на комплексное использование минерального сырья

 

Отраслевые факторы, влияющие

В экономической литературе изучению причинно-следственной связи факторов и отдельных сторон деятельности производства в горнодобывающей промышленности уделено значительное внимание. Однако подавляющее большинство специалистов изучают и классифицируют факторы, воздействующие преимущественно на рост производительности труда. В то же время для горнодобывающей промышленности до сих пор не создана научно обоснованная классификация факторов, которая систематизировала бы их качественно-количественное влияние на показатели эффективности комплексного использования минерального сырья [1].

Добывающая промышленность занимает особое место в сфере материального производства и служит основой развития тяжёлой промышленности Республики Казахстан. Разведанные запасы таких полезных ископаемых, как уголь, железные руды, руды многих цветных металлов, дают возможность обеспечить добычу различных видов минерального сырья.

Вместе с тем, характерной особенностью развития горнодобывающей промышленности в настоящее время является значительное ухудшение горнотехнических и гидрогеологических условий разработки месторождений. Наблюдается снижение содержания полезных компонентов в рудах, ухудшение их технологических свойств, связанное с увеличением глубины разработки месторождений. В связи с этим взаимосвязь элементов процесса труда на горнорудных предприятиях имеет свою специфику.

Непрерывное перемещение человека и орудий труда по отношению к неподвижному предмету труда (полезному ископаемому) вызывает необходимость организации вспомогательных и обслуживающих подразделений. Так, для изучения запасов месторождения, мощности залежей, содержания полезного ископаемого в руде и характеристик вмещающих пород требуются дополнительные затраты на геологоразведочные и маркшейдерские работы. В связи с перемещением рабочих мест в подземных условиях, где постоянно изменяются горное давление, температура воздуха, приток воды, создают специальные службы по ремонту и поддержанию горных выработок, проветриванию, водоотливу, освещению рабочих мест и т.п.

Это обусловливает необходимость значительных капитальных вложений, высокую трудоемкость и фондоемкость производимой продукции при исключительно большой фондовооруженности труда, что в свою очередь определяет особенности организации, планирования и управления производством на горнорудных предприятиях.

Взаимосвязь простых элементов процесса труда на горнорудных предприятиях имеет следующие особенности:

– добычный характер производства;

– территориальная концентрация предприятий (расположение шахт и горно-обогатительных комбинатов в районе месторождений);

– высокая фондоемкость;

– сложная организация производства;

– относительно высокая трудоемкость производственных процессов;

– чрезвычайно большая дифференциация природных факторов;

– постоянное перемещение рабочих мест;

– сложность обеспечения безопасных условий труда.

В рыночных условиях хозяйствования управление комплексным использованием сырья горнорудных предприятий осуществляется в соответствии с общими экономическими закономерностями развития промышленности. В то же время формы реализации этих закономерностей в добывающей промышленности (в том числе и горнорудной) имеют ряд особенностей, вытекающих из специфических условий горнорудного производства.

Учет этих особенностей объективно необходим для оценки возможностей горнорудной промышленности полностью удовлетворять потребности национальной экономики в металлургическом сырье, а также для оптимизации соотношения производственных ресурсов на основе совершенствования форм и методов управления комплексным использованием сырья.

Необходимо стремиться к реализации идеи безотходного горного производства, при котором в полной мере используются все важнейшие компоненты добываемого минерального сырья и сопутствующие отходы его добычи и обогащения.

Несмотря на то, что конкретные технологические схемы такого производства пока еще являются предметом исследований, данное направление является одним из наиболее перспективных. На базе добываемого и обогащаемого минерального сырья и попутных отходов производства в результате реализации не очень капиталоемких мероприятий и без значительных дополнительных издержек в относительно короткие сроки можно добиться роста производства металлов, ценных химических продуктов, сырья для изготовления строительных материалов.

Комплексное промышленное использование полезных ископаемых обеспечивает получение дополнительной продукции при более низкой ее общей фондоёмкости и при небольших сроках окупаемости дополнительных капитальных вложений. Это становится возможным в результате отсутствия дорогостоящего специального процесса добычи дополнительных видов полезных ископаемых, который осуществляется попутно с добычей основного сырья [2].

При этом можно выделить следующие три группы резервов роста эффективности производства:

– повышение извлечения из минерального сырья металла, топлива или горнохимических элементов;

– увеличение количества извлекаемых из
минерального сырья полезных компонентой;

– утилизация отходов горного производства.

Результаты научных исследований и передовой опыт свидетельствуют о том, что повышение извлечения металла из руд на предприятиях цветной металлургии может быть достигнуто в результате реализации следующих мероприятий:

– совершенствование подготовки руды и обогащения путем технологического картирования руд, определения их качества по флотируемости полезных компонентов, оперативного определения качества руд;

– повышение ритмичности отгрузки сырья на фабрики путем создания дополнительных емкостей резервных складов руды и внутрикарьерных перегрузочных пунктов;

– растворение реагентов-собирателей при подготовке их к флотации
в водных растворах, содержащих органические и неорганические
полимеры;

– развитие новых методов обогащения, основанных на достижениях
фундаментальных наук (физики, химии, электрохимии) и
позволяющих существенно повысить извлечение ценных
компонентов из отвальных продуктов обогащения, отработанных
промышленных растворов и сточных вод.

Спецификой горно-металлургического комплекса является несопоставимый с другими отраслями масштаб производства и сложность технологического цикла. Для выпуска многих видов продукции необходимо 15-18 переделов, начиная от добычи руды и других видов сырья. Значительная часть продукции оседает внутри отрасли по технологической кооперации.

Для металлургических предприятий характерны:

– высокая стоимость основных производственных фондов и их значительный износ (как правило, более 50 %);

– огромные затраты на экологию;

– наличие убыточной инфраструктуры.

В стоимости имущества горно-обогатительных комбинатов значительную долю составляют затраты на проведение горно-подготовительных, горно-разведочных и горно-капитальных работ, которые через определенный промежуток времени по мере отработки месторождения подлежат списанию [3].

На первой стадии начального освоения новых месторождений существенное влияние на величину материальных ресурсов оказывает необходимость создания региональной инфраструктуры. Ресурсоемкость пионерного освоения этих районов часто бывает значительной, хотя многие из «спровоцированных» таким путем затрат не учитываются непосредственно в составе издержек горных пред­приятий.

Зато в процессе последующей добычи горнодобывающим пред­приятиям не приходится расходовать сырье для получения своей продукции, поскольку оно берется непосредственно из недр, где еще не имеет стоимости. При добыче сырья не расходуются и так называемые основные материалы. Напротив, добытые полезные ископаемые как раз и становятся сырьем и материалами для последующих техноло­гических переделов.

За счет этого общая материалоемкость собственно добычных процессов сравнительно невелика. Так, в себе­стоимости угля материальные затраты составляют 12-15%, в обрабатывающих отраслях – до 75-80 %.

Указанные особенности в равной степени относятся ко всем способам добычи полезных ископаемых [3, с. 56].

Имеются также особенности, специфичные лишь для отдельных технологи­ческих способов добычи полезных ископаемых:

1 Наибольшей ресурсоемкостью отличается подземный способ. Это связано главным образом с тем, что при применении данного способа добычи значительную часть сооружений и коммуникаций пред­приятия приходится располагать непосредственно в недрах. Их сооружение и поддержание в рабочем состоянии крайне материало- и трудоемки, а на создание нормальных производственных условий под землей (процессы вентиляции, водоотлива, подъема грузов) расходуется к тому же еще и очень большое количество энергии.

2 Открытый способ добычи не требует больших расходов мате­риалов и труда, но сопровождается разрушением больших земельных площадей и расположенных на них объектов.

3 Скважинный способ добычи является самым экономичным и совершенным. Добывая полезные ископаемые даже со значи­тельно больших глубин, чем при подземном способе, он обходится вообще без сколько-нибудь серьезных подземных сооружений, а все коммуникации сводятся к сооружению скважин и трубопро­водов. Труд под землей здесь вообще не затрачивается, а расход материалов сводится в основном к металлическим трубам и растворителям. К сожалению, скважинный способ добычи пока еще применяется в основном для жидких и газообразных полезных ископаемых, хотя, очевидно, что в будущем область его использования будет увеличена [4].

Структура ресурсопотребления при обогащении, переработке и использовании добытого минерального сырья существенно отличается от структуры ресурсопотребления при его добыче. Главную роль здесь играют энергоемкие процессы отделения полезных компонентов от породы и вредных примесей. Большие технологически «неза­цикленные» отходы определяют при этом значительное воздейст­вие на окружающую среду, а именно на земельные, водные и воз­душные ресурсы.

Величина показателей ресурсоемкости в отраслях горнодобы­вающего комплекса определяется рядом специфических факторов:

1 В процессе добычи она зависит в основном от соотношения объемов полезных компонентов и пород в выдаваемой горной массе. Затраты добывающего предприятия почти пропорциональны общему объему выдаваемой горной массы: чем больше в ней полезного компонента, тем меньше удельный вес этих затрат в себестоимости единицы конечного продукта. Большое значение здесь имеют также условия залегания полезного ископаемого, от которых во многом зависит выбор способа добычи и применяемой техники.

2 В процессе обогащения потребность в ресурсах определяется соотношением извлекаемых полезных компонентов и пере­рабатываемой породы, а также физическими их свойствами, от которых зависит простота или сложность процесса их разделения.

3 Потребность в ресурсах на создание инфраструктуры зависит главным образом от географических и демографических характе­ристик каждого региона. Величина этой потребности существенно отли­чается в регионах обжитых и еще неосвоенных, удаленных и близ­ких от основных центров. Большую роль играют различия регионов по климатическим условиям, плотности населения, транспортных и ма­гистральных сетей, наличию собственной энергетической базы или дешевых источников ее создания.

4 Ресурсные затраты на доставку добытого мине­рального сырья до потребителя более всего зависят от расстояния перевозок. Однако не менее важен здесь и ряд других факторов. Многое зависит от того, имеется ли готовая транспортная сеть или же ее приходится создавать заново. Кроме того, важны климатические условия региона. Большое влияние на величину транспортных издержек оказывают доступные средства транспорта: морской транспорт гораздо дешевле сухопутного, а трубопроводный транспорт дешевле железнодорожного. Многое определяет также цен­ность 1 т перевозимой продукции (для примера: ценность 1 т цвет­ных металлов значительно выше, чем 1 т угля, и тем более выше 1 т строительных материалов). Чем выше ценность 1 т сырья, тем относительно ниже затраты на его перевозку на даль­ние расстояния [5].

5 Ресурсные затраты экологического характера резко различаются в процессах добычи и использования минерального сырья. В период добычных работ они сводятся в основном к воздействию на зе­мельные ресурсы. Величина этих затрат зависит преимущественно от съема полезных ископаемых с 1 м² поверхности и от соотноше­ния объемов добытых полезных ископаемых и пород. В процессах последующей переработки и потребления добытого минерального сырья основные экологические затраты возникают уже в иных формах, связанных с выбросом вредных отходов в воздушную и водную среду. Величина этих затрат зависит от степени загрязненности минерального сырья вредными элементами и от конкрет­ных технологических способов возможного их улавливания.

За­траты и ресурсные потребности рассмотренных технологических способов нередко достигают очень больших размеров. Вместе с тем в случае создания эффективных технологий замкнутого цикла может достигаться общая экономия ресурсов в расчете на весь объем полученной разнообразной продукции [5, c. 45].

Рассмотрим более подробно отдельные характеристики частной ресурсоемкости добычи минерального сырья и определяющие их факторы.

Трудоемкость. Снижение материалоемкости в ряде случаев достигается за счет мер, сопровождающихся ростом трудоемкости работ, и наоборот. Кроме того, большинство видов горнодобывающих про­изводств очень трудоемки. Исключение составляют скважинные способы добычи природного газа и нефти, а также открытая разработка россыпных месторождений [6].

Величина трудоемкости работ в значительной степени зависит от природных, в частности горно-геологических, условий. Наиболее существенными из горно-геологических фак­торов являются глубина разработки и мощность пласта месторождения. Каждый из этих двух факторов оказывает на трудоемкость работ не только прямое, но и многочисленные косвенные воздействия.

Расход материалов. Как было отмечено ранее, сырье и основные материалы в процессе добычи полезных ископаемых не расходуются. Материальный первоисточник продукции, выпу­скаемой шахтой или разрезом, создан природой и не имеет изна­чальной стоимости. За счет этого общая материалоемкость горной продукции невелика и складывается только из расхода вспомогательных материалов, необходимых для перевода полезных ископае­мых из первоначального состояния в вид, пригодный для промыш­ленного использования.

Основная масса материалов на шахтах расходуется на создание и поддержание рабочего пространства под землей и внутри шахт­ных магистралей к нему. В основном это – крепежные материалы (металлический профиль, бетонные изделия и древесина), потребность в которых зависит, прежде всего, от протяженности и площади сечения горных выработок, конструкции и устойчивости крепи. В свою очередь все эти характеристики почти полностью определяются горно-геологическими условиями, важнейшими из которых являются устойчивость пород кровли и почвы пласта, газо- и водовыделение.

В зависимости от степени благоприятности горно-геологических условий объемы расходуемых крепежных материалов могут различаться в десятки раз. Большое влияние на материалоемкость ока­зывает повторное использование крепей. При добыче полезных ископаемых открытым способом расходы крепежных материалов практически отсутствуют.

Второе место по величине расходов занимают взрывные мате­риалы. Их расход всецело зависит от крепости разрабаты­ваемого массива.

Значительная часть вспомогательных материалов на шахтах и разрезах приходится на запасные части к оборудованию. Потреб­ность в запасных частях зависит от величины активной части основных фондов, конструктивной надежности горного оборудо­вания и условий его эксплуатации. С ростом технической воору­женности горных предприятий затраты на запасные части увели­чиваются. Особенно значительно это увеличение при работе под­земного оборудования в агрессивной среде.

Наконец, еще одной существенной составляющей общей материалоемкости являются расходы на спецодежду горнорабочим, величина которых пропорцио­нальна общей трудоемкости добычных работ –она довольно значительная на шахтах и пренебрежимо мала на разрезах.

Подавляющая часть материальных расходов при скважинном способе добычи полезных ископаемых приходится на черные ме­таллы, включая трубы. Металлоемкость скважинкой добычи нефти и газа специфически велика, расход же прочих материалов сво­дится практически к минимуму.

Энергоемкость добычи твердых полезных ископаемых, как правило, не велика. Наиболее энергоемкие процессы на шахтах – это вентиляция, подъем грузов и водоотлив. Поэтому величина энергозатрат существенно увеличивается при большой глубине разработки и при значитель­ных водопритоках.

При открытом способе добычи большее зна­чение приобретает расход электроэнергии (либо дизельного топ­лива) при выемке и транспортировании горной массы. Уровень энергоемкости здесь зависит в первую очередь от принятой техно­логии и коэффициента вскрыши [6, c. 45].

Природные ресурсы. Рассмотренные выше показатели ресурсоемкости относились пока только к ресурсам трудовым и производственным. Не мень­шее значение имеет потребление предприятиями горнодобывающей промышленности ресурсов, созданных природой. В их числе следует выделить геологические ресурсы (запасы) самих полезных ископаемых, зе­мельные, водные и воздушные.

Объектом деятельности горных предприя­тий являются геологические ресурсы полезных ископаемых в нед­рах.

Горное предприятие непосредственно переводит эти ресурсы из стадии пассивного потенциала в стадию доступного для исполь­зования минерального сырья. Вместе с тем в процессе производ­ства часть природных запасов уходит в потери, которые умень­шают этот потенциал.

Таким образом, главным природным ресурсом, с которым имеют дело горнодобывающие предприятия, являются запасы минерального сырья. При этом связи здесь двусторонние. С одной стороны, горные предприятия обеспечи­вают национальную экономику необходимым минеральным сырьем, с другой стороны, извлекая это сырье из недр, они допускают его потери.

Именно эта, вторая сторона проблемы определяет целесообразность использования понятия «запасоемкостьгорного производства», означающего количество геологических запасов, погашаемых на 1тонну окон­чательно получаемого минерального сырья [6, c. 55].

Потери минерального сырья возникают на всех стадиях про­мышленного освоения и использования запасов. Часть потерь обусловливается чисто технологическими причинами и физически неизбежна. Другая часть диктуется экономическими соображе­ниями. Именно ими определяется граница, отделяющая «эффек­тивные» балансовые запасы от забалансовых, то есть тех, разрабатывать которые в ближайшее время невыгодно.

С экономической точки зрения полное извлечение запасов не всегда выгодно, и задача сводится к выявлению «оптимального» уровня потерь.

При расчете оптимального уровня потерь учитывается не только ближайшая выгода предприятия от сосредоточения добычных работ лишь на лучших участках месторождения, но и затраты, возникающие в народном хозяйстве вне данного предприятия, направленные на то, чтобы компенсировать потерянные запасы за счет дополни­тельного подключения других.

Очевидно, что интересы отдельных горных предприятий и национальной экономики в целом здесь совпадают далеко не полностью: шахта чувствует лишь выгоду от по­терь относительно худшей части своих запасов и не ощущает ника­кого связанного с этим ущерба. С позиции шахты всегда выгодно отказаться от извлечения худшей части запасов своего участках месторождения, даже если они лучше всех других запасов, эксплуатируемых другими шах­тами.

По су­ществу, экономия материальных и трудо­вых производственных ресурсов достигается шахтой за счет неко­торой потери природного ресурса минерального сырья. Шахте это выгодно, потому что этот природный ресурс принадлежит народ­ному хозяйству в целом и его потеря мало отражается на ее показателях.

Речь здесь идет о специфике проблемы эко­номии материальных ресурсов, присущей только природоэксплуатирующим отраслям.

Запасы полезных ископаемых залегают в недрах, и их добыча в той или иной мере воздействует на по­верхность со всеми расположенными по ней объектами в пределах площади горного отвода. Земля в Республике Казахстан не является капиталом. Поэтому землеемкость выпуска продукции мало отражается на экономических показателях шахт и разрезов.

Вместе с тем, методологически землеемкость является таким же закономерным показателем, как и все остальные показатели частной ресурсоемкости произ­водства. А лучшее использование земельных ресурсов для национальной экономики в целом имеет большую практическую значимость [7].

Землеемкость горных работ измеряется в квадратных метрах на 1 т добытого полезного ископаемого.

Величина этого показа­теля коррелирует с плотностью запасов, т.е. количеством запа­сов, приходящихся на единицу площади. Обычно контур нарушае­мых земель больше площади расположения запасов за счет так называемого угла естественного откоса вскрышных пород. Играет здесь роль и глубина залегания запасов.

Землеемкость тем выше, чем меньше плотность запасов, чем глубже они залегают и чем менее устойчивы вскрышные породы.

Определенные земельные площади задалживаются (на срок эксплуатации разреза) также и под его производственными зданиями и сооружениями.

Масштаб и характер воздействий горного производства на по­верхность могут быть очень разными. Они наиболее значительны при открытом способе разработки, что является почти единствен­ным, но очень серьезным аргументом против использования этого, в иных отношениях высокоэффективного способа добычи.

В про­цессе вскрышных и добычных работ вся площадь горного отвода разреза подвергается полному разрушению вместе со всеми нахо­дящимися на ней природными и другими стационарными объек­тами.

Лучшее, что здесь может (и должно) быть сделано, – это своевременная реализация мероприятий по последующей рекультивации (восстановлению) нарушенных площадей после того, как добыч­ные работы переместились на другое место.

Рекультива­ция способна полностью восстановить, а иногда даже и улучшить нарушенную поверхность. Однако не все – особенно природные – объекты поддаются действительному восстановлению.

Под восста­новлением можно понимать самые различные объемы реально выполняемых работ, которые всегда связаны с большими затратами. При этом период вынужденного пребывания земель в нарушенном состоя­нии иногда длится достаточно долго.

В основе технической политики в области открытых разработок в настоящее время лежит обязательное проведение рекультивации. Это отнюдь не снижает значения проблем землеемкости открытой разработки полезных ископаемых, а лишь переносит акценты на такие дополнительные ее характеристики, как качество нарушаемых земель, степень восстановления этого качества, сроки пребывания земель в нарушенном виде и, конечно, затраты на рекультивацию [7, c. 17].

Воздействия подземного способа добычи на поверхность гораздо менее значительны, чем открытого. Пустоты, образуемые на боль­шой глубине, имеют обычно небольшие размеры по вертикали. К тому же технология горных работ предусматривает поддержание вышележащих пород в таком состоянии, что их проседание, если и доходит до поверхности, то при малой мощности разрабатывае­мых пластов и рудных тел чаще всего не вызывает больших ее нарушений. В то же время здесь возможны весьма серьезные исключения, особенно при подработке городских застроек.

Водопотребление. Традиционная технология добычи твердых полезных ископаемых не связана с потреблением большого количества воды. Гораздо значительнее водопотреблениепри гидравлическом спо­собе добычи и транспортирования полезных ископаемых. Здесь оно во многом зависит от использования оборотных вод.

Весьма значительно производственное водопотребление при скважинном способе добычи нефти.

Необходимо отметить, что большая часть требуемой воды во всех этих случаях может обеспечиваться за счет выдачи подземных вод, сопутствующей добыче полезных ископаемых.

Выдача попутных вод происходит при пересечении горными работами естественных подземных водотоков. Она характеризует собой гораздо более важные взаимосвязи добычных процессов с водными ресурсами, чем показатели потребления воды на произ­водственные нужды шахты. Объем этих воздействий более масштабен, а их последствия – более тяжелые.

Конкретные объемы и степень загряз­ненности сбрасываемых вод всецело определяются гидрогеологией участка. В ряде случаев на 1 тонну добытого твердого полезного ископаемого из недр приходится выдавать по нескольку десятков кубометров подземных вод. При этом нарушение естественных водотоков резко меняет водопитание лесных массивов, а воды, выдаваемые сразу на поверхность, не­редко бывают кислотными.

В условиях общей ограничен­ности стоков пресной воды во многих регионах воздействие горных предприятий на водные ресурсы представляет собой существенную угрозу экологической безопасности [7, с. 27].

Из всех видов природ­ных ресурсов атмосферный воздух является наиме­нее ограниченным и подвергается естественному восстановлению и очистке. Взаимосвязи производственных предприятий с воздуш­ным океаном имеют двоякий характер: с одной стороны, предприятия потребляют воздух для технологических нужд, с другой стороны, они загрязняют воздушный океан своими выбросами.

Горнодобывающие предприятия потребляют большие объемы воздуха на нужды искусственного проветривания под­земных выработок. Воздух с поверхности подается в шахту для обеспечения жизнедеятельности горнорабочих, снижения темпера­туры окружающих пород и уменьшения концентрации метана до взрывобезопасных содержаний. Количество потребляемого воз­духа определяется в основном газоносностью пород и глубиной разработки. Однако, учитывая практическую неограниченность воздушного океана, расход воздуха шахтами не имеет специаль­ного значения. Более существенным является загрязнение атмо­сферы вредными выбросами горного производства, в числе которых можно отметить:

– выбросы некаптируемой части метана, сопутст­вующего углю;

– выбросы газов и частиц при массовых взрывах на карьерах;

– выделения SO₂ в процессе самопроизвольного окисле­ния колчеданных включений в породных отвалах.

Наиболее ощутимым из этих видов загрязнений является, вероятно, третий.

Необходимо отметить, что процесс добычи полезных ископае­мых не сопровождается большими выбросами в воздушную среду. Основная часть этих выбросов возникает на стадии последующей переработки и потребления добытого минерального сырья. Наи­большее количество выбросов дают тепловые электростанции в процессе сжигания высокосернистых углей.

На основании изложенного, можно сделать вывод, что проблемы снижения ресурсоемкости при добыче и использовании минерального сырья значительны и раз­нообразны.

Учет и анализ показателей ресурсоемкости производства в сочетании со стоимо­стными показателями и с экономическими оценками использования запасов минерального сырья необходим для эффективного управления комплексным использованием сырья.

В числе основных групп факторов нами выделены, с одной стороны, природные, с другой – противостоящие им тех­нические, технологические и организационные.

Выбор технологии, техники и форм организации добычи полезных ископаемых в настоящее время зависит главным образом от природных условий, степень активного изменения которых, хотя и увеличивается по мере технического прогресса, но еще недостаточна.

Пассивно приспосабливаясь к природным условиям, предприниматели отбирает для эксплуатации те месторождения полезных ископаемых или их участки, где эти условия соответствуют наилучшим возможностям апробированных технологических схем разработки месторождений.

Однако отличительной чертой природных ресурсов является их невозобновляемость. Поэтому отработка лучших участков месторождений вызы­вает неизбежный переход к эксплуатации все более и более худ­ших, требующих повышенных эксплуатационных и капитальных затрат.

Ухудшению природных условий противостоит совершен­ствование технологии, техники и организации производства. В определенных пределах каждый из указанных факторов может варьи­ровать автономно от других. Более того, последовательное совершенствование технологии, предназначенной для применения в одних и тех же природных условиях, является закономерным. В свою очередь технологи­ческие инновации приводят к появлению новых организационно-управленческих структур и интенсификации горного производ­ства в тех же самых природных условиях.

Темпы технического прогресса в разных природных условиях редко бы­вают одинаковыми. Условия, ранее считавшиеся весьма ресурсо­емкими и потому малоэффективными, впоследствии могут стать более эффективными по уровню сравнительной ресурсоемкости. Однако следует иметь в виду, что природ­ные условия являются первоначальными по отношению ко всем остальным, подстраивающимся к ним факторам [8].

В результате обобщения теории и практики анализа материалоемкости добычи угля, нефти и газа, железной руды и других полезных ископаемых установлено, что наиболее важными факторами, формирующими уровень и динамику материалоемкости добычи, являются:

– годовая производственная мощность предприятия;

– глубина разработки;

– технология (способ) добычи полезного ископаемого или доля его участия в общей добыче;

– газоносность месторождения (участка);

– водообильность месторождения (участка);

– тектоническая нарушен­ность месторождения (участка) [7, с. 124].

Глубина разработки оказывает влияние на материало­емкость как непосредственно, так и в сочетании с рядом сопутст­вующих факторов: вместе с глубиной увеличивается горное дав­ление и вероятность его динамических проявлений (внезапных выбросов пород и газов), температура и газоносность пород, их прочность. Возрастают затраты на крепление и охрану выработок, подъем, вентиляцию, водоотлив, появляется необходимость в дега­зации, кондиционировании воздуха, в бурении опережающих сква­жин, сотрясательном взрывании с выводом всех людей из шахты и других дорогостоящих профилактических мероприятиях.

Совокупность глубины разработки и мощности пласта определяет границы эф­фективного использования открытого способа добычи. Растут прямые расходы, связанные с увеличением общей протяженности подземных выработок. Возрастает горное давление и усложняются конструк­ции крепей, увеличиваются затраты по поддержанию и ремонту выработок. Повышаются газовыделение, температура окружающих пород и опасность горных ударов и внезапных выбросов. Оказывается необхо­димым создание и усиление специальных вентиляци­онных и дегазационных средств, устройств по охлаждению воздуха, перестройке всей организации горных работ. В случае малой эффективности этих мер резко снижается нагрузка на очистные забои.

Газоносность месторождения существенно влияет на величину потребляемых шахтой материальных (в первую оче­редь энергетических) ресурсов. На газовых шахтах резко увеличи­ваются объемы воздуха, подаваемого для проветривания. Более сложным становится вентиляционное хозяйство, растут энергети­ческие затраты. Для подачи возрастающих объемов воздуха необходимо увеличивать площадь сечения выработок, что требует больших затрат.

Газовыделение существенно влияет также на вы­бор систем разработки, удорожания их. Резко ограничиваются нагрузки на забой и участок, что крайне отрицательно влияет на общую мощность шахты. Сооружение специальных дегазационных установок и сетей требует существенных расходов. В то же время их создание весьма эффективно, так как обеспечивает повышение нагрузки на очистные забои и позволяет утилизировать значительное количество шахтного метана.

Водообильность месторождения также сильно влияет на уровень энергетических затрат по водоотливу, определяет расход стальных труб, фильтров, строительных (или крепежных) мате­риалов на сооружение водосборников, электрических кабелей, на подключение и автоматизацию насосных установок. С ростом водообильности приходится осуществлять целый ряд дорогостоящих мероприятий – сооружать и поддерживать дренажные шахты на разрезах и дренажные выработки на шахтах или проводить сеть дренажных канав и скважин и т.п. Особенно усложняется содер­жание водоотливного хозяйства и растет расход стальных труб, если подземные воды кислотные или содержат сероводородные соединения.

Из всех горно-геологических факторов тектоническая нарушен­ность запасов в настоящее время в наименьшей степени поддается численной оценке. Тем не менее, факт существенного ее влияния на извлекаемость запасов и ресурсоемкость разработки широко известен.

Конкретные виды тектонических нарушений и их масштабы имеют существенную вариацию. То же самое можно сказать об их влиянии на величину потребляемых при угледобыче ресурсов. На сильно нарушенных месторождениях значительно растут затраты на геологическую разведку. Снижается надежность геологической картины залегания запасов, поэтому чаще возникают «бросовые» работы и необходимость в перепроектировке технических решений. Высокопроизводительная техника становится малоприемлемой, в результате чего резко сни­жается общая интенсивность горных работ.

Технология добычи полезных ископаемый (открытый, под­земный, скважинный способы; система разработки; способ механи­зации) предопределяет расход материальных ресурсов.

Мощность горнодобывающего предприятия на­ходится в прямой зависимости от природных, технических и техно­логических факторов:

– масштаба месторождения;

– условий залега­ния полезных ископаемых;

– региональных особенностей;

– применяемого оборудования;

– сложившихся тенденций проектирования в данной стране.

Рост мощности шахт весьма существенно (по крайней мере, до определенных пределов) снижает показатели удельного расхода всех видов ресурсов.

По мере технического прогресса мощность новых шахт увеличивается, а мощность новых разре­зов нередко достигает исключительно высоких величин. Для нужд долгосрочного прогнозирования преимущественный интерес представляет анализ ресурсопотребления именно на перспективных предприятиях большой мощности.

Влияние природных и технологических факторов сказывается и на величине достигаемой нагрузки на очист­ной забой. В свою очередь рост нагрузки, то есть интенсификация производства, является одним из рычагов снижения затрат на добычу полезных ископаемых.

На горнодобывающем предприятии в среднем 30 – 50 % годовых затрат относятся к категории условно-постоянных, то есть не зависящих от уровня добычи. Удельная величина этих затрат на 1 т минерала изменяется обратно пропорционально количеству добываемых предприятием полезных ископаемых в год [8].

С учётом специфики горно-металлургического производств