Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Технолого-экономические основы реструктуризации шахтного фонда и повышения эффективности разработки угольных пластов Карагандинского бассейна

ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Содержание диссертации, доктора технических наук, Алиев, Самат Бикитаевич

Современное состояние шахтного фонда и проблема реструктуризации. Угольные георесурсы Республики Казахстан огромны. В более чем 400 крупных я мелких месторождениях сосредоточено около 160 млрд. тонн угля. Но промышленностью освоены только крупные месторождения угля в Центральном Казахстане - в Павлодарской и Карагандинской областях. Подземным способом добываются-угли, только в

Карагандинском бассейне. За время освоения бассейна было всего построено около 65 мелких и крупных шахт, которые за период с 1932 г. добыли более 1.8 млрд. т угля. Угли Карагандинского бассейна, представленные технологическими высокодефицитными коксующимися марками КЖ, К и КС, предназначались для металлургических заводов Урала (Россия) и ~ Казахстана и отличаются высокими технологическими качествами концентрата (зольность менее 9.0-10,5%, сера менее 0.3-0.5%).

До начала перестройки шахтный фонд Карагандинского бассейна состоял из 26 шахт с суммарной проектной мощностью около 50 млн. т в год. В лучшие годы эти шахты давали до 44.9 млн. т угля (1977 год) при средней производительности труда рабочего по добыче 93.8 т в месяц. Эти показатели были лучшими в бывшем МУП СССР.

После распада СССР и нарушения производственно-экономических связей между странами СНГ шахты Карагандинского бассейна прошли следующие этапы своего структурного преобразования (таблица 1): первый этап - 1991-1996 годы - период спада производства и всех технико-экономических показателей: за этот период объем добычи снизился с 36.0 млн. т до 12.3 млн. т, а производительность труда - с 62.8 т до 38.2 т в месяц на одного рабочего по добыче. Шахты бассейна, не получая государственной поддержки и дотаций, были вынуждены полностью прекратить работы по вскрытию новых горизонтов, совершенствованию вентиляционных и подъемных комплексов, обновлению технологического оборудования и др. В этот период многие малорентабельные и неперспективные шахты - "Северная", "Майкудукская", "Топарская", "Степная" и "Дубовская" - были ликвидированы. В эти же годы бывшим Министерством энергетики и топливной промышленности Республики Казахстан была разработана "Генеральная схема развития угольной промышленности до 2005 года", согласно которой предусматривалось увеличение подземной добычи угля к 2000 году до 47.8 млн. т и начало строительства одной новой шахты проектной мощностью 1200 тыс. т в год (минимальный вариант). второй этап - начался с передачи 15 угольных шахт в собственность АО "Испат-Кармет" с 01.07.1996 года. В результате в настоящее вр1емя в бассейне действуют 12 шахт: 8 шахт УД АО "Испат-Кармет" и 4 шахты, находящиеся в частной собственности. Общий объем добычи за 2000 г. составил около 10 млн. т при производительности труда рабочего по добыче 40.1 т/мес.

Дальнейшее развитие Карагандинского бассейна полностью зависит от потребности и конкурентоспособности угольной продукции на внутреннем и внешнем рынках, которая, в свою очередь, зависит от себестоимости этой продукции и железнодорожного тарифа на перевозку до потребителя.

Таблица

Динамика структурного преобразования шахтного фонда Карагандинского бассейна

Наименование шахты, Проектная мощность, тыс. т/год Факгаческая добыча за последний год работы, тыс. ч/год Структурное изменение

1. Стахановская 1500.0 427.0 Переданы "Испат-Кармет" (1996 г.), объединены (1998 г.)

2. Карагандинская 2000.0 482.

3. им. Костенко 3200.0 1952.

4. Северная 1000.0 835.4 Ликвидирована (1993 г.)

5. Майкудукская 1500.0 1350.9 Ликвидирована (1993 г.):

6. Кировская 2100.0 887.4 ТОО "Трансэкерго" (1997г.)

7. им. 50-ЛОР 4500.0 467.6 Ликвидирована (1999 г.)

8. им. Байжанова 1200.0 471.7 В стадии ликвидации

9. им. Горбачева 2700.0 385.4 ТОО "Комир-Инвест",

10. им. Кузембаева 1800.0 902.8 Переданы "Испат-Кармет" (1996г.), объединены (1998)

11. им.50 лет СССР 2400.0 467.

12. Сокурская 1800.0 172.7 Переданы "Испат-Кармет" (1996 г.), объединены (1997 г.).

13. Саранская 1500.0 156.

14. Актасская : 1800.0 860.

15.Дубовская 900.0 528.8 Ликвидирована (1996 г.)

16. им. Калинина 3000.0 543.6 Переданы "Испат-Кармет" (1996г.), объединены (1998)

17. Абайская 1500.0 132.

18. Ш-Нуринская 1500.0 138.0 Ликвидирована (1998 г.)

19. Топарская 900.0 416.4 ' Ликвидирована (1996 г.)

20. Долинская 1500.0 510.3 ТОО "Трансэнерго" (1996 г)

21. им. Ленина 2700.0 1615.4 Переданы "Испат-Кармет" (1996 г.)

22. Шахтинская 1800.0 731.

23. Казахстанская 2700.0 391.

24. Тентекская , 4000,0 748.

25. Молодежная 1200.0 .416.0 Ликвидирована, (1998 г.)

26. Степная 900.0 380.0 Ликвидирована (1996 г.)

Анализ зарубежного опыта показывает, что значительного сокращения издержек производства . по добыче и резкого повышения производительности труда можно достичь только за счет эффективной реструктуризации шахтного фонда, создания высокопроизводительных шахт по принципу "шахта-пласт" и "шахта-лава", совершенствования технологических схем очистных работ с использованием высокопроизводительного и надежного оборудования, применения оптимальных параметров: выемочных и шахтных полей и эффективных способов нейтрализации негативных газодинамических и геомеханических процессов.

Исследованию этих проблемных вопросов • посвящено много отечественных и зарубежных работ.; Результаты исследований, выполненных ИГД им. А.А.Скочинского, ИПКОН РАН, компанией :"Росуголь", МГГУ, ВостНИИ, ИПКОН HAH PK, КазНИИуголь, КарГТУ, АО "Карагандагипрошахт" и др., во многом способствовали решению указанных проблем, Но их постановка не учитывает новое направление создания высокопроизводительных шахт с параметрами иного уровня и специфики работы отрасли в новых экономических условиях.

Результаты выполненных автором детальных аналитических и прогнозных исследований современного состояния шахтного фонда Карагандинского бассейна, разработанные основные, направления его реструктуризации и диверсификации угольного производства составили объективную основу для планирования дальнейшего развития угольной промышленности Республики Казахстан. В опубликованных трудах автора показаны народно-хозяйственное и социальное значение реструктуризации и диверсификации угольной отрасли, актуальность и необходимость совершенствования технологических схем, их параметров, внедрения технологического оборудования нового технического уровня и создания шахт по принципу "шахта-лава" [1-10,19-22, 27-30,38, 39,42,43].

Эффективность функционирования подсистем шахты и их элементов

Как известно, шахта представляет сложную динамическую систему, состоящую из большого количества подсистем и элементов, подчиненных единой цели - эффективной разработке выделенных ей запасов угля с высокими экономическими показателями при соблюдении условий технической и экологической безопасности. Отличительной особенностью системы является постоянно изменяющаяся ее топология и. среда функционирования.

Существующая методика: представления статистических данных о функционировании системы-шахта - позволяет выделить 13 подсистем и 9 элементов. Это - очистные работы, в т.ч. монтажно-демонтажные работы, подготовительные работы, ремонт и поддержание - горных выработок, подземный транспорт угля по горизонтальным и наклонным выработкам, подземный транспорт породы и вспомогательных материалов, подъем угля и породы, вспомогательный подъем, подъем по. вентиляционным стволам, прочие подземные работы, работы на поверхности, погрузка угля и аварийное складирование, склад крепежных материалов, мехцех, складское хозяйство, АБК, прочие работы на поверхности, дегазация, вентиляция, управленческий персонал и МОП. Издержки производства в виде стоимости или трудоемкости выполнения работы можно принять в качестве критерия эффективности функционирования подсистем, так как они наиболее полно отражают уровень технологии производства.

В современных условиях, в связи со . становлением рыночных отношений, наиболее достоверным показателем, характеризующим динамику изменения адаптированности технологии подсистем шахты и ее элементов к изменяющимся горно-геологическим условиям и повышению требований к геотехнологической системе, является трудоемкость производственных процессов в шахте^Ь-2,4, 7,26,33].

Трудоемкость работ использовалась в качестве одного из основных критериев в технологических моделях ИГД им. А.А.Скочинского и др. исследователей в работах по совершенствованию проектирования и при разработке шахт нового технического уровня. Так, в модели ИГД им. А.А.Скочинского определяется верхний предел трудоемкости работ по добыче угля расчетным путем и на его основе рассчитываются технико-экономические показатели, служащие основой для разработки ТЭО строительства шахты будущего.

По результатам исследований, выполненных при непосредственном участии автора, для анализа адаптированности технологий к усложняющимся горно-геологическим условиям разработана технолого-экономическая модель шахты и ее подсистем, отличающаяся от ранее известных не только учетом соотношения трудоемкости по процессам, но и времени между реконструкциями или модернизацией отдельных подсистем.

Технолого-экономическая модель шахты (подсистем) представляет собой уравнение, описывающее суммарную трудоемкость по ее подсистемам и элементам с учетом индекса «старения технологии» в динамике за определенный лаг времени с момента достижения наилучших показателей [1, 2, 8, 26, 33].

Под «старением технологии» подразумевается, что ранее принятые технологические решения со временем перестают соответствовать усложняющимся горно-геологическим условиям и повышающимся требованиям к геотехнологической' системе, в результате чего функционирование подсистем шахты характеризуется изменениями (как правило, ростом) трудоемкости. Очевидно, что наступает такой момент, когда дальнейшее увеличение трудовых затрат становится неэффективным или невозможным и тогда возникает ¡необходимость реконструкции или модернизации подсистемы.

Таким образом, индекс «старения технологии» Представляет собой интегрированный коэффициент адаптированное™ технологии к усложняющимся горно-геологическим условиям и отражает динамику изменения критериального показателя во времени. : Технолого-эконрмическая модель имеет вид: - для подсистем и элементов шахты: для системы - шахта: Ту ■ /,.„• -п п т Ъ Е. Т г = 1 у — ш * о п т Г I г'=-1у = ограничения: п>10-15 лет - цикл возникновения диспропорции и морального старения техники и технологии; Т0 - общешахтная трудоемкость в период достижения наибольшей производительности труда; Т0, > 0; Ту, > 0; Иш > 0; < Ту, область применения - действующие шахты;

Л 12 \ъ 1т ч Тц т12 Т13. Т1т п Т21. Т22 Т23 Т2т

13 Т31 Т32 тзз Т3т

1п ТП1 ТП2 ТпЗ ' Тпт

Т.п - трудоемкость у-ом подсистемы шахты или её элементов 1-го года на 1000 т добычи, чел-см;

Т0| - трудоемкость]-ой подсистемы шахты или ее элементов базового года, т.е. года достижения наименьшей трудоемкости после освоения проектной мощности или реконструкций, чел-см/1000т;

1 = 1, 2, 3. п- лаг, интервал времени между реконструкциями или модернизацией отдельных подсистем шахты; за начало отсчета лага (базовый год) принимается год достижения наименьшей трудоемкости после реконструкции, модернизации или сдачи шахты в эксплуатацию;

ИШ>Щ- - индекс "старения технологии" шахты, подсистемы ] = 1,2, З.т-подсистемы или элементы шахты.

Для оценки индекса "старения технологии" всех подсистем шахт по предлагаемой методике ;,была рассмотрена динамика изменения трудоемкости за 19 лет по 26 шахтам Карагандинского бассейна. За базовый принят 1975 год - год достижения наилучших показателей. Результаты расчета приведены в таблице 2.

Индексы "старения технологии" по существу характеризуют технический уровень подсистем или шахты.

В результате выполненного детального анализа динамики изменения трудоемкости и ее удельного веса по подсистемам шахт бассейна установлено, что изменение трудоемкости производственных процессов в шахте происходит неравномерно.

Так, например, за рассматриваемый период (1975-1993 гг.) трудоемкость "очистных работ" (непосредственного процесса добычи угля) возросла с 75 до 112 чел-см/1000 т, при этом удельный вес их в общей трудоемкости снизился с 28.8% до 22.1% (рисунок ]). Нагрузка на очистной забой также снизилась с 1057 до 864 т.

Уровень комплексной механизации в 1975 г. достиг 95.2% и дальнейшее внедрение комплексов производилось в более сложных горногеологических условиях, что повлияло на производительность труда рабочего по добыче угля.

Отсутствие достаточного количества готовых к отработке очистных забоев является следствием снижения объемов проведения подготовительных выработок с 10.2 до 6.4 м/1000 т добычи. При этом, трудоемкость их возросла с 49 до 102 чел-см/1000 т, а удельный вес в общей трудоемкости вырос с 18.8 % до 20.1 %.

Производительность труда рабочего по добыче на шахтах бассейна снизилась с 91.2 до 54.7 т. Снижение всех видов показателей свидетельствует о низком техническом уровне очистных й подготовительных работ.

На снижение технического уровня подсистем "очистные" и "подготовительные работы" оказывает влияние и работа других подсистем, таких как "подземный транспорт", "ремонт и содержание горных выработок", "техкомплекс на поверхности" и др., трудоемкость работ в которых тоже резко возросла. Так, например, трудоемкость "подземного транспорта" за анализируемый период (1975-1993 гг.) выросла с 27 до

Таблица

Индексы "старения технологии" но подсистемам шахт Карагандинского бассейна

Шахты Процессы очистные работы подготовительные работы ремонт и содержание подземный транспорт прочие подземные работы того подземные работы работы на ПОВфХНО спи шахты

Стахановская 1.15 1.63 1,93 1.63 1.66 1.59 1.60 1.

Майкудукская 1.74 1.71 1,01 1.60 1.58 . 1.52 1.59 1.

Карагандинская 0.99 1.47 1.43 1.33 1.28 1:30 1.28 1.

Северная 0.85 1.19 1.83 0.59 1.21 1.13 1.23 1. им.Костенко 0.96 1.51 0.90 1.04 1.13 1.10 1.32 1.

Кировская 0.97 2.26 1.23 1.21 1.40 1,42. 1.30 1. им. Горбачева 1Л9~ 1.94 1.46 1.14 1.51 • 1.44 : 1.41 1.

ИМ.50-ЛОР 1.37 1.55 1.24 1.24 1.42 1.94 1.36 1. им. Кузембаева 1.34 1.82 1.01 1.56 1.55 1.45. 1.73 1. им.бО-ЛОР 1.17 1.44 П 1.61 1.28 1.26 1.34 1.14 1.

50 лет СССР 2.11 2.26 2.73 2.45 .2.21 2.35 2.21 . 2.

Сокурская 1.30 1.64 .3.23 1.03 1.08 1.65 1.59 1.

Дубовская 1.24 2.08 2.17 2.01 1.65 1.83 2.13 1.

Саранская 0.93 1.06 1.01 0.96 1.00 0.99 1.06 1.

Актаеская ,0.96 2.09 1.41 1.44 1.47 1.66 2.31 1.

Топарская 1.24 1.95 2.00 1.93 1.65 1.75 1.77 1.

Ш-Нуринская 1.07 1.41 1.44 1.95 . 1.39 1.45 1.89 1.

Абайская 1.98 2.01 1.61 2.03 2.15 1.95 2:07 2. им. Калинина 1.16 1.95 165 1.62 1.54 1.58 1.42 1.

Долинская 1.08 1.20 2.25 1.40 1.31 1.44 1.31 1.

Молодежная 1.82 L81 1.98 2.11 1.82 1.90 1.87 1.

Степная 2.22 2.99 2.04 2.83 2.51 2.51 2.58 2.

Шахтинская 1.35 1.29 2.08 1.46 1.41 1.52 1.52 1.

Казахстанская 1.32 1.62 2.07 1.94 " 1.72 1.73 2.77 2. им. Ленина 1.54 2.91 1.60 2.99 2.07 . 2.22 2.18 2.

Тентекская 1.19 1.03 0.65 0.98 1.02 0.97 0.95 0.

ИТОГО 1.32 1.76 1.67 1.61 1.54 1.61 1.63 1. чел-см/1000 т, хотя удельный вес в общей трудоемкости остался на уровне (10.4 и 10.3 %). То же наблюдается и на "ремонтных работах": трудоемкость ремонта выработок по всем шахтам выросла с 23 до 40 чел-см/1000 т, а удельный вес - сократился с 8.8 до 7.9 %. На "прочих подземных работах" трудоемкость выросла в 2.5 раза - с 34 до 84 чел-см/1000 т, а удельный вес с 13.1 до 16.6 чел-см/1000 т и приблизился к уровню "очистных" и "подготовительных работ". Большой рост трудоемкости наблюдается и на "работах на поверхности": с 52 (1975 г) до 117 (1993 г) чел-см/1000 т, т.е. возрос в 2.2 раза. Удельный вес трудоемкости "работ на поверхности" также увеличился с 20 % до 23.1 %.

Таким образом, выполненные автором исследования показали, что изменение трудоемкости по основным и вспомогательным работам происходит непропорционально: более быстрыми темпами для одних и медленными для других.

Располагая величину Щ в вариационный ряд, можно определить какие подсистемы нуждаются в реконструкции или модернизации. По итогам анализа результатов выполненных исследований было произведено ранжирование шахт и их подсистем по индексу "старения технологии" по следующей схеме:

И) (ТУ]) < 1.00 - происходит "омолаживание" подсистемы (шахты);

1.00 < Щ (ТУ,) < 1.25 - низкий уровень "старения технологии";

1.25 < Щ (ТУ}) < 1.50 - средний уровень "старения технологии";

И| (ТУ;) > 1.50 - высокий уровень "старения технологии".

Выполненная оценка подсистем шахт Карагандинского бассейна по индексу "старения технологии" показала, что в основном все они имеют высокий уровень "старения технологии" и поэтому нуждаются в реконструкции или модернизации с применением более совершенных технологических схем и техники нового технического уровня [1, 2,8, 26,33].

Аналитические исследования позволили установить, что из подсистем шахты наиболее высокий уровень "старения технологии" имеют "подготовительные" и "прочие подземные работы", "работы на поверхности" и "подземный транспорт". Такое положение объясняется, главным образом, разбросанностью горных работ в связи с одновременной разработкой нескольких горизонтов и пластов и интенсивным проявлением газодинамических и геомеханических процессов [1,2, 5,8].

Анализ работы шахт показывает, что значительное снижение трудоемкости по одному из производственных процессов не приводит к резкому повышению производительности труда. Так, например, даже если подсистема "очистные работы" будет иметь нулевую трудоемкость, то рост производительности труда рабочего по добыче увеличится не более чем на 20-23 %.

Динамика изменения трудоемкости и ее удельного веса по подсистемам шахт

Очистные работы ч^ ^ / # / ^ чс?4 ^ ^

Подготовительные работы лЬ л<о /Л А ой «у .Л Л <А (А Л' А & а^ ¡Л Л Подземный транспорт

8 --------Г---1----1--'-1------ ¥-1-----1--------1---1-----+-— 1—- ■ ■

А> лЬ Л Л<Ь Л<Ь <& <Л <Л <Л О^ ой ОЙ <Д ОЙ О?) о>ч ей' скЬ ^ ч«" Ч<> ч^ Ч^ Ч«4 Ч^ Ч^ Ч^ 4е* Ч4 Ч^ Ч^

-%% ■ 1 ""чел-см

Рисунок 0 ГОДЫ

Ремонт и поддержание

Прочие работы

9

§

Работы на поверхности

-%% -чел-см

Продолжение рисунка

Следовательно, для резкого увеличения производительности труда и эффективности работы на действующих шахтах необходимо чтобы каждая подсистема по своему техническому уровню отвечала требованиям системы в целом. Это означает, что на шахтах Карагандинского бассейна необходимо, в первую очередь, максимально сократить количество очистных забоев, разбросанность горных работ и всех коммуникаций [1, 2,

8,26, зз]. :

Технолого-экономические основы реструктуризации шахтного фонда

Выполненная оценка возможного структурного изменения шахтного фонда отрасли показала, что сохранение фактического количества шахт и неполное использование их производственных возможностей в рыночных условиях хозяйствования из-за капиталоемкости системы экономически невыгодно. Для решения этой проблемы при непосредственном участии автора разработаны технолого-экономические основы и рекомендации по реструктуризации шахтного фонда, обеспечивающие эффективную работу каждой действующей шахты при рациональном использовании сырьевых, людских, Материальных ресурсов и производственной мощности бассейна в целях выпуска конкурентоспособной угольной продукции [1,5,17-19,38,39].

Технолого-экономическими основами реструктуризации шахтного фонда является высокая концентрация ¡очистных работ путем технологического или административного объединения смежных шахт и централизация вспомогательных служб на базовой шахте.

Для этой цели необходимо обоснование и выбор критерия определения базовой шахты, разработка основных принципов технологического объединения и управления шахтами и оценка эффективности объединения.

При объединении нескольких шахт в единую технологическую или административную систему важное значение имеет определение технического уровня каждой шахты. Шахта, имеющая высокий технический уровень, может служить ''базовой" шахтой, на основе которой осуществляется объединение.

Определению технического уровня шахт (ТУ) посвящено много работ. В методическом отношении наиболее значимы работы ИГД им. А.А.Скочинского и А.ИЛелеко, отличающиеся друг от друга набором учитываемых факторов. Так, например, в методике ИГД им. А.А.Скочинского технический уровень шахт определяется техническим уровнем таких подсистем и процессов как система разработки, способ подготовки шахтного поля, очистные и подготовительные работы, подземный транспорт угля, подземный вспомогательный транспорт, технологический комплекс на поверхности, стационарные установки, способ вскрытия шахтного поля. В методике А.И.Лелеко учитываются горное хозяйство, очистные, и подготовительные работы, подземный транспорт, производственная мощность шахты. В этих работах технический уровень подсистем или процесса, а также весомости их определяются экспертной оценкой с привлечением большого количества специалистов. Эти методы оценки технического уровня шахт иосят субъективный характер, поскольку все зависит от адаптированностй таких качественных параметров как система разработки, способы подготовки и вскрытия шахтного поля и др. к конкретным горно-геологическим условиям разработки месторождения.

Уровень адаптированностй качественных и количественных параметров отдельных подсистем и процессов определяется сопоставлением технико-экономических показателей, в частности, трудоемкости работ - наиболее объективным показателе, в наименьшей мере подверженным влиянию конъюнктуры.

Сопоставление оценок технического уровня смежных шахт позволяет наметить базовую шахту, на основе которой целесообразно осуществить технологическое или: административное .объединение. В результате выполненных исследований автором определены технические уровни шахт по динамическому индексу интенсификации производства (формула (2), называемому в дальнейшем индексом "старения технологии" производства, по 15 вариантам групп смежных шахт Карагандинского бассейна и возможные базовые шахты (см. таблицу 3, где знаком "+" отмечены шахты с наименьшими индексами "старения технологии", предлагаемые в качестве базовых при объединении) [1, 5, 8, 17-19].

Варианты компоновки групп шахт формировались по следующим признакам: близость расположения, идентичные условия разработки и технологические качества углей, техническая возможность объединения шахт в единую технологическую систему, рациональное использование угольных, людских, материальных ресурсов и производственной мощности бассейна, удовлетворяющей спрос на угольную продукцию. Экономическая эффективность развития шахт (индивидуальное, совместное, ликвидация, реконструкция) определялась по критерию максимума дохода.

Выполненная оценка возможного изменения шахтного фонда бассейна по этой схеме показала, что в результате реструктуризации общее количество шахт сокращается с 26 до 12 при общей производственной мощности до 15-20 млн. т, что полностью обеспечивает внутреннюю потребность страны в карагандинских углях, а в случае увеличения потребности объем добычи может быть увеличен до 20-25 млн. т.

Основные направления и рекомендации автора по реструктуризации шахтного фонда (I этап) были включены в состав Комплексной государственной программы развития Карагандинского региона "Сары-Арка" и к настоящему времени осуществлены на разных уровнях и этапах: объединены шахты "Северная" , и "Майкудукская" на базе шахты "Карагандинская"; шахты "Дубовская" и "Саранская"; шахты "Топарская" и "Шерубай-Нуринекая"; шахты "Степная" и "Молодежная".

Таблица

Технический уровень смежных шахт по индексу "старения технологии производства" № Смежные шахты Условия смежности . Технический уровень подсистем и шахты Базо вая шах та +

Очистные работы Подшю витальные работы Ремонт и содержа ник Подземный транспорт Прочие подземные работы Итого подземные работы Работы на поверх носги Шах ты

1 Майкудукская Карагандинская Попросгара-ниюипопа-дениющастов 1.74 0.99 1.71 1.47 1.01 1.43 1.60 1.33 1.58 1.28 1.52 1.30 1.59 1.28 1.56 1.29 +

2 Стахановская им. Костенко По падению пластов 1.15 0.96 1.63 1.51 1.93 0.90 1.63 1.04 1.66 1.13 1.59 1.10 1.60 1.32 1.59 1.21 +

3 им. Горбачева им. 50-ЛОР Вкрест простиранию пластов 1.19 1.37 1.94 1.55 1.46 1.24 1,14 1.24 1.51 1.42 1.44 1.94 . 1.41 1.36 1.42 1.65 +

4 им. Кузембаева им. Горбачева Вкрест простиранию пластов 1.34 1.19 1.82 1.94 1.01 1.46 1.56 1.14 1.55 1.51 1.45 .1,44 1.73 1,41 1.59 1.42 +

5 им. Байжанова им. Горбачева По простиранию пластов 1.17 1.19 1.44 1.94 1.61 1.46 .1.28 1.14 1.26 1.51 1.34. 1.44 1.14 1.41 1.24 1.42 + б 50 лет СССР им. Кузембаева По простиранию пластов 2.11 1.34 2.26 1.82 2.73 1.01 . 2.45 1.56 2.21 1.55 2.35 1.45 2.21 1.73 2.28 1.59 +

Продолжение таблицы

1 50 лет СССР По простира- 2111 2.26. 2.73 2.45 2.21 2.35 2.21 2.

Актасская нию пластов 0.96 2.09 1.41 1.44 1.47 1.66 2.31 1.98 +

8 Актасская По простира- 0.96 2.09 1.41 1.44 1.47 1.66 2.31 1.98

Саранская нию пластов 0.98 1.06 1.01 0.96 1.00 0.99 1.06 1.03 +

9 Саранская Вкрест про- 0.98 1.06 1.01 0.96 1.00 0.99 1.06 1.03 +

Дубовская стиранию пластов 1.24 2.08 2.17 2.01 1.65 1.83 2.13 1.98

10 Топарская По простира- 1.24 1.95 2.00 1.93 1.65 1.75 1.77 1.76

Ш-Нуринская нию пластов 1.07 1.41 1.44 1.95 1.39 1.45 1.89 1.66 + и Абайская По простира- 1.98 2.01 1.61 2.03 2.15 1.95 2.07 2.

Ш-Нуринская нию пластов 1.07 1.41 1.44 1.95 1.39 1.45 1.89 1.66 +

12 Абайская По простира- 1.98 2.01 1.61 2.03 2.15 1.95 2.07 2.01 им. Калинина нию пластов 1.16 1.95 . 1.65 1.62 1.54; 1.58 1.42 1.50 +

13 Молодежная По простира- 1.82 1.81 1.98 2.11 1.82 1.90 1.87 1.88

Шахтинская нию пластов 1.35 1.29 2.08 1.46 1:41 1.52 1.52 1.52 +

14 им. Ленина По простйра 1.54 2.91 1.60 2.99 2,07. . 2.22 2.18 2.20 +

Казахстанская нию пластов 1.32 1.62 2.07 1.94 1.72 1.73 2.77 2.

15 Тентекская По простира- 1.19 1.03 0.65 0.98 1.02 0.97 0.95 0.96 +

Казахстанская нию пластов 1.32 1.62 2.07 1,94 1.72 1.73 2.77 2.25

Эти объединения шахт, осуществленные но общему научно-техническому направлению реструктуризации шахтного фонда бассейна, из-за" отсутствия необходимых инвестиций не были завершены и практически привели к их ликвидации. Ликвидация шахт "Северная", "Майкудукская", "Дубовская", "Топарская", "Степная", "Шерубай-Нуринская", "Молодежная" и др. безусловно сократила общие издержки на их содержание, но необходимый экономический эффект в связи с резким спадом добычи угля не был получен.

В дальнейшем (этап II) для оставшихся шахт автором разработаны методические положения по реструктуризации шахтного фонда на базе технологического, или административного объединения смежных шахт, отличающиеся учетом их технического уровня по индексу "старения технологии", наличия достаточных запасов или резервных полей, совпадения отметок вскрытых горизонтов, возможностью выдачи всей добычи через базовую шахту, возможностью своевременной доставки людей до рабочего места в течение регламентированного времени, возможностью осуществления секционного проветривания, экономической эффективностью объединения шахт со сроком окупаемости инвестиций не более 5-6 лет[1, 5, 8, 17-20]. На основе этого методического положения разработаны следующие основные направления реструктуризации шахтного фонда и технологические объединения шахт Карагандинского бассейна: шахт "Стахановская", "Карагандинская" и им. Костенко на базе последней; шахт им. Кузембаева и "50 лет СССР" на базе последней; шахт "Кировская'1, им. Байжанова и им. Горбачева на базе последней для повторной разработки пластов К^ и Кю; шахт "Актасская", "Сокурская" и "Саранская" на базе последней; шахт "Тентекская", им. Ленина и "Казахстанская" на базе последней; шахт "Абайская" и им. Калинина на базе последней [1, 5, 8, 9, 17-20, 23].

В настоящее время эффективно функционируют объединенные шахты: "Стахановская", "Карагандинская" на базе шахты им. Костенко; "Сокурская", "Актасская" на базе шахты "Саранская". Технологические схемы объединения этих шахт приведены на рисунках 2 и 3. Технологическое объединение этих шахт позволили сократить протяженность поддерживаемых выработок до 300 км, количество стволов около 30, высвободить дополнительные запасы угля за счет межгнахтных целиков в объеме около 22 млн. т и создать благоприятные условия для внедрения технологических схем высокопроизводительных лав с оптимальными параметрами выемочных полей [1, 5, 8, 9,17-20, 23, 38,39, 43].

Оптимизация параметров выемочных полей и технологических схем высокопроизводительных лав

За годы кризиса в угольной отрасли объем добычи угля в Казахстане снизился в 4 раза, а производительность труда по добыче в 2.5-3 раза. Дальнейшее ухудшение ситуации можно остановить в том случае, если разумно использовать и учитывать опыт передовых угледобывающих стран. При этом в первую очередь необходимо повысить технический уровень основной подсистемы шахты- "очистные работы".

Анализ и обобщение мирового опыта работы высокопроизводительных лав показывает, что шахты, работающие по принципу "шахта-лава", имеют высокие экономические показатели, сравнимые с показателями открытого способа разработки. В' передовых странах (США, Австралия, ЮАР) при организации работ по добыче угля применяют совершенно иные параметры выемочных полей и технологических схем и достигнуты технико-экономические показатели на порядок выше, чем в странах СНГ [1, 4, 28, 30]. Так, например, нагрузка на очистной забой составляет 815-970 тыс. тв месяц (шахта "Твентимайл" компании "Сайпрус", шахта "Mingo logunV, США), длина лавы достигает 400 м; длина столба до 6300 м; скорость подачи комбайна - до 40 м/мин; ресурсы лавного конвейера, комбайна и крепи до капитального ремонта достигают до 10-15 млн. т угля и др.

Анализ работы высокопроизводительных забоев по принципу "шахта-лава" показывает, что существенными ограничивающими факторами в достижении высоких технико-экономических показателей в условиях шахт Карагандинского бассейна являются [1-8,12,16,22-24, 35,36]:

- ограниченные размеры шахтных и выемочных полей, что не позволяет применять оптимальные их параметры;

- сложное геомеханическое состояние массива горных пород на глубоких горизонтах, а также явления отжима угля в очистных забоях;

- газодинамические явления, осложняющие проведение выработок и "газовый фактор", ограничивающий увеличение нагрузки на очистной забой и темпы проведения .выработок.

Проведенные исследования позволили разработать технические и технологические решения для повышения эффективности , разработки угольных пластов.

Шахты Карагандинского бассейна отличаются небольшими размерами поля по простиранию и падению. Специфической особенностью бассейна является сокращение размеров большинства шахтных полей по простиранию с углублением горных работ, связанное с мульдообразным залеганием пластрв«; Выполненный анализ и оценка современного состояния шахтных полей показывает, что большинство шахт имеют ограниченные размеры полей по простиранию - менее 3.5 км и по падению менее 1.0-1.5 км. Возможность подготовки выемочных столбов длиной 3.5-6 км на. многих шахтах бассейна весьма ограничена (только поля шахт им. Калинина и "Тентекская") [1-8, 12,16, 22-24]. •

Исследования показывают, что реструктуризация шахтного фонда с технологическим объединением смежных шахт увеличивает размеры шахтных полей, что создает возможность ддя реализации их оптимальных

Схематический план горных работ шахты им. Костенко (пласт К7) стволы ликвидируемые

Рисунок

- технологическая схема для высокогазоносных пластов без проведения полевого штрека с дополнительным пластовым штреком (рисунок 5в), служащим для подачи воздуха и дегазации обрушенного пространства (вариант шахты "Саранская");

- технологическая схема очистных работ для малогазоносных пластов с проведением и поддержанием выработок за лавой (рисунок 56).

Во всех технологических схемах для высокогазоносных пластов в целях повышения уровня безопасности работ предусматривается применение комплекса способов дегазации бурением дегазационных скважин вертикальных, пластовых и в купола обрушения, а также отработка очистных забоев путем выемки уступа на мощных и средней мощности пластах для предотвращения отжима угля.

Исследованиями установлено, что эффективная разработка угольных пластов с применением этих технологических схем возможна только при высокой нагрузке на лаву - не менее 5000-10000 т/сутки.

Для указанных вариантов технологических схем очистных работ и выемочного участка, в том числе без предварительного проведения нарезных выработок, автором определены их оптимальные параметры (длины лавы и столба и сечение выработки) по критерию минимума текущих затрат на подготовку и эксплуатацию.выемочного участка [1,4, 5, 36, 37].:

Х/<-. сумма текущих затрат на подготовку и эксплуатацию выемочного участка по г-м видам работ, тг; 0Пр - промышленные запасы выемочного столба, т;

Н,1 - соответственно длина столба и лавы, м; р - производительность пласта, т/м2;

Для определения оптимальной длины столба высокопроизводительной лавы Выведена формула: ограничения

Г = — >2-3 года V

А < '

Оптимальное сечение транспортно-вентиляционных выработок определяется по формуле: при условии:

5В.>8Т (8)

Н,1 - соответственно длина столба и лавы, м;

V - скорость подвигания лавы, м/год;

У11р - скорость проведения выработки, м/год; а,Ъ - стоимостные параметры по проведению выработки, тг/м и тг/м3;

- стоимостной параметр по транспорту угля, тг/км; гигг - стоимость поддержания выработки в период проведения и эксплуатации, тг/год; р - производительность пласта, т/м2; 5„,5<; - сечение монтажных и демонтажных выработок, м2; С„, С, - стоимостные параметры монтажа и демонтажа оборудования, тг/т; р - коэффициент услуг вспомогательных цехов; д0 - вес оборудования на 1 погонный метр лавы, т/м; С - коэффициент, характеризующий формы сечения выработок; к6 - коэффициент эффективности дегазации; и - мощность пласта, м; ., ■

- сечение 1-ой выработки, м2; г=1, п; ку],ку7 - коэффициент устойчивости боковых пород; у - объемный вес, т/м3;

5, - свободное сечение комплекса; й - количество воздуха г'-оц вьфаботки, мЗ/сек; а - аэродинамический коэффициент;

- стоимостной коэффициент по транспортировке вспомогательных материалов и оборудования, тг/т;

Ь: - ширина ¡-ой выработки, м;

ЬМ,ЬД - ширина монтажной и демонтажной выработки, м;

590аСу£$Н q[t - относительная метанообильность выемочного участка до дегазации, м3/тд.; Ср - цена угля, тг/т; п - количво выработок.

Ограничение (5) характеризует, что продолжительность отработки столба должна быть более 2-3 лет, ограничение (6) - "газовый порог" по нагрузке, условие (8) - оптимальное сечение выработки по воздуху должно быть не меньше сечения, необходимого для размещения транспортного оборудования.

Выполненные расчеты позволили установить, что оптимальная длина столба в зависимости от мощности пластов находится в пределах 3.5-6.0 км. Исследования показали также, что с увеличением длины лавы удельные затраты снижаются и оптимального значения этого параметра не существует IU 5].

В работах обосновано, что значительная технолого-экономическая эффективность разработки пластов может, быть достигнута только при внедрении высокопроизводительных лав по принципу "шахта-лава" с технологическим оборудованием, имеющим гарантированные ресурсы на 1015 млн. т и производительность, в 10-15 раз превышающую производительность оборудования, применяемого в настоящее время [1, 4, 5, 16,36].

На основе выполненного анализа комплекса технолого-экономических, геомеханических и экологических факторов автором определены основные методические принципы совершенствования технологии разработки пластов по следующим направлениям [1-5,16,24, 36];

- создание высокопроизводительных технологических схем разработки по принципу "шахта-лава" с нагрузкой 5000-10000 т/сутки с параметрами: длина лавы - 300-400 м; длина столба 3.5-6.0 км.

- сокращение объема проводимых и поддерживаемых выработок в 2-3 раза на 1000 т добычи угля за счет создания нарезных выработок путем крепления части выработанного пространства очистного забоя (рекомендуется при ограниченных размерах выемочных полей).

Реализация методических принципов совершенствования технологии разработки пластов, теоретические и экспериментальные исследования показали, что предложенные варианты технологических схем очистных работ с высокой нагрузкой и. оптимальными параметрами обеспечивают высокую эффективность добычи и конкурентоспособность угольной продукции в условиях рыночных отношений [1-5,16,24,36].

Методы нейтрализации сложных газодинамических и геомеханических процессов

Проблема создания высокопроизводительных лав в условиях Карагандинского бассейна, как отмечено выше, зависит и от технических и технологических решений, по снижению газообильноети разрабатываемых пластов и нейтрализации геомеханических процессов.

Вопросам снижения метанообильности шахт, создания и совершенствования различных способов нейтрализации последствий сложных геомеханических и газодинамических явлений, снижения "газового порога" и увеличения нагрузки на очистной забой посвящены многие научные исследования во, всех угледобывающих странах мира. В Республике Казахстан этими вопросами занимались ИГД им. Д.А.Кунаева, КазНИИБГП, КазНЩуголь, КарГТУ, ИПКОН HAH PK, КазНТУ. Из стран ближнего зарубежья значительные успехи в исследовании рассматриваемых проблем достигнуты в России (ИГД им. А.А.Скочинского, ЙПКОН РАН, МГГУ, ВостНЙИ и др.) и на Украине (ИТТМ УАН, ДонУГИ, ДГТУ, МакНИИ и др.).

На основе анализа отечественного и зарубежного опыта и имеющихся научных работ автором обобщены традиционные методы нейтрализации негативных последствий сложных геомеханических и газодинамических явлений, осложняющих нормальное ведение горных работ, а также способы снижения порога "газового фактора", ограничивающего нагрузку на очистной забой, и даны основные направления их совершенствования [1-8, 13,24,35,40-41].

Применение комплекса способов по уменьшению влияния перечисленных выше негативных факторов позволили нейтрализовать явления отжима угля в лавах с отработкой их уступными забоями, снизить газообильность, увеличить скорость проходки, снизить затраты на проведение и поддержание горных выработок и значительно увеличить нагрузку на очистной забой. Но, как показывают практические результаты, применяемые в бассейне методы дегазации на глубинах 600-700 м не обеспечивают снижение газообильноети более чем на 50-60% и все-таки ограничивают нагрузку на очистной забой [1, 5,24,35]. :

Современное состояние дегазации характеризуется ростом газовыделения в условиях снижения эффективности и усложнения применения способов дегазации. На многих шахтах бассейна возможности вентиляции и дегазации практически исчерпаны. Снижение газообильноети разрабатываемых пластов возможно при условии повышения эффективности заблаговременной. и текущей дегазации на выемочных полях высокопроизводительных лав. Анализ работы высокопроизводительных лав показывает, что в условиях Карагандинского бассейна применяемые способы дегазации малоэффективны. Поэтому для повышения нагрузки на очистной забой требуется применение комплекса способов дегазации с использованием передового мирового опыта.

Для достижения высокой нагрузки (свыше 10 тыс. т в сутки) эффективность дегазации должна быть не менее; 80-85 %. Такую эффективность дегазации существующие способы и технологические схемы обеспечить не могут [1,5,24, 35].

На основании передового опыта дегазации угольных пластов и добычи метана в угледобывающих странах (CUIA, Австралия и др.) при непосредственном участии автора разработан новый для Карагандинского бассейна способ пластовой дегазации высокогазоносных пластов, основанный на использовании длинных скважин (до 1800 м). Отличительной особенностью этого способа является то, что скважины бурятся навстречу движения очистного (подготовительного) забоя, постоянно функционируют в зоне его влияния и отсасывают метан как из самого пласта, так и из призабойного пространства (рисунок 6). В этом случае достигается максимум эффекта дегазации (по предварительным оценкам - до 80-85%). До начала проведения подготовительных выработок также производится предварительная дегазация пласта в зонах йх проходки длинными скважинами [1, 5,24, 35].

Рекомендуемые параметры данного способа дегазации при использовании на глубоких горизонтах Карагандинского бассейна следующие: длина скважин'до 1800 м, диаметр - 150-170 мм, расстояние между скважинами 12-18 м. При этом, как показывают исследования, объём проведения скважин в 2-2.5 раза меньше, а затраты в 1.7-1.8 раза меньше, чем в применяемых способах дегазации. Расчетное время дегазации выемочного участка около 1 года, а общая продолжительность работ по подготовке выемочного участка к очистной выемке - 36-42 мес. [5,35,41].

На основе анализа и обобщения имеющегося отечественного и зарубежного опыта, а также разработанных перспективных способов дегазации, в целях достижения высокой нагрузки на лаву и обеспечения безопасности работ, автором предложены методы нейтрализации негативных последствий сложных газодинамических процессов, заключающиеся в применении комплексных способов дегазации бурением скважин вертикальных, длинных пластовых и в купола обрушения, функционирующих в зонах влияния очистных работ и использовании эффекта подработки и надработки пластов,

Новые экономические условия вносят дополнительные особенности в разработку угольных месторождений. Так, в ряде случаев, вынужденно вводятся ограничения на добычу, что влечет за собой ухудшение устойчивости очистных забоев со временем, интенсификацию проявлений отжима угля и, как следствие, простои лав. Как показывает опыт работы, применение предварительного вруба, Противоотжимных устройств, изменение угла наклона и формы очистного забоя существенно влияют на его устойчивость, вследствие перераспределения напряжений в призабойной части угольного массива, и безопасность работ в лаве. На основе анализа и обобщения имеющихся исследований и опыта нейтрализации отжима угля в очистных забоях автором рекомендуется при разработке мощных и средней мощности пологих пластов в условиях Карагандинского бассейна производить предварительную выемку верхней части пласта (высота 0.3-0.

Схема дегазации пласта и куполов обрушения в зоне очистных работ (а) и зонах проходки подготовительных выработок (б)

1 2 Ч

1 - пластовые дегазационные скважины; 2 - скважины для дегазации обрушенных куполов; 3 - вакуумная установка, 4 - вертикальные скважины.

Рисунок вынимаемой мощности, ширина 0.4-0.5 м) со снятием уступа забоя при обратном ходе комбайна, что приводит к значительному улучшению безопасности работ и основных экономических показателей (на 25-30% возрастает скорость подвигания забоя, в 2 раза снижается объем негабаритов с 1 п. м. лавы, улучшаются условия труда) [5,35].

С целью подготовки выемочного поля к работе высокопроизводительной лавы, а также для повышения рентабельности шахт и диверсификации основного производства до начала подготовительных и очистных работ необходимо производить заблаговременную дегазацию путем прямой добычи метана. В Республике Казахстан и странах СНГ имеется богатый опыт заблаговременной дегазации угольных пластов; с помощью направленного гидрорасчленения (НГРП) и дегазации пластов, неразгруженных от горного давления. Из-за снижения газоотдачи угольных пластов с углублением горных работ перспективы этих способов ограничены.

Для' повышения эффективности добычи метана и безопасности разработки угольных пластов при непосредственном участии автора разработан новый для условий Карагандинского бассейна способ дегазации бурением вертикальных и длинных пластовых дегазационных скважин с нагнетанием различных компонентов, увеличивающих дебит газа, основанный на использовании имеющегося оборудования к практического опыта по добыче метана в США, Австралии. Также длинные дегазационные пластовые скважины можно бурить при пересечении каждого пласта из вертикальных стволов, проводимых для вскрытия глубоких, горизонтов. Эффективность заблаговременной ; дегазации- . .определяется газопроницаемостью угольных пластов, сеткой заложения скважин , и продолжительностью их активной эксплуатации. Для условий Карагандинского бассейна рекомендуются следующие параметры: длина скважин до 1800 м, диаметр скважин 150-170 мм, количество скважин 15-20, время активной эксплуатации скважин 18-24 мес. При этом достигается максимум эффекта дегазации, возможность получения кондиционного газа и уменьшение выбросов метана в атмосферу [1, 5, 35,40].

Таким образом, до начала подготовительных и очистных работ необходимо провести заблаговременную дегазацию в целях промысловой добычи метана с одновременной подготовкой выемочного поля для работы высокопроизводительной лавы, и только после проходки горных выработок производится пластовая дегазация.

Основные направления диверсификации угольного производства

В результате аналитических . исследований установлено, . что на большинстве предприятий угольной промышленности Республики Казахстан в условиях структурного преобразования отрасли и ее вхождения в систему конкурентной рыночной экономики изменение уровня занятости не соответствует динамике производства. Ожидание значительного сокращения рабочих мест в связи с реструктуризацией шахтного фонда определяет необходимость проведения мероприятий по диверсификации угольного производства в Казахстане [10, 27, 29,34,42].

Диверсификация производства представляет собой один из способов структурной перестройки отрасли в условиях формирования рыночных отношений. Для низко рентабельных предприятий угольной промышленности диверсификация имеет особое значение, так как позволяет получить дополнительную прибыль ' для стабилизации финансового положения и создания новых рабочих мест. Необходимость диверсификации производства вызвана также потребностью иметь конкурентоспособные цены на угольную продукцию, которые достигаются, в первую очередь, повышением производительности труда путем сокращения трудоемкости и высвобождением трудящихся.

Диверсификация производства связана с проблемой комплексного использования недр - рациональной полнотой использования минеральных ресурсов (природных ресурсов, отходов их добычи и переработки) и участвующих в процессе их освоения трудовых и материальных ресурсов в экономически оправданных пределах. Основная задача комплексного использования минеральных ресурсов - оптимальное извлечение качества и массы полезных ископаемых, направленное на улучшение экологических и социально-экономических показателей - актуальна и для диверсификации угольного производства.

Анализ показывает, что предпосылки для проведения диверсификации производства в угольной отрасли Казахстана имеются - это наличие сырьевого, трудового, материального и финансового потенциала в регионе и потребность собственно угледобывающих предприятий в строительных, транспортных, ремонтных, культурных, торговых я др. работах и услугах;

Исходя из анализа сырьевой базы угленосных отложений (таблица 4) и с учетом комплексного использования минеральных ресурсов недр, для условий Карагандинского бассейна в рамках диверсификации основного производства рекомендуется развитие следующих производств и услуг [4,19, 29]: добыча метана для бытовых и промышленных нужд; производство угольных брикетов; производство электроэнергии; производство спецкокса; производство стройматериалов.

Рекомендуется также развитие ряда произвол стб, связанных с использованием имеющихся горных сооружений (рыборазводное хозяйство на карьерах, спецхранилища для сельхозпродуктов в горных выработках шахт, тепличное хозяйство на вторичном тепле электростанций и др.).

При определении основных направлений диверсификации угольного производства Казахстана учтены следующие основные определяющие факторы - производство должно быть рентабельным, экологически чистым, использовать местные сырьевые (отходы и попутные компоненты отрасли) и

Таблица

Возможные направления использования углей отдельных месторождений Республики Казахстан

Месторождение Марка углей Запасы млн. т Возможные направления использования углей *) а б в г Д е. ж 3 и К

Борлы К,КО 443 . +

Жамантуз т 221 + + + + + ■

Завьяловское ж 339 + + + +

Карагандинский гжо,гж, ж,к,ко, КС,ОС 9735 + + + + + + +

Куучеку ОС 622 + + +

Кызылтау к,кж 135 + + + . +

Самарское ЩЩЖД 307 + + + + +

Тенизкоржун-кольский СС,А,Г,КС гжо,ос 355 + + + +

Экибастузский СС 10786 + + ' +

Кайнама г 213 + + +

Верхнесокурское Б 2046 + + + + +■ +

Жалын Д,ДГ,Г 49 + + + + + + +

Киякты Б 23 + + + + + +

Койтас Б 2038 + + + +

Ленгер Б .355 + + + + +

Майкубеноский Б 3804 + . + + + +

Шубарколь д 2123 + + - +' +

Юбилейное д 1089 + ■ + + " + ■+ а - энергетическое, в т.ч. для коммунальных и бытовых нужд; б - слоевое коксование; в - производство электродных и футеровочных материалов; г -энергоносители и карбюризаторы в сталеплавильном производстве; д -производство адсорбентов; е - производство ионообменных материалов (сулъфоуглей); ж - производство жидких топлив; з - газификация углей; и -полукоксование углей; к - производство гуминовых препаратов. трудовые (высвобождаемые работники отрасли) ресурсы, производить продукцию, имеющую спрос на внутреннем и внешнем рынках.

Промышленная добыча метана. По предварительным подсчетам,, в Карагандинском угольном бассейне ежегодно можно получать около 300-400 млн. мЗ высококонцентрированного метана. Только из нижних горизонтов

Саранского участка (глубина 700-1300 м, площадь около 70 км^) для бытовых и промышленных нужд можно извлечь около 5 млрд. мЗ метана до начала горных работ с помощью направленного гидравлического (пневматического) расчленения угольных пластов (НГРП). Для получения 100-150 млн. мЗ метана в год, необходимо иметь в эксплуатации от 30 до 50 скважин, пересекающих всё пласты. Такой опыт в Карагандинском бассейне имеется.

Для вскрытия и подготовки нижних горизонтов Саранского участка необходимо пройти около 6 вертикальных стволов. Для добычи метана при пересечении каждого пласта из ствола надо пробурить 15-20 пластовых скважин длиной до 1800 м (этот способ описан в предыдущей главе). Объем добычи метана может составить до 1.2-1.5 млн. м^ в год.

Также в бассейне имеется ряд других метаноносных участков- глубокие горизонты Тентекского, Шерубай-Нуринского района и др. По предварительным расчетам стоимость 1000 м^ добываемого газа будет в 1.52.0 раза дороже импортируемого. Но для . освоения месторождения угля дегазация неизбежна. Кроме того, значительно улучшается экология.

Таким образом, добыча метана является одним из актуальных направлений диверсификации производства в Карагандинском бассейне.

Производство спецкокса. Потребность в специальном коксе, удовлетворяющем специфическим требованиям ферросплавных и других производств, (получение литейного чугуна, агломерация руд, производство фосфора и карбида кальция) только на предприятиях. Казахстана составляет около 2.0 млн. т в год. Как показывают исследования б. КНИУИ и ХМИ НАН РК, требованиям специфики электротермических отраслей промышленности,для производства ферросплавов и фосфора удовлетворяет спецкокс, полученный на базе углей пластов К], К2, К3 Карагандинского бассейна. В процессе, диверсификации необходимо осуществить строительство коксовой батареи для производства спецкокса.

Для производства 2 млн. т в год .спецкокса необходимо .10-11 млн. т угля. При этом, попутно получается большое количество коксохимических газов, из которых может, выпускаться множество видов продукции (смолы, эмали, красители, полимеры, лекарственные, и фармацевтические^ препараты и др.). Таким образом, производство спецкокса может открыть новые возможности для создания высокоэффективного комплексного производства.

Производство угольных брикетов. На ОФ Караганды ежегодно складируется около. 0.6-0.8 млн. т шламов и 1.5-2.0 млн. т промпродуктов. Исследованиями (ХМИ НАН РК, ИПКОН НАН РК, КазНИИуголь, ИПГ РК) разработаны технологии получения брикетов из этих отходов обогащения углей. По расчетам., годовая; прибыль при производстве угольных брикетов может составить около 5.5-6 млн. долларов США. При этом улучшится экологическая обстановка в регионе. -.'.;., Таким образом, производство угольных брикетов из отходов углеобогащения в Карагандинском бассейне является реальным и прибыльным направлением диверсификации.

Производство электроэнергии. Согласно выполненным исследованиям эффективности использования угольной продукции транспортировка высокозольных углей, промпродуктов и шламов железнодорожным транспортом до промышленных и бытовых потребителей не эффективна. По расчетам, на территории Карагандинской области вблизи действующих разрезов "Молодежный" и "Шубаркольский" выгоднее построить ТЭЦ, мощностью, 1800 и 2400 тыс. кВт, и транспортировать электроэнергию до потребителя. Это направление диверсификации выгодно для народного хозяйства страны как с экономической, так и с экологической сторон.

Производство строительных материалов. На угольных шахтах и ОФ Караганды ежегодно складируется около 4.0 млн; т породы и отходов обогащения. Исследованиями (ВУХИН, ВНИИстром) доказана возможность получения из них керамических стеновых изделий, аглопорита и "карагандита". Кроме того, определены следующие возможные направления использования попутных полезных ископаемых из углистых отходов: производство кирпича и керамзитового гравия, а также кремнеалюминиевых сплавов, коагулянта и карбидкремниевых материалов на Ермаковском ферросплавном заводе. Общий объем отходов угледобычи, используемый в народном хозяйстве страны к 2005 г. достигнет более 3 млн. т, а объем использования углистых отходов по прогнозным направлениям (производство цемента, глинозема, аглопорита) может составить к 2010 г. 7.5-9.5 млн. т.

Автором на основе анализа зарубежного опыта диверсификации производства, сравнительного анализа затрат УД ОАО "Испат-Кармет" по созданию новых рабочих мест и с учетом особенностей процесса диверсификации в Казахстане разработаны [1,10, 34, 42]:

- порядок создания рабочих мест на принципах долевого участия работников, работодателей и государства;

- механизм выделения средств (финансы, материальные ресурсы, производственные помещения и т.п.) для создания новых рабочих мест; - перечень 29 рекомендуемых производственных участков, создаваемых для трудоустройства высвобождаемых шахтеров.