Эколого-экономическая эффективность развития производственной деятельности по добыче угля в условиях г. Прокопьевска

© Л.В. Рыбак, 2012

УДК 622: 504.062.36 Л.В. Рыбак

ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО ДОБЫЧЕ УГЛЯ В УСЛОВИЯХ г. ПРОКОПЬЕВСКА

Приведены экономическая и экологическая оценки и выбор вариантов развития производственной деятельности шахт, работающих в условиях г. Прокопьевска. Ключевые слова: котельная шахта, добыча, экология, водоугольное топливо, тепловая энергия, система дегазации.

Проведенный анализ состояния ООО «Объединение «Прокопьевскуголь» позволил разработать следующие рекомендации по развитию его производственной деятельности в условиях урбанизированных территорий г. Прокопьевска.

Первое. Производство водоугольно-го топлива и его использование для выработки тепла в ООО «Объединение «Прокопьевскуголь» и предприятий системы ЖКХ г. Прокопьевска.

В соответствии с результатами проведенных исследований предлагается осуществить замену традиционных дефицитных и дорогостоящих энергоносителей и экологически непривлекательного рядового угля на экологически чистое водоугольное топливо в промышленном секторе и в системе жилищно-коммунального хозяйства г. Прокопьевска.

Выполнение этой рекомендации обеспечит:

• повышение эффективности использования топлива до 97 %;

• снизить стоимость выработки 1 Гкал тепловой энергии до 8 %;

• достигнуть минимально-возможного уровня вредных выбросов в атмосферу;

• повысить пожаро- и взрывобезо-пасность работы теплогенерирующих установок.

Для ООО «Объединение «Прокопьевскуголь», работающей в условиях г. Прокопьевска, разработаны рекомендации по производству, использованию водоугольного топлива.

В соответствии с этими рекомендациями предполагается на основе угольных шламов и отходов флотации построить установку приготовления ВУТ на территории шахты «Тырган-ская» с подачей его по трубопроводу в котельную шахты «Тырганская» и доставкой автотранспортом в котельные шахт «Зиминка» и «Красногорская», а также в котельные предприятий системы ЖКХ г. Прокопьевска.

В настоящее время на этих шахтах и в системе ЖКХ г. Прокопьевска, для производства тепловой энергии используется каменные угли, объемы и марки которых представлены в табл. 1.

Рекомендациями предусматривается заменить используемый в котельных шахт и города каменный уголь на водоугольное топливо.

В качестве основного сырья для производства водоугольного топлива предлагается использование угля марки ССш (шлам) — 85 % и отходов флотации — 15 %, при этом конечный продукт (ВУТ) будет иметь следующую характеристику: массовая

Таблица 1

Характеристика затрат на производство тепловой энергии в ООО «Объединение «Прокопьевскуголь» и в системе ЖКХ г. Прокопьевска

Производители тепловой энергии Марка, объем, тыс.т Средняя низшая теплота сгорания, ккал/кг Цена реализации, руб./т Стоимость реализации, тыс. руб.

Тырганская ССр, 23,0 6060 602 13 846,0

Зиминка КСр, 17,5 6060 602 10 535,0

Красногорская ССр, 16,5 6060 602 9933,0

Котельные города ССр, 57 6060 602 34 314,0

Всего 114,0 68 628,0

Таблица 2

Характеристика сырья используемого для приготовления ВУТ

Тип сырья для ВУТ Зольность твердой массы, % Цена реализации, руб./т

ССш 19,0 286

ССш (некондиция) 45,0 80

Промпродукт 35,0ч40,0 286

Флотохвосты 50,0 60

доля твердой фазы — 64 %; низшая теплота сгорания — 3763 Гкал/кг; к.п.д. котлов при сжигании ВУТ — 0,85; себестоимость приготовления ВУТ — 144 руб./т.

Характеристика основных компонентов сырья для приготовления во-доугольного топлива представлены в табл. 2.

Объем производства ВУТ определен, исходя из плановой потребности шахт и котельных города в угле.

1. Котельная шахты «Тырганская».

Годовой объем тепловой энергии,

производимой котельной, составляет 111413 Гкал/год. Количество ВУТ, необходимое для выработки 111413 Гкал, составит 34860 т/год.

2. Котельная шахты «Зиминка».

Годовой объем тепловой энергии,

производимой котельной, составляет 63630 Гкал. Количество ВУТ, необходимое для выработки 63630 Гкал, составит 19909 т/год.

3. Котельная шахты «Красногорская».

Годовой объем тепловой энергии, производимой котельной, составляет 59 994 Гкал. Количество ВУТ, необходимое для выработки 59 994 Гкал, составит 18 772 т/год.

4. Котельные г. Прокопьевска.

Годовой объем тепловой энергии, производимой котельными города, составляет 284 499 Гкал. Количество ВУТ, необходимое для выработки такого количества тепла составит 89152 т/год (табл. 3).

В соответствии установленной потребностью котельных шахт и города в водоугольном топливе путем составления аналог сметы определены необходимые затраты на создание установки для его приготовления (табл. 4).

При производительности установки приготовления 28,0 т/ч и режиме эксплуатации 5808 часов в год годовой объем производства водоугольно-го топлива составит 162624 т.

При этом расход шлама на приготовление 1 т ВУТ равен 0,78 т. Стоимость шлама в 1т ВУТ составит 197 руб., а полная стоимость 1т ВУТ равна 341 руб.

Таблица 4

Характеристика затрат на создание цеха по производству ВУТ, млн руб.

Таблица 3

Характеристика потребности шахт ООО «Объединение «Прокопьевскуголь» и предприятий системы ЖКХ г. Прокопьевска в ВУТ

Производители тепло- Годовая потребность в топливе, Объем тепловой

вой энергии тыс. т энергии

Уголь ВУТ Гкал/год

Тырганская 23,0 34,8 111413

Зиминка 17,5 19,9 63630

Красногорская 16,5 18,8 59994

Предприятия системы 57,0 89,2 284499

ЖКХ

Всего: 114,0 162,7 519536

Разработка проектно-сметной документации.

Стоимость строительных работ.

Стоимость монтажных работ.

Стоимость оборудования.

Прочие затраты.

Итого:

Годовой расход угля марки ССш составит 107 820,0 т, а потери от снижения реализации шлама — 308 36,0 тыс. руб.

Годовые затраты на производство ВУТ составят 23 418,0 тыс. руб.

Экономия товарной продукции в ООО УК «Прокопьевскуголь» составляет 34 314,0 тыс. руб.

Дополнительный доход от реализации ВУТ потребителям города, по цене 400 руб./т, составит 35 661 тыс. руб.

Для предприятий системы ЖКХ города Прокопьевска переход на использование ВУТ позволит сэкономить на покупке угля 37444 тыс. руб. в год, снизить эксплуатационные затраты при производстве тепла в котельных на 6406 тыс. руб.

Затраты на покупку ВУТ для использования в качестве топлива в котельных города составят 35 661,0 тыс. руб. в год.

Кроме того затраты связанные с переходом на использование ВУТ повлекут за собой для этих предприятий

3,0 31,6 15,5 45,9 5,0 101,0

реконструкции котельных, для реализации которой потребуется еще 20000 тыс. руб.

Проведенная оценка целесообразности перехода с использования угля на ВУТ в котельных предприятий системы ЖКХ города Прокопьевска показала, что в результате реализации этих рекомендаций эффективность работы таких предприятий может быть повышена на 41 %. Из чего следует, что реализация предложенных рекомендаций для города является экономически оправданной.

Второе. Утилизировать метан шахт внедряющих системы дегазации.

Возможность использования шахтного метана для получения тепла и электроэнергии на угледобывающих предприятиях, работающих в условиях урбанизированных территориях, предполагает необходимость создания систем дегазации, позволяющих повысить концентрацию метана до 30 % и более.

В соответствии с программой создания систем дегазации шахтного метана на шахтах «Зиминка», «Ворошилова» и « Красногорская» предлагается установить мобильные дегазационные установки Linnetal 2х90, повышающие концентрацию метана до уровня более 30 %.

В результате выполнения этих программ эмиссия метана (с концентрацией более 30 %о) на этих шахтах составит в среднем более 4,5 млн м3 метана в год.

Поэтому на этих шахтах могут быть установлены мобильные установки по утилизации шахтного метана типа PGM-ETW 1360 MG работающие с метаном с концентрацией от 30 до 100 %.

Каждая из таких установок рассчитана на годовой объем эмиссии газа метана в 2160000 м3. Таким образом, на каждой из шахт можно установить по две такие мобильные установки, общим количеством шесть единиц.

В этих установках применяются четырёхтактные газовые моторы фирмы DEUTZ, производящие 1364 кВт электроэнергии и 622 кВт тепловой энергии в час. Общий КПД установки составляет 85,8 %.

В результате утилизации метана на таких установках получаемую электрическую энергию, в количестве 9820800 кВт в год на каждой из установок, предполагается использовать на самих угледобывающих предприятиях.

При этом ее потребление позволит им уменьшить объемы потребления электроэнергии получаемой шахтами от внешних ее поставщиков.

Получаемую при утилизации тепловую энергию, в количестве 4478400 кВт с каждой из установок, предполагается реализовать близлежащим предприятиям и организациям г. Прокопьевска.

Это позволит этим предприятиям получить экономию за счет отказа от по-290

купки дорогого тепла поставляемого из котельных города в количестве 6 931,0 тыс. руб. в год. 4 612,0 тыс. руб. в год.

Затраты предприятий города на покупку тепла получаемого в результате утилизации метана составят 4 612,0 тыс. руб. в год. Кроме того, для доставки тепла от установок по утилизации тепла к его потребителям потребуется строительство теплотрассы, на реализацию которой необходимы капиталовложения в размере 9000 тыс. руб.

Проведенная оценка целесообразности для предприятий города, расположенных в непосредственной близости от установок по утилизации шахтного метана, использовать получаемое при этом тепло, показала, что для них рентабельность таких действий составит около 51 %.

Следовательно, реализация предложенных рекомендаций для города также является экономически оправданной.

Третье. Использовать накопленные твердые отходы угледобычи.

Предлагается часть накопленных твердых отходов угледобычи шахты «Красногорская» использовать для засыпки провала земной поверхности расположенного в непосредственной близости от шахты.

В результате засыпки провалов земной поверхности, в размере 0,6 га, объемом в 480 м3, будет получен доход от передачи этих земель в различные виды хозяйственной деятельности предприятиям г. Прокопьевска.

Все роботы по выемке твердых отходов из породного отвала, их доставки и засыпке будут выполнены субъектом хозяйственной деятельности специализирующимся на перемещении грунтов. При этом стоимость работ по засыпке провала составляет 13,5 тыс. руб., проведения рекультивации по восстановлению плодородного слоя — 12 тыс. руб.

В результате выполнения рекомендаций по использованию твердых отходов угледобычи шахты «Красногорская» будет получен доход от продажи накопленных отходов.

Проведенная оценка целесообразности выполнения работ по засыпке провала в земной поверхности для другого субъекта этой деятельности показала, что для них рентабельность таких действий составит более 24 %.

Следовательно, реализация предложенной рекомендации для них является экономически оправданной.

Четвертое. Создать участок открытых горных работ в месте выхода угольных пластов на поверхность.

На горных отводах шахт расположенных в г. Прокопьевске по экспертной оценке имеется 6,4 млн т запасов угля пригодных для отработки открытым способом, то есть экономически более предпочтительным по сравнению с технологиями подземной угледобычи.

При этом наибольший объем таких запасов, около 4 млн т, располагается в пределах горного отвода шахты им. Дзержинского.

Для расконсервации запасов угля для открытой разработки на шахте им. Дзержинского необходимо выполнить работы по переносу городского водопровода, строительству обводной автодороги.

В качестве рекомендаций по развитию сопутствующей производственной деятельности на этой шахте предложено создать участок открытых горных работ.

При этом объем капиталовложений необходимых для горно-подготовительных работ при создании этого участка составит около 50 млн руб., на перенос объездной автодороги — 14 млн руб., на перенос городского водовода — 12 млн руб. Период времени на выполнение строительных и

горно-подготовительных работ составит около одного года.

Разработка участка месторождения открытым способом позволит добывать в год не менее 100 тыс. т. коксующихся углей, рыночная цена которых в настоящее время составляет 602 руб. за т. Себестоимость добычи одной тонны угля составит 280 руб.

Пятое. Использовать законсервированных участков горных отводов ликвидированных шахт.

В качестве объекта для реализации этих рекомендаций выбрана шахта им. Ворошилова.

Проектная мощность шахты равная 1200 тыс. т добычи угля в год, после реконструкции освоена в 1987—1989 гг., а в последующие годы уровень добычи значительно снизился.

Отрабатываемые на шахте угольные пласты характеризуются большим количеством горно-геологических нарушений. Переход на технологию гидродобычи угля позволил улучшить экономические показатели угледобычи. В то же время на шахте имеет место значительные потери угля в оставляемых целиках.

Длительный период работы привел к существенному исчерпанию возможности избирательной отработки участков шахтного поля расположенного в сложных горно-геологических условиях. Поэтому на шахте наблюдается рост затрат связанный с необходимостью преодоления геологических нарушений.

Поэтому в качестве рекомендаций по развитию шахты им. Ворошилова, с объемом капиталовложений 70 млн руб., предложено развитие горных работ, предусматривающих расконсервацию участка горного отвода ликвидированной шахты им. Калинина с объемом промышленных запасов около 11 млн т.

При этом появляется возможность за счет избирательности ведения горных работ снизить себестоимость угледобычи. В то же время разработка законсервированного участка горного отвода ликвидированной шахты им. Калинина потребует дополнительных капиталовложений для компенсации ущерба расположенным над ним объектам городской инфраструктуры.

При реализации предложенных выше рекомендаций по развитию производственной деятельности на угледобывающих предприятиях ООО «Объединение «Прокопьевскуголь», работающих в условиях г. Прокопьевска могут быть получены следующие экономические эффекты.

Первый. В результате создания сопутствующей производственной деятельности по производству водо-угольного топлива и его использованию в качестве основного топлива котельных шахт «Зиминка», «Тырга-новская» и имени «Ворошиловская», а также для его реализации предприятиям системы ЖКХ, занятых эксплуатацией котельных обеспечивающих теплом г. Прокопьевск.

При выполнении расчетов доходная часть в предложенных рекомендациях по использованию ВУТ, формируется за счет экономии потреблявшегося угля в размере 34314,0 тыс. руб. в год, поступлений, в размере 35661,0 тыс. руб. в год, за счет реализации части водоугольного топлива предприятиям системы ЖКХ г. Прокопьевска, а также снижения эксплуатационных расходов в котельных шахт (в среднем на 8 %), в размере 5890,0 тыс. руб. в год.

Затратная часть этих рекомендаций состоит из величины снижения доходов от реализации шламов используемых при производстве ВУТ, в

количестве 31836,0 тыс. руб. в год, эксплуатационных затрат при производстве ВУТ в размере 23418,0 тыс. руб. в год, капитальных затрат на создание цеха по производству ВУТ в количестве 101000,0 тыс.руб.

Суммарная величина дохода, образующегося за счет производства водоугольного топлива в ООО «Объединение «Прокопьевскуголь», перевода котрельных шахт «Зиминка», «Тыр-гановская» и им. Ворошилова с угля на ВУТ, а также реализации ВУТ предприятиям системы ЖКХ г. Прокопьевска, для использования его вместо угля на эксплуатируемых ими котельных, а также оценка эффективности предложенной рекомендации по развитию производственной деятельности, приведены в табл. 5.

Второй. В результате создания сопутствующей производственной деятельности по утилизации шахтного метана на шахтах «Зиминка», «Красногорская» и им. Ворошилова предполагается установить шесть мобильных установок типа РвМ-ЕТШ 1360 Мв для выработки электроэнергии и тепла. При этом, предусматривается получаемую электроэнергию использовать в производственной деятельности шахт, а теплоту реализовывать близлежащим предприятиям (организациям).

При выполнении расчетов доходная часть в предложенных рекомендациях по утилизации метана формируется за счет экономии на шахтах электроэнергии в размере 58 926,0 тыс. руб. в год и реализации тепловой энергии в размере 4621,0 тыс. руб. в год.

Затратная часть этих рекомендаций состоит из величины эксплуатационных затрат при утилизации метана в размере 6930,0 тыс. руб. в год, капитальных вложений на создание такого производства в количестве 180000,0 тыс. руб.

Таблица 5

Доход от реализации рекомендаций по развитию производственной деятельности на угледобывающих предприятиях ООО «Объединение «Прокопьевскуголь»

Рекомендации по развитию произ- Потребность Доход, Рентабельность произ-

водственной деятельности в ООО в инвести- тыс. руб. водственной деятель-

«Объединение «Прокопьевскуголь» циях, тыс. в год ности % для

руб. угольной других

компании субъектов

Производство и использование ВУТ 76619,0 24381,0 20 41

Утилизация метана 30080,0 56617,0 30 51

Использование твердых отходов - 2,4 - 24

Развитие открытой способа угледобычи 43800,0 32200,0 31

Вовлечение в отработку законсерви- 68000,0 20000,0 23

рованных участков месторождения

Комплексная оценка всех вариантов 218499,0 133200,4 23

развития

Суммарная величина дохода, образующегося при утилизации метана на шахтах «Зиминка», «Красногорская» и им. Ворошилова, а также оценка эффективности развития такой производственной деятельности, приведена в табл. 5.

Третий. В результате создания сопутствующей производственной деятельности по засыпке провалов в земной поверхности, предусматривающей использование в качестве засыпного материала твердые отходы угледобычи шахты «Кросногорская».

При выполнении расчетов доходная часть предложенных рекомендаций, формируется за счет реализации твердых отходов шахты «Красногорская», в объеме 480 м3, субъекту хозяйственной деятельности занятому выполнением работ по засыпке провалов по цене 5 руб. за м3.

Суммарная величина дохода, образующегося при реализации твердых отходов шахты «Красногорская», приведена в табл. 5.

Четвертый. В результате создания сопутствующей производственной деятельности заключающейся в формировании участка открытых горных работ на шахте им. Дзержинского.

При выполнении расчетов доходная часть в предложенных рекомендациях по созданию участка открытой добычи угля образуется за увеличения объема добываемого угля на 100 тыс. т в год при цене его реализации равной 602 руб. за 1 т.

Затратная часть этих рекомендаций состоит из эксплуатационных затраты на добычу угля составляющих 28000,0 тыс. руб. в год, а также капиталовложений на горно-подготовительные работы, в количестве 50000,0 млн руб., на работы по переносу объездной автодороги — 14000,0 млн руб., на перенос городского водовода — 12 000,0 млн руб.

Величина дохода, образующегося при создании участка открытой технологией добычи угля на шахте им. Дзержинского, а также оценка эффективности развития производственной деятельности, представлены в табл. 5.

Пятый. В результате создания сопутствующей производственной деятельности заключающейся в расконсервации части горного отвода ликвидированной шахты им. Калинина и включения его в отработку шахтой им. Ворошилова.

При выполнении расчетов доходная часть в предложенных рекомендациях по включению в отработку шахтой им. Ворошилова дополнительного участка месторождения образуется за счет экономии эксплуатационных расходов в размере 20000,0 тыс. руб. в год, вследствие получения возможности ведения добычных работ в более благоприятных горногеологических условиях и большей избирательности работ в подрабатываемых урбанизированных территориях под объектами городской инфраструктуры.

Затратная часть этих рекомендаций состоит из величины дополнительных капиталовложений на компенсацию ущерба объектам городской инфраструктуры, в количестве 14000,0 тыс. руб. и капиталовложе-

1. Рыбак Л. В. Особенности влияния урбанизированных территорий на развитие производственной деятельности по добыче угля. В сб. «Экономика и экология». — М.: Изд-во МГГУ, 2009. — С. 33—40.

2. Рыбак Л. В. Типизация вариантов влияния урбанизированных территорий на развитие сопутствующей производственной деятельности угледобывающих предприятий. В сб. «Экология и экономика». — М.: Изд-во МГГУ, 2009. — С. 40—48.

3. Рыбак Л.В. Исследование взаимосвязей между факторами, влияющими на развитие угледобывающего производства в ус-

ний на развитие горных работ в размере 70000,0 тыс. руб.

Суммарная величина дохода, образующегося при реализации рекомендаций по расконсервации и включению в отработку части горного отвода ликвидированной шахты им. Калинина, эффективность этого варианта развития производственной деятельности, представлены в табл. 5.

Таким образом, величина суммарного годового дохода, который может быть получен в результате реализации предложенных вариантов развития производственной деятельности на угледобывающих предприятиях ООО «Объединение «Прокопьевскуголь» равна сумме доходов, приведенных в табл. 5, то есть — 133200,4 тыс. руб. в год.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ловиях урбанизированных территорий. В сб. «Эколого-экономические проблемы природопользования в горной промышленности». — Шахты. Изд. Южно-Российского отд. АГН РФ, 2009. — С. 100—105.

4. Рыбак Л.В. Методические основы формирования экономико-математической модели оценки вариантов развития производственной деятельности угледобывающего предприятия в урбанизированных территориях. В сб. «Эко-лого-экономические проблемы природопользования в горной промышленности». — Шахты. Изд-во Южно-Российского отд. АГН РФ, 2009. — С. 105—109. ГИЕ

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -

Рыбак Л.В. — профессор, Московский государственный горный университет, Moscow State Mining University, Russia, ud@msmu.ru