Введение к работе
201? j
Актуальность исследования. Отличительной особенностью топливно-энергетического комплекса России является то обстоятельство, что последние три десятилетия угольная генерация в России развивается значительно более низкими темпами, чем газовая. Кроме того, топливно-энергетический баланс страны ориентирован преимущественно на использование газа. Доля природного газа при выработке тепла и электроэнергии на ТЭС достигла почти 70 %, а доля угля упала до 27 %. Последнее, в совокупности с взятыми Россией на себя международными обязательствами по поставкам газа, резко снижает энергетическую безопасность государства. Затянувшаяся «газовая пауза» связана с тем, что добываемый в стране уголь неконкурентоспособен по сравнению с природным газом в силу его (угля) высокой себестоимости добычи и больших затрат на транспортировку. В значительной мере, это связано с весьма низким уровнем применяемого в настоящее время на угольных шахтах и разрезах России отечественного оборудования и технологий добычи угля.
В настоящее время, в условиях сокращения запасов природного газа назрела необходимость определить политику государства в продвижении к более рациональной энергетике, основанной на использовании угля при выработке электричества и тепла, ресурсы которого достаточны для обеспечения потребностей экономики России более чем на 500 лет. В этой связи, Энергетической стратегией России на период до 2030 года предусмотрено существенное наращивание объемов добычи угля и замещение им значительной доли природного газа.
Угольная промышленность России является сложной производственно-экономической системой, поскольку ее функционирование оказывает влияние на электроэнергетику, производство тепловой энергии, металлургию, экологию, социальное развитие угледобывающих регионов и др. Методология прогнозирования такой системы должна учитывать все основные факторы, связанные с ее развитием. Что касается угольной промышленности России, в том числе подземной добычи угля, то к таковым относится сырьевая база с ее показателями. Кроме того, показатели сырьевой базы напрямую влияют на требования к техническому и технологическому оснащению угольного производства, а большие пределы изменения величин этих показателей обусловливают необходимость применения широкого спектра номенклатуры угледобывающей техники. Последнее связано с тем, что использование техники, обладающей высокой энерговооруженностью экономически нецелесообразно при работе в относительно благоприятных условиях, и наоборот, применение легкой техники в тяжелых горно-геологических условиях приводит к снижению производительности и увеличению себестоимости добычи угля. Следовательно, объективный прогноз развития угольной отрасли невозможно осуществить, рассматривая показатели сырьевой базы, уровень технического и технологического оснащения угольного производства в отрыве друг от друга. Осуществить достоверное прогнозирование становится возможным только при комплексном рассмотрении этих показателей.
Разработанные Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. и Долгосрочная программа развития угольной промышленности России на период до 2030 г. не учитывают вышеобозна-ченных факторов, а прогнозные значения объемов добычи угля носят в этих документах скорее декларативный характер и сформированы исходя из ожидаемого спроса на уголь.
Таким образом, прогнозирование развития угольной промышленности немыслимо без методологии, основанной на системном подходе, с учетом показателей сырьевой базы, а также требований к уровню технического и технологического оснащения подземной добычи угля, а ее разработка позволит решить крупную научную проблему, связанную с прогнозированием подземной добычи угля, имеющую важное хозяйственное значение для экономики России.
В научном плане речь идет об исследовании, имеющим двоякую направленность. С одной стороны необходимо разработать методологию и средства, позволяющие прогнозировать показатели сырьевой базы и добычу угля, а с другой разработать комплекс управленческих мероприятий, направленных на повышение технического и технологического уровня подземной добычи угля, обеспечивающих требуемые объемы добычи в прогнозируемых условиях эксплуатации.
В диссертации достаточно широко и глубоко рассмотрены сложившиеся в угольной отрасли проблемы эффективной добычи угля. При этом рассмотрены методологические основы прогнозирова-
ния подземной разработки угольных месторождений, разработаны теоретические, технологические и экономические подходы к развитию подотрасли.
Степень научной разработанности проблемы. Вопросам прогнозирования Российской экономики и, в частности, энергетического комплекса страны посвящены научные труды таких ученых как Р.Н. Андреасяна, А.А. Арбатова, А.Б. Брагинского, Г.Г. Вахитова, А.Н. Дмитриевского, В.М. Капустина, А.А. Конопляника, А.Э. Конторовича, Н.П. Лаверова, A.M. Мастепанова, В.А. Язева и других не менее известных ученых. Большой вклад в разработку проблем развития ТЭК России внесли ученые-практики: В.Ю. Алекперов, СВ. Алафинов, Ф.Т. Ахмедов, В.Л. Богданов, П.В. Семенов, Ю.П. Трутнев, Н.А. Цветков и другие.
Научные аспекты настоящего диссертационного исследования, помимо трудов вышеперечисленных ученых, формировались на основе изучения, критического анализа и переосмысления методических и практических подходов, изложенных в трудах российских ученых-угольщиков И.В. Гранина, В.Г. Гридина, Н.К Гринько, В.Е. Зайденварга, А.В. Корчака, Г.Л. Краснянского, Ю.Н. Малышева, Б.К. Мышляева, А.В. Харченко, А.Б.Яновского и др.
Отмечая большие заслуги вышеперечисленных исследователей в разработке и развитии теории и практики прогнозирования российской угольной промышленности, вместе с тем следует отметить, что в них не учитывались факторы, связанные с показателями сырьевой базы и развитием технического и технологического уровня угольного производства, которые в существенной мере влияют на производительность подземной добычи угля, условия безопасности горных работ и, в конечном счете, на объемы добычи угля.
Таким образом, целью данного диссертационного исследования является теоретическое обоснование методологии прогнозирования развития подземной добычи угля, как подотрасли угольной промышленности, на основе оценки показателей ее сырьевой базы с учетом требований к техническому и технологическому уровню производства и, на этой основе, разработка основных управленческих мероприятий по развитию подземной добычи угля.
Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:
исследовать методологические основы отраслевого прогнозирования, как научного подхода к решению научной проблемы, связанной с прогнозированием подземной добычи угля;
дать общую характеристику угледобычи в России и выполнить анализ ее экономического состояния для оценки резервов отрасли;
определить систему факторов, влияющих на формирование прогноза развития подземной добычи угля и разработать структурную схему их взаимодействия;
выявить показатели сырьевой базы подземной разработки угольных месторождений, влияющие на эффективность добычи угля и на их основе разработать типизации угольных пластов;
оценить технико-экономический уровень горно-шахтного оборудования;
оценить технологический уровень подземной разработки угольных месторождений;
разработать методики, математические модели, базы данных и информационную систему для прогнозирования технико-экономических характеристик подземной добычи углей различных марок, с учетом показателей сырьевой базы;
- разработать инструментарий для обоснованного принятия управленческих решений по тех
ническому и технологическому оснащению подземной добычи угля с учетом показателей сырьевой
базы.
Объектом исследования является угольная промышленность России как наиболее важная и сложная производственно-экономическая система в сырьевой базе страны, связанная с подземным способом добычи угля, который по сравнению с открытым способом является более опасным и вместе с тем капиталоемким и где в настоящее время добываются наиболее ценные сорта угля, идущие на энергетику и металлургию.
Предметом исследования являются методологические подходы, используемые при прогнозировании развития различных отраслей промышленности, в том числе угольной, учитывающие систему взаимосвязанных факторов, влияющих на развитие объекта исследований (подземная добыча угля), управление которыми позволит обеспечить заданные объемы добычи.
Хронологические рамки исследования включают период от 1985 года прошлого века до конца 2011 года, т. е. охватывают период реструктуризации угольной отрасли, ее кризиса и становления. При этом особое внимание уделялось периоду последнего десятилетия, когда, по сути, завершилась реструктуризация угольной промышленности.
Теоретической и методологической основой диссертационной работы явились теоретические и фундаментальные исследования отечественных и зарубежных ученых в области прогнозирования развития экономики страны и отдельных подсистем топливно-энергетического комплекса, стратегического планирования и управления, информатики и инструментариев, используемых при составлении баз данных для оперативного и долгосрочного прогнозирования, а также методы сравнительного, факторного, экономического анализов и прогнозирования. При обработке и анализе статистических и экспериментальных данных использовались методы математической статистики и регрессионного анализа.
Информационная база исследований являются: Энергетические стратегии России на период до 2020 и на период до 2030 года; Долгосрочная программа развития угольной промышленности на период до 2030 года; ежегодно издаваемые ООО «Росинформуголь» аналитические таблицы о работе угольной промышленности России; планы и паспорта горных работ, программы развития угольных шахт; научные отчеты институтов (ННЦГП ИГД им. А.А. Скочинского, КузНИУИ, НИИОГР, Печор-НИИПроект); экспериментальные данные, полученные автором в ходе выполнения настоящей диссертационной работы.
При подготовке данной диссертации были использованы материалы научных отчетов по теме НИР «Разработка направлений развития угольной промышленности в условиях реализации энергетической стратегии России на период до 2030 года», выполняемой в государственном университете управления по контракту с Министерством образования и науки в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры для инновационной России» на 2009-2013 годы, в которых автор являлся ответственным исполнителем.
Научной новизной проведенного исследования является обоснование и разработка методологических основ и методических подходов к прогнозированию развития подотрасли подземной добычи угля в топливно-энергетическом комплексе России на среднесрочную и долгосрочную перспективу, учитывающих:
показатели сырьевой базы угольной промышленности, характеризующие горно-геологические условия залегания угольных пластов, их марки и качественный состав, условия безопасности ведения горных работ;
состояние и перспективы развития подземной угледобычи с точки зрения обеспеченности ее ресурсной базы на среднесрочную и долгосрочную перспективу;
математические модели и методики для оперативной и прогнозной оценки показателей подземной добычи углей различных марок на основе характеристик сырьевой базы и требований к техническому и технологическому обеспечению угольной отрасли.
В рамках проведения исследования получены следующие наиболее значимые научные результаты:
-
Определен теоретический смысл и значение методологии прогнозирования развития подземной добычи угля, как подотрасли угольной промышленности России.
-
Установлены взаимосвязи технико-экономических показателей работы угольных шахт.
-
Разработана структурная схема взаимодействующих между собой систем факторов, влияющих на эффективность подземной добычи угля.
-
Уточнена классификация угольных пластов по степени их технологической и экономической пригодности для разработки.
5. Разработана экономико-математическая модель для определения стоимостных затрат, связанных с уменьшением производительности добычных машин и увеличением энергоемкости добычи угля из-за отказов забойного оборудования, которая легла в основу отраслевой инструкции по определению области рационального применения различных типов исполнительных органов угледобывающих машин.
-
Разработаны технико-экономические критерии оценки горных машин, позволяющие дать сравнительную оценку эффективности применения различных вариантов комплектации добычных комплексов.
-
С помощью разработанных технико-экономических критериев впервые выполнена сравнительная оценка технико-экономического уровня отечественного и зарубежного горно-шахтного оборудования и сделаны важные в экономическом отношении выводы о целесообразности его применения на шахтах России.
-
Установлены корреляционные зависимости показателей эффективности применения угледобывающих комбайнов от характеристик, определяющих горно-геологические условия их эксплуатации.
-
Уточнена методика технико-экономической оценки, позволяющая рассчитывать стоимостные показатели различных вариантов технологических схем разработки угольных пластов и обосновывать прогрессивные параметры добычного забоя.
-
Разработана математическая модель, информационная система и база данных для оперативной и прогнозной оценки объемов добычи углей различных марок, с учетом показателей сырьевой базы.
-
На базе предложенного инструментария разработаны методические рекомендации и управленческие мероприятия, направленные на эффективное инновационное развитие угольной отрасли России.
Практическая значимость диссертационной работы заключается в:
разработке базы данных показателей сырьевой базы подземной добычи углей для оперативной и прогнозной оценки условий безопасности ведения подземных горных работ, горно-геологических условий залегания угольных пластов, их характеристик разрушаемое, объемов добычи угля различных марок с учетом их качественных характеристик, на которую Роспатентом выдано Свидетельство об официальной регистрации базы данных для ЭВМ 2012-620-451 от 21.05.2012
создании программы для ЭВМ «Выбор средств выемки угольного пласта на основе установления характеристик его разрушаемое», на которую Роспатентом выдано свидетельство об официальной регистрации N 990896 от 10.12.1999 г;
разработке направлений развития подземной добычи угля, обеспечивающих объемы его добычи определенные Энергетической стратегией России на период до 2030 года.
Внедрение и апробация результатов исследования. Научные и практические результаты выполненных исследований нашли свое отражение при выполнении в Государственном университете управления шести этапов научно-исследовательской работы «Разработка направлений развития угольной промышленности в условиях реализации энергетической стратегии России на период до 2030 года», выполняемой по контракту с Министерством образования и науки в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры для инновационной России» на 2009-2013 годы.
Результаты исследований легли в основу разработанной и внедренной на шахтах России отраслевой инструкции по выбору исполнительных органов очистных комбайнов, которая была утверждена Генеральным директором компании «Росуголь».
Материалы выполненных исследований используются Министерством образования и науки Российской Федерации для определения приоритетных направлений при финансировании научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ, а также ООО «Управляющая компания «Шахтострой» для стратегического планирования работ по строительству шахт в России.
Результаты исследований, полученные при выполнении данной работы, использованы в Государственном университете управления при корректировке учебных программ для студентов, обучающихся по специальности «Международный топливно-энергетический бизнес» и чтении лекций по дисциплинам «Технологические основы топливно-энергетического комплекса» и «Разведка и использование топливных ресурсов», а также при разработке новой образовательной программы «Менеджмент организации топливно-энергетического комплекса» для подготовки бакалавров по учебному курсу «Основы добычи, транспорта и использования угля».
Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на совещаниях, круглых столах, научных конференциях и семинарах, посвященных проблемам ТЭК, а также опубликованы в сборниках статей международных и всероссийских научно-практических конференциях, в том числе: международной конференции «22 World Mining congress and expo», 26-й Всероссийской конференции молодых ученых «Реформы в России и проблемы управления - 2011,16-й Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы управления», Всероссийская научно-практическая конференция «Неделя горняка».
Публикации. Результаты диссертационной работы и основные ее положения изложены автором в 32 публикациях, в том числе в трех монографиях, общим объемом 34 п.л. и в 24 научных статьях в рецензируемых журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией (ВАК), общим объемом 21 п.л.
Структура работы определяется целью и поставленными задачами исследований. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников, приложений. Работа общим объемом 385 страниц включает 7 приложений, 92 таблицы, 36 рисунков, 107 формул, список литературы из 115 наименований использованных источников.