Формирование технологической базы эффективной реструктуризации шахтного фонда угольной компании

Решетов, Сергей Ефимович

Автореферат диссертации по теме "Формирование технологической базы эффективной реструктуризации шахтного фонда угольной компании"

На правах рукописи

РЕШЕТОВ Сергей Ефимович

УДК 622.233:622э

ФОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ БАЗЫ ЭФФЕКТИВНОЙ РЕСТРУКТУРИЗАЦИИ ШАХТНОГО ФОНДА УГОЛЬНОЙ КОМПАНИИ

Специальность 25.00.22 - «Геотехнология» (подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2003

Работа выполнена в ОАО «Угольная компания «Кузбассуголь» и Московском государственном горном университете.

Научный консультант доктор технических наук, профессор Красюк Николай Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Ковальчук Александр Борисович, доктор технических наук, профессор Ялсвский Владлен Данилович, доктор технических наук, профессор Некрасов Виктор Васильевич

Ведущее предприятие - ЗАО «Угольная компания «Южкузбассуголь».

Защита диссертации состоится 2003 г.

в /3 час, на заседании диссертационного совета Д-212.128.03 при Московском I осу дарственном горном университете по адресу: 119991, Москва, В-49, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан «.....2003 г. Ученый секретарь диссертационного совета

канд. техн. наук, доц. Мельник Владимир Васильевич

2.0 О ? ' А ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Реструктуризация угольной отрасли России предусматривает решение двух основных научно-технических и производственных проблем: совершенствование структуры шахтного фонда на основе вывода из его состава путем ликвидации или консервации убыточных и неперспективных угледобывающих предприятий; повышения технико-экономического уровня перспективных предприятий отрасли при обеспечении должной конкурентоспособности их конечной продукции. Как свидетельствует мировой опыт, эффективная реструктуризация предусматривает комплексное решение указанных проблем за счет проведения сбалансированной технической, экономической и финансовой политики как на уровне шахт, так и на уровне угольных компаний и отрасли в целом.

Производство высокозатратной, низкого качества продукции на угольной основе на предприятиях с недостаточной инвестиционной привлекательностью не позволяет шахтам самостоятельно осуществлять техническую политику современного уровня. Все это приводит к тому, что плановые показатели по оптимизации горных работ на шахтах, техническому перевооружению производственных процессов, оптимизации численности и структуры трудовых ресурсов не выполняются.

Создание крупных акционерных обществ на базе производственных объединений по добыче угля, а в последующем угольных компаний, изменило коренным образом стратегию развития отдельных предприятий и объединений угледобывающих предприятий.

Функционирование шахт в составе угольных компаний существенно отличается от практики их деятельности как самостоятельных или в составе значительно меньших объединений.

Примером может служить деятельность шахт в составе угольной компании «Ленинскуголь». Рациональная централизация сбыта угольной продукции в компании позволила повысить технический уровень перспективных шахт, несмотря на кризисное их положение. Результаты реализации второго этапа реструктуризации шахтного фонда Ленинского района Кузбасса доказали перспективность системного подхода к деятельности объединения шахт в организационном и производственном плане.

Создание на базе шахт Центрального и Северного районов Кузбасса крупной угольной компании «Кузбассуголь» открыло возможности реализации принципа системности при решении проблем реструктуризации шахтного

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ I БИБЛИОТЕКА ] С.Петербург -у/ ' ОЭ тЗлкхРг/ Г

фонда. Развитие горного производства на угольных шахтах с учетом специфики горно-геологических, производственно-технических, организационных и экономических условий становится основным фактором повышения эффективности подземной добычи угля. Потребность в значительных инвестициях и большие сроки окупаемости технических и технологических мероприятий потребовали объективного научно обоснованного подхода к выбору как стратегии принятия решений, так и тактики их освоения при реализации методологических основ системного анализа состояния и перспектив технологического развития каждой производственной единицы как структурного элемента шахтного фонда угольной компании.

В связи с изложенным исследования по разработке и реализации структурных, технических, технологических и организационных решений по 1

формированию технологической базы реструктуризации шахтного фонда угольной компании являются актуальными в научном и практическом отношении.

Целью диссертации является выявление закономерностей развития угледобывающих предприятий в составе крупных угольных компаний для разработки и реализации комплекса структурных, технических, технологических и организационных решений по формированию технологической базы реструктуризации их шахтного фонда, обеспечивающей повышение эффективности подземной добычи угля.

Основная идея работы заключается в системном подходе к развитию производства угольной компании, включающей шахты различного производственно-технологического, экономического и организационного уровня на стадии формирования технологической базы эффективной реструктуризации шахтного фонда.

Методы исследования.

Изучение специфики производственной деятельности угледобывающих предприятий в период реструктуризации шахтного фонда осуществлено методом инженерного анализа статистической и геолого-маркшейдерской информации о работе шахт и угольной компании.

Закономерности формирования стратегических направлений развития угледобывающих предприятий в новых условиях хозяйствования установлены методами системного и структурно-функционального анализа информации о прогрессивных решениях в отечественной и зарубежной практике.

Методические принципы и прогрессивные решения по оптимизации горных работ на шахтах компании разработаны на базе технологического

моделирования, производственных экспериментов, анализа передового опыта добычи угля и учета тенденций развития научно-технического прогресса в угледобывающей отрасли.

Для исследований проявлений геомеханических и газодинамических процессов при интенсивной отработке запасов угольных пластов были проведены лабораторные и натурные исследования с использованием апробированных и специально разработанных автором методик.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Эффективная реструктуризация угольной отрасли в новых экономических условиях обеспечивается комплексным решением проблемы совершенствования шахтного фонда на основе ликвидации (консервации)

1. убыточных и не перспективных шахт и развития действующих угледобывающих предприятий на базе прогрессивных структурных, технических, технологических, экономических и организационных решений.

2. Критериальная основа и методология формирования технологической базы реструктуризации шахтного фонда угольной компании отражают состояние и динамику производственно-технологического, экономического и финансового потенциала угледобывающих предприятий, а также тенденции развития научно-технического прогресса в угольной отрасли.

3. Системный подход к формированию технологической базы эффективной реструктуризации шахтного фонда угольной компании основывается на программно-ориентированной реализации мероприятий: по оптимизации горных работ; техническому переоснащению производственных процессов; управлению состоянием горного массива; автоматизированному мониторингу производственных процессов и техникой безопасности; управлению качеством угольной продукции и диверсификацией основного производства; научно-техническому и организационному обеспечению

1 технологической базы реструктуризации.

4. Оптимизация горных работ при отработке угольных пластов в сложных горно-геологических условиях при ограниченных запасах полезного ископаемого в выемочных полях достигается сокращением числа одновременно разрабатываемых пластов и протяженности поддерживаемых выработок путем рационализации пространственно-планировочных решений, применения короткозабойных технологий с оптимальными размерами целиков по факторам управления горным давлением и уровню потерь угля.

Безремонтное поддержание действующих выработок достигается применением сочетания сталеполимерных анкерных и трапециевидных рамных

крепей с усилением отдельных рам и их кинематического объединения в комплекты в соответствии с конкретными горно-геологическими условиями.

5. Эффективное управление геомеханическими процессами при интенсивном ведении горных работ в условиях труднообрушаемых кровель и мелкоамплитудных нарушений горного массива осуществляется рациональным сочетанием технологий обработки массива химически активными веществами в оперативном режиме и разупрочнения пород кровли за очистным забоем с использованием усовершенствованной технологии их взрывного торпедирования.

6. Эффективная и безопасная разработка газоносных низкопроницаемых угольных пластов на больших глубинах базируется на применении комбинированных технологий управления газовым режимом выработок на основе гидродинамического воздействия на горный массив с чередованием режимов гидроразрыва и гидрорасчленения, а в перспективе использования инертных сред в рабочих зонах с интенсивным метановыделением.

7. Система организационного обеспечения реализации технологической базы реструктуризации шахтного фонда формируется на основе рационализации производственной структуры угольной компании, а также функций управления на всех уровнях при условии сбалансированности экономической и финансовой политики в рамках реформируемой компании и шахты как ее подсистемы.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в работе, подтверждаются:

• представительным объемом статистической и геолого-маркшейдерской информации о производственной деятельности угледобывающих предприятий (2 угольные компании, 17 шахт) для формирования методологии и направлений их развития в современных условиях и корректным использованием методов математической статистики и экспертных оценок при ее обработке;

• удовлетворительной сходимостью результатов анализа уровня производственно-технологического потенциала шахт с фактическими показателями их работы и реальными перспективами развития;

• положительными результатами широкомасштабного внедрения разработанного комплекса решений по повышению эффективности реструктуризации шахтного фонда угольной компании «Кузбассуголь».

Научная новизна исследований:

• предложены методологические принципы формирования технологической базы эффективной реструктуризации шахтного фонда, реализация которых обеспечивает повышение устойчивости и эффективности функционирования угольной компании;

• разработана методика оценки влияния динамики финансового состояния шахты на формирование стратегии ее развития;

• разработана методика учета влияния производственно-технического уровня угледобывающего предприятия при формировании стратегии его развития как подсистемы угольной компании;

• разработаны принципы оптимизации горных работ на шахтах, работающих в сложных горно-геологических условиях;

• обоснованы направления повышения уровней концентрации и интенсификации горных работ на угольных пластах с трудноуправляемыми кровлями и высокой газоносностью;

• выявлен механизм кинематического взаимодействия элементов рамной трапециевидной крепи и предложены технические решения по рациональному объединению рам в общую кинематическую систему;

• разработана методика оптимизации горных работ на шахтах, применение которой обеспечивает снижение затрат на добычу угля и повышение качества угольной продукции шахты;

• рекомендованы эффективные методы управления газовыделением при резком повышении концентрации и интенсификации горных работ на основе активного воздействия на угольные пласты и нетрадиционных технологий ведения горных работ.

Научное значение работы состоит в разработке методологии формирования технологической базы эффективной реструктуризации шахтного фонда, реализация которой позволяет осуществлять научное обоснование стратегий развития горного производства на каждом предприятии угольной компании с учетом закономерностей развития научно-технического прогресса отрасли и спецификой ее функционирования в рыночных условиях.

Практическая значимость результатов исследований заключается в разработке комплекса технологических решений и рекомендаций по повышению эффективности производственной деятельности угледобывающих предприятий, включающего:

• технологические и пространственно-планировочные решения по оптимизации горных работ на шахтах в условиях интенсификации и концентрации угольного производства;

• технологии интенсивной отработки запасов выемочных полей ограниченных размеров в сложных горно-геологических условиях;

• технологии управления геомеханическим состоянием горного массива и конструкции рамных трапециевидных крепей в выработках с трудноуправляемой кровлей;

• технологические схемы управления состоянием вмещающих пород с их обработкой химически активными агентами в оперативном режиме;

• технологии управления газовым режимом выработок при высокой концентрации и интенсификации горных работ на газоносных угольных пластах;

• рекомендации по техническому и технологическому перевооружению угледобывающих предприятий в период реструктуризации шахтного фонда;

• рекомендации по повышению устойчивости и эффективности функционирования угольной компании при реформировании шахтного фонда.

Реализация результатов работы.

• рекомендации по формированию комплекса технологических решений, обеспечивающих совершенствование производственной деятельности шахт и повышение их производственно-технологического потенциала, использованы при составлении программы реструктуризации угольных компаний «Ленинскуголь» и «Кузбассуголь»;

• технологические схемы интенсивной подготовки и отработки угольных пластов в сложных горно-геологических условиях использованы при составлении программ оптимизации горных работ на шахтах угольной компании «Кузбассуголь»;

• практические рекомендации по техническому и технологическому перевооружению угледобывающих предприятий рекомендованы ГК «Росуголь» к использованию на шахтах отрасли и внедрены в ОАО «УК «Ленинскуголь» и «Кузбассуголь»;

• рекомендации по повышению устойчивости и эффективности функционирования угольной компании в период реструктуризации шахтного фонда использованы при формировании стратегии развития ОАО «УК «Кузбассуголь».

Фактический экономический эффект от внедрения результатов исследований составил свыше 80 млн.руб.

Апробация работы.

Основные положения диссертации и результаты исследований докладывались и получили одобрение на научных симпозиумах в рамках «Недели горняка» (Москва, 1995-2002 гг.), на научной конференции «Вопросы совершенствования разработки месторождений полезных ископаемых в Кузбассе» (г. Кемерово, 1999 г.), международной научно-практической конференции «Горное дело-2000» (г. Москва, 2001 г.), научно-технических совещаниях по выполнению проектов реализации комплексных программ «Недра России», «Уголь России» (Москва, 1996-1999 гг.), научно-технических советах угольных компаний «Ленинскуголь», «Беловоуголь», «Кузбассуголь» (Кемерово, Ленинск-Кузнецкий, Белово, 1996-2002 гг.), на научных семинарах кафедры ПРПМ Московского государственного горного университета, (Москва, 1998-2003 гг.).

Публикации.

Основное содержание диссертации изложено в 25 опубликованных работах, в том числе 14 монографиях и брошюрах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 разделов и заключения, содержит 25 таблиц, 78 рисунков и список использованной литературы из 222 наименований.

Автор выражает благодарность члену-корреспонденту РАН Пучкову Л.А. за методическую помощь в выполнении исследований, доктору технических наук, профессору Мазикину В.П. за содействие в реализации экспериментальных исследований, коллективам Угольной компании «Кузбассуголь» и кафедры ПРПМ МТТУ за практическую помощь и участие в выполнении исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В процессе реструктуризации угольной отрасли проявились особенности деятельности угледобывающих предприятий как объективного, так и субъективного характера, которые, к сожалению, привели к резкому спаду показателей подземной добычи угля. Причинами объективного характера

явились естественное ухудшение горно-геологических условий с углублением горных работ, доработка запасов угольных пластов с высокими кондициями, ограниченность балансовых и промышленных запасов на вскрытых горизонтах шахт. Причины субъективного характера: резкое ограничение финансовых возможностей отдельных предприятий по развитию производства путем вскрытия новых горизонтов, оптимизации горных работ, эффективного управления состоянием горного массива, технического переоснащения производственных процессов; ведение горных работ в выемочных полях ограниченных размеров с применением горно-шахтного оборудования высокого технического уровня; необходимость увеличения сечения горных выработок в условиях резкой концентрации и интенсификации горных работ и усложнения процессов управления горным давлением; возрастание себестоимости добычи угля при нестабильности рынка его сбыта.

Указанные причины привели к тому, что, например, по шахтам Центрального и Северного районов Кузбасса в период 1991-1997 гг. добыча угля снизилась на 47%, производительность труда на 42%.

В то же время передовые предприятия, особенно приватизированные в 1994-1996 гг., наращивали технико-экономические показатели работы. Этот фактор позволил сделать вывод о достаточном производственно-технологическом и ресурсном потенциале шахт и об отсутствии эффективного механизма реализации этого потенциала. Мировой и отечественный опыт реформирования угольной отрасли показывает, что указанный механизм должен представлять систему технических, технологических, экономических, структурных и организационных решений, направленных на создание и обеспечение деятельности рентабельного угледобывающего предприятия. При этом формат предприятия может быть различным - от шахты до крупной угольной компании.

К моменту завершения первого этапа реструктуризации угольная отрасль России накопила значительный научно-технический и производственно-технологический потенциал для эффективного решения ключевых проблем реформирования подземной добычи угля. Для объективного анализа существующей научной базы реструктуризации шахтного фонда с системным подходом к ключевым проблемам, нами выполнена на определенную историческую глубину оценка вклада известных ученых в их решение.

Предпосылки для научного анализа подземной разработки угольных месторождений заложены в работах проф. Бокия Б.Н., акад. Шевякова А.Д., Терпигорева A.M.

Дальнейшее развитие теоретических, организационных и производственных проблем подземной добычи угля (в частности, реструктуризации шахтного фонда) получено в работах Братченко Б.Ф., Харченко В.А., Кузнецова К.К., Астахова A.C., Бурчакова A.C., Устинова М.И., Борисова Д.Ф., Пучкова JI.A., Еремеева В.М., Малкина A.C., Верзилова М.И., Ялевского В.Д., Егорова П.В., Кузнецова Ю.Н., Михеева О.В., Воробьева Б.М., Галкина В.А., Ганицкого В.И., Петренко Е.В., Петросова A.A., Резниченко С.С. и др.

В исследованиях указанных авторов заложены фундаментальные основы теории подземной разработки угольных месторождений и определены направления практической реализации достигнутого научного потенциала.

Изменившиеся экономические условия деятельности угледобывающих предприятий потребовали нового подхода к реализации существующей теоретической базы подземной разработки пластовых месторождений, а также совершенствования отдельных ее положений.

Вопросы оптимизации производства на шахтах в период реструктуризации угольной отрасли решаются в работах Саламатина А.Г., Нефедова П.П., Яновского А.Б., Рыжова A.M. и др. Указанные авторы оставляют в тени финансовую составляющую производственной деятельности шахт. По нашему мнению, современное состояние и характер развития угольной отрасли предполагают существенное возрастание роли этого аспекта проблемы.

Особенности проявления горного давления в условиях месторождений Центрального Кузбасса заключаются прежде всего в наличии трудноуправляемых вмещающих пород. Состояние 'кровли и почвы на сопряжениях выработок и в зонах нарушений существенно влияет на эффективность и безопасность горных работ. Проблема управления состоянием вмещающих пород ставилась и решается в работах Абрамова В.М., Петухова И.М., Шемякина E.H., Беспятова Г.А., Жарова А.И. и др. Активные воздействия на вмещающие породы с целью снижения негативных последствий проявления горного давления рассматриваются в трудах Киржнера Ф.М., Худина Ю.Л., Левковича П.Е., Забигайло Е.В., Васючкова Ю.Ф., Кузнецова Ю.Н., Трупака Н.Г., Орищина А.Д. и др.

Несмотря на обширность исследований, ведение горных работ в условиях трудноуправляемых кровель сопровождается снижением показателей и повышенным травматизмом.

Существенное влияние вопросы безопасности приобретают при интенсивной отработке газоносных угольных пластов. Управление газовыделением осуществляется сочетанием вентиляции и различных способов искусственной дегазации шахт.

Проблема эффективного управления состоянием газонасыщенной угленосной толщи и газовыделением из выработанных пространств в шахтах решается в работах Айруни А.Т., Васючкова Ю.Ф., Вылегжанина В.Н., Красюка H.H., Калединой Н.О., Лидина Г.Д., Морева A.M., Мурашева В.Н., Мясникова A.A., Матвиенко Н.Г., Ножкина Н.В., Пучкова Л.А., Сергеева И.В., Стеколыцикова Г.Г., Ярунина С.А. и др. Тем не менее, снижение показателей добычи угля на газоносных пластах составляет в среднем до 35% от уровня негазовой шахты.

Критический анализ результатов реструктуризации угольной отрасли и рекомендации по совершенствованию этого процесса представлены в работах Гринько Н.К., Евтушенко А.Е., Зайденварга В.Е., Климова С.Л., Красильникова Б.В., Краснянского Г.Л., Козового Г.И., Кузнецова В.И., Макарова A.M., Малышева Ю.Н., Михальченко В.В., Нецветаева А.Г., Никишичева Б.Г., Попова В.Н., Прокопенко С.А., Рыжова А.М., Яновского А.Б., Некрасова В.В. и др.

Созданная научная база и положительные результаты ее реализации на шахтах угольной отрасли России позволили объективно осуществить разработку методологии и практических решений по формированию технологической базы эффективной реструктуризации шахтного фонда.

В результате выполненного анализа процесса реформирования угольной отрасли и состояния научного обоснования этого процесса нами определен комплекс задач исследований:

1. Выявление и анализ особенностей производственной деятельности угледобывающих предприятий в период реструктуризации угольной отрасли и обоснование принципов совершенствования технологий подземной добычи угля для повышения эффективности работы шахт.

2. Определение методологических принципов формирования технологической базы реструктуризации шахтного фонда, обеспечивающих эффективную деятельность угледобывающих предприятий.

3. Разработка методического аппарата и исследования влияния структурного, производственно-технологического, экономического, финансового и организационного потенциала угледобывающего предприятия на формирование и реализацию стратегии его технологического развития.

4. Обоснование направлений и разработка принципиальных решений по повышению эффективности деятельности угледобывающих предприятий в период реформирования отрасли и в последующий период стабильной работы.

5. Исследования закономерностей геомеханических и газодинамических процессов при отработке запасов в сложных горно-геологических условиях и разработка эффективных технологий управления состоянием горного массива при интенсивной отработке угольных пластов.

6. Разработка принципов и практических рекомендаций по реализации технологической базы эффективной реструктуризации шахтного фонда угольной компании.

7. Формирование технологической базы реструктуризации шахтного фонда в виде конкретных технологий и рекомендаций по их применению, реализация технологий на угледобывающих предприятиях, обоснование экономической эффективности.

Учитывая новизну подхода к решению одной из проблем реформирования угольной отрасли, нами было уточнено определение технологической базы эффективной реструктуризации шахтного фонда. В это понятие вкладывается комплекс взаимоувязанных технических, технологических, экономических, организационных и структурных решений, по уровню соответствующих лучшим аналогам в практике подземной угледобычи, реализация которых возможна при сложившемся производственно-технологическом и ресурсном потенциале угледобывающего предприятия и его динамике.

Методологические принципы формирования технологической базы реструктуризации шахтного фонда базируются • на анализе опыта реформирования угольной отрасли Кузбасса и, в частности, Ленинского и в последующем Северного районов, достигших наибольших успехов в этом процессе.

Следует отметить, что реализация программы реструктуризации угольной отрасли поставила и ставит в настоящее время сложные производственные и научные проблемы. К решению этих, возникающих в реальном масштабе времени, проблем, угледобывающие предприятия и научные учреждения не были в полной мере подготовлены. Причиной этого, по нашему мнению, является практически отсутствие системного подхода к решению двух основных проблем реструктуризации:

• оздоровление шахтного фонда на основе закрытия (ликвидации) нерентабельных и неперспективных угледобывающих предприятий;

• сбалансированная экономическая и финансовая политика в развитии угольной отрасли на базе прогрессивных технических, технологических, экономических, организационных и т.п. решений.

Развитие угольной отрасли строится на следующих основополагающих принципах:

• оценка уровня технологичности действующих и перспективных угольных месторождений, шахтных полей, участков, обеспечивающего эффективное применение прогрессивной технологии их разработки;

• формирование комплекса технико-технологических и организационно-экономических решений по стабилизации и повышению эффективности производственной деятельности предприятий при установленном уровне технологичности запасов угля;

• определение направлений реализации принятых решений с учетом уровня научно-технического прогресса в угольной отрасли.

Оценка уровня технологичности угольных месторождений (разрабатываемых запасов угля) отражает факторы: запасы полезных ископаемых и их вещественный состав; прогноз условий эксплуатации; прогноз существующей техники и технологии разработки месторождения; организационное обеспечение процессов комплексного использования ресурсов. Критерий технологичности месторождения определяется соотношением удельных приведенных и индивидуальных затрат.

Методика формирования комплекса решений по развитию угледобывающего предприятия основана на выборе принципиальных технико-технологических и организационно-экономических решений с учетом фактического состояния угледобывающего предприятия как субъекта хозяйствования и процедуры реализации этих решений в системе технологической схемы шахты.

В общей постановке методология формирования комплекса решений по развитию угледобывающих предприятий в условиях реструктуризации шахтного фонда включает следующие этапы:

• выбор принципиальных технико-технологических и организационно- экономических решений с учетом фактического состояния угледобывающего предприятия и его положения как субъекта хозяйствования;

• реализация принятого рационального комплекса решений в системе технологической схемы угледобывающего предприятия.

Процедура выбора принципиальных решений по развитию угледобывающего предприятия разработана нами на основе анализа

производственно-хозяйственной деятельности системы предприятий Центрального района Кузбасса (с 1999 г. - ОАО «Угольная компания «Кузбассуголь»),

В уставный капитал ОАО «УК «Ленинскуголь» входят акции 26 акционерных обществ, из которых 17 шахт и 9 вспомогательных предприятий.

После всех этапов структурных и организационных преобразований в угольной компании при сохранении с 1989 г. проектной мощности шахтного фонда на уровне 25,5 млн.т в год, фактическая добыча в 1997 г. составила 14,5 млн.т, при этом производительность труда рабочего по добыче снизилась на 45% и составила 49,0 т/мес. При резком сокращении объема добычи постоянные затраты на производство угольной продукции остаются практически неизменными, что привело к существенному возрастанию себестоимости добычи угля.

С учетом изложенного сущность методологии формирования стратегии технологического развития угледобывающего предприятия в рыночных условиях хозяйствования заключается в следующем, рис.1.

Осуществляется анализ основных фондов, материальных, финансовых и трудовых ресурсов угледобывающего предприятия с целью установления на этой базе реальной производственной мощности шахтного фонда и возможностей создания вспомогательных и сопутствующих производств для обеспечения занятости высвобождаемого персонала и получения дополнительной прибыли.

В дальнейшем, на основе сравнения сложившегося спроса на уголь и производственной мощности шахтного фонда формируется объем производства товарной угольной продукции, а на основе сравнения спроса на товары и услуги и возможностей вспомогательных и сопутствующих производств - объем производства товаров и услуг на угледобывающем предприятии.

Для обеспечения производства установленного объема товарной угольной продукции, а также объема товаров и услуг путем инженерного анализа выбирается один из возможных вариантов стратегии технологического развития угледобывающего предприятия. Производится расчет себестоимости продукции и производительности труда, которые будут достигнуты при реализации выбранного варианта стратегии технологического развития предприятия. Показатель производительности труда в современных экономических условиях является важнейшим, характеризующим уровень

Рис. 1. Структура методологии формирования технологической базы реструктуризации шахтного фонда

прогрессивности принимаемых решений. Если этот показатель ниже принятого в данных горно-геологических условиях уровня, то данный вариант стратегии развития предприятия не принимается и назначается новый вариант. При приемлемом уровне производительности труда производится расчет прибыли предприятия по всем видам деятельности. Если при реализации назначенной стратегии развития предприятие работает с прибылью, то рекомендуемый комплекс решений рассматривается специалистами и путем экспертных оценок принимается окончательное решение о принятии выбранной стратегии для практической реализации или ее замене новым вариантом.

При работе предприятия с убытками производится анализ динамики финансового состояния предприятия. Если показатели финансового состояния улучшаются за определенный период времени, то предприятие имеет потенциальные возможности привлечения инвестиций и кредитов для корректировки стратегии развития и в будущем получение прибыли от своей деятельности. В этом случае предложенный вариант стратегии развития предприятия и результаты анализа динамики его финансового состояния рассматриваются группой экспертов и принимается заключение о принятии решения для реализации или замены варианта.

Ухудшающееся финансовое состояние предприятия за определенный период времени может быть вызвано рядом субъективных причин (например: сезонность в реализации угольной продукции, перемонтажом очистных забоев, забастовками и т.п.). Для окончательного принятия решения о варианте стратегии развития предприятия осуществляются исследования уровня его производственно-технологического и ресурсного потенциала. Если потенциальные возможности предприятия по производству угля, товаров и услуг достаточно высокие в регионе, снова осуществляется экспертиза предлагаемых решений уже с учетом потенциальных возможностей предприятия. Эксперты принимают окончательные решения о принятии предложенного варианта стратегии развития предприятия к реализации или повторении всей процедуры с новым вариантом.

Для реализации разработанной методологии нами выполнен комплекс исследований закономерностей производственной деятельности ОАО «УК Кузбассуголь», отражающих техническую, экономическую и

организационную составляющие работы угледобывающих предприятий.

Установлено влияние основных горнотехнических параметров подземной разработки угольных пластов на состояние его производственно-технологического и ресурсного потенциала. Результаты исследований явились

основой для обоснования направлений технологического развития шахт в условиях реструктуризации угольной отрасли. Рассмотрим некоторые из них.

Программой технического и технологического перевооружения шахт и проектами их реконструкции предусмотрено применение восходящего порядка отработки пластов в свите, а также схем отработки выемочных полей, обеспечивающих рациональные условия управления геомеханическими, газодинамическими и гидравлическими процессами при подземной добыче угля. Например, анализ влияния протяженности проводимых и поддерживаемых горных выработок на обеспеченность шахты промышленными запасами и себестоимость добычи угля при реализации указанных схем показал, что повышение по шахте протяженности проводимых и поддерживаемых выработок (соответственно в три и два раза) приводит к увеличению себестоимости добычи угля почти в два раза при неизменных промышленных запасах.

По статистическим данным, при увеличении промышленных запасов соответственно возрастает и объем выработок, что негативно сказывается на себестоимости добычи угля. В условиях финансовых ограничений необходимо принятие нетрадиционных решений, обеспечивающих сокращение протяженности указанных выработок при достаточных и стабильных промышленных запасах угля.

Применение очистных механизированных комплексов очистного оборудования нового технического уровня (КМ-144, КМ-138, «Пиома» и др.) требует иного подхода к подготовке выемочных полей, механизации крепления и транспорта. Зависимость фактического объема добычи угля комплексами КМ-144 и «Пиома» от длины выемочного столба показывает, что рационально иметь длину столба 2300-2500 м, что труднодостижимо.

На рис. 2 представлены зависимости объема реализации угольной продукции и фактической прибыли от качества отгруженного угля (зольность и процент сортового угля), доказывающие, что показатели качества угля являются одними из определяющих финансовое состояние шахты.

Установленные зависимости позволили обосновать направления интенсификации производственно-хозяйственной деятельности шахт для стабилизации и роста эффективности подземной добычи угля, рис. 3.

Оптимизация подземных горных работ представляет комплексное направление совершенствования топологии сети горных выработок, горноподготовительных и очистных работ на базе прогрессивных существующих и новых решений.

16,6 19,2

Зольность отгружаемого уши, К

20.5

22 25

Выход сортового упм, %

100 < 80 101. 02

во

40 -

20 0

-20 »-11

14 16,5 19,2

Зольность отгружаемого утя, %

20,5

21 22 25

Выход сортового упм, К

Рис. 2. Влияние качества угольной продукции на показатели производственной деятельности шахты

Подземная горн*« система

Оптимизация подземных горных работ

Оппшшэашм запасе* угла; ■ пределах

шырлЛвток

Применение новых техполоппсских систем горных работ

Техническое переоснащенис производственных прцессов

Очистные мехяиязиравапиые

Праиячесше

Средства вентнляцнн ■ водоотлива

Управление состоянием массива и подземкой атмосферой

Вялюцш

Дапзмкпя

Крепление выработок

Обработка горного массива через

Мониторинг и управление технологическими процессами

контроль производственных процессов

Оперативная

обработка ни+оривцяи

Управление производством на шахте

Организационно-экономическое обеспечение

структуры управлении

Подготовка кадров

прогресса

Выполнение приоритетных НИР и ОКР

Рис. 3. Направления реализации технологической базы реструктуризации шахтного фонда

18

Техническое переоснащение производственных процессов предусматривается по всей технологической цепи подземной добычи угля.

Реализация технического и технологического перевооружения угледобывающего предприятия требует эффективного управления состоянием горного массива, особенно в сложных горно-геологических условиях, ограниченных запасах угля в выемочных полях при высокой концентрации и интенсификации горных работ.

Мониторинг и управление производством на шахте обеспечивают эффективную реализацию создаваемой технологической базы I реформирования шахтного фонда и безопасность подземных горных работ.

Следует отметить возрастание роли факторов надежности и безопасности производственных процессов в условиях концентрации и интенсификации горных работ.

Организационно-экономическое обеспечение реализации

методологических принципов формирования технологической базы реструктуризации шахтного фонда при сложившемся производственно-технологическом и ресурсном потенциале шахт является также комплексным и включает: совершенствование структуры предприятий; комплектацию кадрами соответствующей квалификации на всех уровнях производства и управления; создание и реализацию прогрессивных научно-технических решений.

Методический аппарат исследований влияния состояния и динамики производственно-технологического, экономического, финансового и организационного потенциала угледобывающих предприятий на формирование стратегии и тактики его технологического развития основан на выявлении , комплексов показателей, характеризующих указанные выше факторы, установлении значимых параметров в комплексе, определении множества количественных значений каждого параметра на основе обработки статистических данных по шахтам за характерный для угольной компании период времени. В результате осуществляется ранжирование шахт компании по уровню перспективности, для каждой развивающейся шахты устанавливаются факторы, снижающие эффективность ее производственной деятельности и определяются в качественном и количественном выражении способы их ликвидации.

Сущность методики заключается в следующем:

п = ¿Яга/,

¡=1

где П1 - комплекс показателей качества угля;

П комплекс экономических показателей;

Пз - комплекс показателей производственно технологического и ресурсного потенциала шахты;

аi - соответствующие весовые коэффициенты.

Каждый комплекс содержит набор показателей со своими весовыми коэффициентами. Значения показателя определяются по вышеприведенной формуле.

Разработанная методика согласуется с уже существующими (например, проф. Малкина A.C.), но позволяет выявить характер динамических процессов в производственной деятельности угледобывающих предприятий и дать качественные и количественные рекомендации по устранению отрицательных проявлений динамических процессов.

Методическую основу анализа состояния и динамики финансового состояния угледобывающего предприятия составили известные апробированные разработки отечественных ученых.

Исследования по реализации методологии формирования технологической базы реструктуризации шахтного фонда выполнены на шахтах Центрального и Северного районов Кузбасса, табл. 1. Входящие в состав компании предприятия работают в диапазоне горно-геологических и горнотехнических условий, которые можно считать представительными для выполнения комплекса исследований по решению научных и практических задач настоящей работы.

Примеры расчета динамики интегрального показателя производственно-технологического и ресурсного потенциала некоторых анализируемых шахт представлены на рис. 4. Приведенные данные свидетельствуют об интенсивности изменения производственной ситуации и положении шахт в рассматриваемом регионе. За два года ш. «Полысаевская» снизила относительное значение своего потенциала на 4 пункта, в то же время ш. «Октябрьская» повысила на 6 пунктов.

Остальные рассматриваемые шахты работали в этот период относительно стабильно.

Характеристика объектов исследования

Таблица 1

шахты глубина горных работ, м мощность пластов, м угол падения пластов, град. число пластов на баланса, пласт число пластов в работа, пласт пром. запасы, 1ЫС.Т численность ППП, чел. произв. мощность, ЧЫС.Т/ГОД добыча угля, 2002.т/год нагрузка на очистной забой. тЛут. производительность труда, т/ыес

Лнжерская-Южная 800 0,837 12-35 5 2 55396 226 250,0 62,2 15В 8

Физкультурник 500 о.в-г.2 10-20 8 3 27234 1563 610,0 607 ' 752 44,4

Сибирская 395 1.W.6 8-15 7 4 49815 1S94 650,0 702 530 39,5

Гт-рцтгии 410 0.7-2.5 6-50 10 3 80481 1403 900.0 944 1329 65,8

Первомайская 550 0,7-3,5 в-35 5 3 36404 1578 900,0 904 1052 82,8

Северный район . . . . . 249420 6532 3310.0 3220,2 813 55,6

Им. С.М. Киром 310 1.7М.41 5-20 5 3 97313 2573 2260.0 2073 2540 132,8

лМ. » ПОЯнРЯ 300 1*3.12 0-15 4 3 64836 1838 2000,0 1658 2555 101,9

Еговоккм 570 1.95-2,76 0-15 5 3 38884 459 275,0 327 957 57,5

KOMOOMQOMt 460 2.01-2.S5 2-5 3 3 79220 1933 1350,0 844 1642 78,8

Октябрмм эвв 1,82-2,79 0-12 3 3 103029 1359 2000.0 758 1587 106

Эарв'мм 262 1.7-2.48 04 1 1 38434 1082 480.0 1937 3124 137,8

Полывмвсшц 400 1.М.5 5-15 5 4 61166 1710 1400.0 1400 . 1498 106

S05 1_2-3¿6 2-в 3 3 47065 751 660 502 1721 72.3

Филиал "Ланинскугаль" . . . . . 527946 13397 10315.0 9500 1984 104.4

Чертинская 365 1.1-3.3 4 3 12280 1385 700,0 847 его 48,3

Ном* 314 0.М.1 ИГ 3 2 9284 1244 700,0 512 829 49.2

Колмагороаская 300 1.0-7,0 8-20 8 3 51630 776 650,0 743 1230 110,3

Инаая 300 2,0-6,0 2-11 4 3 247126 1497 1500,0 1778 1623 101,3

Филиал "Балоаоуголь* - - . . 320320 3102 3550.0 3678,0 1188 73,1

УК "Кузбаосуголь" - - - - - 1097686 24099 17150,0 16400 1399 84.1

ш "Заречная"

ш "Инскэя"

1 -01.01.2000год;

2-01.01.2001 год;

3-01.04.2001 год.

Рис. 4. Динамика производственно-технологического и ресурсного потенциала шахты

Детализация интегрального показателя по составляющим комплексам параметров и далее по параметрам, позволяет установить систему решений с иерархией их по значимости и срокам реализации, обеспечивающих стабилизацию работы шахт и последующее повышение ее эффективности.

Динамика финансового состояния угледобывающего предприятия в контексте наших исследований оказывает существенное влияние на технологическое развитие шахты. Для оценки этого параметра нами использован комплекс известных финансовых показателей. Особое внимание уделено показателям финансовой устойчивости предприятия и его инвестиционной привлекательности. Динамика обобщенного показателя финансового состояния угледобывающего предприятия позволяет сделать вывод о перспективности инвестиций в производство для развития его технологической базы.

Результаты анализа динамики финансового состояния угольной компании «Кузбассуголь» в целом, в период 1995-1999 гг. показывают ситуацию как кризисную, в то же время в период 1997-2001 гг. - динамика обобщенных показателей положительная с нарастающей интенсивностью. Это свидетельствует об инвестиционной привлекательности угольной компании в целом и возможности ее технологического развития. В то же время аналогичный анализ отдельных шахт компании выявил предприятия различных категорий по критерию динамики их финансового состояния. Перспективными являются шахты «Егозовская», «Октябрьская», им. 7-го Ноября, в настоящее время находящиеся в сложном финансовом состоянии, но имеющие интенсивную положительную динамику.

Для реализации обоснованных направлений технологического развития угледобывающих предприятий нами выполнен комплекс экспериментальных исследований на шахтах по созданию новых и отработке параметров существующих прогрессивных технологических решений подземной добычи угля.

В условиях резкого сокращения горно-капитальных работ на шахтах добыча угля ведется в выемочных полях ограниченных размеров. Отработка запасов короткими очистными забоями, особенно камерно-столбовыми системами, обеспечивает приемлемые показатели интенсивности и себестоимости добычи угля.

На основе анализа мирового опыта и отдельных отечественных работ по применению таких систем нами обоснована эффективность в условиях рассматриваемого региона Кузбасса камерно-столбовой схемы с погашением

межкамерных целиков угля, рис. 5. Для установления параметров системы разработки был подготовлен и отработан камерно-столбовой системой выемочный участок 987 на ш. «Октябрьская», рис.6. С целью установления оптимальных размеров камер и межлавных целиков в ходе отработки эти величины варьировались в пределах, допускаемых горно-геологическими условиями. Установлены оптимальные значения параметров системы разработки для пологих пластов Ленинского района Кузбасса (ширина целика между столбами -9 м, между камерами -4 м, заходки - 5 м). При этих параметрах нагрузка на участок составила 1400 т/сут, производительность труда - 625 т/чел.мес, потери угля - до 50%.

Повторное использование выработок в условиях труднообрушаемых кровель является трудоемким, ресурсоемким и зачастую экономически неоправданным.

В то же время при этом существенно сокращается объем проводимых и поддерживаемых выработок, что соответствует принципам оптимизации горных работ на шахтах.

Снижение трудоемкости работ при передовом торпедировании возможно путем уменьшения объема буровых работ. На основе анализа опыта передового торпедирования труднообрушаемых кровель на шахтах Кузбасса, результатов научных исследований геомеханических процессов в массиве при сохранении выработки нами установлены оптимальные по критерию трудоемкости параметры воздействия на массив взрывчатыми веществами, рис. 7. Экспериментальная апробация разработанных решений и оценка их эффективности осуществлены в конвейерном штреке 838 ш. им. 7-го Ноября, рис. 8. За счет оптимизации параметров торпедирования кровли впереди лавы объем бурения был уменьшен в среднем на 40%. При этом смещение пород кровли не превысило 300 мм.

Эффективные технологии крепления горных выработок в сложных горногеологических условиях, обеспечивающие существенное снижение затрат на их поддержание, основаны на рациональном сочетании рамных и сталеполимерных анкерных крепей. Мировой опыт и широкое распространение анкерного крепления в Кузбассе обусловлено хорошей научной базой в применяемых технологических решениях.

В последние годы резко снизилась эффективность крепления выработок трапециевидными крепями. Это связано с усложнением горно-геологических условий, концентрацией горных работ, внедрением бесцеликовых технологий.

Рекомендуемая схема камерно-столбовой системы разработки с погашением

междукамерных целиков

Пшпмп 11 последовательность «работ

1 * Ярусом выработка

2 - Целя к . 3- Веиттллшюншлл выработка

4 - Камера

5 - Веятнляцяониая выработка

крепа

Погашение целика под защитной механюнровавяоК крепи АВ1

Рис. 5. Рекомендуемая схема камерно-столбовой системы разработки

Выкопировка из плана горных работ на ш. Октябрьская пласт Полысаевский

1. По ЛД. Шевякову fyj-6-Ин. fy2 = 4 - 6 м.

2. По эксперименту

' b>Jjaat=4м-/ -5м.(3,0 + 2,0)

Показатели отработки участка

Нагрузка на забой, т/сут (комбайн 12 СМ 11) Численность бригады, чел Производительность труда т/чел. мес ' Потери угля, %

750-1400 32 625 50-65

Рис. 6. Отработка выемочного участка камерно-столбовой системой

Параметры Пароды крема (по АЛ. Жаров]')

1(»-2-3;30%) П (М-4; 45%) Ш (М-5; 60У.)

1. Расстояние между дижтмш, и. 7 8 5 7 4 5

2. Угол наклона 1ЖИЖ1И, град. 70 <5 60

3. Диаметр скважины, мм. 40 43 55

Рис. 7. Технология и параметры повторного использования выработок при труднообрушаемых породах кровли

Параметры эксперимента

Участок V* «„ж кым /.

Эксперимента 310 1Д 3.4 V 5,0 305,0 50

Сршеюх 310 гл 1Д 4,9 3-4 7Д 3,5 514,3 40

Зависимости смещении пород кровли от расстояния до лавы

Рис. 8. Повторное использование выработки (ш. им. 7-го Ноября)

На основе комплекса лабораторных исследований на оригинальном стенде нами предложена технология крепления выработок с применением усиленных рам, кинематически связанных в комплекты по 4-6 штук, рис. 9. Инструментальными замерами установлены снижения смещения боковых стенок верхняков в 2-3 раза, повышение равномерности нагрузки на рамы в комплекте в 3,5-4,0 раза при увеличении расстояния между рамами на 15-20%.

Испытания комплектов усиленной крепи с элементами соединения рам выполнены на ш. «Октябрьская» в конвейерном штреке 983 пласта «Полысаевский», рис. 10. Смещение стенок верхняков на экспериментальных участках уменьшено на 40% при увеличении расстояния между рамами в комплектах на 20%. Среднее смещение элементов соединения рам не превысило 2,0 мм.

На ш. «Октябрьская» испытана технология оперативного химического упрочнения нарушенных участков выемочных полей. Потери интенсивности добычи угля при переходе таких участков составили 15-30% при средней нагрузке на очистной забой - 2150 т/сут.

Разработаны и апробированы в шахте технология и параметры гидродинамического воздействия на низкопроницаемые угольные пласты для их заблаговременной дегазации. Технология предусматривает последовательное чередование режимов гидроразрыва и гидрорасчленения. При этом в нечетных циклах разрываются крупные трещины, в четных -развиваются мелкие трещины и достигается необходимая равномерность обработки (ш. «Октябрьская», «Комсомолец»).

Разработанные и апробированные технологические решения были использованы в полном обьеме при формировании и реализации технологической базы реструктуризации шахт им. С.М. Кирова и «Комсомолец».

На ш. «Комсомолец» за счет оптимизации горных работ выведено из одновременной отработки два пласта, сокращена протяженность поддерживаемых выработок на 32 км, добыча угля возросла с 1700,0 до 2400 тыс.т в год, средняя зольность рядового угля снизилась с 21,0 до 17%, рис.11. Эффективность и безопасность работ достигнуты также за счет внедрения системы автоматизированного мониторинга производственных процессов, созданной на базе комплекта оборудования СКОС фирмы «Трансмиггон». Система обеспечивает также и оперативное автоматизированное управление техникой безопасности на шахте.

Конструкции усиленного комплекта

На

10и ца

«,"*

4

Т.

1, Сшаюс уетроаспо

2, Верите ю саецпрофка 3 Эммиюс устрояспо

Упорный болт

Расположение элементов соединения н параметры комплекта

ш> «I |и I

?-1 А--1

л з!—=—[ а--

| - и 4« В МП 1

Параметры шмплекта крепн

Параметры Сдцш 1ММПШЯ совдиииои

1. Расстояние между рамами, м М-1,1 1.0-и

2. Расстояние между элементами еосдюениа и 2 ь» --0,1-1,0* 3

3. Число рам ■ комплекте 4-6

Рис. 9. Усовершенствованная конструкция и параметры комплекта трапециевидной крепи

Схема экснершиеяттльного участка

Параметры крош

1. Рассгошие между ремами • 0,9 м.-1,1 м.

2. Длинна верхнша - 2,8 м.

3. Высота выработки - 2,9 м.

Смещение боковых ставок верхняков н элементов соединения, мм.

Номер участка 1Л 1П ЗЛ ЗП 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6

I 15 12 и 14 - - - -

II 7 7 б 5 3 0 1 4 2

Ш 18 18 17 17 - - - -

IV 5 5 6 4 2 2 2 - 1 1

V- 10 8 12 12 - - - - -

1. Среднее смещение стенок верхнжков 15^2/6,9

2. Среднее смещение элементов соединения 2,1

' Рис. 10. Результаты испытания комплектов трапециевидной крепи

! (ш. «Октябрьская»)

!

На ш. им. С.М. Кирова используются разработанные технологии интенсивной отработки нарушенных участков без перемонтажа механизированных комплексов, рис. 12. Лава 25-85, оборудованная очистным механизированным комплексом переходила диагональную вентиляционную печь. Рациональное применение оперативного химического упрочнения и анкерного крепления нарушенного вокруг выработки участка обеспечило работу очистного забоя практически без потерь интенсивности добычи.

Разработанный комплекс научно обоснованных решений принят к реализации угольной компанией «Кузбассуголь» при формировании технологической базы реструктуризации ее шахтного фонда.

Данные по фактической эффективности внедрения разработанных в диссертации технологических решений приведены в табл. 2.

*

о

_ О! ;

о«..; •а»?:

Промышленные запасы угпя:

са 3 §1

2

х ^

о о ■н я

X ь > о-

ж

>

Рис. 11. Оптимизация горных работ на ш. «Комсомолец»

Схема переходя выработки

Управление крепью

Г •I « п 0 -'л 1 Г\

|Т

1«

мое

Б 2000 ! 1000

Динамика среднесуточной добычи

»у

3 4 10

А

О 1Д0

4

.

I » 10 II

Рис. 12. Отработка нарушенного участка с использованием сталеполимерных анкеров и оперативного химического упрочнения пород

(ш. им. С.М. Кирова)

Таблица 2

Эффективность внедрения результатов работы

№ п/п Шахта Техническое решение Эффективность

Техническая Экономическая, тыс.руб.

1 «Полысаевсхая» Оптимизация горных работ Сокращение удельной протяженности горных выработок 4324,0

2 Им. Кирова Убавление горным давлением • крепление выработок сталеполимерными анкерами; • химическое упрочнение сощижсянй. 5952,0 14906,0

3 «Красжмрн» Управление состоянием горного массива Крепление обводненных пород почвы 1320,0

4 Им. 7-ое Ноября Комплексное использование ресурсов. Добыча и утилизация шахтного метана. 4624,0

5 «Комсомолец» Управление состоянием горного массива (дегазация). Рост нагрузки на очистной забой. 6537,0

6 Филиал «Леншццугояь» ОАО«УК «КУзбассугояь» Оптимизация горных работ. • снижение удельной про мвнносш горных выработок; пг^нн11итгуниия 1 мигами; • улучшение условий применения оборудования. 19287,0

7 «Егоэовская» Управление состоянием горного массива. Изолирование отработанных участков от действующих выработок 7300,2

8 ОАО «УК «Кузбассугаль» Оптимизация производства. • оптимизация торных работ; • повышение качества продукции; • рационализация организационной структуры предприятия. 17282,5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, являющейся научной квалификационной работой на основе выполненных автором исследований изложены научно обоснованные структурные, технические, технологические и организационные решения по формированию технологической базы эффективной реструктуризации шахтного фонда угольной компании, внедрение которых вносит существенный вклад в развитие угледобывающей отрасли страны.

Основные научные выводы, методологические положения и практические рекомендации, полученные лично автором, заключаются в следующем:

1. Наряду с объективным усложнением горно-геологических условий в период реструктуризации угольной отрасли проявились особенности производственной деятельности шахт субъективного характера:

• резкое ограничение финансовых возможностей отдельных предприятий по развитию горного производства путем вскрытия новых горизонтов, совершенствования топологии сети горных выработок, эффективного управления состоянием горного массива, технического переоснащения производственных процессов;

• незначительные запасы угля в пределах вскрытых горизонтов действующих шахтных полей и, как следствие, ведение горных работ в выемочных полях ограниченных размеров, не позволяющих в должной мере использовать ресурс высокопроизводительного оборудования;

• необходимость увеличения сечения горных выработок в условиях резкой концентрации и интенсификации горных работ с применением горношахтного оборудования нового технического уровня;

• рост себестоимости добычи угля при нестабильном рынке его сбыта.

Выявленные особенности производственной деятельности угледобывающих предприятий в новых экономических условиях потребовали системного подхода к реформированию угледобывающих предприятий в составе угольных компаний.

2. Стратегические направления эффективного реформирования угольной отрасли базируются на сбалансированной экономической и финансовой политике при «оздоровлении» шахтного фонда и технологическом развитии перспективных предприятий, а также рационализации структуры, организации и управления системой шахт в составе угольной компании.

3. Методологические принципы формирования технологической базы эффективной реструктуризации шахтного фонда угольной компании предусматривают последовательную или цикличную реализацию процедур анализа состояния производственно-технологического и ресурсного потенциала шахт в конкретной среде деятельности, анализа динамики производственно-технологического, экономического и финансового состояния предприятия, экспертных оценок вариантов технологического развития шахт. В результате реализации указанных процедур формируется комплекс мероприятий, составляющих технологическую базу реструктуризации шахтного фонда.

4. Предложен методический подход к оценке влияния состояния и динамики производственно-технологического, экономического, финансового и организационного потенциала угледобывающих предприятий на специфику стратегии и тактики их технологического развития. Реализация этого подхода позволяет осуществлять ранжирование шахт компании по уровню перспективности, для каждой развивающейся шахты выявляются факторы, снижающие эффективность ее производственной деятельности и определяется комплекс действенных мер их локализации.

5. Практическая реализация методологии формирования технологической базы реструктуризации шахтного фонда осуществляется по установленным направлениям технологического развития угледобывающих предприятий, таким как оптимизация горных работ; техническое переоснащение производственных процессов; управление состоянием горного массива; мониторинг и управление технологическими процессами; организационно-экономическое обеспечение.

По каждому направлению обоснованы комплексы принципиальных решений для их реализации.

6. Предложено оптимизацию горных работ с учетом специфики функционирования угледобывающих предприятий в современных условиях осуществлять с использованием разработанных и обоснованных на базе исследований геомеханических и газодинамических процессов в горном массиве при интенсивной отработке угольных пластов прогрессивных технологических решений:

• для горно-геологических и горнотехнических условий Центрального Кузбасса доказана эффективность применения камерно-столбовой системы разработки с погашением межкамерных целиков угля. Установлены параметры систем разработки, обеспечивающие оптимизацию потерь добычи угля и эффективное управление горным давлением;

• на базе экспериментальных исследований обоснованы параметры передового торпедирования труднообрушаемых кровель при повторном использовании выработок, при которых трудоемкость работ снижается на 1530%, а их стоимость - на 25-30%;

• результаты лабораторных исследований и шахтных экспериментов явились основой для разработки конструкции и параметров рамной трапециевидной крепи, представляющей совокупность комплектов усиленных рам из 4-6 секций, имеющих кинематическую связь у кровли. Равномерность нагружения комплекта взаимодействующих рам увеличивается на 40-70%, смещение боковых стенок верхняков уменьшается на 35-45%, смещение элементов соединения рам составляет 2-6 мм.

• для условий аномально низкой проницаемости угольных пластов Центрального Кузбасса разработана технология гидродинамического воздействия на угольные пласты на стадии заблаговременной дегазации, включающая последовательное чередование режимов гидроразрыва и гидрорасчленения. При обычных темпах нагнетания рабочих жидкостей (25-50 л/с) расход жидкости снижается на 30-35%.

7. Результаты теоретических и экспериментальных исследований реализованы в виде комплекса технологий, апробированных и внедренных на действующих угледобывающих предприятиях:

• для участка лавы 982 ш. «Октябрьская» разработана проектная документация и осуществлена отработка запасов камерно-столбовой системой. При численности бригады 32 чел. нагрузка на участок составила 750-1400 т/сут, производительность труда - 625 т/чел.мес., потери угля - 50%;

• параметры передового торпедирования апробированы и внедрены на ш. им. 7-го Ноября. При допустимом смещении пород кровли в сохраняемой выработке объем бурения снизился на 42%;

• комплекты усиленной рамной крепи внедрены на ш. «Полысаевская». В конвейерном штреке 923 (глубина 280 м) на экспериментальном участке смещение стенок верхняков уменьшилось в 2,5 раза, смещение элементов соединения рам составило 1,5-2 мм;

• технология оперативного химического упрочнения пород кровли при переходе лавой диагональной выработки апробирована на ш. им. Кирова. Уровень добычи при переходе выработки снижался на 10-15% при суточной добыче 5800 т.

8. Методология формирования технологической базы эффективной реструктуризации шахтного фонда угольной компании и решения по ее

реализации разработаны на основе научного обобщения результатов деятельности трех угольных компаний Кузбасса (17 шахт), опыта основных угледобывающих стран, результатов экспериментальных исследований на шахтах (12 шахт), расчетов по оригинальным методикам, опросов экспертов. Реализация результатов исследований позволил в период 1998-2001 гг. стабилизировать работу угольной компании «Кузбассуголь» с показателями: добыча - 21000 тыс.т в год; производительность труда рабочего по добыче -102 т/чел.мес; средняя нагрузка на очистной забой - 1720 т/сут. при максимально достигнутых - свыше 10000 тыс.т. Фактический экономический эффект от внедрения результатов работы составил свыше 80,0 млн.руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Монографии и брошюры

1. Решетов С.Е. Формирование и реализация технологической базы эффективной реструктуризации шахтного фонда. - М.: МГГУ, 2003. - 105 с.

2. Мазикин В.П., Решетов С.Е., Красюк Н.Н. и др. Оптимизация хозяйственной деятельности системы предприятий угледобывающих регионов.

- М.: МГГУ, 1995.-88 с.

3. Мазикин В.П., Решетов С.Е. Опыт формирования средств на оплату труда и регулирование доходов работников в условиях рыночной экономики.

- М.: ЦНИЭИуголь, 1994. - 47 с.

4. Мазикин В.П., Решетов С.Е. Основные направления создания системы социальной защищенности работников и их семей в условиях рыночных отношений. - М.: ЦНИЭИуголь, 1993. - 60 с.

5. Мазикин В.П., Красюк Н.Н., Решетов С.Е., Косьминов Е.А. и др. Рекомендации по техническому и технологическому перевооружению шахт в условиях перехода к рыночной экономике. - М.: ГК «Росуголь», 1995. -35 с.

6. Решетов С.Е., Красюк Н.Н., Осыка Я.С. Вопросы стратегии развития угледобывающих предприятий в условиях рыночной экономики. - М.: МГГУ, 1999. - 124 с.

7. Егоров П.В., Кузнецов Ю.Н., Решетов С.Е., Косьминов Е.А., Красюк Н.Н. Основы горного дела. - М.: МГГУ, 2000. - 420 с.

8. Решетов С.Е., Красюк Н.Н. Устойчивое и эффективное функционирование угольной компании в период реструктуризации шахтного фонда. - М.:МГТУ, 2002. - 86 с.

9. Егошин В.В., Кухаренко Е.В., Решетов С.Е. Смешанная и металлическая трапециевидные крепи подготовительных выработок. - Кемерово. ОАО "УК "Кузбассуголь", 2001. - 266 с.

10. Красюк H.H., Решетов С.Е., Максименко Ю.М. и др. Управление состоянием горного массива. Ч. 2. - М.: МГГУ, 2002. -224с.

11. Красюк H.H., Решетов С.Е. Максименко Ю.М. и др. Управление состоянием горного массива. 4.1. - М.:МГГУ, 2002. - 108 с.

12. Красюк H.H., Решетов С.Е., Виткалов В.Г. Направления и технологические решения по развитию угледобывающих предприятий. -М.: МГГУ, 2002.-182 с.

13. Красюк H.H., Решетов С.Е., Максименко Ю.М. Управление состоянием горного массива его обработкой полиуретановыми смолами в оперативном режиме. - М.: МГГУ, 2002. - 72 с.

14. Красюк H.H., Максименко Ю.М., Решетов С.Е. Управление состоянием горного массива. - М.: МГГУ, 2002. - 38 с.

Статьи и другие публикации

15. Мазикин В.П., Решетов С.Е. Развитие вспомогательных производств в условиях реструктуризации угольной промышленности на предприятиях АООТ «Ленинскуголь». - М.: ГИАБ, 1995. № 4. - С. 63-66.

16. Ремезов A.B., Косьминов Е.А., Решетов С.Е., Кадошников A.B. Реструктуризация шахтного фонда ОАО «УК Ленинскуголь». В сб.: Вопросы совершенствования разработки месторождений полезных ископаемых в Кузбассе: Материалы научной конференции. - Кемерово: КузГТУ, 1999. -С. 5-13.

17. Лобойко Н.Г., Трушина Г.С., Косьминов Е.А., Решетов С.Е., Ремезов A.B. Исследование резервов роста повышения конкурентоспособности шахт ОАО «УК Ленинскуголь». - В сб.: Вопросы совершенствования разработки месторождений полезных ископаемых в Кузбассе: Материалы научной конференции. - Кемерово: КузГТУ, 1999. -С. 13-17.

18. Решетов С.Е., Ремезов A.B., Мышляев Б.К. Особенности современной технологии анкерования кровли, применяемой в США. - Уголь, - 1999. - №12. -С. 77-78.

19. Ремезов A.B., Мазикин В.П., Косьминов Е.А., Решетов С.Е., Лобойко Н.Г. Результаты первого этапа реструктуризации шахт ОАО «УК Ленинскуголь» и задачи второго этапа. - Уголь. 1999. - № 6. - С. 56-60.

20. Мазикин В.П., Косьминов Е.А., Решетов С.Е., Ремезов A.B., Краскж H.H. Опыт повышения технического уровня и управления угольным производством на базе подготовки руководящих кадров и специалистов высшей квалификации. - ГИАБ. - 2001.

21. Красюк H.H., Золотых С.С., Косьминов Е.А., Решетов С.Е. и др. Стратегия развития шахтного фонда в современных условиях хозяйствования // Материалы международной конференции «Горное дело» - М.: МГГУ, 2001. -С. 61-74.

22. Красюк H.H., Максименко Ю.М., Решетов С.С. и др. Технология изолирования отработанных участков закрываемых шахт от действующих горных выработок. - ГИАБ. - 2003. - № 2. - С. 10-13.

23. Решетов С.Е., Осыка Я.С. Анализ сравнительной конкурентоспособности шахт ОАО «УК «Ленинскуголь». Депонированная рукопись. - ГИАБ. - 2001. - № 6.

24. Решетов С.Е., Осыка Я.С. Методология формирования комплекса технико-технологических решений развития шахты. - ГИАБ. - 2001. - № 6.

25. Решетов С.Е., Осыка Я.С. Обоснование направлений и комплекса горнотехнических факторов, определяющих показатели работы шахт. - ГИАБ. -2001.-№6.

Подписано в печать 09.09.2003 г. Формат 60x90/16

Объем 2 печ.л. Тираж 100 экз. Заказ № •¿¿У

Типография Московского государственного горного университета. Ленинский проспект, 6

I

i >

í

i I

i

I

f

2-ооз-А

Н4274

i

л

¡ г

Содержание диссертации, доктора технических наук, Решетов, Сергей Ефимович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ, РЕЗУЛЬТАТЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

1.1. Особенности условий функционирования и развития шахтного фонда Кузнецкого угольного бассейна в период реформирования угольной отрасли России.

1.2. Производственно-технологический и ресурсный потенциал угледобывающих предприятий.

1.3. Предпосылки реструктуризации угольной промышленности Кузбасса.

1.4. Результаты реструктуризации угольной отрасли Кузбасса.

1.5. Опыт реструктуризации угольной отрасли в развитых угледобывающих странах.

1.6. Цель, задачи и методы исследования.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

2. МЕТОДОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ БАЗЫ РЕСТРУКТУРИЗАЦИИ ШАХТНОГО ФОНДА УГОЛЬНОЙ КОМПАНИИ И ПРИНЦИПЫ ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ.

2.1. Принципы оценки уровня технологичности действующих и перспективных угольных месторождений.

2.2. Методология формирования комплекса решений по технологическому развитию угледобывающих предприятий.

2.3. Обоснование направлений реализации комплекса решений по технологическому развитию угледобывающих предприятий.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

3. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО И РЕСУРСНОГО ПОТЕНЦИАЛА УГЛЕДОБЫВАЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ БАЗЫ ЕГО РАЗВИТИЯ.

3.1. Характеристика объектов исследования.

3.2. Исследования влияния динамики финансового состояния угольной компании на процедуру формирования решений по ее развитию.

3.3. Исследования влияния производственно-технологического потенциала угледобывающих предприятий на процедуру формирования решений по их развитию.

3.4. Направления технологического развития угледобывающих предприятий в период реформирования шахтного фонда угольной компании.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

4. ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ РАБОТ НА ШАХТАХ.

4.1. Методические и практические предпосылки оптимизации подземных горных работ на шахтах.

4.2. Исследования геомеханических процессов вокруг подготовительных выработок при их повторном использовании.

4.3. Обоснование рациональных технологических решений в сложных горногеологических условиях.

4.4. Исследование закономерностей работы крепей подготовительных выработок с целью их совершенствования.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

5. УПРАВЛЕНИЕ СОСТОЯНИЕМ ГОРНОГО МАССИВА ПРИ ИНТЕНСИВНОЙ ОТРАБОТКЕ ЗАПАСОВ В СЛОЖНЫХ ГОРНОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ.

5.1. Управление состоянием вмещающих пород обработкой химически активными рабочими жидкостями.

5.2. Управление газовыделением при интенсивной отработке запасов угля.

5.3. Принципы создания системы управления безопасностью на шахтах.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ. б.ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ УСТОЙЧИВОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УГЛЕДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ.

6.1. Структурная и организационная перестройка системы угледобывающих предприятий в период реструктуризации шахтного фонда.

6.2. Подготовка кадров для эффективного управления производством и использования результатов научно-технического прогресса.

6.3. Направления и принципиальные решения по диверсификации основного производства на шахтах.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.?.

7. РЕАЛИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСА РЕШЕНИЙ ПО РАЗВИТИЮ УГЛЕДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ В ПЕРИОД РЕСТРУКТУРИЗАЦИИ ШАХТНОГО ФОНДА.

7.1. Технологические и технические решения по оптимизации горных работ.

7.2. Интенсивная отработка запасов в сложных горно-геологических условиях.

7.3. Реализация технологии отработки высокогазоносных угольных пластов с инертными средами в зонах горных работ.

7.4. Интенсивное воспроизводство фронта очистных работ с рациональным креплением подготовительных выработок.

7.5. Способы и технологии управления газовым режимом шахт.

7.6. Создание водо-, газонепроницаемых перемычек между действующей и закрываемой шахтой.

7.7. Принципы и решения по техническому перевооружению шахт.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Формирование технологической базы эффективной реструктуризации шахтного фонда угольной компании"

Актуальность проблемы. Реструктуризация угольной отрасли России предусматривает решение двух основных научно-технических и производственных проблем: совершенствование структуры шахтного фонда на основе вывода из его состава путем ликвидации или консервации убыточных и неперспективных угледобывающих предприятий; повышения технико-экономического уровня перспективных предприятий отрасли при обеспечении должной конкурентоспособности их конечной продукции. Как свидетельствует мировой опыт, эффективная реструктуризация предусматривает комплексное решение указанных проблем за счет проведения сбалансированной технической, экономической и финансовой политики как на уровне шахт, так и на уровне угольных компаний и отрасли в целом.

Производство высокозатратной, низкого качества продукции на угольной основе на предприятиях с недостаточной инвестиционной привлекательностью не позволяет шахтам самостоятельно осуществлять техническую политику современного уровня. Все это приводит к тому, что плановые показатели по оптимизации горных работ на шахтах, техническому перевооружению производственных процессов, оптимизации численности и структуры трудовых ресурсов не выполняются.

Создание крупных акционерных обществ на базе производственных объединений по добыче угля, а в последующем угольных компаний, изменило коренным образом стратегию развития отдельных предприятий и объединений угледобывающих предприятий.

Функционирование шахт в составе угольных компаний существенно отличается от практики их деятельности как самостоятельных или в составе значительно меньших объединений.

Примером может служить деятельность шахт в составе угольной компании «Ленинскуголь». Рациональная централизация сбыта угольной продукции в компании позволила повысить технический уровень перспективных шахт, несмотря на кризисное их положение. Результаты реализации второго этапа реструктуризации шахтного фонда Ленинского района Кузбасса доказали перспективность системного подхода к деятельности объединения шахт в организационном и производственном плане.

Создание на базе шахт Центрального и Северного районов Кузбасса крупной угольной компании «Кузбассуголь» открыло возможности реализации принципа системности при решении проблем реструктуризации шахтного фонда. Развитие горного производства на угольных шахтах с учетом специфики горно-геологических, производственно-технических, организационных и экономических условий становится основным фактором повышения эффективности подземной добычи угля. Потребность в значительных инвестициях и большие сроки окупаемости технических и технологических мероприятий потребовали объективного научно обоснованного подхода к выбору как стратегии принятия решений, так и тактики их освоения при реализации методологических основ системного анализа состояния и перспектив технологического развития каждой производственной единицы как структурного элемента шахтного фонда угольной компании.

В связи с изложенным исследования по разработке и реализации структурных, технических, технологических и организационных решений по формированию технологической базы реструктуризации шахтного фонда угольной компании являются актуальными в научном и практическом отношении.

Целью диссертации является выявление закономерностей развития угледобывающих предприятий в составе крупных угольных компаний для разработки и реализации комплекса структурных, технических, технологических и организационных решений по формированию технологической базы реструктуризации их шахтного фонда, обеспечивающей повышение эффективности подземной добычи угля. "

Основная идея работы заключается в системном подходе к развитию производства угольной компании, включающей шахты различного производственно-технологического, экономического и организационного уровня на стадии формирования технологической базы эффективной реструктуризации шахтного фонда.

Методы исследования.

Изучение специфики производственной деятельности угледобывающих предприятий в период реструктуризации шахтного фонда осуществлено методом инженерного анализа статистической и геолого-маркшейдерской информации о работе шахт и угольной компании.

Закономерности формирования стратегических направлений развития угледобывающих предприятий в новых условиях хозяйствования установлены методами системного и структурно-функционального анализа информации о прогрессивных решениях в отечественной и зарубежной практике.

Методические принципы и прогрессивные решения по оптимизации горных работ на шахтах компании разработаны на базе технологического моделирования, производственных экспериментов, анализа передового опыта добычи угля и учета тенденций развития научно-технического прогресса в угледобывающей отрасли.

Для исследований проявлений геомеханических и газодинамических процессов при интенсивной отработке запасов угольных пластов были проведены лабораторные и натурные исследования с использованием апробированных и специально разработанных автором методик.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Эффективная реструктуризация угольной отрасли в новых экономических условиях обеспечивается комплексным решением проблемы совершенствования шахтного фонда на основе ликвидации (консервации) убыточных и не перспективных шахт и развития действующих угледобывающих предприятий на базе прогрессивных структурных, технических, технологических, экономических и организационных решений.

2. Критериальная основа и методология формирования технологической базы реструктуризации шахтного фонда угольной компании отражают состояние и динамику производственно-технологического, экономического и финансового потенциала угледобывающих предприятий, а также тенденции развития научно-технического прогресса в угольной отрасли.

3. Системный подход к формированию технологической базы эффективной реструктуризации шахтного фонда угольной компании основывается на программно-ориентированной реализации мероприятий: по оптимизации горных работ; техническому переоснащению производственных процессов; управлению состоянием горного массива; автоматизированному мониторингу производственных процессов и техникой безопасности; управлению качеством угольной продукции и диверсификацией основного производства; научно-техническому и организационному обеспечению технологической базы реструктуризации.

4. Оптимизация горных работ при отработке угольных пластов в сложных горно-геологических условиях при ограниченных запасах полезного i ископаемого в выемочных полях достигается сокращением числа одновременно разрабатываемых пластов и протяженности поддерживаемых выработок путем рационализации пространственно-планировочных решений, применения короткозабойных технологий с оптимальными размерами целиков по факторам управления горным давлением и уровню потерь угля.

Безремонтное поддержание действующих выработок достигается применением сочетания сталеполимерных анкерных и трапециевидных рамных крепей с усилением отдельных рам и их кинематического объединения в комплекты в соответствии с конкретными горно-геологическими условиями.

5. Эффективное управление геомеханическими процессами при интенсивном ведении горных работ в условиях труднообрушаемых кровель и мелкоамплитудных нарушений горного массива осуществляется рациональным сочетанием технологий обработки массива химически активными веществами в оперативном режиме и разупрочнения пород кровлй за очистным забоем с использованием усовершенствованной технологии их взрывного торпедирования.