CC BY
87
УДК 330.322:622.33 Федор Иванович Евдокимов,
д-р техн. наук, проф., Наталья Вячеславовна Розумная,
канд. экон. наук, доц. Донецкий национальный технический университет
ОЦЕНКА ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОСТИ ИНВЕСТИЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ
Угольная отрасль является одной из специфических и наиболее капиталоемких. Шахтный фонд Украины представлен совокупностью угольных шахт с различной производственной мощностью. По уровню производственной мощности их можно представить пятью группами [1]. К первой -отнесены шахты с годовой производственной мощностью свыше 1,0 млн. т; ко второй - с мощностью свыше 500 тыс. т и меньше миллиона; к третьей - с мощностью 201-500 тыс. т; к четвертой - 101-200 тыс. т; к пятой - с производственной мощностью меньше 100 тыс. т.
Величина производственной мощности определяется совокупностью горно-геологических и горнотехнических условий:
мощностью и количеством
разрабатываемых угольных пластов; глубиной залегания пластов; количеством одновременно
работающих пластов и очистных забоев; условием залегания пластов. Все эти условия и определяют схему вскрытия, схему подготовки и систему разработки угольного месторождения (табл. 1).
Выбранный вариант схемы вскрытия и определяет вид инвестиционного проекта и его капиталоемкость.
Различают два вида инвестиционных проектов угольных шахт:
инвестиционные проекты
строительства новых шахт;
инвестиционные проекты
действующих шахт.
Инвестиционный проект строительства новой шахты - это сложный, индивидуальный проект, требующий
больших капитальных затрат и длительного срока реализации. Его назначение -расширенное воспроизводство мощности угольной отрасли.
В советское время необходимость строительства шахт, их мощность, место заложения определялись стратегической программой развития народного хозяйства страны. Источником финансирования проекта являлись централизованные капитальные вложения, выделяемые из государственного бюджета.
За годы независимости Украины стратегическая роль угольной отрасли в экономике Украины все еще не сформировалась [2].
Действующая программа углепрома направлена на поддержание достигнутой производственной мощности действующих угольных шахт и в дальнейшем их полной приватизации. Инвестиционные проекты действующих шахт можно представить следующими видами:
инвестиционные проекты
реконструкции;
инвестиционные проекты подготовки новых горизонтов;
инвестиционные проекты подготовки новых очистных забоев.
Инвестиционные проекты
реконструкции имеют ряд отличительных особенностей от проектов нового строительства. К таким особенностям относятся:
необходимость учета сложившейся на шахте производственно-технической и экономической ситуации;
сложившаяся инфраструктура; размеры шахтного поля;
сформировавшийся персонал; наличие объектов с остаточным сроком
службы.
© Ф.И. Евдокимов, Н.В. Розумная, 2011
Таблица 1
Способы вскрытия и подготовки шахтных полей при строительстве новых шахт
Технологическая схема Содержание Варианты
1 Вскрытие шахтного поля: 1.1. Схема отработки шахтного поля 1.1.1. Обособленная 1.1.2. Блочная
1.2. Способ отработки шахтного поля 1.2.1. Одногоризонтный 1.2.2. Многогоризонтный
1.3. Направления отработки 1.3.1. Нисходящее 1.3.2. Восходящее 1.3.3. Комбинированное
1.4. Вид главной вскрывающей выработки 1.4.1. Вертикальная 1.4.2. Наклонная 1.4.3. Горизонтальная
1.5. Схема расположения стволов 1.5.1. Центрально-сдвоенная 1.5.2. Центрально-отнесенная 1.5.3. Фланговая
2 Подготовка шахтного поля: 2.1. Способ подготовки 2.1.1. Погоризонтный 2.1.2. Панельный 2.1.3. Этажный
2.2. Порядок отработки шахтного поля 2.2.1. Прямой 2.2.2. Обратный 2.2.3. Комбинированный
3 Система разработки: 3.1. Вид системы 3.1.1. Длиннозабойная 3.1.2. Короткозабойная
3.2. Направление разработки 3.2.1. По простиранию 3.2.2. По восстанию 3.2.3. По падению
3.3. Наименование 3.3.1. Сплошная 3.3.2. Столбовая 3.3.3. Комбинированная 3.3.4. Камерная 3.3.5. Камерно-столбовая
В отличие от строительства новых шахт, которое является экстенсивной формой воспроизводства мощности шахтного фонда, реконструкция шахт - это интенсивная форма. Реконструкция действующей шахты рассматривается как вид инвестиционной деятельности с целью улучшения технико-экономических показателей на основе внедрения новой техники во всех технологических процессах угледобычи и транспортировки угля, применения
комплексной механизации
производственных процессов, концентрации горных работ, совершенствования схем вскрытия и подготовки, улучшения вентиляции. Проекты реконструкции шахт могут предусматривать как прирост, так и отсутствие прироста производственной мощности.
Инвестиционные проекты вскрытия и подготовки новых горизонтов
предусматривают выполнение всех горных
работ, связанных с вскрытием и подготовкой горизонта; сооружением или углубкой стволов, проведением шурфов, скважин, расширением пропускной способности околоствольных дворов, камер, проведением горно-капитальных выработок по подготовке линии очистных забоев.
Проектом вскрытия и подготовки нового горизонта может предусматриваться как простое, так и расширенное воспроизводство мощности. Однако расширение мощности шахты
предусматривается только при условии, что прирост мощности не вызывает изменения в составе объектов технологического комплекса и дополнительных строительно-монтажных работ по строительству или переустройству промышленных зданий и сооружений на поверхности [3].
Инвестиционные проекты
строительства, реконструкции шахт и подготовки новых горизонтов являются сугубо индивидуальными, не имеющими аналогов.
Перманентно на угольной шахте осуществляется подготовка новых очистных забоев взамен выбывающих, отработавших отведенные им запасы шахтного поля. Схемы подготовки очистных забоев на конкретной шахте являются строго определенными, подлежащими обобщению.
ДонУГИ для шахт Донбасса разработаны типовые технологические схемы подготовки очистных забоев для шахт
с большой производственной мощностью и высокой нагрузкой на комплексно-механизированный очистной забой [4].
Технологические схемы оформлены в виде стандартов. В них приведены: сфера применения; схемы подготовки очистных забоев; способы проведения горных выработок;
системы разработки. Жизненный цикл инвестиционного проекта подготовки очистного забоя состоит из двух этапов: подготовки очистного забоя и отработки.
Каждый из этапов является самостоятельным инвестиционным
проектом. Разработка инвестиционного проекта подготовки нового горизонта является организационно очень сложной задачей. Производственная мощность шахты обеспечивается количеством одновременно действующих очистных забоев, а ее воспроизводство - количеством
одновременно подготавливаемых (табл. 2). Сбалансировать во времени сроки отработки и сроки подготовки очистных забоев путем разработки годовой программы развития горных работ не представляется возможным. Мало полезны для этого и календарные графики работ.
Таблица 2
Количество действующих и подготавливаемых очистных забоев
на крупных шахтах Донбасса
Наименование шахты Производственная мощность, тыс. т /год Объем добычи, тыс. т/год Средняя мощност ь пластов, м Уровень механизации подготовител ьных работ, % Количество забоев
действующих подготав ли-ваемых
Красноармейская западная № 1 3000,0 6150,6 1,6 94,5 3,0 7,3
Краснолиманская 1800,0 2177,6 2,2 77,1 3,7 8,6
Ш.у. «Луганское» 1500,0 1373,8 1,3 70,6 2,7 4,0
Южнодонбасская № 1 1200,0 1252,5 1,2 81,7 4,6 4,7
Ш.у. «Донбасс» 1100,0 1296,7 1,3 85,8 5,4 6,0
Южнодонбасская №3 1200,0 1062,4 1,6 65,0 3,5 3,8
Допропольская 1000,0 1094,6 1,8 89,1 3,7 6,0
Им. Фрунзе 1000,0 1968,2 1,5 12,1 5,1 7,2
Красный партизан 1150,0 2061,0 1,5 23,3 2,9 3,0
Степная 1250,0 1367,0 1,3 78,5 4,8 4,8
Составление календарных графиков имеет и ряд других недостатков. С их помощью нельзя определить жесткое начало и окончание работ по подготовке новых очистных забоев. При определении продолжительности воспроизводства
очистных забоев нельзя учесть влияние параллельно проводимых горных выработок, подготавливающих другие очистные забои. Это в первую очередь относится к шахтам с большой производственной мощностью, на которых в одновременной подготовке находится несколько очистных забоев. Составление календарных графиков развития горных работ в форме годовой программы не позволяет оптимизировать стоимость инвестиционного проекта; оптимально распределить во времени различные виды ресурсов; оценить инвестиционную привлекательность проекта.
Отмеченные недостатки в
значительной мере можно устранить, планируя воспроизводство мощности угледобывающего предприятия в форме сетевой модели [5].
Инвестиционные проекты
воспроизводства очистных забоев требуют значительных инвестиций, которые недоступны действующим предприятиям. Это обусловливает необходимость привлечения сторонних инвесторов. В данном случае одним из критериев привлекательности проекта может быть его капиталоемкость. Это требует поиска методов, минимизирующих стоимость инвестиционного проекта. В качестве подхода оптимизации проекта по стоимости может быть использовано сетевое планирование.
Целью статьи является разработка метода определения стоимости
инвестиционного проекта воспроизводства мощности угледобывающего предприятия,
методологии сетевого планирования в условиях нечеткой информации.
Воспроизводство мощности на крупной угольной шахте представляет собой сложную организационно-экономическую систему.
На наш взгляд, для решения задачи своевременной подготовки очистных забоев взамен выбывающих необходимо применить аппарат сетевого планирования. При этом возникает необходимость разработки методологического подхода и принципов составления и оптимизации сетевой модели управления инвестиционным проектом на стадии его разработки и реализации.
Статья посвящена описанию оптимизации математических методов системы сетевого планирования и управления инвестиционным проектом подготовки нового очистного забоя, являющегося обособленным объектом сложной системы воспроизводства мощности угледобывающего предприятия.
Систему планирования
инвестиционного проекта в форме сетевой модели отличают следующие особенности:
1. Производственный процесс рассматривается как единый производственный комплекс, состоящий из взаимообусловленных операций, начиная от момента начала процесса до его окончания. Применительно к воспроизводству очистного забоя это означает - от начала составления проекта до сдачи лавы в эксплуатацию. Он ограничен временным интервалом и должен быть реализован к заключительному сроку.
2. Построение сетевой модели в виде направленного графа с заданными ресурсными характеристиками дает возможность получить логико-математическое ожидание создаваемого объекта и алгоритмизировать расчеты основных параметров планируемого
процесса: его продолжительность и стоимость. Для проекта подготовки очистного забоя это означает: планируя технологическую схему подготовки, представляется возможным на основе заданных параметров горных работ (длины, скорости подвигания, стоимости проведения, заданного срока подготовки) оптимизировать стоимость инвестиционного проекта.
Основу сетевого планирования составляет ориентированный сетевой график, состоящий из двух подмножеств
М = ^^ ], (1)
где R - набор дуг (работ). Работы могут быть трех видов: действительные, ожидания и фиктивные. Действительные работы для своего выполнения требуют затрат времени и ресурсов; работы ожидания - только затрат времени; фиктивные - зависимость, очередность выполнения. Работы
действительные и ожидания изображаются на графике сплошной направленной линией, фиктивные - пунктирной.
Подмножество S - это события, фиксирующие момент свершения всех работ, которые им заканчиваются, и возможное начало работ, которые им начинаются. На графике работы изображаются векторами, события - окружностями.
Сетевой график, часто именуемый сетевой моделью, имеет одно начальное и одно конечное событие. События именуются в порядке их возрастания . Над стрелкой, изображающей работу, указывается время выполнения Последовательность работ от начального к конечному характеризует путь в сетевой модели. Продолжительность работ пути называется его длиной. Путь с наибольшей длиной называется
критическим. Его длина определяет время реализации сетевой модели. Длина критического пути рассчитывается по общепринятой в мировой практике методике.
Применительно к календарному графику горнопроходческих работ по воспроизводству мощности
угледобывающего предприятия работы в сетевой модели - это проведение горных выработок, монтаж оборудования и технологические перерывы.
Воспроизводство мощности
комплексно-механизированного угледобывающего предприятия представляет собой многосетевую систему календарного планирования и управления комплексом горнопроходческих работ по одновременной подготовке нескольких очистных работ, сроки подготовки которых должны быть сбалансированы по времени и ресурсам.
Исходной информацией для построения и расчета параметров сетевой модели горнопроходческих работ служат:
структура календарного плана развития горноподготовительных работ;
количество одновременно
подготавливаемых очистных забоев;
технологические схемы проведения горных выработок;
длины сооружаемых горных выработок;
нормативные темпы проведения горных выработок и возможный диапазон их варьирования;
стоимостные параметры проходки выработок.
Согласно технологическим схемам ДонУГИ для шахт с глубиной разработки свыше 1000 м и высокой нагрузкой на очистные забои проведение горных выработок рекомендуется комбайновым способом. Тип комбайна выбирается в зависимости от крепости боковых пород горных выработок и площади сечения:
проведение горных выработок с крепостью боковых пород по шкале проф. М.М. Протодьяконова до 50 мПа и сечением 9,0-17,0 м рекомендуется комбайнами легкого типа (масса до 30 т);
для проведения выработок с крепостью боковых пород 51-70 мПа и сечением от 11 м до 28 м - рекомендуются комбайны среднего типа (масса 31-50 т);
для выработок с крепостью боковых пород 71-90 мПа и сечением 13,0-30 м2 -комбайны тяжелого типа (масса 51-90 т).
При проведении выработок смешанным забоем рекомендуется коэффициент присечки в зависимости от типа комбайна в следующих пределах:
для комбайнов легкого типа - 0,5; для комбайнов среднего типа - 0,75; для комбайнов тяжелого типа - 1,0. Минимальная нормативная скорость (темпы) проведения горных выработок определяется по формуле
V,
ЗБ + ЗБ + ЗБ ^ З т ^ А т ^ Э V с
ЗН + ЗН + ЗН
(2)
где З(Н) >ЗАН) >ЗЗэН) - затраты на проведение 1 м выработки при базовом и новом варианте технологического
проведения горной выработки
соответственно по элементам (заработная плата, амортизация, электроэнергия и т.д.);
Vс - суточная скорость проведения горной выработки при базовом варианте технологии проведения, м/сут.
На современных шахтах Донбасса получили распространение различные варианты модификации рекомендованных ДонУГИ комбайновых технологий проведения горных выработок (табл. 3).
Таблица 3
Технологические схемы проведения горных выработок [6]
Номер схемы Способ разрушения пород Проходческое оборудование
буровое погрузочное транспорт
1 Комбайновый ЧПП-2м КСП-32 Конвейерный
2 Комбайновый ГПКС КСП-21 Конвейерный
3 Буровзрывной (БВР) СЭР; ПП 2ПНБ-2б Конвейерный
4 Буровзрывной СЭР; ЭБГП Скреперная Рельсовый
5 Буровзрывной БУЭ; БУ 1ППН-5 Рельсовый
6 Буровзрывной ПП; СЭР;ЭБГП 1ППН-5 Рельсовый
7 Буровзрывной БУЭ; БУ 1ППН-2; 2ППБ-2 Конвейерный
8 Буровзрывной ПП; СЭР; ЭБГП 1ППН-2; 2ППБ-2 Конвейерный
9 Буровзрывной ПП; СЭР; ЭБГП Скреперная Конвейерный
Проектируемые темпы проведения горной выработки определяются по формуле
V = Vн ■ еа'<кбр~н"бр), (3)
где Vн - нормативные темпы проведения горной выработки, м/мес.;
- проектируемая и
оптимальная (нормативная) численность проходческой бригады;
а - статистический параметр (табл.4).
Таблица 4
Значения статистического коэффициента
Номер технологической схемы Способ проходки Значение коэффициента а
1 комбайновый 0,046
2 комбайновый 0,036
3 буровзрывной 0,018
4 буровзрывной 0,04
5 буровзрывной 0,05
6 буровзрывной 0,06
7 буровзрывной 0,066
8 буровзрывной 0,065
9 буровзрывной 0,062
Объем выборки проведенных исследований [6] составил 2167 наблюдений.
Минимальный состав проходческой бригады - 10 чел., максимальный - 60 чел. Оптимальная численность 30 чел. в бригаде.
Длина критического пути подготовки очистного забоя, представленного сетевой моделью, являющейся составной частью сложной системы воспроизводства мощности угледобывающего предприятия, может быть рассчитана по формуле
п 1 т
Т = 1•К + Х0 , (4)
1=1У
3=1
где 1/ - длина 7-й выработки, м;
п - количество выработок, лежащих на критическом пути, ед.;
У/ - темпы проведения /-й выработки, м/мес.;
^ - длительность 3-го технологического перерыва, мес.;
Ку - коэффициент сложности сетевой модели, определяемый по формуле
Ку = 1 + 1пу, (5)
где у - отношение количества работ сетевой модели к количеству работ критического пути.
Отличительной особенностью сетевой модели подготовки очистного забоя является заданный срок. Это обусловливает необходимость оптимизации длины критического пути по времени и стоимости.
Оптимизация критического пути сетевой модели состоит из следующих этапов:
определения нормативных темпов проведения горных выработок, на основе которых определяется продолжительность их сооружения;
поскольку в реальных условиях время сооружения отдельных выработок может отличаться от принятого в проекте, необходимо для каждой выработки
определить возможные границы отклонений - минимальные и максимальные темпы [7] минимальные:
Ун
V т/п = -
а(а + Р)\(Кт -1) +1] максимальные:
Ун • Кт
V тах =
а(а + /3)[(Кт -1) +1]
(6)
(7)
где Ун - нормативные темпы проведения горной выработки, м/мес.;
Кт - статистический коэффициент, определяемый как отношение максимальных темпов к минимальным, полученное на основе анализа опытных данных;
а, в - значение параметров распределения темпов проведения горных выработок в заданном интервале. В качестве типового может быть принято бета-распределение, плотность вероятности которого описывается уравнением
Р(у) = С(Утах-У)а(У-Ут/п/, (8) где С - коэффициент, определяемый из уравнения
V г пил
С = | Р(х)с1х=1.
(9)
Критерием оптимизации темпов проведения горных выработок при заданном сроке реализации проекта является тождество [5]
ВУ2 - С = ^ .
(10)
где В, и С, - переменные и постоянные затраты на проведение 7-й выработки, грн.;
^ - статистический расчетный параметр (рис. 1).
Б
Продолжительность Т
Рис. 1. Определение срока реализации проекта
Механизм оптимизации критического пути сетевой модели воспроизводства очистного забоя представлен на рис. 2. Он включает 10 этапов, начиная от постановки задачи, до принятия решения.
Предложенный алгоритм оптимизации сетевой модели может быть использован и
для управления процессом реализации инвестиционного проекта с вероятностными оценками темпов проведения горных выработок.
10 Разработка моделей стоимостных параметров
11 Определение стоимости проекта
12 Принятие решения
Рис. 2. Алгоритм механизма оптимизации сетевой модели
Выводы
1. Воспроизводство мощности угледобывающих предприятий на крупных шахтах осуществляется одновременной подготовкой очистных забоев взамен выбывающих, отработавших свои запасы.
2. Одновременность подготовки нескольких забоев усложняет организацию горнопроходческих работ.
3. Календарные годовые графики горнопроходческих работ не учитывают влияние количества находящихся в подготовке очистных забоев, что обусловливает отклонение реальных сроков реализации программ от запланированных.
4. Календарные графики не позволяют оптимизировать их по стоимости, что не позволяет оценить их привлекательность.
5. Предложенный методологический подход оптимизации сроков реализации инвестиционных проектов воспроизводства мощности угледобывающих предприятий способствует повышению надежности планируемых показателей.
Литература
1. Драчук Ю.З. Шахтный фонд вугшьно! галузi Украши / Ю.З. Драчук, В.Д. Харченко, И.М. Кочешкова. - Донецьк: 1ЕП НАН Украши, 2007. - 26 с.
2. Амоша А.И. Реализация концептуальных положений доктрины инвестирования предприятий угольной промышленности / А.И. Амоша, И.В. Ильяшов, И.В. Байсаров // Уголь Украины. -2001.-С. 9-13.
3. Устинов М.И. Выбор технологических решений подготовки новых горизонтов
и реконструкции шахт. - М.: Недра, 1977. -191 с.
4. Технолопчш схеми вщпрацювання газоносних пласпв з великим навантаженням на очисш вибо! / Мшвуглепром Укра!ни. Офiцiйнi видання. - К., 2010. - 176 с.
5. Иванов Н.И. Стоимость и сроки строительства шахт / Н.И. Иванов, Ф.И. Евдокимов. - М.: Недра, 1968. - 168 с.
6. Бабиюк Г.В. Анализ показателей проходческих работ на шахтах ГП «Свердловскантрацит» / Г.В. Бабиюк, Е.С. Смекалин // Уголь Украины. - 2008. - С. 1621.
7. Евдокимов Ф.И. Сетевые модели взамен графиков Гантта / Ф.И. Евдокимов, О.А. Бородина // Науч. тр. ДонНТУ. - Сер.: «Экономическая», 2011. - Вып. 39-2. - С. 513.
Представлена в редакцию 02.11.2011 г.
