Разработка проекта строительства горного предприятия.

Расходы на проектирование предприятий, в принципе, поддаются сокращению за счет использования единых, типовых технических решений и нормативов. К сожалению, возможности их применения при проектировании горнодобывающих предприятий невелики. Геологические и горнопроизводственные условия на каждом поле слишком индивидуальны, и трудно найти два поля с полностью тождественными условиями залегания полезного ископаемого. Разными при этом должны быть и технические решения, предусматриваемые проектом. Большинство конкретных технических решений оказываются приемлемыми лишь для одних, конкретных природных условий. Каждый проект по существу индивидуален и поэтому дорог в исполнении. Возможно единственное - провести типизацию проектных решений на уровне отдельных технологических звеньев, блоков, процессов, что обычно и делают.

Наиболее эффективной формой организации проектных работ являются компьютерные системы автоматизированого проектирования (САПР). Эти системы, работающие в человеко-машинном режиме, позволяют рассчитывать проект предприятия в виде большой комбинации отдельных модулей, используя введенный в ЭВМ обширный банк нормативов и моделей. Проектировщик и компьютер в процессе непрерывного общения конструируют согласованные комбинации взаимодействующих модулей, отвечающие индивидуальным условиям рассматриваемого поля и наиболее для него эффективные. САПР позволяет осуществлять действительно многовариантные расчеты.

Необходимым условием качественного выполнения проектов и их соблюдения в ходе последующего строительства является авторский контроль проектировщиков за ходом строительства, моральная и материальная их ответственность за достижение утвержденных показателей. Это подразумевает их непосредственное участие в реализации проекта на этапах строительства и начального освоения мощности предприятия.

Этап строительства следует непосредственно за эта- Строительство пом разработки проекта предприятия и предшеству- горного ет фазе добычных работ. На "вход" строительных

предприятия работ поступает проект, на "выходе" этого этапа оказываются созданный мощностной потенциал и объекты социальной инфраструктуры. Введенные при сдаче предприятия основные фонды имеют денежное выражение. Строительство предприятия считается завершенным после подписания заказчиком документа, именуемого актом о сдаче предприятия в эксплуатацию.

Процесс строительства подземных горных предприятий очень специфичен. Значительную часть производственных коммуникаций шахты приходится создавать под землей. Каждый метр горных выработок, прокладываемых в недрах, сам по себе стоит дорого. На проведение горных выработок приходится почти половина всех затрат по строительству шахты. Это сильно повышает общую стоимость строительства предприятия. Горнокапитальные работы периода начального строительства рудника имеют жесткую технологическую последовательность выполнения: проходка квершлагов может быть начата только после проходки ствола, проведение штреков - лишь после пересечения пласта квершлагом и т.п. Возможности параллельного выполнения горных работ появляются лишь на поздних этапах строительства. Из-за этого общий срок строительства многих шахт и карьеров затягивается порой на 8 - 10 лет и более. Лучшей формой организации строитель- пых работ в этих условиях является разработка и контроль за вы- полнением сетевых графиков строительства.

Нормальным требованием со стороны заказчика является прием в эксплуатацию предприятия "под ключ", то есть после полного завершения строителями всех работ, предусмотренных проектом. На практике нередко идут на компромиссы, при которых объекты принимаются с недоделками. Объем недоделок, подлежащих быстрому устранению, отмечают специальной записью в акте о сдаче предприятия.

Вопрос о допустимости недоделок на момент сдачи объекта неоднозначен. Естественно стремление быстрее начать эксплуатацию нового объекта. А отдельные недоделки можно устранить и позже, параллельно с добычными процессами. Но такие совмещения бесспорно будут затруднять нормальную эксплуатацию предприятия. Поэтому в проекте обычно предусматривают или оговаривают тот минимум строительных работ, после выполнения которых можно начинать эксплуатировать предприятие более или менее нормально.

К работам, которые в основном периоде строительства могут не завершиться полностью, относится подготовка необходимого количества очистных забоев. Проектом предусматривается подготовка такого числа забоев, которое необходимо для 100-процентного освоения предприятием проектной мощности. Практически добычные работы на предприятии могут быть начаты с меньшим стартовым числом забоев "первой очереди". В ряде горнодобывающих отраслей такой порядок предусматривают в самом проекте.

Строительство горных предприятий в Российской Федерации с течением времени все больше передвигается в новые малообжитые регионы с суровыми климатическими условиями и неразвитой инфраструктурой. Отсутствие транспортных магистралей, местной строительной базы, кадров и социально-бытовых служб крайне усложняет организацию строительства в таких регионах и многократно его удорожают.

В течение 2 - 3-х первых лет после сдачи предпри- Освоение ятия в эксплуатацию оно обычно не может работать проектной в полном соответствии с проектом. Это - период мощности становления, когда еще не все обустроено, и полным предприятия ходом идет начальная "притирка" производственных процессов.

Предприятие в этот период находится в крайне неблагоприятных экономических условиях. Продукции производится гораздо меньше, чем предусмотрено проектом. Поэтому себестоимость тонны добычи очень высока (в 1,5-2 раза выше запроектированной). Поначалу она вообще намного превышает цену добываемого минерального сырья, и предприятие работает убыточно. Положение зачастую усугубляется еще и тем, что часть строительных работ не завершена, их ведут одновременно с добычными процессами, мешая им (например, выдача грузов от эксплуатационных и строительных работ осуществляется через один ствол). Это еще больше увеличивает добычные затраты.

Влияние качества ранее выполненных строительных работ на добычной процесс в этот период оказывается наибольшим.

В принципе, срок освоения предприятием проектной мощности может быть сокращен. Но для этого надо до его начала полностью завершать весь объем работ по строительству предприятия, не допуская никаких незавершенных остатков, что ведет к увеличению длительности этапа строительства. Сокращение продолжительности одного этапа достижимо за счет удлинения другого, и наоборот. За выигрыш в одном нужно платить проигрышем в другом. Оптимальным здесь является некоторое "среднее" соотношение длительностей этапов строительства tCTp и освоения мощности предприятия tOCB, которое зависит от двух обстоятельств. Первое: насколько удлинится при этом период строительства. Второе: как соотносятся между собой экономия средств за счет ускоренного освоения мощности предприятия и перерасход средств в результате удлинения срока его строительства. Расчеты показывают, что в нормальных условиях количество строительных недоделок, оставляемых на период эксплуатации предприятия, должно быть небольшим. В тех же случаях, когда обстоятельства вынуждают форсировать ввод новостроек, лучше всего предусматривать это уже в самих проектах. Лучшим выходом в таких случаях является организация строительства предприятия со вводом мощностей в две—три очереди. Поочередный ввод мощностей, соответствующие графики и организация строительных работ предусмотрены в этих случаях самим проектом. Чаще всего ввод мощностей очередями осуществляется на наиболее крупных предприятиях, сроки строительства которых особенно продолжительны.

Проекты строительства предприятий обычно содержат график освоения проектной мощности предприятия по годам периода tOCB (например: 1-й год после сдачи в эксплуатацию - 40 % проектной мощности, 2-й год - 75 %; 3-й год - 90 %; 4-й год - 100 %).

Экономические показатели предприятия в первые годы после сдачи его в эксплуатацию зависят в основном от темпов освоения им проектной мощности. Будучи сначала неудовлетворительными, они улучшаются год от года. Нередко бывает, что срок выхода предприятия на запроектированный уровень экономических показателей оказывается намного большим, чем срок освоения им проектной мощности. Типичны, к сожалению, и случаи, когда запроектированных показателей прибыли, себестоимости, рентабельности, производительности труда предприятие вообще так и не достигает. Главной причиной этого является низкое качество проектных расчетов, выполняемых нередко с большой идеализацией реальных производственных условий. Для устранения этих недостатков необходимо повышение материальной ответственности проектантов за достижение предприятием запроектированных экономических показателей.

Период

нормальной

эксплуатации

горного

предприятия

С момента освоения запроектированной мощности предприятие вступает в этап нормальной эксплуатации с более или менее стабильными условиями и показателями. Его называют также этапом осуществления добычных работ, хотя деятельность горного предприятия в этот, главный период его жизни отнюдь не сводится только к добычным процессам.

Основной целью эксплуатации горного предприятия является выемка полезного ископаемого из земных недр и доставка его к пункту отгрузки потребителям.

8'

59

На данном этапе обычно не ставится целью существенное улучшение качественных характеристик природного сырья. В подзем- ных условиях это обошлось бы довольно дорого. Как правило, выгоднее повышать качество добытой горной массы позднее, на специализированных обогатительных установках, сооружаемых на поверхности. В процессе добычных работ важно, по возможности, не ухудшать природные качества полезного ископаемого, то-есть не допускать разубоживания руды породами. К сожалению, и это минимальное требование технологически не всегда выполнимо, и качество добытого сырья нередко оказывается худшим, чем оно было в его природном состоянии, именно за счет процессов разубоживания.

Собственно добычной процесс (выемка полезного ископаемого в очистных забоях) сопровождается многими обеспечивающими его вспомогательными процессами (энергообеспечение, проветривание выработок, водоотлив, поддержание горных выработок, ремонт и замена изношенного оборудования, работы по технике безопасности и охране окружающей среды и ряд других). На шахтах значительную часть этих работ приходится проводить в подземных условиях.

Месторасположение полезных ископаемых в глубине недр создает особенно тяжелую "нагрузку" на экономику горных предприятий. Производственные коммуникации шахт приходится создавать и поддерживать в сложных подземных условиях. Это обходится намного дороже, чем на земной поверхности. Да и перечень производственных коммуникаций и служб, необходимых руднику, обширней, чем на большинстве других предприятий (водоотлив, обеспечение забоев свежим воздухом, тепловые воздействия на рудничную атмосферу и т.п.). Все это значительно повышает общие затраты на шахтах, да и на карьерах. Затраты на выемочные работы в очистных забоях шахты обычно составляют не более 25 % всех ее эксплуатационных затрат. Три четверти всех расходов приходятся на вспомогательные и обслуживающие процессы. При открытом способе добычи на операции с вскрышными породами затрачивают значительно больше средств, чем на выемку полезного ископаемого.

Наличие большого числа процессов нередко приводит к большой внутренней диспропорциональности (несоразмерной мощности) отдельных звеньев технологической цепочки предприятия. Большинство таких звеньев шахты и карьера связаны между собой довольно жесткими технологическими связями. И если одно-два звена этой цепочки имеют меньшую производительность, чем остальные, это обусловливает резкое снижение мощности горного предприятия в целом. Работа инженерно-экономических служб предприятия во многом направлена на выявление и эффективное устранение узких мест тех- нологической цепочки предприятия с целью улучшения его экономических показателей.

Специфической особенностью горнодобывающих предприятий является непрерывное перемещение основных рабочих мест (забоев) по территории поля. Рабочие места предприятий большинства других отраслей стационарны, неподвижны. Рабочие места горного предприятия непрерывно движутся, перемещаясь в зоны с совершенно различными горнопроизводственными условиями. Забои связаны с конечным пунктом отгрузки продукции потребителю десятками различных производственных коммуникаций. При перемещении забоя происходит их непрерывная перестройка. Говорить о стабильности производственного процесса предприятия в этих условиях нелепо. Точнее: стабильность не достигается в этих условиях автоматически, раз навсегда, при начальном создании предприятия. Она требует непрерывного проведения специальных мер. Изыскание и осуществление этих мер относится к числу главных задач инженерного персонала любого горного предприятия, а оценка наивыгоднейших вариантов - обязанность работников экономических служб.

Итак, непрерывные перемещения забоев по территории поля постоянно ломают установившуюся соразмерность отдельных технологических звеньев. Эти перемещения сопровождаются постоянной перестройкой сети горных выработок. В целом горные работы на предприятии продвигаются в глубь земных недр. Происходит наращивание сети транспортных и вентиляционных выработок, соответственно снижается их пропускная способность. С изменением горно-геологических условий ухудшаются добычные возможности самих очистных забоев. По мере углубления горных работ усложняются условия их проведения: растут горное давление, температура и газосодержание окружающих пород, увеличиваются объемы подаваемого в шахту воздуха. Снижается нагрузка очистных забоев и предприятия в целом. Резко ухудшаются все экономические показатели.

Таким образом, если не принимать контрмер, то со временем происходит неизбежное снижение мощности и ухудшение экономических показателей работы горного предприятия.

Чтобы этого не происходило, необходимо регулярное проведение специальных технических мер. Инженерное их содержание может быть весьма разным. Цель же проведения таких мер всегда одна - сохранить мощность предприятия, по меньшей мере, на прежнем уровне и, по мере сил, предотвратить падение его экономических показате- лей. Это называется воспроизводством мощности действующего предприятия. Задача своевременного воспроизводства мощности относится, наряду с собственно добычей МС, к числу важнейших забот руководства горного предприятия.

Значительная часть таких мер имеет капитальный характер и осуществляется за счет капитальных вложений. Таким образом: -

значительные капитальные вложения необходимы горному предприятию даже для простого поддержания ранее достигнутого уровня добычи, не говоря уже о его повышении; -

строительные работы капитального характера отнюдь не завершаются на горном предприятии в момент завершения его начального создания.Строительный процесс продолжается на действующем предприятии в течение многих десятилетий его эксплуатации.

Любые капиталовложения осуществляют лишь тогда, когда расчетами доказана достаточная их экономическая отдача, эффективность. В данном случае эта эффективность весьма специфичная. В самом деле, ведь мы идем на вложение средств, не дающих ни прироста мощности, ни улучшения экономики предприятия! Однако говорить об эффективности можно и по отношению к вложениям для поддержания мощности предприятия. Этот эффект выражается тем, что при непринятии мер по поддержанию мощности предприятия она бы уменьшилась, а экономические показатели ухудшились бы. Сопоставлением именно с таким вариантом развития событий и рассчитывается эффект от мер по поддержанию мощности горного предприятия.

Для большинства горнодобывающих отраслей действительно характерны большие объемы необходимых капитальных вложений, направляемых на простое поддержание ранее достигнутого уровня добычи. Вскрытые горными выработками запасы быстро отрабатывают, что требует своевременной подготовки новых. Эти процессы происходят в течение всего срока службы горного предприятия. Особенно велики затраты на проведение таких работ при подземном, шахтном способе добычи. Суммарная величина этих вложений за весь срок службы шахты обычно намного превышает начальные капиталовложения, затрачиваемые на строительство новой шахты. По мере углубления горных работ на шахте затраты на ее поддержание растут. Капитальные работы по текущему поддержанию мощности шахты финансируются самой шахтой, без привлечения средств извне - за счет средств амортизационного фонда.

По прошествии нескольких лет эксплуатации введенные строителями очистные забои и блоки выбывают после отработки запасов, и добычные работы должны быть перенесены в новые очистные забои, блоки, горизонты и пласты. Подготовка этих запасов каждый раз является, по существу, таким же процессом горнокапитального строительства, как и нарезка "стартовых" запасов рудника. Иного разумного варианта здесь просто не дано: ведь было бы явно нелепым разрезать все поле густой сетью выработок сразу в период строительства нового предприятия - в расчете на десятки лет его последующей эксплуатации (и поддерживать эту сеть в течение всего этого периода!). Поэтому процесс строительства горных выработок не прекращается на горном предприятии в течение почти всего срока его эксплуатации. Финансирование горнокапитальных работ на действующих предприятиях осуществляется обычно по целому их комплексу, связанному с подготовкой нового горизонта.

По истечении 12-15 лет эксплуатации относительно простые меры по поддержанию мощности горного предприятия уже перестают давать большой эффект. Да и сама технологическая система предприятия морально устаревает. Это относится и к инженерным идеям, заложенным два десятилетия назад проектировщиками. Горное предприятие обычно служит долго - 30 - 40 лет и более. Естественно, что за такой срок в научно-техническом мире изменяется слишком многое. "Длинные волны" цикла коренного обновления технологий составляют 15-20 лет. Проработавшая столько лет технология нуждается в коренном изменении, полной замене на новую. Такая радикальная и весьма капиталоемкая технологическая перестройка предприятия именуется реконструкцией. Периодическая, раз в 12 - 15 лет, реконструкция является необходимым звеном технической политики. Она обеспечивает комплексное, наиболее взаимоувязанное и радикальное обновление технологии производства на предприятии. По величине капитальных затрат и длительности (3-5 лет) реконструкция действующего предприятия сопоставима со строительством нового, но все же выгоднее этого последнего. Работы по реконструкции выполняются по отдельному проекту реконструкции предприятия. Нередко их приурочивают к моменту переноса горных работ в новые, более глубокие пласты и горизонты.

Нетрудно заметить, что анализ содержания этапа нормальной эксплуатации t„ э привел нас к включению в него процессов возрастного старения предприятия и мер по борьбе с ними. При этом оказалось, что принципиальная схема жизненного цикла была изображена на рис. 3.6 в упрощенном виде. На самом деле, на протяжении жизненного цикла предприятия этапы угасания и обновления происходят неоднократно. Весь полный жизненный цикл предприятия в действительности подразбит на серию аналогичных "малых" циклов. И каждый из них включает меры по созданию отдельных блоков предприятия, этапы освоения созданных мощностей, стабильной их работы и угасания. А когда угасание становится более нетерпимым, осуществляют меры по воспроизводству сношенных объектов, и все начинается сызнова.

Капитальное строительство на уже действующих горных предприятиях рассматривают, как особый вид хозяйственной деятельности шахты или карьера. Оно имеет свой учет и отчетность, свои источники финансирования, как и основная деятельность предприятия по добыче полезных ископаемых. За счет средств капитального строительства (амортизационных отчислений и прибыли) предприятие осуществляет, в частности, проходку капитальных, наиболее дорогостоящих горных выработок. Другую их часть, имеющую менее капитальный характер и менее длительные сроки поддержания, проводят за счет себестоимости.

В заключение отметим наличие зависимости эффективности добычных работ от качества ранее выполненной разведки поля. Любое шахтное поле крайне неоднородно по своим геологическим характеристикам. Они изменчивы даже в пределах отдельных участков поля. Заблаговременная информация об ожидаемых горно-геологических условиях залегания полезных ископаемых имеет для планирования добычных работ горного предприятия громадное значение. Она оказывает сильнейшее влияние на выбор множества конкретных технических решений. При неподтверждении в ходе добычных работ ожидавшихся условий, что-либо изменить уже невозможно. В этих случаях возникают ничем не компенсируемые бросовые работы и связанный с ними экономический ущерб.

Так, неподтверждение ожидавшихся запасов приводит к временной приостановке и передислокации добычных работ, срочной необходимости в нарезке новых запасов. Ранее произведенные затраты на подготовку прежних забоев оказываются бросовыми. Они идут в ничем не окупаемый убыток. Под новые технические решения нужно спешно разрабатывать новые проекты, доставать оборудование и средства. Выбытие части запасов поля сокращает остающийся срок службы рудника. Оно создает дисбаланс в ранее разработанных графиках выбытия и ввода мощностей. Если бы геологическая информация о запасах была более точна, этих трудностей не возникло бы. Конечно, это потребовало бы дополнительных затрат на разведку. Вопрос об оптимальной плотности сети разведочных скважин на участках поля решают по минимуму критерия общих затрат Зо6щ = = Зразв + Уброс. где Зразв ~ затраты на разведку поля, а Уброс - предположительный денежный ущерб от недоразведанности запасов поля. Имеется в виду, что ущербы вида У6рос возникают уже на этапах проектирования, строительства и эксплуатации горного предприятия.

Величина рассматриваемого оптимума различна для разных полезных ископаемых. Неодинакова она и для полей разной степени тектонической нарушенности. Чем тектоника поля сложнее, тем большая детальность разведки необходима. В реальной практике разведочных работ имеется множество случаев как недостаточной, так и избыточной разведки. Устранение обеих этих диспропорций - важный резерв экономии денежных средств горной компании и снижения ущербов. Как следует из изложенного, экономические показатели разведки и эксплуатации запасов тесно взаимообусловлены и не могут быть оптимизированы по отдельности.