Оценка эффективности технологии, обеспечивающей повышение качества добываемого угля

Шестаков В.А.; Акимов Л.М.; Венедиктов А.А.; Кухтин А.В.; Литвяк М.Ю.; Шмаленюк А.А.

СЕМИНАР 13

ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА -2001"

МОСКВА, МГГУ, 29 января - 2 февраля 2001 г.

УДК 622.27

В.А. Шестаков, Л.М. Акимов, А.А. Венедиктов, А.В. Кухтин, М.Ю. Литвяк, А.А. Шмаленюк

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ДОБЫВАЕМОГО УГЛЯ

связи с изменением экономических условий оценку эффективности повышения качества добываемого угля необходимо осуществлять с позиции совместных интересов угольных предприятий и предприятий, перерабатывающих и использующих уголь, в частности, предприятий энергетики.

В настоящее время при разработке угольных месторождений потери в недрах достигают 20 %, а зольность добываемого угля 30 % и даже 40 %. Вследствие этого имеет место перерасход (в расчете на полезный компонент угля) капитальных средств, увеличение эксплутаци-онных затрат (на добычу, складирование и переработку породы) и загрязнение природной среды в районе шахты и обогатительной фабрики. На предприятиях, производящих электрическую и тепловую энергию повышенная зольность приводит к снижению производственной мощности, перерасходу капитальных и эксплутационных затрат, увеличению расхода мазута, росту простоев и затрат на ремонт, а также к существенному ухудшению состояния окружающей среды (загрязнение атмосферы и отвалы золы). На каждый киловатт установленной мощности в атмосферу выбрасывается ежегодно до сотни килограммов золы и шлаков, десятки килограммов окислов серы и азота, нарушаются, занимаются отвалами золы и загрязняются выбросами огромные площади земель.

Во многом эти недостатки определяются тем, что в известных научных основах добыча угля и производство электроэнергии рассматриваются раздельно по разным ведомствам и отраслям. Часть этих огромных недостатков можно ликвидировать или существенно уменьшить, если комплексы по добыче угля и производству энергии рассматривать совместно и во взаимосвязи с целью по-

вышения эффективности этого комплекса по производству конечного продукта - энергии.

На основе такого подхода необходимо разработать новые научнометодические основы для решения всех задач оптимизации разработки угольных месторождений и создания более эффективной технологии горных работ, а также мероприятий по стимулированию повышения качества добываемого угля.

Большинство задач разработки месторождений в настоящее время решается с узкоотраслевых позиций без учета экономических и социальных последствий низкого уровня полноты и комплексности использования недр, а также экологических последствий (нарушаемых при добыче полезных ископаемых других природных ресурсов). В результате обосновывается сильно заниженный уровень полноты и комплексности использования недр, что обусловливает необходимость разработки огромного количества месторождений и нарушений соответствующего этому числу природных комплексов. В результате природе и народному хозяйству наносится огромный экономический и социальный ущерб.

Повышение качества добываемых энергетических углей (в частности, снижение зольности) позволит увеличить производственные мощности энергетических предприятий, уменьшить капитальные и эксплутационные затраты, улучшить экологическую ситуацию на обогатительных фабриках и ТЭЦ. Практически без увеличения эксплутационных затрат можно снизить зольность добываемых углей применив технологию добычи с оставлением породы в шахте, а также некоторые другие технологии, которые применяются на рудниках по добыче цветных и редких металлов (при некотором увеличении экс-плутационных затрат). Только за счет оставления в шахте пород от проходки выработок, прихвата почвы и кровли, от вывалов и ремонта выработок на некоторых шахтах можно снизить зольность добываемого угля на 15-20 % (абсолютных).

Для оценки эффективности мероприятий по повышению качества добываемого угля необходимо принять критерии, полностью соответствующие уровню решения задач и учитывающие особенности современной экономики.

Ранее широко применявшиеся критерии приведенных затрат и себестоимости добычи в расчете на 1 т добываемого полезного ископаемого не учитывают его качества и ценности, а критерий прибыли в расчете на 1 т добытого угля или на 1 т балансовых запасов не учитывают величины капиталовложений и возможного изменения произ-

водственной мощности шахты по добыче угля и конечному продукту его переработки, а также ряда других важных факторов. В качестве основного критерия оценки эффективности комплекса предприятий по добыче угля и производству электрической и тепловой энергии на основе использования углей в качестве топлива может быть принят критерий суммы дисконтированной прибыли за какой-то расчетный период времени (год, несколько лет, срок окупаемости капиталовложений или полный срок отработки месторождения) с учетом разновременности капитальных и эксплутационных затрат, сроков строительства и величины банковского процента за кредиты для выполнения капитальных работ, который применительно к строительству новых предприятий может быть представлен формулой (руб.)

сі"Р Р I \

X Прг=XА (цдэ* _ cдt )/(1+Е)

t=1

П *с.

t=1

_ХХКп(1 + Ек)С /(1 + Е)

г'=11=1

где А - производственная мощность шахты по добыче угля в 1-й год, т/год; - извлекаемая ценность угля с учетом стадий добычи и производства энергии, руб/т; Сд

- эксплутационные затраты на добычу угля и производство из него тепловой и электроэнергии, руб/т; К - капиталовложения в строительство предприятия 1-й стадии и переработки в 1-й год; 1р - расчетный срок сравнительной оценки вариантов добычи угля, лет; 1ср и ^ - срок предприятия 1-й стадии добычи и переработки, лет; Е - коэффициент дисконтирования затрат и прибыли во времени, доли ед.; Ек - коэффициент процентной ставки на банковский кредит для строительства, доли ед.

Удельное значение критерия оценки эффективности вариантов добычи угля и производства электрической и тепловой энергии определится по формуле (руб/т)

*сі +*р

•1^‘Р I рэ

X ПрГ* X А* = ЦД _ С№/(1 + Е)

*рэ 1 _

*=1

п tci

-ЁЁ(1+Е Усэ / Е а .

i = 1 и t=1

Применительно к действующим шахтам и электростанциям в условиях топливного кризиса в данном критерии капитальные затраты на строительство шахты, обогатительной фабрики и электростанции могут не учитываться. Входящие в критерий составляющие, в частности, Пдэ и сдэ, определяются в каждом конкретном случае в зависимости от горно-геологических условий месторождения, возможных пределов снижения зольности, теплоты сгорания угля, наличия обогатительной фабрики и т.д.

Извлекаемая ценность добываемого угля при использовании его на ТЭЦ без обогащения определится по формуле (руб./т)

Цдэ = У эЦэ,

где уэ - выход электричества при сжигании 1т добытого угля, квт-час/т, Цэ - отпускная цена электроэнергии, руб/квт-ч.

Эксплутационные затраты на производство электроэнергии при этом будут равны (руб/т)

1 _ Р

сдэ = 1 _ П (А1 + А2 + Аз) + А4 + ^

где П и Р - потери и разубоживание при добыче угля, доли ед.; Аь А2, А3 - затраты на погашение геологоразведочных работ и воспроизводство минерально-сырьевой базы, на амортизацию основных фондов, на горноподготовительные работы, руб/т угля погашаемых балансовых запасов; А - затраты на последующие процессы добычи угля вплоть до транспортирования его на ТЭЦ, руб./т добытого угля; Аэ - затраты на сжигание 1т добытого угля при производстве электроэнергии, руб./т.

В случае, если до сжигания на ТЭЦ добытый уголь обогащается, то его извлекаемая ценность определится по формуле (руб./т)

Цдэ = Уо -Уэ -цэ

где уо - выход товарного угля после обогащения, доли ед.

Эксплутационные затраты в этом случае определятся по формуле (руб./т)

1 _ Р

сдэ = 1 _п (А1 + А2 + Аз) + А4 + Ао + Аэ ' 7о

где Ао - затраты на обогащение добытого угля, руб./т, Аэ

- затраты на сжигание 1т товарного угля (после обогащения) на ТЭЦ для получения тепловой и электрической энергии, руб./т.

Благодаря снижению зольности, например, при применении технологии добычи угля с оставлением породы от проходки выработок в шахте [1] та же производственная мощность шахты по горной массе будет значительно больше по величине получаемой от переработки угля и использования конечной продукции [2]. При этом надо иметь в виду, что эффективность технологии добычи будет разной в зависимости от зольности добываемого угля. Например, если при добыче энергетического угля снизить его зольность с 20 % до 10 %, то производственная мощность по добыче полезного компонента и соответственно производственная мощность ТЭЦ или ГРЭС по его переработке увеличится на 0,9:0,8=12,5 % или в 0,9:0,8=1,125 раза. Благодаря этому росту добычи угля и производства электроэнергии удельные эксплутационные затраты в расчете на полезный компонент уменьшатся с величины равной сдб до сд=сдб (1-ф+фАб/А), где ф - доля условнопостоянной части затрат. Если при добыче энергетического угля снизить его зольность с 35 % до 25 %, т.е. на те же 10 %, то производственная мощность по добыче полезного компонента и производственная мощность ТЭЦ по его переработке увеличится не на 12,5 %, а на 16

%, потому что в каждой тонне до снижения зольности было 0,65 т полезного продукта, а в результате снижения стало 0,75, т.е. в 0,75/0,65=1,16 раза больше. Это положение имело бы место в том случае, если бы разубожи-вающие уголь породы не содержали полезных компонентов. Допустим, что себестоимость добычи при базовом варианте разработки месторождения, при котором обеспечивается зольность добываемого угля 37 %, равна 250 руб./т, а доля условно-постоянных затрат в себестоимости равна 0,8, то при снижении зольности до 27 % производственная мощность шахты по полезному компоненту увеличится почти на 16 %, а затраты в расчете на полезный продукт в угле снизятся до уровня равного

Сд = 250(1 - 0,8 + 0,8 0|3) = 250(0,2 + 0,69) = 250*0,89 = 221руб / т

На стадии переработки и использования угля, например, при производстве электроэнергии, производственная мощность также увеличится на 15 %, благодаря чему эксплутационные затраты уменьшатся за счет доли условно-постоянных, а также благодаря снижению расхода мазута на сжигание угля. Кроме этого, как на добыче, так и на переработке угля, в соответствии с ростом производственной мощности практически на те же 15 % повысит-

1. Шестаков В.А., Акимов Л.М., Ткачев В.А. и др. Способ проходки выработок с оставлением породы в шахте. « Разработка научных основ и способов ресурсосберегающей и экологически чистой технологии добычи полезных ископаемых». Материалы ХХХХУШ научно-технической конференции ЮРГТУ (НПИ), Новочеркасск, ЮРГТУ, 1999, с.86-88.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -^=^=

ся эффективность использования производственных фондов на действующих предприятиях, а на вновь строящихся предприятиях на 15 % снизятся объемы капитальных работ при снижении сроков строительства шахт и электростанций. По сравнению с вариантом добычи и переработки высокозольного угля шахта и ТЭЦ раньше начнут давать прибыль.

Повышение качества добываемых электрических углей (в частности, снижение зольности) позволит увеличить производственные мощности энергетических предприятий, уменьшить капитальные и эксплуатационные затраты, улучшить экологическую ситуацию на обогатительных фабриках и ТЭЦ. Практически без увеличения эксплуатационных затрат можно снизить зольность добываемых углей применив технологию добычи с оставлением породы в шахте, а также некоторые другие технологии, которые применяются на рудниках по добыче цветных и редких металлов (при некотором увеличении эксплуатационных затрат). Только за счет оставления в шахте пород от проходки выработок на некоторых шахтах можно снизить зольность добываемого угля на 10—15 % (абсолютных).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. Шестаков В.А., Ткачев В.А., Акимов Л.М. и др. Технология добычи угля с уменьшенной зольностью и ее эффективность. «Разработка научных основ и способов ресурсосберегающей и экологически чистой технологии добычи полезных ископаемых». Материалы ХХХХУШ научно-технической конференции ЮРГТУ (НПИ), Новочеркасск, ЮРГТУ, 1999, с.55-58.

Шестаков В.А., Акимов Л.М., Венедиктов А.А., Кухтин А.В., ЛитвякМ.Ю., Шмаленюк А.А. - Южно-российский государственный технический университет

Текст научной работы на тему «Оценка эффективности технологии, обеспечивающей повышение качества добываемого угля»