Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование метода экологической оценки научно-технического прогресса горного производства

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Обоснование метода экологической оценки научно-технического прогресса горного производства"

На правах рукописи ЖУЛКОВСКИЙ Дмитрий Викторович *

ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Специальность: 25.00.36 - «Геоэкология»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Работа выполнена в Институте проблем комплексного освоения недр Российской академии наук

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Чаплыгин Николай Николаевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Демин Николай Владимирович

кандидат экономических наук, доцент Мясков Александр Викторович

Ведущая организация Тульский государственный университет

Защита состоится « ?? » }40лЬр?> 2005 г. в ¡Ч_ часов на заседании диссертационного совета Д 002.074.01 Института проблем комплексного освоения недр РАН: 111020, Москва, Е-20, Крюковский тупик, 4, факс: (095)360-89-60.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем комплексного освоения недр РАН.

Автореферат разослан « Н » 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета л

канд. техн. наук у 1Ал.с Шрадер Э.А.

е-у

13

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Повышение научно-технического уровня горного производства всегда было и остается приоритетным для горных предприятий в их стремлении достигнуть высоких производственных и технико-экономических показателей.

Реализация подобных устремлений осуществляется, прежде всего, через модернизацию технико-технологической базы горных предприятий. Реальным итогом совершенствования научно-технического уровня горных предприятий можно считать относительное предотвращение в ухудшающихся горногеологических, горнотехнических, экономических и экологических условиях снижения производственных показателей и обеспечение добычи руды в необходимых объемах.

Наряду с этим следует указать на такой очевидный факт: улучшение производственных технико-экономических показателей может быть достигнуто не только совершенствованием технической основы самих процессов добычи и переработки полезных ископаемых, но и за счет улучшения организации работы оборудования и соответствующим повышением его производительности.

Сказанное свидетельствует о том, что положительная динамика производства - всегда результат совокупного влияния на него многих факторов. Чтобы в ней оценить значение собственно научно-технического прогресса (НТП), необходимо представить сам процесс научно-технического совершенствования производства в присущих только этому процессу параметрах, для чего требуется создать соответствующее научно-методическое обеспечение. В настоящее время оно отсутствует, а без него оценки НТП приобретают неопределенный характер.

Данное обстоятельство составляет одну сторону неопределенности измерения НТП горного производства.

Вместе с тем существует и другая, усиливающая первую, сторона неопределенности НТП, оцениваемого на сложившемся уровне знаний о нем. Она обусловлена тем, что в измерениях и оценках прогресса не учитывается должным образом фактор экологической опасности, возникающей в случае применения новых машин, механизмов и материалов.

Суммируя сказанное по поводу обеих сторон неопределенности в понимании НТП на базе имеющихся знаний, следует сделать вывод о необходимости развития научно-методических основ измерения и оценки научно-технического прогресса с учетом не только технологической и экономической, но и экологической специфики горного производства. /—--——-----

Современный уровень знаний недостаточен для этого, применение сложившихся, традиционных подходов приводит к неизбежным экономическим потерям и экологическому ущербу вследствие высокой неопределенности представления о прогрессивных направлениях развития горного производства и недостаточной степени достоверности оценок НТП.

В этой связи тему диссертации следует признать актуальной.

Исследования, выполненные в диссертации, соответствуют паспорту специальности 25.00.36 «Геоэкология», область исследований «20. Теория и методы оценки экологической безопасности существующих и создаваемых технологий, конструкций и сооружений, используемых в процессе природопользования».

Объект исследований - процесс научно-технического совершенствования горного производства.

Предмет изучения - изменение НТП в горном производстве под влиянием использования ресурсов различных видов, в составе которых рассматриваются наряду с полезными ископаемыми технологически сопряженные с ними природные ресурсы.

Цель диссертации - изучить и оценить влияние экологических последствий горного производства на его НТП.

Идея диссертации состоит в том, чтобы оценку научно-технического прогресса выполнить на основе ресурсного подхода, путем сопоставления прогресса, оцениваемого с учетом вовлеченных в горное производство природных ресурсов и без них.

Основные задачи диссертации следующие:

- выполнить анализ предметной области, теоретическое и эмпирическое обобщение по теме диссертации;

- изучить тенденции и динамику развития основных железорудных предприятий и установить представительные параметры для оценки НТП этого вида горного производства;

- разработать ресурсный подход и на его основе метод оценки НТП с учетом технической, технологической и экологической специфики железорудного производства;

- подготовить информационную базу по экологическим последствиям воздействия горного производства на основные компоненты окружающей природной среды;

- выполнить экологическую оценку НТП горного производства.

Защищаемые научные положения:

- научно-технический прогресс должен давать представление не только о техническом и технологическом совершенстве производства, но и о степени его экологической безопасности;

- технико-технологическая и экологическая оценка НТП горного производства' Наиболее полно и достоверно выражается при его измерении в соотношениях основных производственных ресурсов.

В их составе необходимо учитывать вовлекаемые в производство (технологически сопряженные с полезными ископаемыми) ресурсы, изъятие которых из окружающей природной среды приводит к неблагоприятным экологическим последствиям;

- экологическая оценка НТП выражает степень влияния на его уровень изымаемых из природной среды и вовлекаемых в горное производство ресурсов;

- количественную экологическую оценку НТП следует выполнять на основе разработанного в диссертации метода по величине совокупной ресурсной продуктивности горного производства.

Достоверность научных положений обеспечивается: использованием, в основном, фактических данных о работе горнодобывающих предприятий за длительный период их работы, подтвержденных официальными статистическими справочниками; применением широко апробированных методов исследований, не приводящих, в допустимых пределах, к искажениям и потере информации; преемственностью связи основных результатов диссертации с базовыми теоретическими и инженерными знаниями в областях горной экологии, геотехнологии и экономики горного производства.

Научная новизна основных результатов диссертации:

- обоснованы статистически представительные параметры железорудных горно-обогатительных комбинатов (производительность по сырой и товарной руде, а также основные производственные фонды, численность промышленно-производственного персонала и запасы руды в контурах отработки), составляющие информационную основу для измерения и оценки НТП горного производства;

- разработан ресурсный подход к измерению и оценке НТП с учетом технической, технологической и экологической специфики горного производства и на его основе метод, позволяющий выполнить количественную экологическую оценку НТП;

- установлены зависимости, выражающие влияние на экологический результат производства применяемых ресурсов и в их составе, наряду с полезными ископаемыми, природных ресурсов;

- раскрыты с применением разработанного метода экологической оценки НТП железорудного производства основные параметры прогресса - его уровень, тип и форма;

Научное значение диссертации. Углублены и расширены известные и предложены новые научно-методологические представления о научно-техническом прогрессе и расчетно-аналитическом аппарате его измерения и оценки, а именно:

- о содержание научно-технического прогресса. Его содержание раскрыто в дополнение к известному экономическому и инженерному также с ресурсных позиций;

- о подходе к методологии измерения и оценки НТП. Разработанный в диссертации новый, ресурсный подход позволяет избежать значительной неопределенности оценок НТП, свойственной традиционным подходам;

- об информационной базе измерения и оценки прогресса. Информационная база должна включать технологически сопряженные с полезными ископаемыми природные ресурсы, а именно геологическое пространство, ресурсы воды и кислорода в их физических объемах. В противном случае достоверная экологическая оценка НТП горного производства невозможна;

- о методе измерения и оценки научно-технического прогресса. В настоящее время НТП как процесс совершенствования ресурсной основы горного производства, для которого характерны свойственные только ему параметры, не имеет научно обоснованного метода. Предложенный в диссертации метод в определенной степени восполняет этот пробел в знаниях о научно-техническом прогрессе.

- о собственно оценках НТП. В настоящее время о прогрессе судят по его типу, преимущественной форме и экономической эффективности. Более полное представление о нем складывается, с учетом этих характеристик, на основании такого его параметра как экологическая значимость.

Практическое значение диссертации. В целом практическое значение диссертации состоит в обоснованных в работе новых научно-методических положениях экологической оценки НТП, которые позволяют более полно отразить в них экологические последствия горного производства и повысить с учетом этого экологическую безопасность извлечения из недр и переработки полезных ископаемых.

Расчетно-аналитический аппарат и автоматизированный метод экологической оценки НТП горного производства, а также количественные значения таких оценок, выполненных в диссертации для железорудной промышленности, могут найти применение в проектной практике и выполнении экологических экспертиз результатов оценок воздействия на окружающую среду (ОВОС) и проектных материалов, обосновывающих с экологических позиций технические решения по освоению месторождений полезных ископаемых.

В сфере высшего горного образования на базе основных результатов диссертации может быть повышен научный уровень учебного процесса при подготовке инженеров и магистров по

специальностям «Разработка месторождений полезных ископаемых», «Обогащение полезных ископаемых», «Инженерная защита окружающей среды», «Охрана окружающей среды».

Методы исследования. В основу исследований положен комплекс следующих методов: теоретическое и эмпирическое обобщение, горно-инженерный анализ, методы математической статистики, векторный анализ, компьютерное моделирование и вычислительный эксперимент.

Личный вклад автора состоит в выборе и обосновании методов исследования, создании информационной базы выполнения работы, научном обосновании и разработке метода измерения и оценки НТП горного производства, в выполнении численных экспериментов и научной интерпретации полученных результатов.

Апробация работы. Основные научные положения и результаты исследований обсуждались на научных симпозиумах «Неделя горняка» в 2004 и 2005 гг. (Москва, МГГУ), II Всероссийской конференции студентов и молодых ученых «Георесурсы и геотехнологии» (Тула, ТулГУ, декабрь 2004) а также на семинаре «Комплексное использование минеральных ресурсов твердых полезных ископаемых» (Ассоциация «Недра», МГГУ, РНТО строителей; Москва, МГГУ, апрель 2005).

Публикации. Результаты исследований отражены в 4 опубликованных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав и заключения, изложенных на 113 страницах машинописного текста, содержит 10 рисунков, 20 таблиц, список использованной литературы из 74 наименований, 3 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Анализ предметной области исследований. Представление о НТП и в его составе о прогрессе горного производства раскрывается в весьма широком перечне работ общего теоретического, методического а также прикладного технико-технологического характера. Их предметный анализ не позволяет сформировать целостное понимание как содержания НТП, так и научно-методического основания его измерения и оценки.

Неопределенность в этом вопросе обусловлена существованием трех основных подходов к НТП - стоимостного, ресурсно-технологического и инженерного.

Наиболее распространенный подход - стоимостной в его многочисленных модификациях. В развитии данного научного направления наибольшее значение (для целей диссертации) имели труды Будавея В.Ю. и Пановой М.И., Виленского М.А., Дронова ФА., Коссова В.В., Львова Д.С., Яковца Ю.В.

Оценивая этот подход в целом, можно сказать, что он позволяет предприятию соизмерять свое техническое совершенствование с внешними условиями своего существования, в настоящее время -рыночными условиями. В таком случае измерение и оценка НТП фактически подменяется измерением и оценкой экономической эффективности производства в традиционном выражении. Стоимостной подход не позволяет учитывать в расчетах применяемые производственные ресурсы в полную меру их экономического и экологического значения. Он не отражает динамику изменения объемов и структуры производственных ресурсов по мере развития предприятия соответственно переменам в техническом или технологическом оснащении производства.

Другой распространенный подход - ресурсно-технологический. Его общенаучное развитие осуществлено работами, в основном, Анчишкина А.И., Павлова В.Н., Смехова Б.М., Трапезникова В.А.

В таком подходе, в отличие от стоимостного, измерение и оценка прогресса традиционно производится не в связи с особенностями формирования стоимости продукции, а по отношению к основным производственным ресурсам, задействованным в данном производстве в полных физических объемах в том их соотношении, которое определено конкретной технологией. Поэтому данный подход чувствителен именно к технологически определенному соотношению производственных ресурсов.

Для горного производства весьма характерен инженерный подход к НТП. Он находит воплощение в типажных рядах оборудования, новых образцах техники, эффективных технологических схемах их применения. Инженерный подход сложился под влиянием многих видных и известных ученых-горняков и горных инженеров. В области открытых горных работ в их числе: Шешко Е.Ф., Мельников Н.В., Ржевский В.В., Спиваковский А.О, Трубецкой К.Н., Мельников H.H., Яковлев B.JL, Бляков Ю.И., Васильев М.В., Виницкий К.Е., Краснянский Г.Л, Кулешов A.A., Потапов М.Г., Томаков П.И., Шендеров А.И. и ряд др.

При инженерном подходе в основе приоритетных направлений прогресса находятся те или иные способы интенсификации производства и повышение качества продукции. Сам процесс совершенствования технической базы горных предприятий идентифицируется по характеру конкретных нововведений (поточность технологических процессов, увеличение единичной мощности техники, комбинирование технических средств и технологий и др.). В практическом воплощении такого подхода, решающее значение придается экономической эффективности (в традиционном стоимостном выражении) тех или иных общих или

частных направлений совершенствования технической базы горного производства.

В инженерном подходе его методическая сторона получила развитие в трудах Хохрякова B.C. (количественно статистически оцененные тенденции НТП горного производства), а также МацееваВ.Г. и Чаплыгина H.H. (соотношение экстенсивных и интенсивных факторов развития открытых разрабо гок).

Применительно к настоящей диссертации важным результатом анализа предметной области исследований является то, что экологические особенности горного производства не находят до настоящего времени непосредственного и полноценного учета и отражения в каких-либо методах измерения и оценки научно-технического прогресса.

Постановка исследований. Научно-технический прогресс горного производства рассматривается в диссертации как процесс совершенствования его технико-технологической основы.

НТП изучается и оценивается с позиций ресурсно-технологического подхода. Ресурсно-технологический подход раскрывается таким образом, что совершенствование технико-технологической основы производства отражается в соответствующем изменении соотношений основных производственных ресурсов, воплощенных в этой основе.

Следовательно, ресурсная оценка прогресса предполагает учет изменения совокупности основных производственных ресурсов, рассматриваемых в их технологическом единстве, и соизмерение ресурсных изменений с результатами производства.

Тогда содержанием НТП является целенаправленная смена структуры и состояния технико-технологической основы горного производства, приводящая к повышению его совокупной ресурсной продуктивности.

В соответствии с данной постановкой исследований была изучена ресурсная база горного производства для того, чтобы установить состав основных ресурсов, достаточно полно выражающих технологическую и экологическую его специфику.

Центральное место отведено в диссертации ресурсам недр -георесурсам.

Их изучение в связи с НТП показало следующее. Из существующей, ставшей классической классификации георесурсов, разработанной Агошковым М.И., можно видеть, что все они рассматриваются исключительно в функции предметов труда, то есть как источники получения соответствующих конечных продуктов.

Однако, горное производство сопровождается закономерным его воздействием на окружающую природную среду. При этом происходит потребление разнообразных природных ресурсов, в том

числе ресурсов недр, вовлекаемых в хозяйственный оборот наряду с предметами труда, но не являющихся таковыми, т.е. выполняющих иные функции в производственном процессе.

В составе последних необходимо указать прежде всего на литосферный базис территории, используемый для размещения на нем поверхностных производственных объектов, геологическое пространство, в границах которого осуществляется извлечение полезных ископаемых и размещаются подземные объекты, а также пресные и слабоминерализованные воды, используемые в производственно-технологических целях и по иному назначению.

Как без георесурсов - предметов труда, так и без указанных природных и техногенных ресурсов недр, выполняющих иные функции, горное производство не может состояться как таковое в период всего его жизненного цикла.

Данные ресурсы являются неотъемлемыми составляющими недр и они должны быть учтены в классификации георесурсов (табл.1).

Таблица 1

Дополненная классификация георесурсов_

Функция георесурсов в производстве Георесурсы по генезису Группы георесурсов

Предмет труда Природные Полезные ископаемые в недрах

Глубинные источники пресных, минерализованных и термальных вод

Глубинное тепло Земли

Полости в недрах

Техногенные Извлеченные некондиционные полезные ископаемые

Попутные извлеченные полезные ископаемые

Горные породы вскрыши

Отходы горно-обогатительного и металлургического производства

Полости в недрах

Иные функции Природные, техногенные жттшь1ш& .„лМбА

•Дренажные, рудничные (шахтные) очищеннЫеводы * '

Лк1$бтшштмтбтух£ г.

Аналогичное георесурсам значение для горного производства имеет также кислород воздуха, потребляемый теплоэлектростанциями при производстве электроэнергии для нужд горных предприятий (сжигание углеводородного топлива).

В результате, с учетом приведенных в диссертации обоснований, состав основных производственных ресурсов горного

производства, выражающий достаточно полно технологическую и экологическую его специфику, должен включать в себя основные фонды, трудящихся и природные ресурсы - георесурсы как предмет труда, георесурсы с иными функциями в производственном процессе, а также кислород воздуха.

В диссертации рассмотрено движение этих производственных ресурсов в ходе горного производства (рис. 1). Видно, что выделение » в составе георесурсов тех их видов, которые выполняют функции

отличные от предметов труда, делает необходимым различать в результатах производства помимо продуктов, услуг и конечных Я отходов также вторичные георесурсы (отложенного спроса) -

соответственно, предметы труда и ресурсы с иной функцией, возвращаемые в хозяйственный оборот посредством ресурсовоспроизводящих и природоохранных технологий.

Литосфера

- 1__

Биосфера

Гидросфера

Атмосфера

Природные ресурсы Природные ресурсы Природные ресурсы

литосферы

атмосферы

Предметы труда

* Природные ресурсы ^ ^ с иными функциями

Общество

Ресурсы труда

Технологии основного производства

Pecvpco-t воспроизводящие технологии f '

Природоохранные технологии

Экономика

■ i Фонды

Продукты I II услуги I

I

»- Конечные отходы !

Вторичные » георесурсы (иная функция)

Пторнчные 1 »георесурсы (предмет^ ■

труда)

Рис. 1. Ресурсная база горного производства

Основные параметры железорудного производства. Анализ параметров горного производства с позиций НТП необходим в связи с выбором метода его измерения и оценки.

В диссертации обращено внимание на то, что в ресурсно-технологическом подходе к НТП находят применение описывающие прогресс различные виды производственных функций, имеющих статистическую природу (Анчишкин А.И., Мацеев В.Г., Трапезников В.А., Чаплыгин H.H.) . Это обстоятельство накладывает на метод изучения НТП значительные ограничения, поскольку параметры производственной функции должны быть статистически независимыми.

Для выявления меры независимости (зависимости) параметров железорудного производства в связи с целью диссертации был выполнен их статистический анализ.

В качестве объекта анализа принято отечественное железорудное горно-обогатительное производство, представленное более чем на 80 % по объему выпуска товарной руды комбинатами: Лебединским, Стойленским, Михайловским, Ковдорским, Оленегорским, Костомукшским, Качканарским, Коршуновским. Анализом в различных его аспектах были охвачены 16 основных параметров производства.

Временные ряды параметров принимались в анализе за период стабильной работы промышленных предприятий - с 1980 по 1990 гг..

Полученные результаты корреляционного анализа (линейная корреляция Пирсона) дают основание считать в качестве основных параметров, надежно, в отличие от других, выражающих горное производство в целях измерения и оценки его научно-технического прогресса, такие: результирующие - объем добычи сырой руды (ДС) и производство руды товарной (ПТ); факториальные - значения необходимых для этого основных производственных ресурсов (производственные фонды - ОПФ, промышленно-производственный персонал - ППП и запасы руды в контурах карьера - Зап).

Связь факториальных признаков (ОПФ, ППП и Зап) можно считать достаточно тесной (табл. 2).

Таблица 2

Коэффициенты корреляции ДС и ПТ, ОПФ и ППП, ППП и Зап, ОПФ и Зап

ГОК ДС II ПТ ОПФ и ППП ППП II Зап ОПФ и Зап

Все ГОКи *) 0, 70 0, 79 0, 90 0, 70

*) учтены предприятия, по которым имеется полная статистическая информация за период 1980-1990 годы, здесь и далее.

Метод измерения и оценки НТП горного производства. По результатам изучения на примере ГОКов железорудной промышленности корреляционных связей между ОПФ, ППП и Зап, в диссертации установлено, что статистические методы для измерения и оценки НТП горного производства неприемлемы.

В связи с этим автором разработан для этой цели новый метод, на основе которого можно наиболее полно и достоверно выразить процесс измерения и оценки научно-технического прогресса.

Суть метода состоит в следующем.

Горное производство выражается в каждый данный момент времени совокупностью примененных для его осуществления основных производственных ресурсов различных видов. Ресурсы образуют п-мерное линейное «ресурсное» пространство, где п - число видов ресурсов.

В этом пространстве вектор, построенный по компонентам -приращениям за год значений объема каждого из ресурсов -

представляет собой обобщенное выражение всех примененных производственных ресурсов (рис. 2). В данном построении для решения проблемы размерности временные ряды ресурсов переводятся в индексную (безразмерную) форму.

Модуль вектора в данном случае - это обобщенная количественная оценка задействованных ресурсов.

Отношение результата производства к обобщенному выражению ресурсов характеризует совокупную продуктивность последних. Годовая оценка их совокупной продуктивности есть количественная оценка НТП - его уровень.

1987 1986 1985

ишш

1990 1988

1980

1981

1982

1983

ПОПФ

Рис 2 Обобщенные векторы ресурсов (в индексном выражении) для совокупности ГОКов в осях координат: И ОПФ. И ППП, И Зап Помимо уровня НТП метод позволяет определить и другие его характеристики. Продуктивность ресурсов горного производства всегда будет меньше I, но сравнение с ней текущего уровня НТП укажет на степень экстенсивности развития (или на близость развития к более эффективному типу - нейтральному, когда ресурсная продуктивность равна 1).

Положение вектора в ресурсном пространстве определяется значениями углов его наклона к координатным осям. В разработанном методе эти углы имеют следующий физический смысл: большему приращению определенного ресурса при прочих равных условиях соответствует меньшее значение соответствующего угла. Сопоставление для текущего момента времени значений всех углов (по видам ресурсов) позволяет выявить из них наименьший и тем самым установить преимущественную по ресурсной емкости форму НТП ( фондоемкий прогресс, трудоемкий или другой).

Таким образом, разработанный в диссертации метод измерения и оценки НТП горного производства предоставляет возможность количественно установить все его важнейшие характеристики -уровень прогресса, тип и форму.

Расчетный комплекс автоматизирован.

Измерение и оценка НТП железорудного производства. В соответствии с постановкой исследований экологическая оценка НТП горного производства выполнена в 3 этапа. На 1-м этапе определялись значения производственных ресурсов, а также индексы их изменения, соответствующие имевшей место временной динамике. Этот этап выполнялся в двух вариантах. В первом из них группу ресурсов составили ОПФ, ППП и Зап, во втором эта группа ресурсов была расширена путем включения в нее технологически сопряженных с первыми природных ресурсов - геологическое пространство (ГП), водный ресурс (Вд) и ресурс кислорода (Кс). Необходимый объем ГП определен расчетом в среднем - для всех ГОКов одинаковым (50 млрд.м3), объем Вд установлен с учетом норм потребления чистой воды на добычу 1т сырой и на 1т обогащаемой руды. Ресурс Кс был определен, в основном, исходя из годового расхода предприятием

электроэнергии (энергетическая ценность О? составляет 3,5 4 ).

кг

На втором этапе для каждой ресурсной группы расчетом устанавливался уровень НТП.

Автор диссертации выполнил оценку НТП для 6 ГОКов (в расчет не включены Стойленский и Ковдорский ГОКи, для которых отсутствовали достоверные сведения об утвержденных запасах в контурах карьеров) и совокупности из 6 ГОКов. В табл. 3 приведены оценки НПТ добычи сырой руды (ДС) и НТП производства товарной руды (ПТ).

Анализ табл. 3 позволяет говорить о сложном в целом, с позиций НТП, развитии железорудного производства с открытым способом добычи полезных ископаемых в рассматриваемый период времени.

Среди ГОКов некоторые из них (Михайловский, Костомукшский и Качканарский) имели положительную динамику в изменении уровня НТП, другие - отрицательную. По всей совокупности ГОКов наблюдается определенное повышение уровня НТП.

Характерно, что все полученные оценки прогресса меньше 1. Это с очевидностью свидетельствует о том, что развитие железорудного производства в то время относилось к экстенсивному типу, когда прирост продукта был обусловлен опережающим приростом производственных ресурсов.

В границах экстенсивного развития предприятия с более высоким уровнем НТП находили возможность реализовать интенсивные (ресурсосберегающие) факторы роста производства.

Учет природных ресурсов (2-я ресурсная группа) увеличивает общую массу ресурсов, обеспечивающих горное производство, в

результате чего совокупная ресурсная производительность существенно снижается.

Таблица 3

_Оценка НТП ДС и НТП ПТ_

ГОК Год Оценка НТП

1-я группа 2-я группа

дс ПТ ДС ПТ

Лебединский 1980 1990 0,58 0.56 0,58 0,44 0,41 0,47 0,41 0,37

Михайловский 1983 1990 0,58 0,67 0,58 0,64 0,41 0,48 0,41 0,46

Оленегорский 1980 1990 0,58 0.50 0,58 0,49 0,41 0,41 0,41 0,40

Костомукшский 1984 1990 0,58 0,69 0,58 0,65 0,41 0,58 0,41 0,54

Качканарский 1980 1988 0.58 0,67 0,58 0,66 0,41 0,49 0.41 0,49

Коршуновский 1980 1990 0.58 0,37 0,58 0,41 0,41 0,30 0,41 0,33

Все ГОКи *) 1980 1988 0.58 0,60 0,58 0,54 0,41 0,46 0,41 0,42

На 3-м этапе измерения и оценки НТП выполнена экологическая оценка путем сопоставления уровней прогресса, полученных для обеих ресурсных групп (табл. 4).

Экологические оценки в абсолютном выражении изменяются в диапазоне от 0,18 (Михайловский ГОК, 1988, 1989гг.) до 0,07 (Коршуновский ГОК, 1986 и 1987гг.), составляя для совокупности предприятий 0,12-0,17 абсолютных пунктов.

Соответственно, в процентном отношении (относительная экологическая оценка) установлено снижение уровня НТП за счет учета в нем сопряженных ресурсов. Максимальный диапазон снижения составляет от 29% (Лебединский ГОК, 1980 г.) до 16% (Лебединский ГОК, 1990г.), по совокупности ГОКов от 29 до 23%.

Отметим в связи с этим, что такая величина получена в диссертации при условии, что рассматривается лишь одна форма экологических последствий горного производства - непосредственное изъятие природных ресурсов из биосферы (экосистемы).

Это и есть экологическая оценка НТП железорудного производства.

При анализе абсолютных и относительных оценок выявлена их общая тенденция к снижению со временем, что свидетельствует об определенном снижении ресурсоемкости производства и, следовательно, о повышении в этой связи его экологической безопасности.

Таблица 4

Абсолютная и относительная экологические оценки НТП железорудного производства (производство товарной руды)_

ГОК Абсолютная и относительная экологические оценки, абс.ед. **)

1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1990

Лебединский 0,И 0,29 0,14 0,27 0,13 0,28 0,13 0,27 0,12 0,25 0,12 0,24 0,12 0,24 0,12 0,23 0,12 0,23 0,07 0,16

Михайловский 0,17 0,29 0,17 0,29 0,16 0,28 0,16 0,28 0,17 0,28 0,18 0,28 0,18 0,28

Оленегорский 0,17 0,29 0,14 0,26 0,14 0,24 0,14 0,23 0,12 0,21 0,11 0,20 0,09 0,18 0,09 0,18 0,09 0,17 0,08 0,17

Костомукшский 0,17 0,29 0,12 0,20 0,13 0,18 0,12 0,18 0,12 0,17 0,11 0,17

Качканарский 0,17 0,29 0,17 0,29 0,17 0,28 0,17 0,28 0,17 0,27 0,17 0,27 0,17 0,27 0,17 0,27 0,17 0,26

Коршуновский 0,17 0,29 0,15 0,28 0,11 0,26 0,12 0,27 0,08 0,21 0,08 0,21 0,07 0,19 0,07 0,19 0,08 0,20 0,08 0,19

Все ГОКи *) 0,17 0,29 0,15 0,28 0,14 0,27 0,14 0,26 0,13 0,25 0,12 0,24 0,12 0,24 0,12 0,23 0,12 0,23

**) в верхней части ячейки - абсолютная экологическая оценка, в нижней -относительная экологическая оценка.

Является показательным сравнение полученной в диссертации экологической оценки, в которой природные ресурсы учтены в технологически необходимых объемах, с той, какая соответствует доле затрат на охрану окружающей среды в стоимости товарной продукции горных предприятий (в среднем для горной промышленности 2,7-3,0%). Превышение первой над второй -десятикратное. Оно свидетельствует о том, насколько в действительности недооцениваются в настоящее время природные ресурсы, вовлекаемые в производство действующими горными предприятиями. Вместе с тем, из этого понятна степень важности сбережения природных ресурсов для повышения уровня НТП горного производства.

В диссертации оценена ресурсная емкость НТП железорудных ГОКов.

Преимущественная емкость прогресса по тому или иному ресурсу дает представление о его форме (фондоемкий, трудоемкий или иной) и, соответственно этому, о приоритетных направлениях совершенствования горных технологий (фондосберегающие, трудосберегающие и др.).

Разработанный в диссертации метод оценки НТП позволяет оценить прогресс в этом отношении (табл. 5).

Ресурсная емкость прогресса (рейтинг ресурсов) оценивается из сравнения углов наклона вектора обобщенных ресурсов к одноименной с каждым из ресурсов координатной оси.

Таблица 5

Оценка ресурсной емкости НТП горного производства_

ГОК Год Рейтинг ресурсов

1- я группа >есурсов 2-я группа ресурсов

с я 5*1 С в С О с а м | е в о С и й ч а

Лебединский 1981 1990 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 2 3 3 4 3 4

Михайловский 1984 1990 3 2 2 3 1 1 3 3 5 5 1 1 2 2 4 4 4 4

Оленегорский 1981 1990 3 3 2 2 1 1 5 4 2 2 1 1 3 3 4 4 4 4

Костомукшский 1985 1990 3 3 2 2 1 1 3 3 2 2 1 1 3 3 3 4 3 4

Качканарский 1981 1988 3 3 2 2 1 1 5 5 3 3 1 1 2 2 4 4 4 4

Коршуновский 1981 1990 3 2 2 3 1 1 5 2 2 2 1 1 3 2 4 3 4 3

Все ГОКи *) 1981 1988 3 3 2 2 1 1 4 4 3 3 1 1 2 2 3 3 3 3

Из табл. 5 можно заключить, что прирост со временем основных производственных фондов является для горного производства в целом доминирующим фактором в общей динамике изменения продуктивности применяемых ресурсов.

Вторым по значению рейтингом обладает промышленно-производственный персонал (для 1-й группы ресурсов) или геологическое пространство (для 2-й группы).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации разработан на основе ресурсного подхода метод экологической оценки научно-технического прогресса горного производства, согласно которому прогресс измеряется показателем совокупной продуктивности всех используемых в производстве основных производственных ресурсов. Экологическая оценка прогресса выносится на основе соизмерения значений совокупной ресурсной продуктивности, рассчитанных с учетом вовлеченных в производство природных ресурсов и без них. На основе данного метода определены основные параметры прогресса железорудной промышленности России.

Выполненные исследования позволили получить следующие основные результаты.

Раскрыто содержание НТП горного производства. Оно заключается в таком совершенствовании технической базы добычи и

переработки полезных ископаемых, которое позволяет достигнуть наибольшей совокупной продуктивности применяемых основных производственных ресурсов.

Разработан ресурсный подход к измерению и оценке НТП. В основу подхода положено выявленное в диссертации однозначное соответствие состава и структуры технической базы производства соотношению задействованных в ней основных производственных ресурсов, обусловленному технологией извлечения из недр и обогащения полезных ископаемых.

Определены основные производственные ресурсы горного производства, совокупность которых необходима и достаточна для измерения и оценки его прогресса. В этом составе наряду с традиционными ресурсами - основными производственными фондами, промышленно-производственным персоналом и запасами полезных ископаемых - необходимо учитывать технологически сопряженные с ними природные ресурсы, а именно, геологическое пространство, водный ресурс и ресурс кислорода.

Создан на базе ресурсного подхода метод измерения и оценки НТП горного производства, в том числе экологической оценки прогресса, по величине совокупной продуктивности применяемых в производстве основных ресурсов.

На этой методической основе установлены важнейшие параметры прогресса железорудного производства - его уровень, тип и форма прогресса (с точки зрения емкости по тому или иному ресурсу):

- оценки уровня прогресса по отдельным предприятиям изменяются в диапазоне 0,28 - 0,61 (по всем предприятиям- 0,38 - 0,47);

- эти значения меньше 1, следовательно, прирост результата производства отстает от прироста совокупности обусловивших его производственных ресурсов. На этом основании научно-технический прогресс, оцененный по совокупности производственных ресурсов, следует отнести к экстенсивному типу;

- научно-технический прогресс по своей форме является преимущественно фондоемким.

Раскрыто содержание экологической оценки НТП. Оно состоит в установлении влияния на прогресс изымаемых из биосферы и вовлекаемых в горное производство природных ресурсов.

Выполнена экологическая оценка НТП железорудного производства в России: влияние совокупности природных ресурсов на уровень прогресса оценивается в целом величиной 23 - 29 %. Такая оценка экологического фактора на порядок превышает ту традиционную оценку, какая выражается долей экологических издержек производства (2,7% в среднем по горнодобывающей

промышленности) в расходах на производство товарного минерального сырья.

Результаты выполненных исследований показывают, что в железорудной промышленности России в целом наблюдается повышение научно-технического уровня производства и его экологической безопасности.

Выявленное в диссертации большое влияние природных ресурсов, вовлекаемых в горное производство, на уровень его технического совершенства свидетельствует о необходимости значительного снижения ресурсоемкости извлечения из недр и переработки полезных ископаемых на базе более совершенных технологий.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Чаплыгин H.H., Жулковский Д.В. Горное производство: ресурсная оценка // Горный журнал, 2005, №4, 9-11с.

2. Жулковский Д.В. Ресурсная база горного производства. -М; 2005. - Деп.в МГГУ 08.04.05, № 401/07-05.

3. Папичев В.И., Жулковский Д.В. Экологическая оценка концентрации горного производства. -М.; 2005. - Деп.в МГГУ 02.06.05, №415/09-05.

4. Чаплыгин H.H., Жулковский Д.В. Фундаментальная проблема горных технологий // Строительные материалы, 2005, №9.

Лицензия ЛР №21037 от 08 февраля 1996 г. Подписано в печать

с оригинал-макета 14.09.2005 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Набор компьютерный. Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 118._

Издание ИПКОН РАН 111020 г. Москва, Крюковский тупик, д. 4

»17163

РНБ Русский фонд

2006-4 16279

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Жулковский, Дмитрий Викторович

Введение

1. Анализ предметной области исследований Общенаучное представление о научно-техническом ^ ^ прогрессе

Измерение и оценка научно-технического прогресса

1.2. 23 горного производства

Измерение и оценка научно-технического прогресса с ^ позиций экологических последствий горного производства

1.4. Ресурсная база горного производства

Выводы

2. Постановка исследований

3. Описание и краткий анализ железорудного производства

3.1. . Технология железорудного производства

3.1.1. Открытые горные работы

3.1.2. Подготовка руд к обогащению

3.1.3. Обогащение руд

3.2. Показатели железорудного производства

3.3. Статистическая оценка показателей

Статистическая связь между производительностью основных видов технологического оборудования и

3.3.1. 57 себестоимостью добычи сырой и производства товарной руды

Статистическая связь между результатами горного производства и примененными для этого

3.3.2. 60 производственными ресурсами

Статистическая связь между основными 3.3.3. параметрами горного производства

Выводы

Метод измерения и оценки научно-технического прогресса ^ горного производства

4.1. Математическая модель ресурсного метода

Автоматизация метода оценки научно-технического прогресса

Измерение и оценка научно-технического прогресса железорудного производства

Оценка ресурсной емкости (формы) научно-технического ^ прогресса

Выводы

6. Оценка достоверности основных выводов диссертации

Рекомендации к применению метода экологической оценки

7. 104 научно-технического прогресса горного производства

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование метода экологической оценки научно-технического прогресса горного производства"

Актуальность. Россия - страна с высоким минерально-сырьевым и горнопромышленным потенциалом. Его эффективное использование непосредственно зависит от степени совершенства отечественного горного производства, параметров достигнутого научно-технического прогресса (НТП).

Реализация прогресса осуществляется, прежде всего, через модернизацию технической и технологической базы горных предприятий. При этом в качестве непосредственной цели обычно принимается снижение производственных затрат, обеспечивающее преодоление усиливающегося негативного влияния горно-геологических, горнотехнических и других условий, проявляющих себя, преимущественно, с увеличением глубины горных работ и ухудшением качества полезных ископаемых.

Между тем, само представление о научно-техническом прогрессе является весьма неопределенным, несмотря на обширные исследования, выполненные в этой области, что затрудняет и делает недостаточно достоверными результаты его измерения и оценки.

Так, анализ совершенствования собственно технической базы железорудного производства показывает, что реальным общим итогом является лишь относительное предотвращение снижения производственных показателей и обеспечение добычи руды в запланированных объемах в ухудшающихся горно-геологических, горнотехнических и экономических условиях.

В сравнении с данным результатом научно-технического прогресса значительно большее значение приобрел в настоящее время ценовой фактор. Рост цен на продукцию горного производства во многом компенсирует недостаточную результативность прогресса, обеспечивая горным предприятиям необходимый уровень доходности.

Вместе с тем, улучшение в определенных пределах производственных технико-экономических показателей, в частности, снижение затрат на добычу руды по технологическим процессам может быть достигнуто не только совершенствованием технической базы самих процессов, но и без этого - улучшением организации работы оборудования и соответствующим повышением его производительности. Организация работ на производстве может представлять не обусловленный самой новой техникой существенный фактор повышения эффективности горного производства.

Благоприятное изменение внешней для предприятий экономической конъюнктуры также зачастую оказывает гораздо большее влияние на конечные результаты горного производства, чем совершенствование его технической основы.

Весьма часто по разным причинам обновление рабочего парка оборудования производится на горных предприятиях не системами машин, как должно быть, а поединичным введением новой техники в действующие машинные комплексы. Такая распространенная практика не предоставляет возможности полностью выявить и реализовать ее потенциальные преимущества, они поглощаются не совпадающей по уровню эффективностью других машин, сопряженных с новыми в единой технологической схеме. Следовательно, бессистемная реализация эффективных направлений научно-технического прогресса не приводит к необходимому результату.

Все сказанное выше свидетельствует о том, что положительная экономическая динамика горного производства всегда представляет собой результат совокупного влияния на него многих факторов. Чтобы в их общей совокупности оценить значение прогресса как такового, необходимо представить сам процесс научно-технического совершенствования производства в присущих только ему параметрах. Для этого требуется создать соответствующее научно-методическое обеспечение. Без него оценки научно-технического прогресса приобретают неопределенный характер.

Данное обстоятельство составляет только одну сторону неопределенности измерения и оценки научно-технического прогресса горного производства.

Вместе с тем, существует и другая, усиливающая первую, сторона неопределенности прогресса, оцениваемого на сложившемся уровне знаний о нем. Она обусловлена тем, что при его измерении и оценивании не учитывается должным образом фактор экологической опасности, возникающей или изменяющейся в случае применения новых машин, материалов и технологий в целом.

Действующим Федеральным законом «Об охране окружающей среды» прямо предписывается использовать в целях повышения уровня экологической безопасности при осуществлении каких бы то ни было технических решений наилучшие (по экологическим параметрам) существующие технологии. Однако, научно-методическая база обоснования и выбора таких технологий для горного производства на сегодня не создана.

Суммируя сказанное по поводу неопределенности как в научном понимании научно-технического прогресса на базе имеющихся знаний, так и отсутствия соответствующего адекватного расчетно-аналитического аппарата, следует сделать однозначный вывод о необходимости развития научно-методических основ прогресса с учетом не только технико-технологической и экономической, но и экологической специфики горного производства. Отсутствие таких знаний приводит к неизбежным экономическим потерям и экологическому ущербу.

Исследования, выполненные в диссертации, соответствуют паспорту специальности 25.00.36 «Геоэкология», область исследований «20. Теория и методы оценки экологической безопасности существующих и создаваемых технологий, конструкций и сооружений, используемых в процессе природопользования».

Объект исследований - процесс научно-технического совершенствования горного производства.

Предмет изучения - изменение НТП в горном производстве под влиянием . применения ресурсов различных видов, в составе которых рассматриваются наряду с полезными ископаемыми технологически сопряженные с ними природные ресурсы.

Цель диссертации - изучить и оценить влияние экологических последствий горного производства на его НТП.

Идея диссертации состоит в том, чтобы оценку научно-технического прогресса выполнить на основе ресурсного подхода, путем сопоставления прогресса, оцениваемого с учетом вовлеченных в горное производство природных ресурсов и без них.

Основные задачи диссертации следующие:

- выполнить анализ предметной области, теоретическое и эмпирическое обобщение по теме диссертации;

- изучить тенденции и динамику развития основных железорудных предприятий и установить представительные параметры для оценки НТП этого вида горного производства;

- разработать ресурсный подход и на его основе методику оценки НТП с учетом технической, технологической и экологической специфики железорудного производства;

- подготовить информационную базу по экологическим последствиям воздействия горного производства на основные компоненты окружающей природной среды;

- выполнить экологическую оценку НТП горного производства.

Методы исследования. В основу исследований положен комплекс следующих методов: теоретическое и эмпирическое обобщение, системный анализ существующих методов параметризации и оценки НТП, элементы теории статистики, векторный анализ, компьютерное моделирование и вычислительный эксперимент.

Защищаемые научные положения:

- научно-технический прогресс является одной из важнейших характеристик развития горного производства, он должен давать представление не только о техническом и технологическом совершенстве производства, но и о степени его экологической безопасности;

- технико-технологическая и экологическая оценка НТП горного производства наиболее полно и достоверно выражается при его измерении в соотношениях основных производственных ресурсов. В их составе необходимо учитывать вовлекаемые в производство (технологически сопряженные с полезными ископаемыми) ресурсы, изъятие которых из окружающей природной среды приводит к неблагоприятным экологическим последствиям;

- экологическая оценка НТП выражает степень влияния на его уровень изымаемых из природной среды и вовлекаемых в горное производство ресурсов, технологически сопряженных с полезными ископаемыми;

- количественную экологическую оценку НТП следует выполнять на основе разработанного в диссертации метода по величине совокупной ресурсной продуктивности горного производства.

Достоверность научных положений подтверждается: использованием исходных данных, опубликованных в официальных источниках; применением широко апробированных методов исследований, не приводящих, в допустимых пределах, к искажениям и потере информации; преемственностью связи основных результатов диссертации с базовыми теоретическими и инженерными знаниями в областях горной экологии, геотехнологии и экономики горного производства.

Научная новизна основных результатов диссертации:

- обоснованы статистически представительные параметры железорудных горно-обогатительных комбинатов, составляющие информационную основу для измерения и оценки НТП горного производства;

- разработан ресурсный подход к измерению и оценке НТП с учетом технической, технологической и экологической специфики горного производства и на его основе метод, позволяющий выполнить количественную экологическую оценку НТП;

- установлены зависимости, выражающие влияние на экологический результат производства применяемых ресурсов и в их составе, наряду с полезными ископаемыми, природных ресурсов;

- раскрыты с применением разработанного метода экологической оценки НТП железорудного производства основные параметры прогресса — его уровень, тип и форма;

- получены научные данные, свидетельствующие об экологической оценке НТП горного производства (на примере отечественных горнообогатительных комбинатов железорудной промышленности).

Научное значение диссертации. Углублены и расширены известные научно-методологические представления о научно-техническом прогрессе и расчетно-аналитическом аппарате измерения и оценки НТП.

На новых знаниях, полученных в диссертации, основаны следующие положения:

- содержание научно-технического прогресса, раскрытое с ресурсных позиций;

- ресурсный подход к измерению и оценки НТП, согласно которому структура и состояние технической базы горного производства однозначно соответствуют соотношению применяемых ресурсов;

- структура производственных ресурсов, в состав которых должны быть включены технологически сопряженные с полезными ископаемыми природные ресурсы, а именно геологическое пространство, ресурсы воды и кислорода;

- метод измерения научно-технического прогресса, оцениваемого по показателям совокупной ресурсной продуктивности горного производства;

- собственно оценки НТП - его уровень, тип, ресурсная емкость, преимущественная форма и экологическая значимость.

Практическое значение диссертации. В целом практическое значение диссертации состоит в обоснованных в работе новых научно-методических положениях экологической оценки НТП, которые позволяют более полно отразить в них экологические последствия горного производства и повысить с учетом этого экологическую безопасность извлечения из недр и переработки полезных ископаемых.

Расчетно-аналитический аппарат и автоматизированный метод экологической оценки НТП горного производства, а также количественные значения таких оценок, выполненных в диссертации для железорудной промышленности, могут найти применение в проектной практике и выполнении экологических экспертиз результатов оценок воздействия на окружающую среду (ОВОС) и проектных материалов, обосновывающих с экологических позиций технические решения по освоению месторождений полезных ископаемых.

В сфере высшего горного образования на базе основных результатов диссертации может быть повышен научный уровень учебного процесса при подготовке инженеров и магистров по специальностям «Разработка месторождений полезных ископаемых», «Обогащение полезных ископаемых», «Инженерная защита окружающей среды», «Охрана окружающей среды».

Личный вклад автора состоит: в выборе и обосновании методов исследования, создании информационной базы выполнения работы, научном обосновании и разработке метода измерения и оценки НТП горного производства, в выполнении численных экспериментов и научной интерпретации полученных результатов.

Апробация работы. Основные научные положения и результаты исследований обсуждались на научных симпозиумах «Неделя горняка» в 2004 и 2005 гг. (Москва, МГТУ), II Всероссийской конференции студентов и молодых ученых «Георесурсы и геотехнологии» (Тула, ТулГУ, декабрь 2004) а также, на семинаре «Комплексное использование минеральных ресурсов твердых полезных ископаемых» (Ассоциация «Недра», МГГУ, РНТО строителей; Москва, МГГУ, апрель 2005).

Публикации. Результаты исследований отражены в 4-х опубликованных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы из 74 наименований и 3 приложений, изложена на 113 страницах машинописного текста, содержит 10 рисунков, 20 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Жулковский, Дмитрий Викторович

Выводы

Раскрыто содержание экологической оценки научно-технического прогресса горного производства. Она состоит в установлении вклада в результат совершенствования технической базы горного производства, приходящегося на природные ресурсы, вовлеченные в процесс добычи и переработки полезных ископаемых.

Выполнена оценка научно-технического прогресса в двух вариантах. В одном случае оценка учитывала производственные ресурсы только в таком составе: основные производственные фонды, промышленно-производственный персонал и запасы железных руд, утвержденные в контурах отработки. Такие оценки НТП изменяются в диапазоне 0,34 -0,74. Они свидетельствуют о том, что совершенствование технической базы горного производства находится пока на экстенсивной стадии. Во втором случае оценка НТП учитывала природные ресурсы, технологически сопряженные с перечисленными выше, а именно: водный ресурс, геологическое пространство и ресурс кислорода. Показано, что учет в оценках НТП сопряженных природных ресурсов снижает его уровень на величину в среднем 23 - 29 относительных пунктов. Указанная ресурсная экологическая оценка на порядок превышает традиционную стоимостную оценку значимости экологических последствий горного производства, какая определяется по доле природоохранных затрат в затратах на производство минерально-сырьевой продукции. Высокие ресурсные экологические оценки НТП подчеркивают важность создания и применения эффективных технологий, на базе которых возможно сохранять и воспроизводить экологическую функцию осваиваемых участков недр.

Выявлено, что прирост со временем основных производственных фондов является в горном производстве доминирующим фактором в общей динамике изменения продуктивности применяемых ресурсов.

6. Оценка достоверности основных выводов диссертации

Оценка достоверности основных результатов диссертации включает три аспекта.

Один из них — информационный. В этом аспекте разработанный в диссертации метод оценки НТП позволяет получать результаты с высокой достоверностью.

Дело в том, что основная первичная информация для выполнения расчетов принята по официальным источникам и она считается достоверной априори - это отчетные данные горно-обогатительных комбинатов (Приложение 1 и 2). Используется также в весьма ограниченном объеме информация, полученная с помощью дополнительных вычислений с определенными допущениями. Так были определены базовые значения (для начального года рассматриваемого периода) водного ресурса и ресурса кислорода. Это обстоятельство вносит в расчеты некоторую систематическую погрешность.

Другой аспект достоверности - методический. В диссертации в основу метода оценок НТП положено векторное преобразование заданной дискретно информации определенного состава. Сам способ преобразования такой информации не приводит к ее потерям.

Усложнение условий расчета в оценках научно-технического прогресса путем расширения, например, состава основных производственных ресурсов или увеличения количества рассматриваемых ГОКов не изменяет по существу оценок НТП. Поэтому усложнение расчетов не влияет на достоверность результатов.

Третий аспект имеет в своей основе сопоставление метода оценок, полученных в диссертации, с другим методом из числа известных, апробированным для решения подобных задач.

Из таких методов, имеющих научное обоснование и нашедших применение, можно назвать лишь метод производственных функций [12].

Поскольку производственные функции статистические, то им свойственна изначальная ошибка, вносимая при построении этих функций вследствие обработки исходной информации. Величина ошибки может колебаться в значительных пределах и она зависит от нескольких причин: распределения данных наблюдений, представительности выборки, наличия в динамических рядах автокорреляции, вида принятого для аппроксимации статистических данных вида функции. Помимо сказанного, факториальные признаки (аргументы) производственной функции должны быть, строго говоря, статистически независимыми. Выполнить данное условие для ресурсов, значения которых в горном производстве технологически обусловлены, не представляется возможным. Наряду с этим известно, что разрешающая способность метода производственных функций также в силу их статистической природы снижается в прогрессирующей степени с увеличением числа факториальных признаков.

Разработанный в диссертации метод оценки НТП имеет другую природу, поэтому он лишен многих из указанных здесь недостатков.

Вместе с тем, предложенный метод позволяет оперировать различного рода натуральными (не стоимостными) параметрами. Это освобождает получаемые оценки от влияния факторов внешней среды (ценовых, налоговых, спроса и предложения, конкуренции на внутреннем и внешнем рынке и др.).

Метод обеспечивает операционную приемлемость для пользователя по затратам временных, трудовых, информационных и вычислительных ресурсов.

Отсюда следует, что разработанный в диссертации метод оценки НТП горного производства позволяет получить вполне достоверные во всех аспектах результаты.

7. Рекомендации к применению метода экологической оценки научно-технического прогресса горного производства

Как следует из изложенного в предыдущих главах, разработанный метод позволяет оценить НТП, т.е. количественно определить его уровень, тип и форму, для всех тех уровней и стадий горного производства, которые могут быть однозначно охарактеризованы производственными ресурсами (ОПФ, ППП, Зап, ГП, Вд, Кс) и производственным результатом. Это - горная машина (буровой станок, экскаватор, автосамосвал и др.), комплекс оборудования, технологический процесс, технология (добычи и переработки руды) и производство в целом.

Совершенствование горно-производственной технической базы является целостным процессом, но не однородным по своей структуре. В нем присутствуют две основные составляющие, отличающиеся принципиально друг от друга по своей природе.

Одной из них свойственна стоимостная оценка степени совершенства технической базы, другой - ресурсно-технологическая, изученная в диссертации. Полная оценка НТП при освоении недр должна быть основана не на придании приоритетного значения какой-либо одной из указанных оценок, а путем сочетания их обеих в определенной последовательности.

Исходя из содержания одной и другой составляющих научно-технического прогресса, становится понятной последовательность этапов его измерения и оценки.

На первом, исходя из приоритетных по ресурсосбережению направлений прогресса, руководствуясь рекомендациями, разработанными в диссертации, формируется материально-вещественное представление о технической базе производства, ее технической и технологической структуре, ресурсных соотношениях и ресурсном потенциале. Реальный прогресс должен приводить к сокращению объема применяемых основных ресурсов в расчете на единицу продукции, то есть к повышению совокупной по ресурсам продуктивности производства на базе более совершенного в этом отношении технического и технологического оснащения.

На втором этапе определяются для конкретных условий функционирования производства достижимо высокие конечные стоимостные показатели как результат реализации наименее емкого по ресурсам варианта.

Цель научно-технического прогресса в его стоимостной составляющей должна заключаться в определении и реализации таких условий, в которых ресурсный потенциал горного производства может быть использован наиболее полно.

Заключение

В диссертации решена актуальная научная задача: разработан метод измерения и экологической оценки научно-технического прогресса горного производства, на основе данного метода определены основные параметры прогресса железорудной промышленности России.

Выполненные исследования позволили получить следующие основные результаты.

Раскрыто содержание научно-технического прогресса горного производства. Оно заключается в таком совершенствовании технической базы добычи и переработки полезных ископаемых, которое позволяет достигнуть наибольшей совокупной продуктивности применяемых основных производственных ресурсов.

Разработан ресурсный подход к измерению и оценке научно-технического прогресса. В основу подхода положено выявленное в диссертации однозначное соответствие состава и структуры технической базы производства соотношению задействованных в ней основных производственных ресурсов, обусловленному технологией извлечения из недр и обогащения полезных ископаемых.

Определены основные производственные ресурсы горного производства, совокупность которых необходима и достаточна для измерения и оценки его прогресса. В этом составе наряду с традиционными ресурсами - основными производственными фондами, промышленно-производственным персоналом и запасами полезных ископаемых -необходимо учитывать технологически сопряженные с ними природные ресурсы, а именно, геологическое пространство, водный ресурс и ресурс кислорода.

Создан на базе ресурсного подхода метод измерения и оценки научно-технического прогресса горного производства, в том числе экологической оценки прогресса по величине совокупной продуктивности применяемых в производстве основных ресурсов.

На этой методической основе установлены важнейшие параметры прогресса железорудного производства - его уровень, тип и форму прогресса (с точки зрения емкости по тому или иному ресурсу):

- оценки уровня прогресса по отдельным предприятиям изменяются в диапазоне 0,34-0,74 по добыче сырой руды и 0,36-0,68 по производству руды товарной, для совокупности ГОКов - 0,56-0,60 и 0,51-0,58 соответственно;

- эти значения меньше 1, следовательно, прирост результата производства отстает от прироста совокупности обусловивших его производственных ресурсов. На этом основании научно-технический прогресс, оцененный по совокупности производственных ресурсов, следует отнести к экстенсивному типу;

- научно-технический прогресс по своей форме является преимущественно фондоемким.

Раскрыто содержание экологической оценки научно-технического прогресса. Оно состоит в установлении влияния на прогресс изымаемых из биосферы и вовлекаемых в горное производство природных ресурсов.

Выполнена экологическая оценка научно-технического прогресса железорудного производства в России: влияние совокупности природных ресурсов на уровень прогресса оценивается в целом величиной 23 - 29 %. Такая оценка экологического фактора на порядок превышает ту традиционную оценку, какая выражается долей экологических издержек производства (2,7 % в среднем по горнодобывающей промышленности) в расходах на производство товарного минерального сырья.

Результаты выполненных исследований показывают, что в железорудной промышленности России в целом наблюдается повышение научно-технического уровня производства и его экологической безопасности.

Выявленное в диссертации большое влияние природных ресурсов, вовлекаемых в горное производство, на уровень его технического совершенства свидетельствует о необходимости значительного снижения ресурсоемкости извлечения из недр и переработки полезных ископаемых на базе более'совершенных технологий.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Жулковский, Дмитрий Викторович, Москва

1. Яковец Ю.В. Закономерности научно-технического прогресса и их планомерное использование. М.: Экономика, 1984. - 240 с.

2. Яковец Ю.В. Ускорение научно-технического прогресса. Теория и экономический механизм. М.: Экономика, 1988. - 335 с.

3. БСЭ.-М.: 1974.- Т. 17.-344 с.

4. Будавей В.Ю., Панова М.И. Экономические проблемы технического прогресса. М.: Мысль, 1974. - С. 18.

5. Экономическая теория научно-технического прогресса. Под ред. Д.С.Львова.-М.: Наука, 1982.- С. 16.

6. Яковец Ю.В. Закономерности научно-технического прогресса и их планомерное использование.-М.: Экономика, 1984.- С. 9.

7. Терехов Л.Л. Производственные функции. М.: Статистика, 1974. -• 128 с.

8. Сахал Д. Технический прогресс: концепции, модели, оценки. М.: Финансы и статистика, 1985.- С. 37.

9. Анчишкин А.И. Прогнозирование роста социалистической экономики. М.: Экономика, 1973. - 294 с.

10. Павлов В.Н. Технологический прогресс и полезность средств производства. -Новосибирск: Наука, 1987.- 156 с.

11. Оппенлендер К. Технический прогресс. Воздействие. Оценки.

12. Результаты.-М.: Экономика, 1981.-294 с.

13. Мацеев В.Г. Интенсификация и эффективность горнорудного производства. М.: Недра, 1980. - С. 29-54.

14. Смехов Б.М. Логика планирования. М.: Экономика, 1987. - 231 с.

15. Коссов В.В. Межотраслевые модели. М.: Экономика, 1973. - 359 с.

16. Бро Г.Г., Шнайдман Л.М. Математические методы экономического анализа на предприятии. М.: Экономика, 1976. - С. 30-132.к

17. Трапезников В.А. Научно-технический прогресс и эффективность науки. // Вопросы экономики. 1973. - № 2. - С.84 - 98.

18. Венгеровский Ю.Я. О методических указаниях по аттестации технологических процессов. // Стандарты и качество. 1985. - № 5. -С. 33.

19. Вопросы оценки ТЭУП и планирование технического перевооружения. Методическая разработка. М.: ВНИИТЭМР, 1986. - 47 с.

20. Методика оценки технико-экономического уровня действующих производств промышленности по производству минеральных удобрений. Тула: Гипрохим (Тульский филиал), 1985. - 38 с.

21. Дворцин М.Д. Методические основы комплексного анализа и система управления научно техническим развитием страны. - М.: МИНХ им. Г.В. Плеханова, 1986. - 10 с.

22. Александрова В.П., Загорская Т.П. Управление технико-экономическим развитием промышленного предприятия. Киев: Техника, 1987.-140 с.

23. Зайцев Б.В., Чирков В.Г. Технико-экономический уровень производства. М.: Экономика, 1972. - 189 с.

24. Сидорова А.С., Смирнов Л.Г., Минц Я.И. Планирование технического перевооружения химической промышленности. // Химическая промышленность. 1977. — № 4. - С. 64-69.

25. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: ВНИИПИ Госкомизобретений СССР, 1982. - 42 с.

26. Трубецкой К.Н. Технология применения и параметры карьерных погрузчиков. -М.: Недра, 1985. 252 с.

27. Мельников Н.Н., Неволин Д.Г., Скобелев JI.C. Технология применения и параметры карьерных гидравлических экскаваторов. Апатиты: КНЦ РАН, 1992.-210 с.

28. Краснянский Г.Л. Инженерные основы внедрения ресурсосберегающих технологий с использованием техники новых поколений // Открытые горные работы. 1999. - Пилотный номер. - С. 16-23.

29. Основные направления создания новой техники и потребность в оборудовании для открытых разработок в СССР на 1976 1990 гг. -М.: ИФЗ АН СССР, 1974. - 69 с.

30. Развитие открытой разработки месторождений СССР до 2005 г. М.: ИПКОН АН СССР. - 76 с.

31. Шешко Е.Ф. Основы теории вскрытия карьерных полей. Москва, Ленинград: Углетехиздат, 1953. -215 с.

32. Мельников Н.В. Развитие горной науки в области открытой разработки месторождений в СССР. М.: Углетехиздат, 1957. - С 24-57.

33. Томаков П.И. Структуры комплексной механизации карьеров с техникой цикличного действия. М.: Недра, 1976. - 232 с.

34. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Ч. 2. Технология и комплексная механизация. -М.: Недра, 1985. 549 с.

35. Васильев М.В., Яковлев В.Л. Научные основы проектирования карьерного транспорта М.: Наука, 1972. - 202 с.

36. Васильев М.В. Транспорт глубоких карьеров. М.: Недра, 1983. - 295 с.

37. Яковлев В.Л. Теория и практика выбора транспорта глубоких карьеров. Новосибирск .: Наука, 1989. - 240 с.

38. Симкин Б.А. Технология и процессы открытых горных работ. М.: Недра, 1970.-215 с.

39. Виницкий К.Е. Управление параметрами технологических процессов на открытых разработках. М.: Недра, 1884. - 237 с.

40. Реентович Э.И. Обоснование оптимальных решений для открытых разработок. -М.: Наука, 1982. 167 с.

41. Кулешов А.А. Мощные экскаваторно-автомобильные комплексы. М.: Недра, 1980.-317 с.

42. Чернегов Ю.А., Ревазов М.А., Скоков А.Л. Современные проблемы науки и техники. -М.: МГИ, 1978. С. 118-120.

43. Ржевский В.В. Пути совершенствования методов открытой разработки угольных месторождений / Научные труды. Сб. 26. М.: МГИ, 1959. -С. 5

44. Шендеров А.И., Емельянов О.А., Один И.М. Надежность и производительность комплексов горно-транспортного оборудования. -М.: Недра, 1976.-247 с.

45. Васильев М.В. Влияние возрастающей глубины карьеров на эффективность горного производства // Горный журнал. 1983. - № 2. -С. 29-33.

46. Чаплыгин Н.Н. Методология системного обоснования технического перевооружения карьеров. Дисс. на соиск. уч. степени. докт. техн. наук. Москва, Апатиты: ГоИ Кольского филиала АН СССР, ИПКОН АН СССР, 1988.-403 с.

47. Хохряков B.C., Волегов, Б.М. Прогнозирование технико-экономических показателей карьеров на основе оценки влияния научно-технического прогресса // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 1973. - № 5. - С. 10-16.

48. Федеральный закон «Об охране окружающей среды», 2002 г.

49. Экологическая доктрина Российской Федерации. Одобрена распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 августа 2002 г. № 1225-р.

50. Положение об оценке воздействия на окружающую среду в Российской Федерации. Утверждено приказом Минприроды России от 16 мая 2000 г. № 372.

51. Инструкция по экологическому обоснованию хозяйственной и иной деятельности. Утверждена приказом Минприроды России от 29 декабря 1995 г. № 539.

52. Певзнер М.Е., Костовецкий В.П. Экология горного производства. М.: Недра, 1990.-235 с.

53. Красавин А.П. Защита окружающей среды в угольной промышленности. М.: Недра, 1991. - 221 с.

54. Каплунов Ю.В., Климов C.JL, Красавин А.П. Экология угольной промышленности России на рубеже XXI века. М.: Изд-во Академии горных наук, 2001. - 295 с.

55. Гриценко А.И., Акопова Г.С., Максимов В.М. Экология. Нефть и газ. -М.: Наука, 1997.-598 с.

56. Харионовский А.А. Комплексная очистка шахтных и карьерных вод от техногенных загрязнений. Шахты.: Изд-во ЮРО Академии горных наук, 2000.-238 с.

57. Кулешов А.А., Серебренников О.Д., Новиков А.А. Расчет объемов вредных выбросов при работе дизельной техники на карьерах // Горный вестник. 1998. - № 5. - 56-61с.

58. Трубецкой К.Н. Развитие новых направлений в комплексном освоении недр. М.: Изд-во ИПКОН РАН, 1990. - 11с.

59. Политическая экономия / Медведев В.А., Абалкин Л.И., Ожерельев О.И. и др. М.: Политиздат, 1986 - 735с.

60. Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды. М.: Просвещение, 1992. - 320с.

61. М.И. Агошков Развитие идей и практики комплексного освоения недр. М.: ИПКОН АН СССР, 1982.

62. Ворошилов Г.В., Фидель Р.А., Матюхии В.Я. Лебединский ГОК: особенности и выбор технических решений // Горный журнал, № 5 6,41 1997. 13-15с.

63. Ф 66. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различныхотраслей промышленности. М.: СтройИздат, 1982. - 79-83с.

64. Своды показателей работы горнодобывающей промышленности Минчермета СССР, 1980-1990.

65. Пихлак А.-А. О проблеме кислорода, состоянии ее изучения и перспектива на будущее / Тезисы докладов. II Международное координационное совещание «Кислород и окружающая среда». Таллинн, 16-17 мая 2003. 17-25с.

66. Чаплыгин Н.Н., Папичев В.И. О критериях оценки техногенной нагрузки на природную среду // Экология и промышленность России. -Декабрь, 2000.-38-41с.

67. Савчук Н.А., Воронов В.Ф. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка аналитического обзора обогащения железных руд в

68. России» / Центральный научно-исследовательский институтинформации и технико-экономических исследований черной металлургии. М.: 2004. - 6-8с.

69. Бермант А.Ф., Араманович И.Г. Краткий курс математического анализа.-М.: Наука. 1971. 736с.

70. Шмойлова Р.А., Минашкин В.Г. Теория статистики. М.: Финансы и статистика. 2004. - 655с.

71. Папичев В.И. Методология комплексной оценки техногенного воздействия горного производства на окружающую среду. Диссертация на соискание степени докт. техн. наук. ИПКОН РАН. М.: 2004.

72. Боярко Г.Ю. Экологическая нагрузка на горное производство // Открытые горные работы. № 2 - 3, 2001. - 48-49с.t