Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка информационно-аналитического обеспечения стратегии развития и обновления шахтного фонда

ВАК РФ 25.00.21, Теоретические основы проектирования горно-технических систем

Автореферат диссертации по теме "Разработка информационно-аналитического обеспечения стратегии развития и обновления шахтного фонда"

На правах рукописи

ОГАНЕСЯН НИКОЛАЙ КАРЕНОВНЧ

РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТРАТЕГИИ РАЗВИТИЯ И ОБНОВЛЕНИЯ ШАХТНОГО ФОНДА

Специальность 25.00.21 - «Теоретические основы проектирования горнотехнических систем»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

7 ФЕВ 2013

Москва 2013

005049039

005049039

Работа выполнена в ФГЪОУ ВПО «Московский государственный горный университет» на кафедре «Подземная разработка пластовых месторождений»

Научный руководитель

Агафонов Валерий Владимирович доктор технических наук, профессор Официальные оппоненты:

Постников Владимир Иванович доктор технических наук, профессор

член наблюдательного совета ЗАО «ПНИУИ»

Заволокин Дмитрий Викторович кандидат технических наук, зам. начальника

отдела технического консалтинга и исследований месторождений, института инновационных технологий и методов управления недропользованием, г. Москва

Ведущая организация ОАО «ННЦ ГП-ИГД им. А.А.Скочинского»

(г. Люберцы, Московской области)

Защита диссертации состоится «21» февраля 2013 г. в 13.00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.128.03 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, В-49, Ленинский проспект, 6

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета

Автореферат разослан «21» января 201 Зг.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук Агафонов

Валерий Владимирович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы

Современное состояние шахтного фонда угольных компаний России характеризуется трансформационными процессами и изменением структуры шахтного фонда, в связи с чем меняются и методологические подходы к определению эффективности функционирования технологических схем угольных шахт с учетом развития возможностей использования финансового рынка, включая организационные и инвестиционные аспекты этого процесса.

Разработка целостной концепции выбора стратегии развития и обновления технологических систем действующих угольных шахт обусловлена особенностями и высокой инерционностью отрасли, недостатками в управлении, которые имели место на протяжении весьма длительного времени. Одним из проявлений указанной сложности является высокая потребность в инвестициях на фоне их хронической недостаточности и нерационального использования имеющихся ресурсов. Как правило, основным критерием эффективности работы угледобывающей отрасли многие годы являлись объемы производства при значительной абстрагированное™ от «цены» ошибок из-за несвоевременного технического перевооружения и модернизации, реконструкции технологических схем угольных шахт, необоснованных изменений в структуре шахтного фонда, игнорирования поэтапности их совершенствования и приоритетных направлений повышения уровней безопасности производства и полноты использования ресурсного потенциала.

В связи с этим одной из основных и актуальных целей совершенствования и оптимизации структуры шахтного фонда является разработка алгоритма моделирования развития и обновления шахтного фонда угольных компаний за счет управления инвестиционными ресурсами по интегральным критериям инвестиционной привлекательности угольных шахт. При этом учитывается специфика развития и обновления технологических схем угольных шахт под влиянием природных (совокупность горно-геологических условий) и индустриальных факторов (структура шахтного фонда, уровень технической оснащенности технологии и организации производственно-хозяйственной деятельности).

В ходе исследопаний задачи, позволяющие реализовать единый алгоритм достижения поставленной в диссертации цели, формулируются следующим образом:

- оценка современного состояния, тенденций и направлений развития научно-технического прогресса в технологии подземной добычи угля;

- обобщение и анализ проблем научного обоснования выбора и формирования принципиальных стратегий развития и обновления шахтного фонда при обеспечении принятия инвестиционных решений;

- комплексное обоснование и структурно-системное представление методики оценки, анализа и мониторинга функционирования технологических систем угольных шахт с учетом принципов формирования интегрально-детального топологического прообраза угольной шахты;

- разработка научно-методического обеспечения оценки условий, результатов работы и финансового состояния угольных шахт, направленного на реализацию производственно-технологических аспектов стратегий и форм развития их технологических систем;

- разработка рекомендаций по практическому использованию результатов исследований при разработке стратегий и сценариев их реализации, программ и планов перспективного развития горных работ.

Целью диссертации является разработка методических положений оценки технологии действующих угольных шахт, формирующих основу выбора стратегии развития и обновления шахтного фонда угольных компаний в конкурентной рыночной среде.

Идея работы заключается в реализации алгоритма комплексной оценки технологических систем угольных шахт, основанной на принципах квалиметрии и формирования интегрально-детального прообраза угледобывающего предприятия с целевой направленностью обоснования и реализации производственно-технологических аспектов стратегий и форм развития шахтного фонда.

Методы исследований: в работе был задействован комплекс современных методов, включающий методы статистического анализа и научное обобщение аналитических и практических исследований в данной области, логический и структурный анализ, методы квалиметрии и теории принятия сложных решений, технико-экономический анализ, системный и структурно-функциональный анализ результатов производственно-хозяйственной деятельности шахтного фонда угольных компаний России, методы теории полезности, теории игр, экспертных оценок.

Основные научные положения, разработанные лично соискателем:

1. Основополагающим компонентом научно-методического обеспечения выбора и обоснования стратегий развития и обновления технологических систем угольных шахт должны являться методы теории принятия сложных решений и квалиметрии, предусматривающих формирование интегрально-детального прообраза угольной шахты в виде интегральных функционалов оценки условий, результатов работы и финансового состояния

угледобывающих предприятий, обладающей возможностью корректной адаптации к изменяющимся условиям среды функционирования с учетом принятия инновационных решений.

2. Единая стратегия решения задачи системной оценки технологии действующих угольных шахт реализуется путем позиционирования угледобывающего предприятия с установлением структуры соотношений количественных величин интегральных показателей, формирующих определенную стратегию развития и обновления, причем определенная степень их разбалансированпости указывает па резерв совершенствования, возможность повышения технико-экономической эффективности производства.

3. Использование интегральных функционалов обеспечивает повышение уровня объективности и надежности принятия положительных инвестиционных решений по развитию и обновлению шахтного фонда и предполагает ориентирование угольных компаний на поэтапное осуществление оптимизации его структуры и выделения инвестиций на преобразования технологических систем угольных шахт, тесно связанных с изысканием резервов их совершенствования.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- предложены научно-методические аспекты формирования процедуры выбора стратегий развития и обновления шахтного фонда, основанные на реализации интегрального подхода к их обоснованию;

- предложен комплексный подход к обоснованию стратегий развития и обновления шахтного фонда, базирующийся на учете всех уровней оценки, при реализации которых обеспечивается оптимизация его структуры в сложившейся экономической среде;

- разработана методика комплексной оценки, анализа и мониторинга технологических систем угольных шахт, предусматривающая возможность выбора стратегий их развития и обновления с учетом современных тенденций развития научно-технического прогресса, принципов и закономерностей формирования угольного производства.

Научное значение работы заключается в разработке системы методических рекомендаций, представленной в виде методики реализации концептуального подхода к выбору и обоснованию стратегий развития технологических систем угольных шахт в конкурентных условиях, являющихся основой повышения их технико-экономической эффективности.

Практическое значение работы заключается в разработке рекомендаций по выбору и обоснованию стратегических направлений развития и обновления шахтного фонда угольных компаний, направленных на оптимизацию и

обеспечивающих конкурентоспособную сбалансированную структуру шахтного фонда угольных компаний в современных условиях хозяйствования.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- масштабностью объектов исследований и анализом представительного объема статистической информации, характеризующей условия и результаты работы, финансовое состояние 27-ми угольных шахт Кузнецкого угольного бассейна;

- корректностью исходной постановки задачи исследований и использованием современных эффективных научных методов (методы теории принятия сложных решений, квалиметрии, теории полезности, теории игр и др.);

- адекватностью результатов исследований реальным решениям по изменению структуры шахтного фонда угольных компаний;

- положительным опытом внедрения рекомендаций по выбору и обоснованию стратегий развития и обновления шахтного фонда угольной компании «СУЭК-Кузбасс» в г.Ленинск-Кузнецкий.

Реализация работы. Научные и практические результаты работы прошли проверку и рекомендованы к использованию при разработке стратегий развития и обновления шахтного фонда, программ и планов краткосрочного и перспективного развития горных работ в филиале СУЭК в г. Ленинск-Кузнецкий.

Результаты исследований автора также широко используются в учебном процессе МГГУ при подготовке дипломированных специалистов по направлению 130400 «Горное дело».

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и получили одобрение на семинарах и конференциях в ИГД им. A.A. Скочинского, Московском государственном горном университете (2011-2012 гг.).

В 2010-2013 гг. основные положения диссертации докладывались в МГГУ на научном симпозиуме «Неделя горняка».

Публикации. По теме диссертации опубликованы 6 научных статей, в том числе 2 - в международных изданиях и 1- в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит список литературы из 76 наименований, 83 рисунка и 27 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ШАХТНОГО ФОНДА УГОЛЬНЫХ КОМПАНИЙ РОССИИ

Больше половины производственных объемов контролируется несколькими крупными игроками. На рынке энергетического угля на СУЭК приходится 34%, на «Кузбассразрезуголь» — 18%. Оставшиеся 48% распределены между парой десятков более мелких добытчиков, доля каждого из которых не превышает 6%. Аналогичная ситуация на рынке коксующегося угля: в руках пяти компаний - 69%. Безусловный лидер - «Мечел» - контролирует более 22% рынка. У каждой из остальных четырех («Сибуглемет», Evraz Group, «Распадская» и «Северсталь») - от 11% до 12,5%. Чуть больше десяти компаний делят между собой оставшуюся треть рынка.

Практически все показатели работы отечественной угольной промышленности в 2011 г. были значительно выше, чем годом ранее в условиях глобального финансово-экономического кризиса и постепенно приближаются к уровню докризисного периода.

Следует отметить, что безусловно позитивные производственно-экономические результаты угледобывающих предприятий России и темпы их роста еще достаточны далеки от уровня крупнейших мировых стран-производителей угля.

По оценкам экспертов, сейчас инвестиции в угольную отрасль составляют $2 млрд. в год при необходимых $ 4 млрд.

Угольной отрасли России для того, чтобы быть конкурентоспособной на мировом рынке, уже к 2020 г. необходимо реализовывать инновационные проекты с целью увеличения производительности труда не менее, чем в 3-5 раз.

Исследования показывают, что на угледобывающих предприятиях основным источником прироста прибыли является изменение оптовых цен на угольную продукцию. Однако, в обобщенной характеристике структуры источников, формирующих прибыль предприятия, высокое качество прибыли связано с ростом объема выпуска продукции и одновременным снижением уровня затрат, а низкое качество — с ростом цен на продукцию без увеличения объема ее выпуска. Таким образом можно констатировать, что на угольных предприятиях и в 2011г. имеет место низкое качество прибыли. До сих пор в угольной отрасли сохраняется тенденция экстенсивного развития производства, доказательством чего может служить анализ удельного веса потенциальной добычи угля на действующих шахтах.

Распределение действующих в угольной отрасли шахт (по данным «Росинформуголь») по объему годовой добычи выглядит следующим образом: до 100 тыс. т- 9 шахт; 101-300 тыс. т- 12 шахт; 301-600 тыс. т- 15 шахт; 601900 тыс. т - 15 шахт; 901-1200 тыс. т - 9 шахт; 1201-1500 тыс. т - 5 шахт; 15012000 тыс. т - 12 шахт; 2001-2500 тыс. т - 5 шахт; 2501-3000 тыс. т - 3 шахты; 3001-3500 тыс. т — 4 шахты; свыше 3500 тыс. т — 3 шахты.

Для определения степени концентрации производства по объему добычи угля была использована так называемая кривая Лоренца (график Лоренца), отражающая распределение объемов добычи угля для различных групп шахт.

Расчеты показывают, что удельный вес потенциальной добычи угля по группе шахт I — (65 шахт с объемом годовой добычи в интервале 100 тыс.т — 1500 тыс. т) составляет 31,4 - 37,3%, по группе шахт II - (27 шахт с объемом годовой добычи в интервале 1501 тыс.т — свыше 3500 тыс.т) - 68,6 - 62,7%, т.е. в среднем 65% добычи угля в настоящее время обеспечивают 30% шахт из общего числа действующих угольных шахт, а 35% добычи — 70% шахт из общего их числа.

Статистический анализ показывает, что в угольной отрасли шахты со сроком службы (эксплуатации) до 20 лет составляют 27%; 18% шахт имеют срок службы в интервале 20 - 40 лет, т.е. только 45% действующих шахт имеют срок эксплуатации до 40 лет; в интервале со сроком службы более 40 лет находится 55% действующих угольных шахт.

На 37% действующих шахт себестоимость добычи угля составляет 500 -1000 руб./т; на 57% шахт себестоимость добычи угля составляет около 1500 руб./т. На 92% шахт объем добычи угля достигает около 3000 тыс. т в год, в том числе на 53,4% шахт объем добычи угля достигает 1000 тыс. т в год, на 22% шахт - от 1000 до 2000 тыс. т в год.

На 80% действующих шахт стоимость основных фондов достигает 2000 млн. руб. На 91% шахт численность рабочих достигает 1500 чел., в том числе на 20% шахт их численность составляет около 500 чел.; на 44% шахт - от 500 чел. до 1000 чел.

На 86% шахт среднемесячная производительность труда рабочих по добыче угля составляет до 300 т/чел., в том числе на 46,5% действующих угольных шахт среднемесячная производительность труда рабочих по добыче угля составляет около 100 т/чел., на 24,4% шахт — от 100 до 200 т/чел.

Приоритетами российского Углепрома правительство считает обновление производственного потенциала, рост добычи, изменение географической структуры производства, развитие экспорта угля. В соответствии со Стратегией-2030, к 2030 году произойдёт стопроцентное обновление

производственного потенциала отрасли. Ввод новых мощностей по добыче составит 505 млн т, выбытие — 380 млн т. В стране останется 64 шахты (91 в 2010 году) и 82 разреза (137 в 2010 году). Изменится географическая структура добычи угля. На долю Восточной Сибири будет приходиться 32 % (вместо 25,8 % в начале 2010-х годов). Новыми центрами угледобычи станут Эльгинское (Якутия), Межэгейское (Тува), Элегестское (Тува) и Апсатское (Забайкальский край) месторождения.

Совершенствование процессов добычи угля будет осуществляться путем реализации инновационных технологий, освоение которых намечается до 20152020 гг. Это, в основном, циклично поточные, поточные технологии, роботизированные технологии, гидротехнологии добычи и транспортирования угля, а также селективные технологии.

Рост добычи в 2030 году составит 450 млн т. По прогнозу «Финмаркета», уже в 2015 году уровень добычи угля в России достигнет 400 млн т. Внутренний спрос увеличится к 2030 году до 220 млн т (со 184 млн т в 2010 году), внешний — до 170 млн т (со 115 млн т в 2010 году).

Масштабным национальным проектом правительство предложило считать развитие экспорта угля в Юго-Восточную Азию. На реализацию Стратегии-2030 из госбюджета планируется направить 258 млрд руб. из требуемых в общей сложности 2,6 трлн руб., а остальное финансирование будет взято из других источников.

АНАЛИЗ СТРАТЕГИЙ И ФОРМ РАЗВИТИЯ И ОБНОВЛЕНИЯ ШАХТНОГО ФОНДА

Следует отметить, что с изменением социально-экономической обстановки в стране, существенные изменения претерпевает и структура шахтного фонда угольных компаний. При этом, конкретные стратегии развития и обновления технологических систем угольных шахт, нацеленные на создание и формирование конкурентоспособных угледобывающих предприятий, в первую очередь нуждаются в теоретическом обосновании и разработке широкого комплекса технологических и технических мер по их соответствующей перестройке. Оценка угледобывающей технологии при этом является строго обязательным элементом программ поэтапного развития на всех стадиях функционирования угольных шахт, - и в этих условиях особое значение начинает приобретать выбор правильной, корректной и надежной методологии оценки, на базе которой разрабатываются основные стратегические технологические и технические решения по развитию и обновлению шахт на длительный промежуток времени.

Анализ многочисленных теоретических и практических исследований в области создания методологии оценки технологических систем угольных шахт суммарно показывает (МГИ, ЦЕНТРОГИПРОШАХТ, ЦНИЭИУГОЛЬ, ДОНУГИ, ИГД ИМ. А.А.СКОЧИНСКОГО, ДОНУГИ, МГГУ, ИПКОН РАН, КУЗГТУ и др.), что по пути трансформации и совершенствования методологии оценки эффективности функционирования технологических систем угольных шахт пошли С.С.Резниченко, А.С.Малкин, М.И.Устинов, Е.И.Рогов, Е.Н.Тучков, В.В.Агафонов, А.Г.Саламатин, Ю.Н.Кузнецов, В.Н.Фрянов, А.В.Ремезов, А.В.Астров-Шумилов, С.Н.Кулагин, Л.И.Шулятьева и др.

Основополагающим результатом этих исследований является разработка методов интегральной оценки, входящих в группу методов третьего класса применительно к оценке конкретных мер и резервов, а также конструктивных направлений по совершенствованию технологических схем угольных шахт для создания конкурентоспособного шахтного фонда.

Все они выполнены в различное время, адаптированы к решению задач оценки отдельных подсистем угольных шахт, а вопрос разработки методики интегральной оценки состояния шахтного фонда в целом с обоснованием стратегий развития и обновления технологических систем угольных шахт в современных конкурентных условиях хозяйствования остается открытым.

Нуждаются в дальнейшем совершенствовании математический аппарат решения оптимизационных оценочных задач, их экономическая и технологическая обеспеченность и ряд других методических вопросов.

Анализ направлений повышения сравнительной конкурентоспособности угольной отрасли показал, что в настоящее время существуют и отмечены восемь стратегий развития и обновления:

1) Стратегия поиска разведки и промышленного освоения новых угольных месторождений.

2) Стратегия простого поддержания и максимального использования ранее созданного потенциала мощностей.

3) Стратегия широкомасштабного нового шахтного строительства при сохранении ранее введенного шахтного фонда.

4) Стратегия технологического перевооружения действующих предприятий отрасли.

5) Стратегия развития экспортных поставок.

6) Стратегия обеспечения «экономической безопасности страны».

7) Стратегия создания ресурсосберегающих технологий.

8) Стратегия комплексной реструктуризации шахтного и карьерного фонда отрасли.

Последняя стратегия является по существу комбинационной и включает в себя в строго определенных адаптивных пропорциях разнообразные элементы вышеперечисленных стратегий, поэтому она и была принята в качестве основополагающей при развитии отрасли до 2030 г. Процедура создания угледобывающего предприятия мирового технико-экономического уровня согласно этой стратегии рассматривается на основе инноваций как целеустремленных систем с новыми схемами планировки горных работ и применением современных организационно-технологических схем строительства и реконструкции угледобывающих предприятий.

С учетом вышеизложенного, основные формы развития отдельных шахт и шахтного фонда фокусируются вокруг следующих направлений: новое строительство, расширение действующих предприятий, реконструкция действующих предприятий, техническое перевооружение действующих предприятий, поддержание действующих мощностей, прекращение эксплуатации шахт.

Производственно-технологическая необходимость развития шахтного фонда предопределяет объем финансирования, а имеющиеся источники финансирования делают возможным развитие шахтного фонда в различных формах (поддержание мощности на достигнутом уровне, реконструкция, техническое перевооружение и модернизация, закрытие и консервация либо диверсификация производства и т.д.).

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ УГОЛЬНЫХ

ШАХТ

В последнее время превалирует мнение о том, что оценка любых уровней производства и технологии угледобывающего предприятия должны осуществляться исходя из принципов формирования интегрально-детального топологического прообраза угольной шахты. Суть данного подхода заключается в использовании для целей оценки, анализа и мониторинга единых с точки зрения вида целевой функции интегральных функционалов -индикаторов, которые представляют из себя сумму безразмерных относительных эквивалентов частных показателей-критериев, свернутых воедино с помощью числовой функции свертки с учетом их неодинаковой важности (полезности). При этом в основе сопоставления лежит использование условного (гипотетического) эталона сравнения, с которым сравниваются все

угледобывающие предприятия и по количественной величине отставания от которого и происходит их ранжирование (рис.1).

с _ т. с ^ т. с Рис.1. Измерение эффективности угольной шахты ° эф 1' ° >Ф •*'.....и >Ф 1т с

помощью комплекса показателей и метода интегральной оценки

Для построения и использования интегрального критерия оценки технологии действующих угольных шахт предлагается осуществить такие действия, как спецификацию, параметризацию и реализацию.

Спецификация интегрального критерия предусматривает выбор его формы (целевой функции). Это может быть аддитивная, мультипликативная или аддитивно-мультипликативная форма. В результате анализа основных свойств и возможностей математического ожидания (средней величины) и учитывая нормальный закон распределения относительных отклонений в оценочных матрицах рекомендуется интегральный критерий представить в следующей форме:

Kimm.j = {ац} = ^¡=iJoij)2 —* min,

где i - количество показателей технологических систем угольных шахт, используемых в интегральном критерии; а у - стандартизированное значение j-го показателя.

Установив форму (вид целевой функции) интегрального критерия в рамках осуществления его спецификации, следует уточнить состав стандартизированных показателей технологических систем угольных шахт для каждого интересующего элемента гиперкуба стандартизированных значений

показателей состояния, выбранного в результате проведения позиционирования угледобывающего предприятия. Каждый интегральный критерий должен включать только те стандартизированные показатели, для которых значения частных коэффициентов корреляции соответствуют интервалам стандартизированных значений рассматриваемого элемента гиперкуба.

В результате проведения спецификации для каждого показателя рассчитываются три координаты, определяющие его попадание в тот или иной элемент гиперкуба или, другими словами, устанавливается структура соотношений интегрального критерия для каждого интересующего элемента гиперкуба с выбором стратегии развития и обновления (рис.2).

Интегральный показатель тсхпико-экопомического уровня

Рис.2. Гиперкуб стандартизированных значений для трех показателей состояния

Для параметризации интегрального критерия необходимо определить значимость (вес) каждого соответствующего показателя, входящего в его состав. Математическим аппаратом параметризации интегрального критерия является метод экспертного опроса типа «Делфи».

С учетом этого целевая функция интегрального функционала трансформируется в следующий вид

Kimm.j = f{<p}, {a:j} = ^=i.n(a,f'Pi)2 min.

где (pi — коэффициент значимости (важности) i — го показателя оценки.

Стратегии развития и обновления принимаются к выполнению, если требования соотношений интегральных критериев выполняются, в противном случае стратегия отвергается. Все мероприятия, выполненные в рамках определенных стратегий, в зависимости от реализуемой модели, либо

Интегральный показатель Элемет-(Ьппапсоною состояния гиперкуба

Интегральный показатель всех условий

технологических систем угольных шахт

обеспечат неизменность существующих значений показателей состояния технологических систем угольных шахт, либо приведут к их улучшению.

Несомненно, что вышеприведенный метод в логической и математической интерпретациях отличается большей строгостью и завершенностью, нежели другие аналогичные методы оценки. В качестве базиса он содержит идею, что чем меньше суммарное по всем оценочным критериям отклонение варианта угледобывающего предприятия от эталона, представленного оптимальными значениями, тем лучше функционирует вариант технологической схемы.

При этом метод применим также для использования комплексных групп показателей качества, что определяет его универсальность.

Для формирования инструментария оценки эффективности предлагается выделить семь групп интегральных показателей, каждая из которых характеризует свой аспект функционирования технологических систем угольных шахт с их последующим сопоставлением.

Система критериев, организованная в иерархическую структуру, представляется в виде графа, в котором иерархия критериев отражается посредством многоуровневого ряда (матрица технологичности горно-геологических условий эксплуатации, матрица инфраструктурной обеспеченности, матрица уровня производственно-технических условий эксплуатации, матрица результативности инноваций, матрица уровня производственно-технических результатов, матрица уровня экономических результатов, матрица финансового состояния). Каждая матрица включает до 8-ми составляющих (оценочная система ПАТТЕРН).

Частные показатели-критерии оценки соответствующих уровней технологии угольных шахт были отобраны на основании анализа исследований различных авторов в данной области, которые были построены на методах корреляционно-регрессионного и факторного анализа в различных модификациях и интерпретациях. Основным условием включения каждого конкретного показателя в состав оцениваемых служило то, что четко прослеживалась определенная взаимосвязь их влияния на технико-экономическую эффективность функционирования технологических систем угольных шахт.

Учитывая вышеприведенные методологические особенности оценки и математический аппарат реализации целевые функции обобщающих интегральных функционалов всех условий и технико-экономической эффективности будут иметь следующий вид:

,у = V (Кштгг)2 + (К,

Кинт ^ (Кинт ШУ + (кл

инт

инт

ПТУР\2

ИНФ\2

"V 4- /V ПТУС.2 . ) + (Л™ ) ,

V 4- ГТГ Э\2

ПТУС \2

Методика оценки технологии угольных шахт для выбора форм развития и обновления в конкурентных рыночных условиях

Оценка инвестиционной привлекательности

Оценка, аиализ и

мониторинг

ИГ

Оценка ресурсного потенциала

Оценка состояния Оценка

4--внешней среды _ технологических

свойств шахты

Оценка финансово-экономического уровня

Оценка пороговых значений и предельных точек в развитии технологии шахты (метод критической предельной точки)

Параметры конкурентной внешней среды (конкурентоспособность, внутренние резервы технологии, нетрадиционные источники повышения технико-экономической эффективности технологических систем угольных шахт, прочие потенциальные ресурсы)

Получение вводных данных для расчета (исходные статистические данные угольных шахт)

Ввод исходных оценочных матриц

Показатели технологичности горногеологических условий

V II

Показатели инфраструктурной обеспеченности

II

Показатели производственно-технических условий эксплуатации

Показатели результативности инноваций

Показатели производственно-технического уровня

Показатели экономического уровня

Показатели финансового состояния

Комплектация оценочных матриц

Стандартизация оценочных показателей

Расчет относительных отклонений

Определение коэффициентов важности 3

Ввод целевой функции интегральных функционалов (суммирующая функция)

Выбор вида суммирующей функции

Кшт = 1/аср<1(8ц-[З/

Выбор лучшего варианта технологической системы угольной шахты

Ранжирование всех шахт, участвующих в оценке технологии

Алгоритм выбора форм развития (методы теории принятия сложных вешений и квалиметоии)

Выбор окончательного варианта развития и обновления технологических систем угольных шахт (анализ соотношений интегральных функционалов - метод многокритериальной оценки)

Рис.3. Блок-схема алгоритма системно-интегральной оценки технологии и повышения технико-экономической эффективности действующих угольных шахт

Принимая к учету вышеизложенное, в основу системной интерпретации интегральной оценки технологических систем угольных шахт положена модель, которая представлена на рис.4. Из представленной модели видно, что определяющим аспектом при выборе стратегии развития и обновления угледобывающего предприятия является величина интегрального показателя финансового состояния при несомненном приоритете условий эксплуатации угледобывающего предприятия.

[

1

Рис.4. Системная интерпретация интегральной оценки технологических систем угольных шахт (Ki - интегральный показатель технологичности горно-геологических условий и инфраструктурного потенциала, К2 - интегральный показатель прогрессивности производственно-технических условий, Кз - интегральный показатель инновационности производственно-технического уровня, К4 - интегральный показатель результативности экономического уровня, К5 - интегральный показатель финансового состояния)

Становится ясно, что определённая степень разбалансированности величин интегральных показателей, характеризующих условия и результаты работы, финансовую составляющую предприятия указывает на резерв совершенствования, возможность повышения эффективности производства указанных предприятий.

Итоговым представлением данной концепции является ранжирование всех шахт, участвующих в оценке по очередности выделения инвестиций на обновление и развитие технологических систем.

Разработанное программное обеспечение (пользовательские интерфейсы на основе паттерных решений МУС (Model-View-Controller) и MVP (Model-View-Presenter), объектно-реляционное программирование и интеллектуальные системы на основе программной платформы Java 2 Platform Enterprise Edition с инструментарием JDK 1.5.) поддерживает диалоговый алгоритм оценки качества и выбора лучших вариантов технологических систем, используя

многокритериальную модель принятия решений, в которой качество альтернатив (вариантов систем) описывается иерархическим множеством детерминированных критериев и в качестве окончательного вывода использует модель Парето (рис.5).

СсШга1<;и СсШгаК/ПРгмсиСа

И|к1.1.Ц.

^игйшк! лЫгМши-! 1'щ|1сг1(к>ч I аЫеМмМ

!

тГоАтШсГ

Ргорепу

_пагпс: Затор

Vа1ис<&. Mjii-V.itшт, ЛпиЫе^

РгорсппЫлцк

к- 1 1

Ги-цг^ВиМсг

^гпЫмгг

А -¡шау оГсопиЖшол '.а1ись

-зокс «^аш

ЛЬмга^Нокейгяи'&у

ф-воЬс скш

|{С|»Г1(»1'|НТД(0Г

Рис.5. Программный каркас автоматизированной системы МКВ (многокритериального

выбора)

В оценку состояния шахтного фонда были привлечены 27 шахт угольных компаний Кузбасса. Стратегические направления (формы развития технологических схем) обновления и развития шахтного фонда угольных компаний, сформированные с учетом разработанных методических положений, представлены в таблице 1.

Таблица 1

Стратегические направления развития и обновления шахтного фонда угольных компаний

Кузбасса

Поддержание мощности на достигнутом уровне Реконструкция Техническое перевооружение и модернизация На пути к закрытию

1 2 3 4

шахта Абашевская шахта Комсомолец шахта им. 7 Ноября шахта Тайжина

шахта имени Кирова шахта Зиминка шахта Красногорская шахта Томская

шахта №7 шахта им. Ворошилова шахта Осинниковская шахта Тырганская

шахта Полысаевская шахта Казанковская шахта Юбилейная

шахта Алардинская шахта Коксовая шахта Зенковскоя

шахта Котинская шахта Октябрьская

ш. Талдинская-3ападная1

ш. Талдинская-3ападная2

шахта Кушеяковская

шахта Грамотеинская

шахта Ульяновская

шахта Красноярская

шахта Есаульская

Блок-схема алгоритма системно-интегральной оценки технологии действующих угольных шахт и выбора форм развития и обновления шахтного фонда (рис.3) включает этап выявления необходимости проведения изменений в технологической схеме, который предлагается определять при помощи оценки пороговых значений и предельных точек в развитии технологии шахты (метод критической предельной точки).

Использование данного метода основано на постулате неизбежной реконструкции, модернизации и преобразования технологических систем с целью ликвидации «узких мест» в угледобыче для эффективного развития шахтного фонда.

Базисный аспект данного метода заключается в определении момента времени, когда наблюдается явная тенденция превышения предельных затрат над предельными доходами предприятия и эта тенденция будет прогрессировать в ближайшей перспективе. Методология данного метода предопределяет исследование функций с помощью производных и определения критического объема затрат.

Логика определения «критической точки» с учетом конкретных экономических условий эксплуатации технологических схем угольных шахт выглядит следующим образом:

(¿кр -- РС/р-м,

где (¿кр — критический уровень производства и реализации угля угледобывающим предприятием, обеспечивающий нулевой уровень прибыли (точка безубыточности), т;

ГС — постоянные издержки (условно-постоянные расходы), не изменяющиеся от объемов добычи угля, руб.; р - оптовая цена угля, руб/т;

V — ставка условно-переменных затрат в структуре себестоимости добычи 1т угля, руб/т.

Далее рассчитывается объем добычи угля, обеспечивающий определенный объем прибыли:

()р - ГС \1¥р/р-у,

где <2р - объем добычи угля, обеспечивающий объем прибыли в размере №р, руб. Далее вводится элемент сопоставления затрат и маржинального дохода: - 7,Ю2 -

где Qкp - критический объем добычи угля, обеспечивающий прибыль в объеме руб;

г2, 7.1 - затраты по вариантам, руб;

П2, О/ — маржинальный доход по вариантам, руб

В =р- с,

где с — себестоимость добычи 1т угля, руб/т.

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО РЕКОНСТРУКЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ Ш.ОКТЯБРЬСКАЯ

Шахта «Октябрьская» выбрана в качестве детального объекта исследований исходя из результатов проведенной интегральной оценки состояния шахтного фонда угольных компаний Кузбасса, согласно которой она была отнесена в категорию шахт, требующих в качестве формы развития реконструкцию технологической схемы с соответствующим алгоритмом принятия решений. Исходя из горно-геологических и горнотехнических условий эксплуатации рационально увеличить производственную мощность шахты до 3000 тыс.тонн в год.

Настоящим проектом реконструкции технологической схемы ш. «Октябрьская» рассматриваются вопросы доработки запасов пластов Надбайкаимского и Полысаевского 1 в границах шахтного поля (рис.6,7).

Проектом реконструкции для обеспечения выдачи всей добычи шахты на уровне 3000 тыс.т горной массы в год предусматривается полная конвейеризация процесса доставки угля от забоев до поверхности с использованием существующей и проектируемой конвейерной линии с необходимыми элементными изменениями схем вскрытия, раскройки выемочных полей, технологических схем ведения очистных и подготовительных работ, водоотлива, проветривания шахтных и выемочных полей, дегазации, энергоснабжения и т.д.

Рис.6. Пространственно-планировочные решения, топологическая сеть горных выработок и календарный план отработки запасов пласта Надбайкаимский

Рис.7. Пространственно-планировочные решения, топологическая сеть горных выработок и календарный план отработки запасов пласта Полысаевский 1

Заключение

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой на основании выполненных автором исследований изложены научно обоснованные решения по реализации методологического подхода к формированию информационно-аналитической научной базы формирования сбалансированной структуры шахтного фонда угольных компаний, обоснования стратегий их прогрессивного развития и обновления, внедрение которой позволит повысить технико-экономическую эффективность функционирования шахтного фонда угольных компаний.

Основные научные и практические результаты работы, полученные лично автором, заключаются в следующем:

1.В результате анализа основных аспектов функционирования и сценариев развития шахтного фонда России установлено, что повышение технико-экономической эффективности угольных компаний России напрямую зависит от сбалансированности структуры шахтного фонда и правильного выбора стратегий поэтапного развития и обновления технологических систем угольных шахт.

2.В ходе исследований установлено, что одной из основных и актуальных целей совершенствования и оптимизации структуры шахтного фонда является разработка алгоритма моделирования развития и обновления шахтного фонда угольных компаний за счет управления инвестиционными ресурсами по интегральным критериям эффективности функционирования технологических систем угольных шахт. При этом учитывается специфика развития и обновления технологических схем угольных шахт под влиянием природных (совокупность горно-геологических условий) и индустриальных факторов (структура шахтного фонда, уровень технической оснащенности технологии и организации производственно-хозяйственной деятельности).

3.Установлено, что оценка технологии угледобывающего предприятия должны осуществляться исходя из принципов квалиметрического подхода и формирования интегрально-детального топологического прообраза угольной шахты. Суть данного подхода заключается в использовании для целей оценки, анализа и мониторинга единых с точки зрения вида целевой функции интегральных функционалов-индикаторов, которые представляют из себя сумму безразмерных относительных эквивалентов частных показателей-

критериев, свернутых воедино с помощью числовой функции свертки с учетом их неодинаковой важности (полезности).

4.В ходе исследований установлено, что в общем случае возможны определенные сочетания интегральных показателей, которые однозначно предопределяют выбор одного из стратегических направлений развития и совершенствования шахтного фонда (закрытие, путь к закрытию, техническое перевооружение и модернизация, реконструкция, поддержание мощности на достигнутом уровне). Стратегии развития и обновления принимаются к выполнению, если требования соотношений интегральных критериев выполняются, в противном случае стратегия отвергается. Все мероприятия, выполненные в рамках определенных стратегий, в зависимости от реализуемой модели, либо обеспечат неизменность существующих значений показателей состояния технологических систем угольных шахт, либо приведут к их улучшению.

5.Статистическими исследованиями установлено, что длительность эффективной эксплуатации конкретных вариантов технологических схем («долгожитие») составляет в среднем 10-20 лет. Эта величина вместе с глубиной прогнозирования и определяет длительность этапа эксплуатации, по истечении которого должно происходить их развитие и обновление с тем, чтобы поддерживать производственно-экономические результаты на соответствующем уровне конкурентоспособности. Блок-схема алгоритма системно-интегральной оценки технологии действующих угольных шахт и выбора форм развития и обновления шахтного фонда включает этап выявления необходимости проведения изменений в технологической схеме, который предлагается определять при помощи оценки пороговых значений и предельных точек в развитии технологии шахты (метод критической предельной точки).

6.Разработанные методические положения и результаты исследований использованы при разработке стратегии развития шахтного фонда на долгосрочную перспективу и краткосрочном планировании развития горных работ на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс» в г. Ленинск-Кузнецкий.

Основные положения и результаты диссертационных исследований отражены в следующих опубликованных работах:

1.Оганесян Н.К., Михеева А.Б., Агафонов В.В. Анализ направлений и закономерностей повышения устойчивости и эффективности функционирования шахтного фонда. -М.: МГГУ. Горный информационно-аналитический бюллетень, 2012, №1. - С.390-391.

2.Оганесян Н.К., Агафонов В.В., Оганесян A.C. Методологические основы обеспечения стратегии обновления и развития шахтного фонда угольных компаний. «Развитие научных подходов к обоснованию проектных решений и выбору стратегии развития технологических систем угольных шахт». Сборник научных трудов. -М.: МГГУ, 2011.-С. 108-114.

З.Оганесян Н.К., Агафонов В.В., Оганесян A.C. Новые подходы к выявлению направлений повышения устойчивости и эффективности функционирования шахтного фонда угольных компаний. Журнал «Горняк и металлург»/»Мтег@МеЫ1шф5Ь>. -Ереван. - №2. - 2011. - С.52-56. 4.Оганесян Н.К., Агафонов В.В. Особенности и специфика эвристико-эволюционного подхода к оптимизации технологических систем угольных шахт. Журнал «Горняк и металлург»/»Мтег@Ме1а11ш^51;». —Ереван. - №4. -2011. - С.37-38.

5.Оганесян Н.К., Агафонов В.В. Модификации и трансформации парадигмы отработки запасов угольных месторождений. «Научно-методическое обеспечение формирования проектных, технологических и организационных механизмов эффективного функционирования угольных шахт». Сборник научных трудов. -М.: МГГУ, 2012. -С.50-55.

6.Оганесян Н.К., Агафонов В.В. Разработка математической модели выбора вариантов технологических схем угольных шахт. «Научно-методическое обеспечение формирования проектных, технологических и организационных механизмов эффективного функционирования угольных шахт». Сборник научных трудов. -М.: МГГУ, 2012. -С.56-59.

Подписано в печать 21.11. 2012г

Объем 1 печ.л. Тираж 100 экз.

Формат 60x90-16 Заказ № 1469

Отпечатано в отделе печати МГГУ Москва, Ленинский пр., д.6