Обоснование производственной мощности шахты в условиях неопределенности информации

Анализ современного состояния и функционирования шахтного фонда в сочетании с научными направлениями и методологией оптимизации стратегических вариантов и направлений его эффективного функционирования и развития, оставаясь недостаточно исследованной в ряду объективных и субъективных причин, в настоящее время получила новое содержание и мысли.

Определение приоритетных направлений и экономико-технологических решений по эффективному развитию отрасли, которые должны соответствовать сценариям формирования экономики и топливно-энергетического комплекса России предопределило необходимость решения топливно-сырьевой проблемы не только с позиции отраслевой и потребительской эффективности, но главным образом с учетом многомерности происходящих структурно-экономических изменений во всех народно-хозяйственных системах развития экономики (финансовой, транспортной, экономической, экологической, энергетической, научно-технической, социальной).

Угольная отрасль России в настоящее время находится в третьей, завершающей стадии реструктуризации шахтного фонда. Одной из основных задач реструктуризации является создание тщательно сбалансированного, оптимального по своей производственной и технологической структуре шахтного фонда в условиях рыночной среды. Итогом реформирования отрасли предопределено создание конкурентноспособных высокоэффективных горнодобывающих предприятий, увеличение доли угля в топливно-энергетическом балансе на базе имеющихся запасов угля, технологического и экономического ресурсного потенциалов.

В ходе реструктуризации отрасли отчетливо проявились сложности реализации и задачи повышения уровня полноты использования производственного потенциала шахт перспективных и стабильно работающих, что связано с высоким риском неправильных решений по совершенствованию технологической подготовки производства в условиях значительной неопределенности исходной информации, которые не позволяют шахтам адаптироваться к новым условиям и изменениям внутренней и внешней сред функционирования.

Особую значимость приобретают вопросы обоснования, необходимости и целесообразности нагружения производственной мощности технологических схем шахт перспективных и стабильно работающих на базе системного подхода к оценке их ресурсного горно-геологического, технологического и экономического потенциала, а так же объемов нагружения с выходом на показатели функционирования технологических схем, соответствующим мировым стандартам угледобычи с учетом коньюктуры рынка сбыта угольной продукции и инвестиционной привлекательности предприятия.

Учитывая методологическую ориентацию диссертации на исследования в обозначимом направлении, ее тематику с полным основанием следует квалифицировать как актуальную.

Целью диссертации является выявление технологических резервов повышения конкурентоспособности технологических систем шахт путем разработки методических положений процедуры и формирования стратегии нагружения производственной мощности в условиях неопределенности горногеологической информации и принятия решений при риске.

Основная идея диссертации заключается в реализации системного подхода к формированию методической базы обоснования реальных резервов повышения производственной мощности шахт в условиях неопределенности горно-геологической информации и принятия решений при риске с учетом технологических факторов разработки угольных пластов.

Методы исследований: при выполнении исследований использовался комплекс методов, включающий научное обобщение, анализ передового опыта результатов ранее выполненных исследований, аналитические исследования, методы теории игр, метод вариантов, метод многокритериальной оптимизации, комплекс методов математической обработки статистических данных угольных шахт.

Задачи исследований: ' анализ условий работы и результатов функционирования технологических систем шахт угольной отрасли России и степени изученности вопроса в области применения расчетных методов определения производственной мощности шахтыразработка методических положений процедуры нагружения технологических систем шахт с необходимым ресурсным технологическим и экономическим потенциалами с учетом их развития и функционирования в условиях рыночной среды;

— разработка аналитической модели восполнения потерь добычи от низкоэффективных закрывающихся шахт соответствующим нагружением технологических систем высокоэффективных шахт;

— разработка методики определения оптимальной производственной мощности шахты в условиях неопределенности горно-геологической информации и принятия решений при риске;

— определение резервов нагружения производственной мощности технологических систем шахт угольных компаний России с учетом горногеологических условий эксплуатации и эксплуатационных возможностей горнодобывающей техники;

— разработка методических рекомендаций по выявлению резервов нагружения производственной мощности технологических систем шахт с целью повышения конкурентоспособности на базе имеющихся резервов в пропускных способностях транспорта-подъема и вентиляции;

— апробация результатов исследований.

Основные научные положения, разработанные лично соискателем: определяющим условием необходимости и целесообразности разработки процедуры выбора резервов нагружения производственной мощности технологических систем для компенсации потерь добычи при закрытии (консервации) шахт является необходимость поиска нетрадиционных технологических решений повышения конкурентноспособности в условиях рыночной экономики;

— объективность обоснования эффективной процедуры выбора и обоснования оптимальной производственной мощности шахты в условиях неопределенности горно-геологической информации и принятия решений при риске обеспечиваются за счет комплексного корректного применения в качестве базовой элементов аналитической формулы, минимаксного критерия Сэвиджа и коэффициента корректировки, учитывающего степень достоверности исходных данных и степень неопределенности горногеологической информацииустойчивое функционирование технологических систем шахт обеспечивается сбалансированностью шахт с разной технико-экономической эффективностью, находящейся в зависимости от своевременного перераспределения мощностей и высвобождаемых финансовых ресурсов со скорой отдачей финансовых вложений;

— длительная конкурентоспособность технологических систем шахт в рыночной среде реализуется вследствии своевременного закрытия шахт с низкой технико-экономической эффективностью и вследствии роста добычи на высокоприбыльных предприятиях, при этом величина дохода пропорциональна приросту добычи и реализуется на предприятиях с гибкими технологическими системами, адекватными к изменениям внешней среды функционирования.

Научная новизна работы заключается в следующем:

— предложено резервы нагружения производственных мощностей технологических систем высокоэффективных шахт оценивать с помощью комплексного применения аналитической формулы, минимаксного критерия Сэвиджа и коэффициента корректировки, отражающего в смысловой интерпретации степень достоверности исходных данных и степень неопределенности исходной горно-геологической информации;

— разработана аналитическая модель восполнения потерь добычи от закрытия низкоэффективных шахт соответствующим нагружением высокоэффективных на базе адекватного отражения влияния основных горногеологических характеристик и параметров с известной долей неопределенности и неоднозначности исходных данныхпредложена методика обоснования и расчета оптимальной производственной мощности шахты с учетом неоднозначности и неопределенности горно-геологической информации и принятия решений при риске в детерминированной и вероятностной постановках с адекватным отражением в аналитической модели влияния основных горно-геологических условий и технологического оснащения очистных забоев с известной долей неопределенности и неоднозначности исходных данных.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

— достаточным и представительным объемом статистической информации о работе угольных шахт отрасли;

— корректным использованием современных методов исследований;

— результатами реализации аналитической модели восполнения потерь добычи применительно к технологическим системам шахт угольных компаний отрасли.

Научное значение диссертации состоит в разработке методических принципов обоснования процедуры нагружения технологических систем высокоэффективных шахт в условиях рыночной экономики и работоспособной методики определения надежного и объективного уровня производственной мощности шахт.

Практическое значение работы состоит в определении резервов нагружения технологических систем шахт угольной отрасли с учетом горногеологических условий эксплуатации и эксплуатационных возможностей горнодобывающей техники.

Реализация работы. Выявленные резервы нагружения технологических систем шахт угольной отрасли приняты к использованию ОАО «СУЭК-Кузбасс» при обосновании и разработке перспективных планов и программ развития горного производства на текущий период времени и на длительную перспективу.

Апробация работы. Основные положения диссертации были обсуждены и получили одобрение на научных симпозиумах в рамках «Недели горняка», проводимых в МГГУ (Москва, 2006;2009гг.) и на научных семинарах кафедры ПРПМ МГГУ (Москва, 2006;2009гг.).

Публикации. На тему диссертации опубликовано четыре научных статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 48 рисунков, 45 таблиц и список литературы из 92 наименований, — объем диссертации составляет 214 страниц.

Выводы по главе 4.

1. Применение неадекватных математических процедур и расчетных формул приводит к необоснованно высоким или низким уровням производственной мощности, что в конечном счете приводит к недоиспользованию как пассивной так и активной частей промышленно-производственных фондов предприятий, к неэффективному использованию капитальных вложений и увеличению сроков их освоения, и конечном итоге это в течение длительного промежутка времени не позволяет выйти на прогрессивные и экономичные показатели эффективности работы угольных шахт.

2. В условиях реформирования угольной промышленности и продолжающейся реструктуриации «концентрация проиводства путем строительства новых крупных шахт большой мощности, реконструкции и модернизации действующих с увеличением мощности каждой технической единицы является одним из стратегических направлений равития шахтного фонда угольных компаний России, что несомненно требует применения надежных, объективных и обоснованных с позиций экономики расчетных методов.

3. Непостоянство значений горно-геологических характеристик в разных участках шахтного поля нарушает стабильность проиводственной мощности, -удержание проиводственой мощности в условиях неопределенности информации горно-геологического характера приобретает экономический смысл. Учитывая высокую цену принятия неправильных решений, следует ориентироваться на применение аналитических формул и минимаксного критерия Сэвиджа.

4. В результате различной вероятности альтернативных потерь Сэвиджа значений мощности шахты процедура выбора оптимального и в то же время наиболее вероятного значение становится неоднозначной, для чего в процедуру расчета производственной мощности необходимо ввести коэффициент корректировки, который будет учитывать вероятность различных вариантов и будет однозначно формировать оптимальную величину проектной мощности шахты. Коэффициент корректировки определяется при помощи регрессионного анализа статистических отчетных данных угольных шахт с использованием динамических моделей регрессии, — параметры уравнения определяются методом наименьших квадратов (МНК).

Заключение

.

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой на основании выполненных автором исследований изложены научно обоснованные методические положения оптимизации производственной мощности шахты в условиях неопределенности информации и стратегия устойчивого ее поддержания в условиях рыночной экономики, имеющих важное значение для теории и практики проектирования горнодобывающих предприятий.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. В результате анализа теоретических предпосылок, причинно-следственных связей, теории и практики определения обоснования производственной мощности шахт установлено, что применение неадекватных математических процедур и расчетных формул приводит к необоснованно высоким или низким уровням производственной мощности, что в конечном счете предопределяет недоиспользование как пассивной так и активной частей промышлен непроизводственных фондов предприятий, неэффективное использование капитальных вложений и увеличение сроков их освоения, и в конечном итоге это в течение длительного промежутка времени не позволяет выйти на прогрессивные и экономичные показатели эффективности работы угольных шахт. Так как с мощностью шахты тесно связаны капиталоемкие затраты на весьма дорогостоящие технологические звенья и подсистемы (технологический комплекс поверхности, топологическую сеть вскрывающих и подготавливающих горных выработок, околоствольные дворы, комплекс стационарных машин и установок и т. д.), то цена принятия неадекватных решений при обосновании проектной мощности шахты будет существенно возрастать.

2. В результате исследований установлено, что экономический ущерб от неверно принятой производственной мощности может исчисляться многими сотнями миллионов рублей, поэтому возможности получения дополнительной информации путем сопоставления результатов расчетов с использованием различных методов принятия решений в условиях неопределенности информации имеют бесспорную актуальность как при геолого-экономической оценке месторождения, так и в период реструктуризации шахтного фонда, которая сопровождается необходимостью закрытия убыточных, неперспективных шахт. Потери добычи угля при этом должны в обязательном порядке восполняться другими, стабильно работающими, — и это возможно только в случае, если перспективные шахты имеют резервы повышения производительности.

3. Показано, что непостоянство значений горно-геологических характеристик в разных участках шахтного поля нарушает стабильность производственной мощности, — удержание производственной мощности в условиях неопределенности информации горно-геологического характера приобретает экономический смысл. Учитывая высокую цену принятия неправильных решений, следует ориентироваться на применение аналитических формул и минимаксного критерия Сэвиджа.

4. В результате различной вероятности альтернативных потерь Сэвиджа значений мощности шахты процедура выбора оптимального и в то же время наиболее вероятного значение становится неоднозначной, для чего в процедуру расчета производственной мощности необходимо ввести коэффициент корректировки, который будет учитывать вероятность различных вариантов и будет однозначно формировать оптимальную величину проектной мощности шахты. Коэффициент корректировки определяется при помощи регрессионного анализа статистических отчетных данных угольных шахт с использованием динамической модели регрессии, — параметры уравнения определяются методом наименьших квадратов (МНК).

5. Общепринятая методика расчета оптимальной производственной мощности горнодобывающего предприятия, базирующая на детерминированных оценках запасов, утвержденных ГКЗ, для многих сложных месторождений, характеризующихся значительной объективной неопределенностью состояния запасов, вытекающей из самой природы соответствующих типов месторождений, сопряжена с объективным риском ошибочного решения, следствием которого могут быть значительные экономические потери.

Оптимальная производственная мощность предприятия как стратегическая категория оказывается расположенной в пределах достаточно широкого диапазона доверительных интервалов, что необходимо учитывать при проектировании и в расчете инвестиций в капитальные вложения для освоения месторождения с инвестициями каждого последующего этапа после более глубокого изучения природы месторождения и его запасов на предыдущем этапе.

6. В условиях перманентного выбывания убыточных шахт необходимо восполнять потерю добычи соответствующим нагружением перспективных, причем пределы такого нагружения зависят от большого количества горногеологических, технологических и экономических факторов, учет которых обеспечивается путем применения разработанного современного метода расчета мощности шахты и процедуры принятия рациональных решений в условиях риска. Оригинальность и достоинство предложенной аналитической модели для решения поставленной программой исследований задачи состоит в том, что она адекватно отражает влияние основных горно-геологических условий и технического оснащения очистных забоев шахт с известной долей неопределенности и неодонозначности исходных данных.

7. Стратегия устойчивого поддержания производственных мощностей действующих угольных шахт должна реализовываться за счет совершенствования ее структуры, стабилизации основных производственных процессов и выполнения краткосрочных и долгосрочных программ для повышения эффективности производства (техническое перевооружение и модернизация, реконструкция и т. д.). Задача выбора способа управления процессом устойчивого поддержания производственной мощности действующих угольных шахт должна сводиться в этом случае к реализации соответствующего преобразования горнотехнологической структуры шахты на основе инновационных разработок в области техники и технологии, а также изыскании внутренних резервов в технологических схемах, обусловленных используемыми технологиями угледобычи.