Специфические особенности угольной промышленности

Одновременно с общим экономическим кризисом в стране в целом в период наиболее активной реструктуризации экономики страны и экономических отношений в обществе, активно развивались экономические кризисы и в горнодобывающих отраслях промышленности, в том числе и в угольной отрасли, специфические особенности которой особенно наглядно и с каждым годом все сильнее и отчетливее показывают всю абсурдность при планировании развития угольной промышленности в прежние годы реализации принципа обеспечения максимального наращивания средств производства ради дальнейшего увеличения производственных мощностей в ущерб материальным и духовным интересам и самой жизни трудящихся и населения страны. Многообразие специфических особенностей в угольной промышленности, оказывающих достаточно заметное влияние на уровень эффективности затрат на поддержание и развитие производственного потенциала отрасли, позволяет сгруппировать их по следующим основным принципиальным направлениям.

Природные особенности угольной промышленности

К числу природных факторов, оказывающих достаточно ощутимое влияние на показатели работы отрасли, можно отнести следующие:

а) факторы, характеризующие специфические особенности угольной промышленности, отличающие ее не только от других отраслей промышленности и народного хозяйства, но и от отраслей горнодобывающей промышленности, с которой угольная отрасль связана многими общими проблемами, связанными с техникой и технологией вскрытия, подготовки и отработки запасов полезных ископаемых:

взрывоопасная среда, образующаяся за счет выделения метана из массива угольных пластов (при концентрации метана в рудничной атмосфере угольных шахт от 1,5 до 16,0% с наибольшей силой взрыва при 8,0 - 9,0%%), требующая для создания безопасных условий труда постоянного разжижения с помощью мощных вентиляторов главного и местного проветривания и специальных вентиляционных сооружений, а также аспирации газа в местах наибольшего скопления с выводом на поверхность и постоянного контроля за состоянием рудничной атмосферы;

высокий уровень влажности рудничного воздуха и пониженное содержание кислорода, не позволяющие интенсивно физически трудиться более 6 час в сутки в целях возможно более полного восстановления физических сил шахтеров, в первую очередь забойщиков и проходчиков, интенсивность труда которых не имеет себе равных в любых других отраслях промышленности и национального хозяйства;

высокий уровень запыленности рудничной атмосферы частицами угольной и породной пыли, приводящими при длительном и регулярном пребывании в шахте и особенно при интенсивной физической работе к таким профессиональным заболеваниям как силикоз и антрокоз;

ограниченное пространство в условиях интенсивного физического труда в стесненных (нередко в весьма стесненных на маломощных пластах) условиях вызывает такие профессиональные заболевания как бурсит и каустофобию;

длительное пребывание в условиях полной темноты с использованием для местного освещения тяжелых и громоздких индивидуальных светильников не только усложняет процесс труда, но и вызывает иногда глазные болезни и требует приема на работу физически здоровых людей (мужского пола) с полноценным зрением;

значительные объемы работ, выполняемых с помощью отбойных молотков и перфораторов в соответствующих горно-геологических условиях, приводят к различного рода заболеваниям, вызываемым вибрацией рабочих инструментов;

растущая с глубиной разработки запасов склонность угольных пластов к горным ударам и внезапным выбросам угля и газа (особую опасность представляют вмещающие угольные пласты породы, представленные песчаниками, насыщенными метаном);

высокий уровень производственного травматизма, особенно в наиболее тяжелых его формах, в том числе с летальным исходом, как непосредственно на рабочих местах, так и на поверхности, а также и по пути движения к лаве или проходческому забою или на поверхность;

значительная доля, с одной стороны, слабых и неустойчивых, а также пучащих горных пород, а, с другой стороны, трудно обрушающихся горных пород кровли, значительно затрудняющих управление кровлей и осуществлению других горных работ в шахте и способствующих повышенному травматизму;

обязательность осуществления непрерывности производственного процесса в целях управления кровлей при выемке угля из массива угольных пластов для обеспечения оптимальной скорости подвигания добычных забоев (лав) во избежание преждевременной посадки (обвала) кровли.

б) факторы, характеризующие наиболее существенные особенности угольной промышленности, отличающие ее от других отраслей промышленности и народного хозяйства, но имеющие ряд общих черт с отраслями горнодобывающей промышленности (например, горной химией, горнодобывающими предприятиями черной и цветной металлургии, нефтяной и газовой):

постоянное перемещение фронта горных работ по отношению к предмету своего труда (запасам полезных ископаемых), что в значительной степени определят технологию и организацию работ в шахте и на разрезе;

постоянные и, как правило, увеличивающиеся с глубиной притоки подземных, грунтовых, а иногда и поверхностных вод, которые после попадания в шахту (разрез) становятся шахтными водами, не пригодными не только для питья, но даже для технического водоснабжения без трех видов очистки (химической, бактериологической и от механических взвесей);

высокие температуры вмещающих горных пород, доходящие на глубоких горизонтах до 40-50 С и выше и требующие значительных затрат на охлаждение воздуха, подаваемого в забои, до нормативных уровней (в северных и других районах с низкими температурами, напротив, требуется подогрев подаваемого в шахту воздуха);

высокая влажность рудничной (шахтной) атмосферы (до 90-100%);

ограниченность и невоспроизводимость запасов угля в природных условиях нашей планеты, что делает конечным период их отработки;

весьма разнообразные условия залегания запасов угля и многочисленные нарушения пластов угля (тектонические разрывы угольных пластов, сбросы и взбросы пластов угля в границах шахтного поля, утонения и утолщения пластов, появление слабых почв и сыпучей кровли и так далее) требуют дополнительных затрат труда и создания соответствующих специализированных машин и механизмов для их отработки в этих условиях; весьма обширный диапазон качественных характеристик залегаемого в недрах и добываемого угля определяет его потребительские свойства и назначение технологического использования, что довольно ощутимо сказывается на уровне его потребительной стоимости и на рыночной цене.

Технические и технологические особенности угольной отрасли

Значительное разнообразие горно-геологических условий залегания угля в недрах (крутое, наклонное и пологое падение пластов угля, широкий диапазон мощностей пластов и междупластий, большое разнообразие физико-механических свойств угольных пластов и вмещающих пород, тектоника, гипсометрия и ряд других), а также большое разнообразие групп месторождений по количеству запасов угля в них, обусловливают необходимость создания специальной техники для проведения горных выработок и отработки запасов, которая нигде больше практически использована быть не может, что вызывает необходимость строительства специализированных заводов угольного машиностроения и включения их в состав угольной промышленности. Размеры месторождения и количество запасов в нем определяют во многом и мощность горнодобывающего предприятия. Технология отработки запасов угля также требует учета специфических условий залегания запасов угля в недрах, в первую очередь, - это падение пластов, их мощность, мощность междупластий, угленасыщенность месторождения, тектоника, склонность пластов угля и вмещающих пород к горным ударам и внезапным выбросам угля, породы и газа, водопритоки и т.д. Особенно богатым разнообразием условий залегания запасов угля в недрах отличается Кузнецкий угольный бассейн (от пологого до крутого падения пластов, мощность пластов от минимальной 0,6 - 0,7 м до 20 м и более) и месторождения Восточной Сибири и Дальнего Востока.

Постоянное совершенствование технологии отработки запасов угля привело к созданию новых прогрессивных технологических схем и систем разработки промышленных запасов угля, в том числе систем разработки по падению и восстанию пластов с погоризонтной подготовкой запасов, к созданию схем и методов безцеликовой выемки запасов и сохранением конвейерного штрека для отработки следующего яруса (лавы) в качестве вентиляционного, к разработке схем по отработке запасов с закладкой выработанного пространства, по оставлению породы в выработанном пространстве в шахтах и на разрезах и ряд других технических и технологических решений. Разработка новых и дальнейшее совершенствование существующих технологий и типов горно-шахтного оборудования продолжаются и в настоящее время. Создание новых высокомеханизированных комплексов нового поколения позволили в ряде случаев не только противостоять ухудшающимся горно-геологическим условиям залегания пластов и горнотехническим условиям их отработки, но и значительно, в несколько раз, поднять нагрузки на очистной забой (рабочий горизонт и шахту в целом).

Влияние этих факторов на величину экономической эффективности капитальных затрат, связанных с приобретением оборудования нового технического уровня и внедрением прогрессивных технологий, достаточно велико и трудно переоценить. Правда, негативное влияние инфляции и здесь постоянно вносит соответствующие коррективы. Поэтому при выполнении расчетов по определению конкретной величины эффективности затрат в условиях неуклонного роста технического прогресса в угольной отрасли и еще более быстрого роста объемов и нередко темпов инфляции необходимо учитывать весь комплекс факторов, активно и заметно влияющих на уровень экономической эффективности капитальных вложений.

Организационные особенности работы в угольной отрасли

Технологические, в основном, и технические, в меньшей мере, особенности производства на шахтах и разрезах оказывают значительное влияние, а в ряде случаев, определяют порядок и последовательность организации работы на угледобывающих предприятиях. Условия управления кровлей в очистных (добычных) забоях не допускают отставания груди забоя от опережающего горного давления более, чем на определенную (в каждом случае различную) величину. Поэтому необходимость обеспечения непрерывности работ в очистном забое и постоянного движения его в направлении отработки пласта не менее минимальной величины (в среднем не менее 3 м в сутки при длине лавы 150-250 м) является технологически обусловленной.

В связи с этим, организация работ в очистных забоях должна исходить из этого требования. Темпы проведения горных выработок должны, в свою очередь, обеспечивать своевременную подготовку и оснащение подготовленной линии очистных забоев необходимым горно-шахтным оборудованием с тем, чтобы ввод в действие новых забоев не отставал бы от естественного выбытия лав, закачивающих отработку своего столба. Оба эти условия требуют организации непрерывной работы как в шахтах, так и на разрезах.

Отработка сближенных угольных пластов подземным способом также требует определенного порядка и организации работ при их разработке в целях недопущения подработки вышележащего пласта опережающей отработкой нижележащего или иногда, напротив, требуется не допустить надработки нижележащего пласта вышележащим (особенно на больших углах падения и при большой тектонической нарушенности пластов и междупластий).

Необходимого технологического и организационного порядка выполнения работ требует и разработка защитных и защищаемых пластов, склонных к горным ударам и (или) внезапным выбросам угля, породы и газа (особенно при наличии и реальной возможности проявления обоих указанных факторов). Отработка таких пластов шахтным способом требует соблюдения особого режима работы.

Для организации и осуществления добычных и горнопроходческих работ требуется выделение специальной рабочей смены, нередко общей для всей шахты, в целях выполнения работ, связанных с осуществлением локальных (сотрясательного взрывания, дегазации и т.д.) или региональных профилактических мероприятий, что, наряду с необходимостью осуществления ремонтно-подготовительных работ, которые могут на различных участках шахты выполняться в различные смены, требует выделения двух смен из четырех или 50% общего рабочего времени для выполнения непрофильных вспомогательных работ.

Кроме того, проходка горных выработок в режиме сотрясательного взрывания (уже при подходе к пластам, склонным к внезапным выбросам угля, породы и газа и горным ударам) требует вывода людей из шахты или удаления их от места производства взрывных работ не менее, чем на 1000 метров, что также весьма существенно осложняет производство горных работ в шахте и снижает эффективность как капитальных, так и текущих затрат.

Никакая другая отрасль промышленности не имеет такого многообразия специфических, присущих только угольной отрасли, свойств, весьма затрудняющих выполнение необходимых технологических процессов, связанных с добычей угля, и не гарантирующих на все 100% безопасность выполнения этих работ.

Экономические особенности в угольной промышленности

Экономические особенности в угольной промышленности тесно взаимосвязаны и большей частью непосредственно вытекают из вышерассмотренных природных, технических, технологических и организационных специфических условий, характерных для угледобывающих предприятий. Прежде всего, обращают на себя внимание природные свойства угля. Например, марка угля и его технологическое назначение (на коксование или на энергетику) весьма сильно влияют на размер цены и величину экономического эффекта, получаемого в результате реализации угля потребителям. Условия залегания пластов, их мощность и падение, удаленность от поверхности, угленасыщенность месторождения, климатические и географические условия, удаленность от обжитых хозяйственных центров весьма ощутимо влияют на величину капитальных и текущих затрат на освоение и разработку месторождения и доставку угля потребителям.

Количество запасов угля в осваиваемом месторождении также весьма заметно влияет через величину производственной мощности угледобывающего предприятия и сроки его строительства на уровень эффективности работы этого предприятия и затраченных на его строительство капитальных вложений. Крайне ограниченные капиталовложения, в течение длительного времени и особенно в последние годы, выделяемые на поддержание и развитие отрасли, особенно в социальную сферу, оказали такое влияние на состояние отрасли, что к настоящему времени более половины шахтного фонда оказалось устаревшим, значительная часть находится на крайне низком техническом уровне, а социально-бытовые условия жизни шахтеров и их семей вынудивших первыми в стране начать массовые забастовки, что послужило началом рабочего движения после длительного перерыва. Весьма тесно экономические особенности угольной отрасли переплетаются с технологическими факторами угледобывающего производства. Так, например, ограниченные финансовые ресурсы, выделяемые угольной отрасли, а также невысокий научно-технический потенциал отрасли привели к тому, что практически ни одно угольное предприятие не строилось сразу для освоения всего месторождения в целом.

Стволы проходились, как правило, только на один, ближайший от поверхности горизонт, иногда на два горизонта и практически никогда до нижней технической границы месторождения. Главные горизонтальные выработки (основные капитальные квершлаги и магистральные штреки) проходились только до ближайших выемочных участков. Сами выемочные участки нарезались небольших размеров с небольшим количеством запасов угля и соответственно небольшими объемами добычи угля из них. Поэтому практически каждая шахта в процессе эксплуатации неоднократно подвергается перманентному строительству (каждый раз на один горизонт по мере отработки предыдущего). Это делает период ее эксплуатации сопоставимым с общей продолжительностью работ по ее строительству вместо того, чтобы сразу пройти стволы и другие капитальные горные выработки (на каждом горизонте) на всю глубину залегания запасов в месторождении и на всю длину их простирания (также и в крест простирания), а затем (и наряду с этим) вести отработку запасов сразу на всех рабочих горизонтах одновременно от границ шахтного поля к центральным и главным стволам (к погрузочному пункту угля на поверхности шахты).

До настоящего времени под видом реконструкции шахты или подготовки нового горизонта фактически осуществляется продолжение ранее незаконченного строительства. Конечно, такой порядок освоения и отработки угольных месторождений и финансирования этих работ очень сильно снижает эффективность капитальных вложений и текущих эксплуатационных затрат, обрекая каждую шахту фактически на весь период ее эксплуатации на одновременное осуществление строительных и эксплуатационных работ, что одинаково отрицательно сказывается на тех и других работах (см. статью автора настоящей работы в журнале "Уголь", 1986 г., N 9, стр.27-28 "Новый подход к традиционным схемам вскрытия и отработки запасов угля") [6]. Огромное влияние на состояние экономики страны в перспективе окажет такой фактор как невоспроизводимость запасов угля в недрах. В настоящее время мы обеспечены запасами угля еще на несколько сотен лет (свыше 400 лет), а запасами нефти и газа, в лучшем случае, еще всего лишь на 40-70 лет при условии стабилизации объемов их добычи.

Но ведь уже сейчас необходимо не только думать, но и учитывать реально, что будет потом, когда запасов этих важнейших топливно-энергетических ресурсов останется менее, чем на одно поколение жизни людей, в течение которого создание новых технологий жизнеобеспечения может оказаться невозможным, а всемирное потепление со всеми вытекающими из этого последствиями станет реальностью уже в ближайшие годы.

Поэтому, в экономических расчетах по определению эффективности и приоритетов вложения средств на поддержание и развитие добычи угля, нефти и газа, особенно в прогнозных расчетах на длительный период, необходимо учитывать влияние всех тех специфических факторов, связанных с горнодобывающим производством, о которых шла речь выше, в том числе и такой важный фактор как природная невоспроизводимость запасов угля, нефти и газа в недрах.

В связи с этим, чрезвычайно важно уже сейчас, т.е. еще до четко обозначившихся контуров исчерпания запасов важнейших топливно-энергетических ресурсов в недрах, перейти к оценке экономической эффективности намечаемых к инвестированию в капитальное строительство на поддержание и развитие производственных мощностей топливно-энергетических отраслей как собственных, так и бюджетных средств с учетом реально действующих природных, технических, технологических, организационных и хозяйственно-экономических факторов, объективно присущих предприятиям угольной отрасли, а также и другим отраслям ТЭК.