Комплекс требований определяющий эффективность работы горного предприятия Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© В.С. Квагинидзе, Е.В. Ворсина, К.Р. Арсланов, 2011

В. С. Квагинидзе, Е.В. Ворсина, К.Р. Арсланов

КОМПЛЕКС ТРЕБОВАНИЙ ОПРЕДЕЛЯЮЩИЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ ГОРНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Рассмотрен комплекс требований определяющий эффективность работы горного предприятия.

Ключевые слова: энергоэффективность, моделирование, теория распознавания образов, горное предприятие, угольные месторождения, уровень рентабельности.

~Г Наиболее важными требованиями, обязательными к выпол-

.ж Л. нению при разработке, как угольных месторождений, так и месторождений любых полезных ископаемых, являются: достижение оптимальных технико-экономических показателей; обеспечение безопасных условий труда для работающих на горном предприятии; выполнение плановых заданий по добыче полезного ископаемого с соблюдением принятых кондиций; осуществление мер по охране окружающей среды и рациональному использованию недр [1].

Главным требованием, предъявляемым к угледобывающему предприятию, является его прибыльность. Прибыль и уровень рентабельности предприятия - обобщающие показатели, позволяющие судить об эффективности использования угольного месторождения и капитальных вложений, качестве работы угледобывающего предприятия и его экономической эффективности. Практически все мероприятия по совершенствованию технологии добычи, повышению качества угля, снижению его себестоимости, росту производительности труда и экономии затрат должны находить отражение в увеличении прибыли и уровня рентабельности.

Также к основным показателям, характеризующим экономические результаты, т. е. эффективность работы горного предприятия, относят: производительность труда, расход материалов и энергии, себестоимость, капитальные затраты на строительство горного предприятия, общая (абсолютная) эффективность капитальных вложений в горное предприятие, показатели полноты извлечения

запасов угля и его качество, фондоотдача и фондоемкость [2]. Достижение наивысших технико-экономических показателей должно обеспечиваться принятием оптимальных технологических и организационных решений на стадии проектирования, строительства и эксплуатации разреза, с учетом природно-геологических условий разрабатываемого месторождения [1].

Как известно, вскрытие месторождения должно обеспечивать формирование грузопотоков таким образом, чтобы обеспечить минимальные затраты на перемещение горной массы из забоев на отвалы и на склады и тем самым добиться максимальной экономии при ведении открытых горных работ. Принятая система разработки должна обеспечивать планомерность и экономическую эффективность ведения горных работ, предусмотренную производственную мощность разреза, наиболее полную выемку кондиционных запасов угля при соблюдении необходимых мер по технике безопасности, охране недр и окружающей среды [3].

Рациональная горная технология характеризуется как минимальным числом технологических процессов, так и минимальными общими затратами энергии и труда на их осуществление. Т. е. все производственные процессы: подготовка горных пород к выемке, выемочно-погрузочные работы, транспортирование горной массы, складирование (отвалообразование) пустых пород и разгрузка или складирование угля должны обеспечивать достижение наивысших технико-экономических показателей работы разреза, возможных в данных горно-геологических условиях. В связи с этим, очень важным является правильный подбор комплекса оборудования. Основные требования, предъявляемые к комплексам оборудования, сформулированы академиком В. В. Ржевским и заключаются в следующем:

1. В комплекс оборудования должны входить только машины, паспортные характеристики которых соответствуют горнотехнологическим характеристикам пород при выполнении каждого процесса.

2. Комплекс оборудования должен соответствовать климатическим и горно-геологическим условиям разработки (залеганию, топографическим условиям, обводненности и т. п.); горные и транспортные машины в одинаковой степени обеспечивать техническую возможность выполнения технологических процессов

при изменении горно-геологических условий работ, трудности разработки пород и качества полезного ископаемого.

3. Комплекс оборудования должен соответствовать принятым системе разработки и вскрытия, размерам и форме карьера, его мощности, сроку строительства и эксплуатации, организационным условиям ведения горных работ, а также средствам механизации, устанавливаемым у потребителя сырья.

4. Чем меньше число действующих машин и механизмов входит в комплекс, тем надежнее и производительнее его работа.

5. Отдельные машины и механизмы комплекса по своим параметрам должны соответствовать друг другу, как правило, быть типовыми и серийными.

6. Коэффициент резерва мощности и технической производительности отдельных машин по сравнению со среднечасовыми показателями их работы и в соответствии с характером горного производства должен быть не менее 1,2-1,3 (при разработке мягких пород) и не более 1,5-1,7 (при разработке скальных и разнородных пород).

7. Комплексы по возможности следует обеспечивать машинами и механизмами непрерывного действия.

8. Наилучший экономический эффект достигается всегда при условии полного использования мощности и производительности машин и механизмов, входящих в комплекс, в первую очередь ведущих машин комплекса оборудования.

9. Следует отдавать предпочтение комплексам оборудования, при использовании которых минимально число трудоемких и слабо механизированных вспомогательных процессов и операций. Комплектация средств механизации вспомогательных работ и процессов должна обеспечивать минимальное время их выполнения. Следует ориентироваться на использование мощных средств вспомогательной техники для обслуживания нескольких комплексов оборудования и при четком планировании и управлении их работой.

10.Комплексы оборудования должны полностью удовлетворять требованиям безопасности горных работ, обеспечивать полноту извлечения запасов полезного ископаемого из недр, требуемое качество продукции и возможность комплексного использования всех видов и сортов полезных ископаемых [3].

На вскрышных и добычных работах в большинстве случаев целесообразно применять различные комплексы оборудования. В тех случаях, когда выделить самостоятельные уступы или блоки в пределах залежи полезного ископаемого не представляется возможным, может применяться и единый комплекс оборудования, имеющий лишь различные средства механизации складирования пород и полезного ископаемого.

Таким образом, основными принципами, на которых базируется формирование комплексов оборудования, являются: поточное производство, возможное совмещение процессов, кратчайшее расстояние перемещения горной массы, сокращение числа и объемов вспомогательных работ. В конкретных комплексах эти принципы должны определенным образом реализоваться для получения наилучших технико-экономических показателей работы горнодобывающего предприятия [3].

Обеспечение безопасных условий труда на горных предприятиях является главнейшим требованием при разработке месторождений полезных ископаемых. Основополагающим документом по промышленной безопасности и охране труда в угольной промышленности, в соответствии с которыми разрабатываются другие нормативные документы по безопасности работ и охране труда на разрезах являются "Правила безопасности при разработке угольных месторождений открытым способом". В этих правилах изложены требования по безопасному ведению горных работ, эксплуатации горного оборудования, транспорта, электрических установок, предупреждению и тушению пожаров, производственной санитарии и другим вопросам промышленной безопасности при разработке угольных месторождений. Соблюдение требований данных правил является обязательным при проектировании, строительстве, эксплуатации и ликвидации разрезов [4].

Следующее требование к разработке угольных пластов открытым способом - выполнение плана по добыче угля и качества, которое зависит, прежде всего, от соблюдения всех вышеперечисленных требований и обеспечивает стабильное развитие разреза, снижение себестоимости угля, рост прибыли и рентабельности [1]. Требования к качеству добываемого угля, в настоящее время, определяются обычно категорией "потребительского качества" и зависят от вида дальнейшего использования угля. Как известно,

основными направлениями современного использования углей являются: энергетическое (производство электроэнергии, тепла) и технологическое (получение металлургического кокса, химического сырья). Технологическими требованиями, устанавливаемыми государственными, республиканскими, отраслевыми стандартами для конкретных направлений использования отгружаемого горными предприятиями угля регламентируются показатели его качества [5]. Для энергетических углей основными показателями, оценивающими их качество, являются зольность, теплота сгорания и влага. Для углей, используемых для получения кокса и химического сырья, предъявляются дополнительные, более жесткие требования к качеству. Такими специальными требованиями могут быть требования к показателям спекаемости, коксуемости, выходу летучих веществ и смол, содержанию серы, фосфора и др.

Угольный разрез, независимо от объемов добычных и вскрышных работ, представляет собой комплексный источник воздействия на окружающую среду. В Российской Федерации природоохранительные отношения регулируются законом "Об охране окружающей природной среды", утвержденным Верховным Советом РФ 1 декабря 1991 года, а также законодательными и нормативными актами по вопросам охраны отдельных компонентов биосферы. Каждый проект строительства и реконструкции горных предприятий, в соответствии с "Инструкцией о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений" (СНиП 1.02.01-85) должен иметь раздел "Охрана окружающей природной среды". На предприятии, разрабатывающим месторождения полезных ископаемых открытым способом, должны вестись различные природоохранные меры и контроль за использованием недр, земельных ресурсов, состоянием воздушной среды и водных источников [6].

Учитывая, что уголь, как и все минеральные ресурсы, относится к невозобновимым и является объектом интенсивной эксплуатации, с хозяйственной и природоохранительной точек зрения, особенно важны полнота и комплексность его добычи и переработки, сведения до минимума его потерь. Регулирование отношений, возникающих в процессе изучения, использования и охраны недр на территории Российской Федерации, а также

отходов горнодобывающих и связанных с ними перерабатывающих предприятий осуществляется Законом РФ "О недрах", утвержденным Верховным Советом РФ в феврале 1992 г., а также другими документами, разработанными и утвержденными в соответствии с указанным законом.

В соответствии с этим законом основные требования рационального использования и охраны недр предусматривают: полноту их геологического изучения и комплексного использования; обеспечение наиболее полного извлечение из недр запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов; достоверный учет извлекаемых из недр и оставляемых в недрах запасов при разработке месторождений; предотвращение загрязнения недр при проведении работ, связанных с пользованием недрами [6].

Первоочередными направлениями рационального использования недр при открытой разработке угольных месторождений являются: снижение потерь и разубоживания углей при их добыче; комплексное использование добываемого сырья, в том числе и вскрышных пород; утилизация вскрышных отходов и отходов обогащения.

В целях повышения эффективности использования земель на современном этапе развития открытых разработок к технологии горных работ, наряду с экономичностью и безопасностью, должны предъявляться также следующие требования:

- добыча полезных ископаемых должна быть наименее землеемкой, т. е. расход земельных ресурсов на единицу добытого минерального сырья должен быть минимальным;

- в процессе строительства карьера и эксплуатации месторождения режим нарушения и восстановления земель должен быть наиболее благоприятным, т. е. разрыв во времени между нарушением и восстановлением земель должен быть минимальным, а основная часть нарушений (особенно плодородных участков) должна переноситься на более поздний период разработки;

- формирование выработанного пространства и отвалов пустых пород должны отвечать требованиям рекультивации согласно принятому направлению дальнейшего использования земель.

Реализовать эти требования возможно следующими путями:

- применять технологию с внутренним отвалообразовани-ем, не только при разработке горизонтальных и пологих залежей, но и при разработке наклонных и крутых залежей в соответствующих условиях;

- шире практиковать применение технологии отработки, при которой отработанные участки или отдельные карьерные поля засыпаются породами вскрыши с соседних участков или карьеров, технологические решения должны быть направлены на оставление после отработки месторождений минимальных остаточных горных выработок;

- расширять область применения селективной технологии выемки плодородных пород и их складирования в верхнюю часть отвала пустых пород;

- создавать условия для быстрейшего и эффективного возврата земель в народнохозяйственное использование;

- формировать отвалы на больших площадях таким образом, чтобы они в минимальные сроки достигли конечной высоты с дальнейшим одновременным развитием всех остальных ярусов;

- формировать наиболее благоприятный рельеф поверхности отвалов применительно к дальнейшему их использованию [6].

Необходимо отметить, что рекультивация земель, нарушенных открытыми горными работами в северных районах, как правило, не производится. Это связано, прежде всего, с малонаселенностью этих районов и невысокой народнохозяйственной ценностью земель. Поэтому рядом последних выше описанных требований на горнодобывающих предприятиях Севера часто пренебрегают.

-------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Брюховецкий О.С., Бунин Ж.В., Кавалев И.А. Технология и комплексная механизация разработки месторождений полезных ископаемых: Учеб. для вузов. -М.: Недра, 1989. - 300 с.

2. Агошков М.И., Гольдман Е.Л., Кривенков Н.А. Экономика горнорудной промышленности: Учеб. пособие для вузов. - М.: Недра, 1986. - 264 с.

3. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Учебник для вузов. В 2-х частях. Часть II. Технология и комплексная механизация. - 4-е изд., перераб. и доп. -М.: Недра, 1985. - 549 с.

4. Правила безопасности при разработке угольных месторождений открытым способом. НТЦ "Промышленная безопасность", 2000.

5. Горная энциклопедия/ Гл. ред. Е.А. Козловский. Ред. кол.: М.И. Агошков, Л.К. Антоненко, К.К. Арбиев и др. - М.: Сов. энциклопедия Т. 5. - 1991. -541 с.

6. Томаков П.И., Коваленко В. С., Михайлов А.М., Калашников А. Т. Экология и охрана природы при открытых горных работах. М.: Изд-во МГГУ. - 1994, 418 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ --------------------------------------------

Квагинидзе В.С. - доктор технических наук, профессор, ГОУ ДПО «Институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов», ipk40@rambler.ru

Ворсина Е.В. - кандидат технических наук, доцент кафедры горного дела, Технический институт (филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «СевероВосточный федеральный университет имени М.К. Аммосова» в г. Нерюнгри, nfygu@neru. sakha.ru

Арсланов К.Р. - заместитель генерального директора по производству ООО «БСК-Взрывпром»