CC BY
28
------------------------------------ © В.М. Феоктистов, Н.Т. Гольцев,
2005
УДК 622.33
В.М. Феоктистов, Н.Т. Гольцев
О ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОТКИ АНТРАЦИТОВЫХ ПЛАСТОВ
Семинар № 11
Ту адикальное реформирование российской экономики в начале 90-х годов резко осложнило работу угольных шахт РФ, усугубило и без того трудное положение, в котором они находились к этому времени. Десятками лет, при государственном плановом ведении хозяйства, в отрасли складывалась ситуация, при которой угольные предприятия, являясь изначально убыточными, не были заинтересованы в резком улучшении техникоэкономических показателей работы. Экономика шахт во многом определялась социальной политикой государства. При этом, в силу специфики отрасли, результаты научнотехнического прогресса использовались в основном для сглаживания последствий ухудшения горно-геологических и ряда горнотехнических условий. Имела место и однобокость в техническом перевооружении шахт, когда эффективность применения новой техники на очистных и подготовительных работах сводилась на нет другими звеньями процесса угледобычи.
Неоднократные попытки увеличения эффективности производства путем, например, перехода на новые условия хозяйствования (1986 г.), полный хозрасчет и самофинансирование (1966-1970 гг. и 1989-1990 гг.), увеличение оптовых цен на уголь давали лишь кратковременный эффект, так как не были проверены в достаточный для этого промежуток времени. Как результат, к началу реформирования экономики государства, в Российской Федерации преобладали шахты небольшой проектной мощности (30,3 % предприятий имели годовую добычу до 300 тыс. т, 58,5 % - 301-1500 тыс. т), лишь 5 шахт (2,1 %) добывали более 3 млн т угля в год. 50,8 % всех предприятий имели срок службы более 40 лет, только 128 шахт из общего числа (54,7 %) были реконструированы. Очевидно, что при таком состоянии шахт-
ного фонда и достаточно сложных горногеологических условиях разработки месторождений, основные технико-экономи-ческие показатели работы отрасли резко отличались от таковых в других развитых угледобывающих странах мира.
Что касается российской части Донбасса, то здесь показатели работы были ниже средних по стране (суточная добыча лавы 432 т/сут, производительность труда 1,82 т/чел.-смену). Такое положение объяснялось меньшей по сравнению с другими угольными регионами среднединамической мощностью пласта (1,13 м), более низким уровнем комплексной механизации и значительной долей мелких шахт в общешахтном фонде. Последний характеризовался большой протяженностью и длительными сроками эксплуатации капитальных и подготовительных выработок, изношенностью подъемно-транс-портного и другого оборудования, пониженным качеством остающихся запасов угля. В складывающихся условиях шахтный фонд поддерживался в работе в основном искусственно в силу близости к потребителям угля и необходимости обеспечения социальной защищенности шахтеров. Между тем, технико-экономические характеристики шахт региона в этот период были весьма различны и неодинаково влияли на себестоимость добычи угля и его конкурентоспособность. В частности, это можно проследить на примере шахт ОАО “Компания “Ростовуголь”.
В 80-е годы, которые характеризовались достаточно стабильной работой угольных предприятий и высоким уровнем добычи угля в производственном объединении (17-19 млн т в год), из 25 шахт и шахтоуправлений восемь добывали более 3000 т угля в сутки, что соответствовало существующему тогда уровню угледобывающего предприятия по производственной мощности и механизации. Остальные
предприятия имели производительность ниже указанного уровня, в том числе на двух из них суточная добыча составляла 440-500 т. Если проанализировать эффективность добычи угля по ее основному показателю - производительности труда, то наблюдается существенное различие между этими группами шахт. На предприятиях высокого уровня месячная производительность одного рабочего составляла 40 т/мес, а на шахтах “Майская” и “Аютин-ская” достигала соответственно 53,4 и 52,6 т/мес. В то же время на восьми шахтах с низким техническим уровнем производства этот показатель не превышал 25 т/мес, а на двух из них - 15,2 и 9,8 т/мес. Эти искусственно поддерживаемые шахты и снижали основной показатель эффективности добычи угля до 36-37 т/мес.
Процессы, связанные со становлением рыночных механизмов функционирования экономики, усугубили сложившуюся ситуацию. Даже после закрытия ряда особо убыточных и нерентабельных шахт, перед специалистами объединений по добыче угля и каждого остающегося в эксплуатации угольного предприятия актуальной остается проблема улучшения экономических показателей работы. Причем, речь идет не об обычном эволюционном улучшении ТЭП работы, какое имело место ранее, а о необходимости скачкообразного повышения уровня эффективности производства. Решение этой проблемы не представляется возможным без ревизии всех основных подсистем шахты с целью выбора основных направлений их совершенствования. Как показывает мировой опыт (Германия, США), существенные положительные сдвиги в технико-экономи-ческих показателях работы угольной промышленности достигаются за счет концентрации и интенсификации горных работ. Однако оптимальный уровень этих процессов и конкретные технологические решения по их реализации в сильной степени зависят от горногеологических условий залегания месторождения и имеющихся технических средств по извлечению запасов. В условиях разработки антрацитовых пластов, особенно тонких и весьма тонких, и резкой смены социальноэкономических отношений эта проблема остается открытой.
Одновременно заметим, что после проведенной реструктуризации угольной отрасли, пик которой приходится на 1995-2000 гг., в
регионе сложилась уникальная по сравнению с прежними временными периодами возможность улучшения экономической эффективности добычи антрацитов. Действительно, количество шахт (технических единиц) сокращено с 31 в 1995 г. до 20 в 2000 г., среднедействующее число очистных забоев уменьшено с 108,9 до 34,5, или на 64 %, осуществлено техническое перевооружение лав комплексами третьего поколения (на базе крепей КД80, КД90 и “Дон-Фалия”), прекращена эксплуатация пластов мощностью менее 0,8 м, на большинстве шахт резко снижена протяженность поддерживаемых выработок. Начиная с 1998 года, среднедействующее количество очистных забоев на угольных предприятиях региона достигло значения, близкого к оптимальному - 1,9-2,0. Среднесуточная нагрузка на очистной забой за период реформирования отрасли возросла с 451 (1995 г.) до 684 т (2000 г.) и имеет тенденцию к дальнейшему увеличению. Более того, в последние годы подтверждена возможность достижения в условиях тонкого антрацитного пласта устойчивой среднесуточной нагрузки 2500 - 3000 т на лаву (2003 г., ОАО “Шахтоуправление “Обуховская”, лава № 23, пласт к2 мощностью 1,08-1,1 м, выемочный комплекс на базе модернизированной крепи “Дон-Фалия”, комбайн 1К101У, специально изготовленный конвейер КО).
Тем не менее, появившиеся возможности улучшения показателей работы как отдельных шахт, так и угольных компаний в целом использованы в полной мере не были. Особенно это имело и продолжает иметь место на шахтах, разрабатывающих тонкие пологие антрацитовые пласты. Здесь за последние 12 лет даже при использовании основных выемочных комплексов третьего поколения заметного улучшения показателей работы очистных забоев, а следовательно, и предприятий в целом достигнуто не было (см. таблицу).
Анализ причин, сдерживающих рост нагрузки на очистной забой, показывает, что основная из них - недофинансирование процесса угледобычи. Недостаток средств отрицательно сказался прежде всего на поддержание на должном уровне надежности выемочнотранспортных схем на шахтах, явился причиной оттока с предприятий квалифицированных рабочих и ИТР, не позволял своевременно воспроизводить фронт очистных работ.
Типы мехкомплек-сов, используемых на тонких пластах Среднесуточная нагрузка, т Производительность труда ГРОЗ, т/выход
1МКС 441 11,3
1КМК97 398 10,5
1КД80 435 10,6
1КД90 530 10,5
Количество шахт в регионе, разрабатывающих тонкие антрацитовые пласты, сократились до семи (им. Октябрьской революции, им. Чиха, им. газеты “Комсомольская правда” ООО “Компания “Ростовуголь”, “Ростовская”, “Замчаловская” ОАО “Гуковуголь”, ОАО “Шахтоуправление “Обуховская”, МУП “Су-линантрацит”). Вместе с тем, их потенциальная возможность по добыче (порядка 5,0 млн. т угля/год) сохраняется. Поэтому повышение нагрузки на очистные забои при сохранении их числа на этой группе предприятий актуально и является необходимым условием организации безубыточной работы, повышения производительности труда рабочих по добыче. Достаточно сказать, что доля условно-постоянных расходов в общешахтных затратах на добычу здесь достигает 70 % и более, а производительность труда рабочего по добыче на большей части шахт не превышает 25 т/мес.
Анализ состояния горных выработок на этих шахтах, техники и технологии разработки пластов, а также кадрового состава рабочих и их распределения по элементам технологической схемы шахты (в среднем: ГРОЗ - 26 %; проходчиков - 10 %; рабочих транспорта - 14 %; вспомогательных рабочих - 50 %) показывает, что повышение нагрузки на лаву возможно при реализации двух направлений. Первое -связано с внедрением следующих основных мероприятий: использование в очистном забое надежного, высокопроизводительного выемочного оборудования, четко соответствующего горно-геологическим условиям разрабатываемого пласта; материальная заинтересованность рабочих и ИТР добычного участка в результатах своего труда; высокие трудовая дисциплина и квалификация ИТР и рабочих на добычном участке; ликвидация узких мест за очистным забоем (включая поверхность); своевременные качественные ремонтно-
профилактические работы в лаве и за ее пределами при качественно выполненном монтаже всего оборудования добычного участка; без-нишевая выемка. Рекомендуемые мероприятия подтверждены экспертной оценкой, в выпол-
нении которой участвовали ведущие специалисты шахт и угольных компаний российской части Донбасса [1].
Второе направление, на наш взгляд, должно предусматривать изменение традиционных для угольных шахт раскроек шахтных полей, в первую очередь в направлении максимального упрощения транспортной схемы.
Начиная с 60-х годов XX века, технические службы угольных компаний и проектные организации при подготовке запасов к выемке предпочтение отдавали панельному способу. Определялось это прежде всего одним из основных достоинств последнего по сравнению с широко применявшимся в то время этажным способом подготовки - возможностью ввода на шахтопласте трех-четырех и более лав в одновременную работу. Позднее, на шахтах, разрабатывающих пласты с углами падения до 10-12о, наряду с панельным, активно начал внедряться погоризонтный способ подготовки запасов к выемке. Панельный способ заменялся им практически во всех случаях, когда этому способствовала существующая схема раскройки шахтного поля (шахты “Южная”, им. Ленина, “Несветаевская” и др.). Имея неоспоримые преимущества перед панельным (постоянная длина лавы в период отработки всего выемочного столба; возможность размещения лав между геологическими нарушениями; простота схемы транспортирования горной массы на коренной штрек и др., этот способ считался наиболее эффективным из существующих.
В силу указанных причин этажный способ подготовки, если и находил применение в конце 80-х годов XX века, то лишь в специфических условиях, в основном на шахтах ОАО “Шахтуголь”, характеризующихся небольшими размерами шахтных полей по простиранию и незначительными (до 200-300 тыс. т/год) объемами угледобычи. Одновременно из практики горного производства были исключены и присущие этажной подготовке системы разработки, прежде всего длинными столбами по простиранию с делением этажа на подэтажи и доставкой на задний (передний) бремсберг.
Основания для отказа от этажного способа подготовки в указанные выше годы, несмотря на его основное достоинство по сравнению с панельным (меньшие первоначальные затраты на подготовку запасов к выемке), представля-
ются вполне обоснованными: основным направлением совершенствования транспорта горной массы являлась полная конвейеризация; среднедействующее число очистных забоев на шахту (техническую единицу) по основным угольным компаниям региона оставалось большим (1960 г. - 4,8; 1970 г. - 4,8; 1975 г. -3,7; 1980 г. - 4,4; 1985 г. - 3,8; 1990 г. - 3,5); имели место проблемы с поддержанием протяженных горных выработок; считалось, что более надежную работу очистных забоев можно ожидать в случае если они разнесены в пространстве по простиранию шахтного поля; система разработки длинными столбами по простиранию с оставлением междуярусных целиков позволяла погашать обе выемочные выработки.
Вместе с тем, выполненные расчеты для горно-геологических и горнотехнических условий ряда шахт российской части Донбасса показывают, что в достаточно большом числе случаев этажный способ подготовки (или применение его в комбинации с другими раскройками шахтных полей) эффективен, особенно при незначительном количестве очистных забоев на шахте, сложной гипсометрии пластов.
Заметим, что данное утверждение не означает отказ от панельного способа подготовки в
1. Матвеев В.А., Феоктистов В.М., Шаповалов В.П. О мерах повышения эффективности применения механизированных комплексов при разработке тонких поло-
пользу этажного. Авторы хотят лишь подчеркнуть, что в некоторых случаях этажный способ, некогда широко используемый при отработке запасов тонких угольных пластов, может составить конкуренцию применяющимся в настоящее время другим схемам раскройки шахтных полей.
Необходимо отметить, что далеко не исчерпаны возможности совершенствования и панельного способа подготовки. Например, при подготовке запасов в центральной части шахтного поля двумя магистральными выработками, одна из которых (конвейерная) проводится непосредственно из выработок около-ствольного двора. Естественно, что при этом должна быть, обеспечена безопасность ведения горных работ, возможность эффективной работы подразделений ВГСЧ при ликвидации аварий и др. Возможны и другие решения, над которыми в настоящее время работают ученые кафедры Разработки пластовых месторождений Шахтинского института ЮРГТУ (НПИ), видя в этом решение проблем остающихся в работе шахт, разрабатывающих тонкие пологие антрацитовые пласты.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
гих антрацитовых пластов. // Горный информационноаналитический бюллетень. - М.: Изд. МГГУ. - 2001. - № 8. - С. 157-161.
— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------------------------
Феоктистов Вячеслав Михайлович - кандидат технических наук, доцент,
Гольцев Николай Тихонович - кандидат технических наук, доцент,
Шахтинский институт Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)
