Введение к работе
Актуальность темы исследования. Традиционные проектные технические и технологические решения по отработке угольных месторождений ориентированы на стабильный спрос на угольную продукцию и предусматривают длительные сроки работы с неизменными основными параметрами горнотехнической системы разреза. В последние десятилетия динамичность внешней среды – частота изменения цен на угольную продукцию и потребляемые ресурсы, контрактных условий, требований к качеству продукции – возросла в 2-5 раз, а технико-экономические показатели деятельности разреза, такие как расход материальных ресурсов на разработку, производительность оборудования и труда персонала, режим горных работ, не соответствуют быстро изменяющимся условиям функционирования. Это приводит к лишним затратам, высоким значениям упущенной выгоды, при этом задача обеспечения стабильной эффективности производства становится трудно решаемой.
Ситуация усугубляется тем, что в случае ухудшения конъюнктуры на рынках угольной продукции и потребляемых ресурсов недропользователь, как правило, принимает решение о разработке участков месторождения с благоприятными горно-геологическими условиями. Выборочная разработка месторождения в дальнейшем может привести либо к банкротству и закрытию предприятия, либо к функционированию с производственными и экономическими параметрами, худшими, чем предусмотрено проектом. Между тем ретроспективный анализ ситуации показывает, что существовали возможности обеспечения приемлемого уровня эффективности производства без последующего ухудшения технико-экономических показателей. Эти возможности могли быть реализованы при условии своевременного формирования производственных резервов. В этой связи актуальной задачей является методическая разработка способов и средств обеспечения заданного проектом уровня эффективности производства угольных разрезов в изменчивой внешней среде.
Цель работы – разработка способов и средств поддержания заданного уровня эффективности угольного разреза в условиях негативных изменений внешней среды.
Идея работы – поддержание заданного уровня эффективности угольного разреза в условиях негативных изменений внешней среды достигается путем регулирования режима и направлений горных работ при наличии рациональной структуры производственных резервов.
Основные задачи исследования:
-
Обобщение научных подходов и методической базы обоснования режима и направлений развития горных работ.
-
Установление параметров горнотехнической системы, оказывающих определяющее влияние на эффективность производства угольного разреза в краткосрочном и среднесрочном периодах.
-
Обоснование структуры производственных резервов угольного разреза, вовлекаемых в использование посредством изменения режима и направлений развития горных работ.
-
Разработка технологических схем ведения горных работ, обеспечивающих формирование и своевременное использование производственных резервов.
-
Разработка методических положений по поддержанию проектного уровня эффективности производства угольного разреза на основе изменения режима и направлений развития горных работ и апробация полученных результатов в условиях разрезов ООО «СУЭК-Хакассия» и ОАО «СУЭК-Кузбасс».
Научные положения, представленные к защите:
-
Влияние на уровень эффективности производства угольных разрезов негативных изменений цен на продукцию и потребляемые ресурсы, объемов спроса и повышения требований к качеству продукции в краткосрочном и среднесрочном периодах компенсируется своевременным и адекватным изменением технологических параметров горнотехнической системы: текущего коэффициента вскрыши, качества угля, производительности основного оборудования и грузооборота.
-
Изменение параметров горнотехнической системы в краткосрочном и среднесрочном периодах достигается путем регулирования режима и направлений развития горных работ и обеспечивается созданием рациональной структуры производственных технических и технологических резервов. Достаточность резервов для обеспечения компенсационных возможностей угольного разреза целесообразно оценивать коэффициентом устойчивости, отражающим вид и величину негативных изменений внешней среды, влияние которых может быть минимизировано.
-
Технологические схемы ведения горных работ, предусматривающие создание дополнительных рабочих площадей и транспортных коммуникаций, подготовку технологически обособленных участков и внутренних отвальных емкостей, комплектование основного и резервного оборудования, обеспечивают формирование рациональной структуры комплекса производственных резервов и своевременное их использование посредством изменения режима и направлений развития горных работ.
Научная новизна:
-
Доказано, что в краткосрочном и среднесрочном периодах поддержание заданного уровня эффективности производства угольного разреза обеспечивается регулированием технологических параметров горнотехнической системы: текущего коэффициента вскрыши, качества угля, производительности основного оборудования и грузооборота,- возможности изменения которых формируются при создании соответствующих производственных резервов.
-
Обоснована рациональная структура производственных резервов, включающая: мощность и количество оборудования; дополнительные рабочие площади с подготовленными запасами угля высокого качества; технологически обособленные участки и фронты горных работ с благоприятными условиями отработки, обеспечивающие достижение проектных технико-экономических показателей работы угольного разреза.
-
Обосновано, что коэффициент устойчивости, отражающий вид и величину негативных изменений внешней среды, которые должны быть компенсированы посредством изменения параметров горнотехнической системы, целесообразно использовать в качестве критерия достаточности резервов для обеспечения компенсационных возможностей угольного разреза по поддержанию проектного уровня эффективности.
-
Разработаны методические положения по формированию технологических схем, позволяющих создавать производственные резервы и своевременно их использовать посредством изменения режима и направлений развития горных работ для поддержания проектного уровня эффективности угольного разреза.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается представительностью и надежностью исходных данных, соответствием полученных научных результатов фундаментальным положениям теории проектирования горнотехнических систем, достаточным объемом опытно-промышленных исследований и оценкой их результатов методами математической статистики, апробацией рекомендаций в промышленных условиях.
Практическая значимость работы состоит в разработке технологических схем и рациональной структуры резервов, обеспечивающих поддержание заданного уровня эффективности функционирования угольного разреза.
Методы исследования. В диссертации использовались статистические методы, факторный анализ, производственный эксперимент, обобщение передового отечественного и зарубежного опыта проектирования и эксплуатации угольных разрезов.
Личный вклад автора состоит в постановке задач исследования, обосновании методики разработки способов и средств поддержания заданного уровня эффективности угольного разреза в условиях изменчивой среды, определении рациональной структуры производственных резервов угольных разрезов, в разработке технологических схем, обеспечивающих формирование и своевременное использование этих резервов.
Апробация работы. Результаты исследований и основные научные положения работы докладывались на международных симпозиумах «Неделя горняка-2011, 2012, 2013» (Москва, 2011–2013), на международных конференциях «Открытые горные работы в XXI веке» (Красноярск, 2011), «Комбинированная геотехнология: масштабы добычи и качество сырья при комплексном освоении месторождений» (Магнитогорск, 2013), научных семинарах в Институте горного дела УрО РАН (Екатеринбург, 2010–2012), ОАО «НТЦ-НИИОГР» (Челябинск, 2010–2013), ФГБОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова» (Магнитогорск, 2013), научно-технических советах компаний ОАО «СУЭК», ООО «СУЭК-Хакасия», ОАО «СУЭК-Кузбасс».
Публикации. Основные результаты диссертации отражены в
6 научных публикациях, 4 из них в изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки России.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и приложения. Диссертация включает список литературы из 127 наименований, 43 рисунка, 35 таблиц.
Похожие диссертации на Обоснование режима и направлений развития горных работ на угольных разрезах в условиях изменчивости внешней среды
