подсчёта запасов месторождений углей и горючих сланцев, 2005.

42. Малкин A.C., Пучков JT.A., Саламатин А.Г., Еремеев В.М. Проектирование шахт, 2000г.

43. Маркевич А.Г. Бурошнековая выемка угля. Киев: Киев-техника, 1993.225 с.

44. Малкин A.C., Агафонов В.В. Выявление тенденций влияния геологических, технических и экономических факторов на установление постоянных кондиций угольных запасов. -М.: МГГУ, 2008г., 71с.

45. Навитний A.M., Иофис М.А., Айруни А.Т. Опыт разработки угольных пластов под инженерными и природными объектами: Обзор/ЦНИЭИуголь.-М., 1987.-37 с.

46. Отраслевая инструкция о порядке ликвидации и консервации предприятий по добыче угля (сланца). Минтопэнерго РФ. М.: Изд. ИПКОН РАН. 1997г.-26 с.

47. Пучков JI.A., Каледина Н.О. Динамика метана в выработанных пространствах угольных шахт.-М.: МГТУ, 1995., 313 с.

48. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях /Министерство угольной промышленности СССР. М.: Недра, 1981. 288 с.

49. Прогрессивные технологические схемы разработки пластов на угольнх шахтах. М.: изд. ИГД им. A.A. Скочинского, 1979.

50. Плакиткин Ю.А., Климанов C.JI. Состояние акционирования в угольной промышленности. М.: «Уголь», 1997. №7/8.

51. Петренко Е.В. Особенности оценки проектных решений и эффективности инвестиций при экспертизе технико-экономических обоснований строительства горнодобывающих предприятий. М.: «Экономика угольной промышленности», №2-3, 1997.

52. Разработка угольных месторождений короткими очистными забоями /А.П. Судаплатов, В.Ф.Парусимов, JI.H. Гапанович, A.B. Стариков, А.П. Сахаров.-М., Углетехиздат, 1962. 304 с.

53. Реструктуризация угольной промышленности. (Теория, опыт, программы, прогноз). Ю.Н. Малышев, В.Е. Зайденварг, В.М. Зыков, Г.Л. Краснянский, А.Г. Саламатин, Ю.К. Шафраник, А.Б. Яновский. М., «Росуголь», 536 с.

54. Сагинов A.C., Ермеков Т.Е., Бейкенжин А.Е. Выемка целиков угля машиной фронтально-избирательного действия ВМФ-2 в комплексе с КМ-87Э // Уголь. 1990, №3. С. 27-29.

55. Сапицкий К.Ф., Дорохов Д.В., Якушевский А.Ю. Технология, механизация и автоматизация производственных процессов при подземной разработке пологих месторождений. М.: Недра, 1974.

56. Саламатин А.Г., Малкин A.C., Жмуровский Д.И. Квалиметрическая оценка технологической и технической прогрессивности угольных шахт. М.: МГТУ, 1999г.

57. Тулеев A.M., Шатиров C.B. Уголь России в XXI веке: Проблемы и решения, 2002г. 304 с.

58. Шевяков Л.Д. Основы теории проектирования угольных шахт. М., Углетехиздат, 1958.

59. Саламатин А.Г., Шумкин А.Д. Разработка технологических схем выемки запасов в целиках М., изд.МГИ, 1991., 136 с.

60. Рогов Е.И. Системный анализ в горном деле, 1976г.

61. Рогов Е.И. Системный анализ в горном деле. Алма-Ата, Наука, 1996, 207 с.

62. Харченко В.А. Научные основы создания и выборы высокопроизводительных схем угольных шахт для условий пологих пластов средней мощности. Дисс. На соиск.уч.ст. докт. техн. наук. М.: 1972.-340 с.

63. Хартман Г. Современный факторный анализ (пер. с англ.). М., Статистика, 1972.

64. Эталон ТЭО строительства предприятий по добыче угля (шахт, разрезов).-М.Дентрогипрошахт, ФПК «ИнвестТЭК», 1997.-171 с. (кн.1), 130 с. (кн.2)

65. Эталон проекта ликвидации шахты (разреза) Минтопэнерго РФ.-М., Изд. ИПКОН РАН, 1998 105 с.

66. Эталон обоснования инвестиций в угольное производство.-М., Центрогипрошахт, ФПК «ИнвестТЭК», 1997.-93с.