Угольные разрезы - темпы развития и инновации
Во всех принимаемых в 90-ые годы руководящих материалах по угольной промышленности (Концепциях и Стратегиях развития, Программах реструктуризации и др.) намечалось опережающими темпами развивать наиболее прогрессивный и экономичный открытый способ добычи угля. Эти решения являются, безусловно, правильными, отвечающими как современному состоянию угольной промышленности, так и ее перспективам.
И дело не только в известных достоинствах открытого способа разработки. Главное -это положение разрезов на рынке угля, их безубыточность, конкурентоспособность. Это легко прослеживается при ранжировании как всех российских угольных предприятий, так и шахт и разрезов в отдельных регионах, где они добывают угли с одинаковыми или близкими качественными характеристиками.
Таковы факты, и они ясно указывают на роль угольных разрезов.
Постепенно выравниваются представления о величинах экологического ущерба, причиняемого открытым способом. Многие публикуемые во второй половине восьмидесятых -начале девяностых годов данные об экологическом ущербе от открытых работ были существенно преувеличены, а выводы о необходимости запрета открытых работ или, по крайней мере, резкого сокращения их масштабов и тогда выглядели несерьезными, а сейчас могут вызвать лишь удивление.
Из сказанного совершенно не следует что открытые разработки вообще не загрязняют окружающую среду. Речь идет о том, что не следует никакие способы или технологии разработки считать неприемлемыми по безопасности и экологичности. Это относится и к подземному, и к открытому способам разработки.
Разрезы являются и своего рода "маяками" для шахт. Стремление приблизиться к технико-экономическим показателям открытого способа обусловило подходы к оценке запасов угля для подземной разработки, ее технологии и механизации, требования к новым шахтам. Налицо первые результаты, достигнутые на новых ерунаковских шахтных полях, где в 1999 году себестоимость добываемого угля сопоставима с себестоимостью угля на красноярских разрезах.
Но не следует переносить представления о технологичности запасов угля для подземной разработки на открытые работы, как это сейчас делается. В результате появилась минимальная мощность угольного пласта в 3, 5 м для открытых работ. Надо сказать, что подобные представления фигурировали двадцать пять лет назад при геолого-экономической оценке многих рудных месторождений. Например, в ТЭО кондиций на асбестовые руды Баженовского месторождения предлагалось минимальную мощность рудного тела и максимальную мощность включаемого в подсчет запасов породного прослоя принять равными 20 м, исходя именно из представлений о "технологичности" запасов, в частности, минимальной ширине взрываемого блока и т.д. К сожалению, такие подходы встречаются и сейчас.
При открытой разработке, в отличие от подземной, мы не можем оставить в недрах пласты мощностью менее 2-3 м, если только это не нижележащие пласты пологого падения. Такие пласты небольшой мощности все равно вскрываются и вовлекаются в отработку. Поэтому, особенно на действующих разрезах, следует относиться к этим угольным пластам как богатству, а не отходам, оценивать их как балансовые и добывать угли таких пластов, а не выбрасывать в отвалы. Перевод в забалансовые запасы пластов мощностью менее 3 м оставит без запасов почти все действующие разрезы восточнее Канско-Ачинского бассейна, Восточную Сибирь и Дальний Восток (последний практически полностью).
Конечно, проще и лучше разрабатывать десятиметровые пласты, чем трехметровые, а последние -чем полутораметровые. Но и такие пласты, и менее мощные пласты можно эффективно разрабатывать при использовании соответствующих технологий и оборудования. За рубежом, в Англии и других странах, открытым способом экономично разрабатываются маломощные (10-15 см) пласты не только пологого, но и наклонного падения.
Не следует ограничивать и запасы для открытых работ по величине угла падения угольных пластов. Так, если ограничиться "технологичным углом падения" 26ш или 30ш, вне возможностей открытых работ останутся запасы разреза "Бачатский", самого сейчас прибыльного угольного предприятия Кузбасса.
Еще раз отметим, что усложнение технологии, естественное при уменьшении мощности пластов и увеличении углов их падения, надо, конечно, учитывать при оценке месторождения, предприятия. Но не надо принимать поспешные решения о судьбе таких запасов.
Осуществить ревизию балансовых запасов угля для открытого способа (сейчас 119, 1 млрд. т) нужно, в первую очередь, с позиций их дифференциации по инвестиционной привлекательности, практической доступности. Для действующих разрезов с ограниченными оставшимися запасами угля труднодоступными (по требуемым инвестициям и возможностям их освоения) стали во многих случаях запасы резервных участков, расположенных от них на расстоянии 20-30 км. Например, для разреза "Черемховский" это Мотовский участок Вознесенского месторождения. И, наоборот, более реальным стало освоение близлежащих геологических полей N 2 и N 8 Северного участка Черемховского месторождения, характеризующихся худшими горногеологическими условиями: меньшей мощностью пластов, более высокими коэффициентами вскрыши, повышенной зольностью углей.
Экономическая ситуация в стране и прогноз ее развития не дают основания надеяться на широкое строительство новых разрезов. Расширение осваиваемой сырьевой базы (всего 13, 5 млрд. т) будет происходить, в основном, за счет прирезки запасов близлежащих к существующим разрезам участков, которые составляют в целом 5, 9 млрд. т. Таким участкам при ревизии запасов угля надо уделить особое внимание. И саму ревизию запасов надо осуществлять по месторождениям и их отдельным участкам на основании конкретных экономических расчетов с последующим рассмотрением в ГКЗ или территориальных комитетах природных ресурсов.
Темпы развития разрезов, инновации и инвестиции, положение угля в балансе топливно-энергетических ресурсов, сам уровень этих ресурсов взаимосвязаны.
Прогнозируемые объемы добычи угля, в том числе открытым способом, существенно разнятся, что объясняется, в основном, разными целями прогнозных работ и их исполнителями, долей угля в топливно-энергетическом балансе, временем выполнения работы, началом отсчета подъема экономики и его параметрами, исходными данными и методами расчета. В целом в работах, выполненных в 1996-1999 гг., прослеживалась тенденция постепенного снижения показателей прогноза, в 2000 году положение изменилось.
В выполненной в 1996 году Международным горным конгрессом работе "Оценка состояния и перспектив развития открытой угледобычи в России в условиях реструктуризации отрасли" нами были разработаны 5 вариантов прогноза возможных объемов добычи угля открытым способом до 2010 г.. Варианты основывались на соответствующих сценариях развития мощностей угольных разрезов. При их формировании учитывались: эксплуатируемая и предполагаемая к освоению сырьевая база; состояние мощностей действующих разрезов; применяемая и перспективная техника и технология горных работ; возможности и источники развития мощности каждого конкретного разреза: выбытия, поддержания, расширения нового строительства; качество угольной продукции разрезов; конкурентоспособность угля и другие экономические показатели.
С момента прогноза прошло 4 года и можно уже сравнить указанные прогнозные показатели с действительными данными и показателями последних прогнозов. В 1999 году при намеченном объеме 144 млн. т было добыто открытым способом в угольной промышленности 153, 4 млн. т. угля, а в 2000 г. добыча ожидается в пределах 160-162 млн. т. Эти же объемы открытой угледобычи предусматриваются нижним пределом прогноза на 2005 год в проекте концепции развития угольной промышленности России до 2010 года, разработанной Углекомитетом в 1999 г.
В этой концепции нижний (пессимистический) вариант прогноза предполагал ограничение средств государственной поддержки отрасли, отсутствие иностранных инвестиций в ее развитие. Оптимистический вариант (верхние пределы прогноза) был ориентирован на оживление экономики начиная с 2000 года, государственную поддержку отрасли, достаточную для расширенного воспроизводства, ввод новых мощностей 21, 2 млн. т (в том числе в Кузбассе 16 млн. т), обеспечивающих расширение существующего производственного потенциала ( на 1.01.2000 г. -260 млн. т.).
В последнем проекте энергетической стратегии цифры добычи угля в котором близки к объемам угля действующей энергетической стратегии, нижний предел является базовым, а верхний предел характеризует максимальное замещение углем газа и атомного топлива (в 2020 г. - 340 и 430 млн. т.). Объемы добычи угля в этом проекте на 40-55 млн. т. больше, чем в проекте концепции, разработанном на год ранее.
Анализ приведенных показателей показал, что до настоящего времени путь развития угольных разрезов был близок к нашему прогнозному варианту 2 поддержания и управляемого снижения их производственного потенциала. При неизменности этого пути в 2005 году объем открытой угледобычи не превысит 160 млн. т, то есть останется на уровне 2000 года, а удельный вес открытого способа будет около 70%. При реализации базового варианта проекта энергетической стратегии ожидаемые объемы открытой угледобычи в 2005 году составят 190-195 млн. т, а в 2010 году 205-210 млн. т.
Таким образом, наиболее вероятно ожидать реализации стратегии постепенного роста производственного потенциала открытых работ. Мы должны придерживаться стратегии постепенности и в инновациях, техническом перевооружении разрезов, внедрении новой техники. Другие стратегии не оправданы как по нереальности требуемых инвестиций, так и степени связанного с такими стратегиями риска (в том числе и риска получения инвестиций).
Полезно вспомнить в связи с этим инновационный опыт шестидесятых годов, когда на гребне успехов развития открытых горных работ, в первую очередь в железорудной промышленности, считался необходимым незамедлительный переход большинства карьеров, особенно мощных, на циклично-поточную и поточную технологии как добычных, так и вскрышных работ, интенсивного ведения горных работ. Время показало глубокую ошибочность такого глобального и одностороннего подхода к инновациям, что можно было прогнозировать (и прогнозировалось! ) с самого начала. Там же, где такой подход был реализован, произошло существенное выбытие мощностей карьеров.
Сказанное совсем не означает, что не надо разрабатывать и применять новые поточные и циклично-поточные технологии разработки как мягких, так и скальных пород на угольных разрезах. Но внедрять такие технологии надо постепенно, достигая на каждом шаге реального эффекта. И при этом надо постоянно помнить об уроках проектирования и применения таких технологий как на карьерах других республик, так и в России, в том числе на карьерах КМА и разрезах Канско-Ачинского бассейна.
Не следует отдавать предпочтения одной-двум технологиям. На угольных разрезах могут и должны развиваться как новые, так и применяемые технологии, использоваться различное горное и транспортное оборудование, в том числе и цикличного действия.
Для этого разрабатывается и выпускается соответствующее карьерное оборудование. Так, уже создан экскаватор Р&Н4100ХРВ с вместимостью ковша 51, 2 м кубического, предназначенный для загрузки тремя-четырьмя ковшами автосамосвалов грузоподъемностью 320- 400 т при времени цикла 29 секунд. В комплексе с такими машинами работают крупные электрические буровые станки для бурения взрывных скважин диаметром до 560 мм. Современные мощные шагающие драглайны имеют вместимость ковша 130 м кубических и длину стрелы 130 м.
При разработке сложноструктурных и обводненных месторождений эффективно применение мобильного высокопроизводительного оборудования с дизельным приводом. Это гидравлические экскаваторы типа прямая и обратная лопата с ковшом до 40 м кубических, фронтальные погрузчики с ковшом до 28 м кубических. Для таких условий характерно использование дизельно-гидравлических буровых станков с диаметром скважины до 350 мм. Увеличенная единичная мощность и мобильность такого оборудования и отказ от ЛЭП в рабочей зоне позволяют существенно упростить технологию горных работ.
Для сохранения самого существования разрезов и постепенного роста добычи угля необходимо перевооружение их современной высокопроизводительной техникой. Отечественное оборудование во многих случаях для этих целей не подходит, импортное слишком дорого. Поэтому целесообразно ориентироваться не только на отечественное, но и на совместное производство карьерного оборудования.
К положительным качествам совместного производства можно отнести: удешевление оборудования за счет ввоза комплектующих с минимальными таможенными пошлинами; использование недорогих рабочей силы и материалов; упрощение процесса сертификации и стандартизации оборудования, возможность официально использовать отечественные запасные части, признанные владельцем торговой марки; облегчение процесса доставки, монтажа и доводки техники.
Производственные мощности для изготовления крупного оборудования в России имеются, как и квалифицированные инженерные и рабочие кадры. До недавнего времени проявлялось и желание зарубежных фирм-производителей передавать свою технологию для совместного производства. Нет главного - централизующего и координирующего органа, который взял бы на себя также функции государственного надзора за соблюдением отечественных интересов, представления инофирмам гарантий против риска потери инвестиций, а самим совместным предприятиям -определенных льгот, как решающим государственную задачу возрождения отечественной угольной промышленности.
Но важным является не только снижение инвестиций на новую технику, но и снижение расходов на ее эксплуатацию. Расходы на поддержание нормальной эксплуатации карьерного оборудования растут на 7-10% ежегодно. И это только прямые затраты на запасные части и расходные материалы. К ним следует добавить средства на модернизацию ремонтной базы и обучение персонала. Содержание ремонтно-механического завода может позволить себе только очень крупное горное предприятие. Поэтому одновременно с созданием совместных предприятий по производству новой техники необходимо создание производителями оборудования сервисных центров, обслуживающих разрезы.
Реализация рассмотренных направлений технического перевооружения осложняется наличием в России двух форм собственности угольных предприятий. Причем многие крупные и перспективные разрезы находятся в частном владении.
В первую очередь, совместно с владельцами угольных предприятий необходимо провести ревизию и составить новые бизнес-планы развития каждого угольного предприятия с учетом прогнозируемой производительности исходя из будущих объемов реализации. Опираясь на мировой и отечественный опыт, в эти планы необходимо включить самую современную высокопроизводительную технику, которая будет производиться и эксплуатироваться совместно с отечественными и зарубежными фирмами, выразившими готовность работать на Российском рынке.
Для финансирования перевооружения целесообразно создать специализированный Фонд, в который будут поступать отчисления со стороны государства, отечественных частных компаний, зарубежных и отечественных производителей, международных финансовых организаций, потребителей угля. Конечно, необходимо принять меры для выделения средств государственной поддержки на финансирование строительства разрезов, их реконструкцию и техническое перевооружение. В то же время в условиях крайней ограниченности средств господдержки и даже ее отсутствия участие государства, заинтересованного в сохранении угольной промышленности России, возможно путем предоставления определенных льгот и гарантий сторонам, заинтересованным в техническом перевооружении.
Только при совместных усилиях всех заинтересованных сторон, реализуя указанные выше шаги и твердо проводя государственную политику с учетом интересов потребителей и поставщиков, удастся обеспечить постепенный рост открытой угледобычи в России.