Алгоритм формирования потоков и переделов продукции гибкого геотехнологического комплекса горных и энергетических предприятий

В предыдущих статьях автора разработаны научные основы создания и эксплуатации гибкого геотехнологического комплекса горных и энергетических предприятий (ГГТК).

ГГТК включает управляющие органы (центры); угледобывающие предприятия (шахты, разрезы, предприятия добычи угля открытоподземным    способом);    углеперерабатывающие    предприятия

(обогатительные фабрики, дробильно-сортировальные комплексы, модули, установки); коксохимические предприятия; топливно-энергетические предприятия; обеспечивающие предприятия и организации (ремонтные, пуско-наладочные и др. организации); предприятия и организации по проведению геологоразведочных работ, подготовке запасов к промышленному освоению, учебные заведения по подготовке кадров, научно-исследовательские организации; проектные организации; организации по мониторингу и обеспечению безопасности предприятий ГГТК (Ростехнадзор; Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий; экспертные организации; средства массовой информации и др.).

Одной из проблем управления сложной системой ГГТК является организация потоков продукции между предприятиями и организациями, использующими уголь в качестве сырья и выпускающими новую продукцию, а также внешним рынком.

За основу алгоритма формирования потоков продукции структурнофункциональной модели ГГТК горных и энергетических предприятий принят объективный экономический закон спроса и предложения, устанавливающий зависимость объёмов спроса и предложения товаров на рынке от их цен [1]. На угольном рынке, при прочих равных условиях, чем ниже цена на угольную продукцию, тем больше на нее платёжеспособный спрос и тем меньше предложение. Положение точки равновесия между предложением и спросом угольной продукции зависит от множества внутренних и внешних факторов, в том числе экономических кризисов, количества и качества угольной продукции, количества и качества промышленных запасов угля в недрах, уровня промышленной безопасности на угледобывающих предприятиях, качества проектов строительства и реконструкции предприятий и др.

Согласно технологическим схемам горных и перерабатывающих уголь предприятий в структуре ГГТК осуществляется добыча угля, метана, воды и поэтапная их переработка в продукцию различного назначения в соответствии с потребностями рынка. Такие поэтапные преобразования продукции получили в экономике и промышленности названия переделов. Передел – этап производства продукции, на котором из одних материальных ценностей получаются другие. Наиболее полно понятие передела реализовано в металлургической промышленности.

Аналогичный подход реализации стратегии повышения качества и наукоёмкости угольной продукции посредством её переделов предлагается осуществить в структурно-функциональной модели ГГТК горных и энергетических предприятий. Общую схему алгоритма реализации поэтапного преобразования угольной продукции можно представить в виде символической записи

N

P    RC T RП max, при N    , i0                                                             (1)

где P - прибыль предприятий в структуре ГГТК, осуществляющих переделы продукции; i – порядковый номер передела угольной продукции; N - количество всех переделов угольной продукции, в настоящее время в мировой практике N-20 , в структуре ГГТК рассматриваются варианты ^C

N≤7;  i – рынок спроса материалов, оборудования, угольной продукции для выполнения процессов и операций i – того передела; i – П технологические процессы и операции i – того передела продукции;    i

– рынок предложений угольной продукции после i – того передела.

Согласно (1) угольная продукция любого передела может быть востребована на рынке. Потребитель после приобретения угольной продукции i – того передела может организовать на своём производстве следующий передел угольной продукции. Переделы угольной продукции могут быть организованы как в структуре ГГТК, так за его пределами. Это соответствует требованиям антимонопольного закона [2].

С целью выделения в структурно-функциональной модели ГГТК переделов угольной продукции на горных и энергетических предприятиях вводится понятие внутреннего рынка ГГТК и внешнего рынка сторонних организаций и предприятий. В пределах внутреннего рынка ГГТК происходит обмен продукции между предприятиями, входящими в структуру ГГТК. Внешний рынок сторонних предприятий и организаций включает рынки спроса и предложения угольной и другой продукции. На этих рынках осуществляется реализация продукции предприятий ГГТК и покупка необходимого оборудования, материалов, ресурсов, в том числе трудовых, необходимых для функционирования предприятий ГГТК.

При имитационном моделировании вариантов развития гибкого геотехнологического комплекса в алгоритме модели на первых переделах реализуется продукция между предприятиями ГГТК, то есть на внутреннем рынке ГГТК. На рынок сторонних предприятий и организаций в соответствии с требованиями экономических законов должна представляться угольная продукция высоких переделов. Однако, при отсутствии внутреннего спроса или экономической нецелесообразности проведения следующего передела в рамках ГГТК возможна реализация угольной продукции и после первых переделов.

На рис. 1 выделено семь переделов продукции: нулевой, первый-шестой.

Рис. 1. Алгоритм формирования структурно-функциональной модели потоков ресурсов и продукции гибкого геотехнологического комплекса горных и энергетических предприятий:

ТЭО – технико-экономическое обоснование; МПИ – месторождение полезных ископаемых; ВУТ – водоугольное топливо

Согласно номенклатуре угольной продукции предприятий ГГТК и записи (1) разработан расширенный алгоритм формирования потоков продукции структурно-функциональной модели ГГТК горных и энергетических предприятий (рис. 1).

Нулевой передел, как правило, продолжается не более 5 лет и включает технологии, процессы и операции по предварительной подготовке месторождения к разработке, геологическому изучению недр, проведению исследовательско-промышленной разработки месторождений. Конечной целью этого передела является проектная документация, необходимая для получения в установленном порядке лицензии на разработку месторождения или его части. Для этого проводится анализ результатов геологической разведки месторождения, дополнительная разведка месторождения и утверждение запасов полезных ископаемых в установленном порядке, осушение и дегазация месторождения. Продукцией нулевого предела являются газ метан и вода, попутная добыча недр при геологической разведке и исследовательско-промышленной разработке месторождений, предпроектная документация, утверждённые запасы полезных ископаемых, лицензия на право пользования участком недр.

Пакет документов, необходимых для оформления заявки на участие в конкурсе и получении лицензии на право пользования участком недр, должен соответствовать требованиям Закона РФ «О недрах» и «Правилам охраны недр». Согласно условиям конкурса предпроектная документация должна включать обоснование основных технико-экономических показателей будущего горнодобывающего предприятия.

На первом переделе (рис. 1) осуществляется проектирование угледобывающих предприятий, добыча минеральных ресурсов: угля в виде горной массы, включающей уголь, породу разной крупности и воду; водоугольную пульпу, включающую смесь воды, угля и породы при добыче угля гидравлическим способом; шахтный метан в виде метановоздушной смеси; техническую воду шахтного водоотлива, попутные полезные ископаемые в горной массе. Для обеспечения горнодобывающих предприятий оборудованием, материалом, трудовыми ресурсами используется номенклатура предложений и услуг внешнего рынка.

Продукция горнодобывающих предприятий (шахт, разрезов, предприятий специальных и комбинированных способов добычи) формируется на внутреннем рынке ГГТК в виде предложений для реализации рядового угля, водоугольной пульпы, метановоздушной смеси, технической воды, попутных полезных ископаемых.

С целью обеспечения сырьём предприятий ГГТК на втором переделе формируется внутренний рынок спроса рядового угля, водоугольной пульпы, метановоздушной смеси, технической воды, попутных полезных ископаемых.

Угольная продукция, не востребованная внутренним рынком по экономическим и технологическим параметрам, может быть представлена на внешний рынок.

Второй передел включает следующие технологии, процессы и операции: сортировка и обогащение горной массы (рядового угля), очистка и повышение концентрации метана в метановоздушной смеси, приготовление водоугольной суспензии.

Продукцией второго передела угольной продукции является: сортовой уголь, концентрат, метан промышленной концентрации, водоугольное топливо (суспензия).

На третьем переделе осуществляется производство тепловой и электрической энергии для собственных нужд ГГТК и реализации излишков энергии на внешнем рынке. Для этого производится строительство и эксплуатация топливно-энергетических систем (ТЭС) в структуре гибкого геотехнологического комплекса с реализацией на ТЭС низкотемпературной вихревой технологии сжигания угольного топлива, сжигания угольного топлива в кипящем слое, сжигания угольного топлива с предварительной газификацией, сжигание водоугольной суспензии и метана и других прогрессивных экологически чистых технологий. Газовое производство рассматривается как структурное подразделение электростанции и включает получение из твёрдого топлива очищенного газового топлива или промышленную подготовку метана для сжигания в топке ТЭС. Вблизи крупных угледобывающих предприятий могут создаваться малые теплоэнергетические комплексы. [3]

На четвёртом переделе осуществляется производство литейного кокса и химической продукции. Для этого в структуре ГГТК производится проектирование, строительство и эксплуатация коксовых батарей. На этом переделе возможна организация производства глубокой переработки угля для выпуска синтетического жидкого топлива [4].

На пятом переделе производится строительство или используются арендованные производственные мощности для производства металла, строительных материалов.

Возможны и другие более высокие переделы угольной продукции.

На последнем переделе (на рис. 1 шестой передел) осуществляется ликвидация угледобывающих предприятий. В проектах строительства предприятий этот этап, как правило, предлагается реализовать по специальным проектам. Опыт ликвидации шахт России в процессе реструктуризации угольной промышленности показал, что от качества проектных решений и их реализации зависит эффективность дальнейшего использования освобождаемых территорий и экологическое состояние окружающей среды.

Приведённая на рис. 1 схема переделов угольной продукции является основой для создания региональной топливно-энергетической системы в угольных бассейнах, учитывающей не только пространственно-временное расположение и функции предприятий, но и транспортные потоки, трудовые и материальные ресурсы, недра, инвестиции. Детальная модель этих потоков с учётом каждого передела будет опубликована в следующих статьях автора.

Выводы

• 1.    Обоснована концепция переделов угольной продукции в угледобывающем регионе по схеме: поиски и разведка полезных ископаемых, добыча угля на шахтах и разрезах, формирование водоугольной суспензии, обогащение горной массы, производство тепловой и электрической энергии, производство кокса, металла, строительных материалов и синтетического топлива с ограничениями вида и объёмов производства продукции по ёмкости угольного и энергетического рынка.

• 2.    За основу алгоритма формирования потоков продукции в структуре ГГТК горных и энергетических предприятий принят объективный экономический закон спроса и предложения, устанавливающий зависимость объёмов спроса и предложения товаров на рынке от их цен. Положение точки равновесия между предложением и спросом угольной продукции зависит от множества внутренних и внешних факторов, в том числе от количества переделов на производстве и повышения цены угольной продукции после каждого передела.

• 3.    Продукция горных и энергетических предприятий в первую очередь реализуется на внутреннем рынке ГГТК для организации более высоких переделов и повышении цены продукции. Угольная продукция, не востребованная внутренним рынком по экономическим и технологическим параметрам, может быть представлена на внешний рынок.