Эколого-экономическое обоснование направлений использования выработанного подземного пространства тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Эколого-экономическое обоснование направлений использования выработанного подземного пространства"

;ТЗ ОЛ I 1 НОЯ 1336

На правах рукописи ТРЕТЬЯКОВ Игорь Олегович

УДК 622.7.01-3:502.7

ЭК0Л0Г0-ЭК0Н0МИЧЕСК0Е ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫРАБОТАННОГО

ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА (на примере предприятий угольной промышленности)

Специальность 08.00.19 — «Экономика природопользования и охраны окружающей среды»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических паук

Москва 1996

Работа ¡Еылолнена в Московском государственном горне» университете.

<Н аучньгй руководит ель: /дакт. техн. наук, ¡про!ф. ХАРЧЕН,КО В. А.

Научньш консультант: канд. техн. наук,, доц.., КАЗАКОВ В. Б.

Официальные оппоненты: цщкт. экон. наук, .проф.. АРХИПОВ Н. А., канд. экон. наук, доц. КОРОБОВА О. С.

Ведущее «предприятие — АО «Ростозуголь».

Защита диссертации состоится « » ^^с/М. 1996 г

//ЗЯ

в /а. час. на заседании диссертационного совета K-053.il 2.06 Московского государственного горного университета по адресу: 117935, Москва, Ленинский проспект, д. 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «

1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

канд. экон. наук СОКОЛОВСКАЯ М. Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В настоящее время наиболее пригодные для расселения земли составляют около 17% территории всей планеты. На этой территории человек изменил или нарушил се первозданные ландша(]ггы, заняв ее пашнями, садами, парками, водохранилищами, коммуникациями, городскими постройками, горными разработками, эксплуатируемыми лесами.

Под жилье и другие наземные здания и сооружения отведено 4% суши, а по мнению акад. Е. М. Сергеева, даже 8%. К 2000 г. эта плошадь возрастет примерно до 15%. Только на территории бывш. СССР, будет занято дополнительно 50 млн. га. По данным акад. Н. В. Мельникова, в бывш. СССР за 1963 - 1981 гг. для строительства городов, промышленных предприятий, транспортных магистралей, линий электропередачи, трубопроводов потребовалось около 12 млн. га. К 2000 г., согласно прогнозным расчетам, для этих целей понадобится около 200 млн. га, что составляет треть сельскохозяйственных угодий страны.

На сегодняшний день остро стоит вопрос сокращения территорий, занятых в сельском хозяйстве. Человечество уже потеряло 20 млн. кв. км пахотной земли, осталось всего 15 млн. кв. км.

Все это приводит к быстрому снижению такого, показателя, как земле-обеспеченность - площадь пахотных земель, приходящаяся на одного человека. В среднем по бывш. СССР за период с 1961 по 1976 гг. он снизился примерно на 20% - до 0,86 га на человека.

В связи с в> чеизложенными фактами все более необходимым в мире становится подземное размещение народнохозяйственных объектов. Подзем-нос размещение объектов имеет ряд преимуществ перед традиционным наземным. Подземные объекты требуют меньшего земельного отвода под здания и сооружения, не говоря уже о значительном земельном отводе под санитарную зону. Они обладают высокой надежностью, большим сроком службы, стабильным климатом.

Наиболее привлекательными для этих целей становятся '-же готовые подземные горные выработки действующих и закрываемых горнодобывающих предприятий.

Закрытие и диверсификация убыточных горных предприятий высвобождает большие техногенные ресурсы долговременного выработанного под-

земного пространства, наряду с комплексом высвобождаемого оборудования, трудовых ресурсов и сформированной инфраструктурой ;

Анализ статистических данных по угольной промышленности показывает рост объемов выработанного подземного пространства. Так, объем вскрывающих и подготовительных выработок на предприятиях угольной промышленности составляет 109,2 млн. м3. Дополнительно ежегодно проводятся новые горные выработки с объемом около 9 млн. м3.

Размещение объектов в горных выработках шахт и рудников имеет ряд таких привлекательных качеств, как: значительные объемы, сформированная коммуникационная и социальная инфраструктура, . обеспеченность энергетическими ресурсами, сохранение рабочих мест на закрывающихся горных предприятиях; соответствие физических свойств вмещающих горных пород требованиям строительства; минимальное вредное воздействие на окружающую среду от подземных объектов при возможности сохранения местной экосистемы и ландшафтов; снижение затрат нг реализацию подземного проекта по сравнению с наземным при удачном использовании выработанного подземного пространства.

В свете изложенного разработка механизма оценки и выбора оптимального варианта использования выработанного подземного пространства является актуальной научной задачей, имеющей важное значение для реформируемой горнодобывающей промышленности в условиях рыночной экономики.

ЦЕЛЬЮ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ является разработка системы выбора оптимального варианта использования выработанного подземного пространства.

ИДЕЯ РАБОТЫ заключается. в применении многофакторной оценки вариантов на основе теории принятия решений и теории полезности и последующем выборе оптимального варианта по комплексному эколого-эко-номическому критерию максимизации экономического эффекта. ■ '

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, разработанные лично соискателем:

1. Формирование вариантов использования выработанного подземного пространства следует производить на основе разработанной структурной классификации элементов;

2. Оценка и выделение подмножества наиболее предпочтительных вариантов использования выработанного подземного пространства осуществляется на основе разработанного комплекса критериев, включающего в себя группы технологических, экономических, экологических и социальных критериев;-

3. Выбор оптимального варианта следует производить при помощи эколого-экономической модели, основой которой является критерий максимальной прибыли, учитывающей комплекс граничных условий, включающих в себя само ее наличие, а также предельность срока окупаемости,

. объем инвестируемых средств и возможное вредное воздействие на окружающую среду. ,

НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы заключается в том, что:

- разработана классификация направлений использования выработанного пространства по принципу функционального назначения;

- обоснованы принципы формирования вариантов использования выработанного подземного пространства;

- выявлены и оценены основные критерии выбора направлений использования выработанного подземного пространства;

- разработана методика оценки и выбора оптимального варианта использования выработанного подземного пространства.

ОБОСНОВАННОСТЬ И ДОСТОВЕРНОСТЬ научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются :

- корректным применением методов факторного анализа, элементов теории принятия решения, теории полезности и теории игр, а также использованием представительных объемов статистической информации и экспериментальных данных для анализа и расчетов;

- достаточной сходимостью расчетных и фактических показателей выбора вариантов;

- положительными результатами внедрения предложенной системы выбора оптимальных вариантов использования выработанного подземного пространства шахт АО "Ростовуголь".

НАУЧНОЕ ЗНАЧЕНИЕ работы заключается в разработке методического подхода к выбору направлений и оптимального варианта использования

выработанного подземного пространства, повышающего эколого-экономическую эффективность и надежность выбора.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ работы заключается в применении предложенной методики, позволяющей повысить экономическую эффективность и экологическую безопасность использования выработанного подземного пространства угледобывающих предприятий.

Основные научные результаты могут быть использованы в горных отраслях промышленности Российской Федерации, на горных предприятиях угольной промышленности и в Российской угольной компании.

РЕАЛИЗАЦИЯ ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИЙ РАБОТЫ. Разработанная методика определения оптимальных направлений использования выработанного подземного пространства принята для использования в проекг "ых разработках и для практического использования в АО "Ростовуголь".

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на техническом совещании АО "Ростовуголь"

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертационной работы опубликованы 4 научные работы.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 127 страницах машинописного текста, содержит 5 рисунков, 24 таблицы, и список литературы из 91 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Подземные сооружения обладают надежностью, долговечностью, базирующимися на устойчивости и прочности горного массива; высокой сейсмо-устойчивостью, виброустойчивостью, пожаростойкостью, акустической изоляцией. Они надежно защищены от внешних воздействий: землетрясений, ураганов, селей, гроз и других природных явлений.

Интенсивное и эффективное освоение подземного пространства более чем в пятидесяти странах мира в последние десятилетия приобрело особое значение. Рост количества промышленных объектов и сокращение свободных площаде! вынудил большинство лромышленно развитых стран активно

использовать выработанное подземное пространство. Так, с середины 60-х до середины 80-х годов объем подземных объектов возрос втрое.

Недра стали расцениваться как одна из перспективнейших и прибыльных областей, не нарушающих, а сохраняющих окружающую природную среду. Подземным объектам требуются существенно меньшие участки земной поверхности, чем аналогичным наземным. Использование выработанного подземного пространства для сооружения народнохозяйственных объектов в них позволяет сохранить земельные угодья, ландшафт земной поверхности, а также сохранить рекреационные возможности природной среды.

Размещение в подземном пространстве производств с вредными и опасными технологиями, атомных электростанций, захоронение радиоактивных отходов и токсичных веществ, сброс технических и сточных вод, складирование отходов обогатительных фабрик и утилизация промышленных отходов, не считая создания дополнительных промышленных и жилищных площадей, транспортных, коммуникационных, оздоровительных, социальных, культурно - бытовых и иных подземных объектов и сооружений - все это должно решить проблему по обеспечению надежной и безопасной жизни на планете.

Вопросам повторного использования выработанного подземного пространства, исследованию механизмов отбора горных выработок, а также формированию ограничений и критериев при выборе направлений н вариантов использования выработанного подземного пространства посвящены работы: ЕИ.Шемякииа, В. И. Бородина, ГО. Д. Дядькина, А. Ф. Зильберборда, Е. А. Котенхо, В. Н. Морозова, Е. В. Петренко, В. Л. Попова, П. Ф. Швецова и др.

В Московском государственном горном универстете проблемам использования пространства горных выработок действующих и закрываемых горных предприятий посвящены работы: Б.А. Картозия, A.C. Малкина, В.А. Харченко, С.А. Ярунина, В.А. Умнова и др.

Проведенный анализ существующих методов выбора вариантов использования выработанного подземного пространства позволил выявить, что в настоящее время они учитывают комплекс горнс-геологических и горнотехнологических факторов, имеющих характер рекомендаций или, по крайней мере, условий предпочтительности, и не охватывают в полной мере всего мно-

гообразия вариантов использования выработанного подземного пространства, не имеют механизма оценки и выбора оптимального варианта.

В связи с этим в диссертационной работе осуществлено решение научной задачи разработки системы выбора оптимального варианта использования выработанного подземного пространства действующих и закрываемых горнодобывающих предприятий, включающей в себя следующие научные исследования:

- анализ использования выработанного подземного пространства;

- исследование направлений использования выработанного подземного пространства;

- анхтиз существующих методов выбора оптимальных вариантов использования выработанного подземного пространства;

-разработка принципов формирования вариантов использования выработанного подземного пространства;

- выявление элементов и уровней построения вариантов;

- разработка комплекса критериев оценивающих экономические, экологические, технологические и социальные параметры варианта;

' разработка процедуры оценки и механизма сравнения вариантов;

- разработка эколого-экономичсского критерия и модели выбора оптимального варианта;

- разработка методики оценки и выбора оптимального варианта, включающей в себя многофя'-торный механизм оценки вариантов, а также эколого-экономическую модель выбора оптимального варианта.

Существующие классификации направлений использования выработанного подземного пространства в сущности являются классификациями размещаемых в выработанном подземном пространстве объектов и не отражают в полной мере особенности проблемны эффективного использования выработанного подземного пространства. Поэтому на первом этапе исследования нами была разработана структурная классификация вариантов использования выработанного подземного пространства, в основу которой положен принцип функционального назначения объекта.

СТРУКТУРНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ НАПРАВЛЕНИЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫРАБОТАННОГО ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА 1. Производство;

1. I. Промышленное производство;

- энергетические объекты (подземные гидроэлектростанции; подземные атомные электростанции);

- предприятия высокоточного производства;

- экологически вредные и опасные производства;

- военные заводы и фабрики;

- прочие предприятия;

1.2. Производство сельскохозяйственной продукции;

- птицеводство;

- парниковые хозяйства (теплицы, оранжереи, грибницы).

2. Переработка;

2. 1. Переработка отходов; 2. 2. Очистные сооружения;

2. 3. Предприятия горного производства (обогатительные фабрики, перерабатывающие комплексы);

3. Хранение;

3.1. Подземные аккумуляторы энергии;

- потенциальной энергии (носитель энергии: вода, сжатый газ);

- тепловой энергии (носитель: вода); 3. 2. Хранилища пресной воды;

3. 3. Хранилища углеводородов;

- жидких;

- газообразных (в нормальных условиях, сжатый газ, сжиженный газ (изотермические хранилища));

3. 4. Склады;

- склады сельскохозяйственной продукции (зернохранилища, фрукто-хракилища, овощехранилища, винохранилища);

- холо, щьники;

- специальные хранилища ( А. хранилища и могильники отходов: горного производства, радиоактивных отходов, токсичных отходов; Б. хранилища ценной документации культурных и финансовых ценностей);

- промышленное склады;

- гаражи и автостоянки;

4. Коммуникации;

4. 1. Объекты инженерного оборудования и связи (канализация и другие коммуникации);

4. 2. Пешеходные и транспортные тоннели;

4. 3. Метрополитены;

5. Специальные объекты; ,

5. 1. Лечебницы и курорты;

5. 2. Сооружения гражданской обороны (можно совместить с объектами другого назначения);

5. 3. Военные стратегические объекты (в том числе военные склады);

5. 4. Науч!'^-исследовательские лаборатории и полигоны.

В связи с этим возникает задача разработки методики, позволяющей выделить из множества возможных направлений и вариантов использования подмножество наиболее предпочтительных вариантов, включа. же и оптимальный вариант для конкретных условий. Оптимальным считается такой вариант, которому соответствует экстремальное значение выбранного критерия. Поставленную задачу можно решить на основе экспертного метода и теории принятия решений, . помогающих повысить эффективность и надежность выбора. .

Для представления проблемы принятия решения используются два понятия: ценность с помощьк теории полезности и информация с помощью теории вероятности. Можно построить функцию, полезности, с помощью которой оцениваются варианты использования выработанного подземного пространства. При использовании многофакторной модели оценки и выбора,' используя теорию вероятности можно определить вес каждого из факторов в общей оценке варианта использования.

Таким образом, на основе оценок вариантов и информации о значимости критериев можно определить дискретную функцию полезности Г Найдя максимум функции по всем критериям, мы найдем оптимальное решение;

к

Ш;

где F(n) - полезность по фактору л; U(n) - вес фактора п в общей оценке варианта.

Основным элементом многофакторной модели оценки является разработанный комплекс критериев (таблица 1). Критерии разделены на 4 группы : экологические, экономические, технологические и социальные. Все критерии имеют порядковые шкалы с тремя оценками "А", "В", "С". Наилучшей оценкой для всех критериев считается оценка "А ".

Таблица 1

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫРАБОТАННОГО ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА И ИХ ШКАЛЫ

Ni Критерии Шкала сценки

А В С

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

I надежность высокая средняя низкая

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ

2 капитальные затраты низкие средние высокие

3 эксплуатационные затраты низкие средние высокие

4 прибыль высокая средняя низкая

5 срок строительства малый средний большой

6 предотвращенный ущерб высокий средний низкий

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ

7 выбросы в атмосферу малые средние большие

8 сбросы в гидросферу малые средние большие

9 нарушение земной поверхности малое среднее большое

10 экологическая безопасность высокая средняя низкая

СОЦИАЛЬНЫЕ

И занятость высокая средняя низкая

12 условия тру. \ легкие средние тяжелые

13 диверсифик» ля горных предприятий высокая средняя низкая

Критерий надежности определяет надежность функционирования как отдельных элементов, так и всего варианта в целом.

Первоначальные капитальные затраты определяются существующими горно-геологическими условиями, состоянием транспортной и энергетической инфраструктуры с точки зрения оцениваемого варианта, стоимостью технологии и оборудования, предполагаемого к размещению в выработанном подземном пространстве по анализируемому варианту, параметрами выработанного пространства.

Эксплуатационные затраты определяются типом выбранного варианта и его эффективностью в период эксплуатации.

Срок строительства определяет период, в течение которого использование .выработанного подземного пространства по данному варианту не дает эффекта.

Предотвращенный ущерб - экологический ущерб от воздействия на окружающую среду от оцениваемого варианта.

Выбросы в атмосферу, сбросы в гидросферу, нарушение земной поверхности - это критерии оценки экологического воздействия от оцениваемого варианта на окружающую среду.

Экологическая безопасность - к оценке принимается сравнительная экологическая безопасность при сравнении подземного и наземного варианта размещения.

Занятость - социальный фактор, определяющий необходимые для варианта использования выработанного подземного пространства, трудовые ресурсы. Весьма вожен для закрываемых шахг.

Условия труда - социально - экологический фактор.

Диверсификация горных предприятий определяет степень использования имеющихся ресурсов существующего предприятия для нового варианта использования выработанного подземного пространства.

Для наибольшего охвата всех возможных вариантов использования предлагается формировать варианты из нескольких структурных элементов. Такой подход в формировании вариантов позволяет наилучшим образом охватить все возможные направления и варианты использования выработанного пространства, поставить ь четкое соответствие варианты использования и их характеристики, что упрощает оценку вариантов и формализацию процедуры формирования и оценки вариантов.

В таблице 2 представлена разработанная классификация, элементов и уровней, составляющих вариант. Классификация состоит из трех групп уровней, характеризующих параметры Горного предприятия, параметры горных выработок и параметры размещаемого объекта. На каждом уровне находится в среднем три элемента. Вариант формируется из элементов по принципу: из каждок уровня берется один элемент.

Уровни схем Элементы схем

1 Характеристики ВППА

1.1 Элементы технропогической системы шахты

(Характеристики горного предприятия; 1

зпементы систем разработки

1.1.1 способ вскрытия штольневое наклонным стволом вертикальн.ствопом

1.1.1 способ подготовки пластовый пластово-по левой полевой

1.1.1 система разработки сплошна! КОЧОИШфОВкИНа* С10.1&ОБЛ1

1.1.1 к.- тория по газу и пыпи 1 II III сверх кат.

1.1.1 мощность пласта тонкие средние мощные

1.1.1 тип основного транспорта рельсовый конвейерный - трубопроводный автомобильный

1.2. Характеристики горных выработок

1.2.1 Об ¿еикьппанировочныб

1.2.1.1 Форма подземного пространства камера протяженная трещины и поры

1.2.1.2 Объем выработки, тыс.куб.м менее 20 от 20 до 100 более 100

1 ? 1 3 Площадь поперечного сечения, кв.м. менее 10 от 10ддо50 более 50

1.2.1.4 Длина выработай, м менее 100 ' от 100 до £00 более 500

1.2.1.5 ширина пролета выработки, м менее 4 от 4 до 6 от 6 до 8 более 8

1.2.1.6 Высота еыоаботки, м менее ~ от 3 до в более 6

1.2.1.7 уклон горизонтальные (10") наклонные вертикальные нет

1.2.1.8 расстояние до вскрывающей вьтаботки до 100 от 100 до 500 Солее 500

1.2.1.9 глу^-л,а заложения, м до 100 от 100 до 500 более 500

1.2.2 климатические

1.2.2.1 Температура воздуха, тип; град., С нерегулируемая. 10-16 регулируемая, 0-16 регулируемая, 5-25 регулируемая, <0

1.2. £.'.2 Влажность воздуха, % нерегулируемая, 85-95 регулируемая. <=70

1.2.3 способ упр-яления горным давлением поддерживаемые погашаемые

1.2.4 срок службы (остаточный) долгосрочные среднесрочные краткосрочные

1.2.5 обводненность низкая <5 мЗ/100м средняя 5-10 высокая >20

1.2.6 газовыделение в выработку есть нет

12.7 тип крепи тюбин железобетонная арочная анкерная

1.3 характеристики вмещающего массива;

1 3.1 прочностные

1.3.1.1 устойчивость неустойчивые средняя устойч. устойчивые весьма устсич.

1.3.1.2 трещиноватостъ практич. монолитные ыаяотрещичоватыв средне трещинов. сильнотрещимов

1.3.1.3 ПО) >;тость

1.3.2 гидрогеологические: обводненность низкая средняя высокая

2. Характеристики размещаемого объекта

2 ' присутствие людей нет временное постоянное

2.:*. Назначение производство переря*^отка хранение

2.3.Вид захор. отходов шахтная горная порода отходы'сжиг*. ни ТЭЦ опасные отходы радиоактивные отходы

2.4 Физ. состояние отходов жидкие твердые

2.5.способ захоронения изолиуемые в емкостях открытый контакт

Таким образом, вариант использования выработанного подземного пространства включает в себя в качестве элементов общие характеристики анализируемого горного предприятия, характеристики выработанного пространства и характеристики размещаемого объекта. Сформированный вариант может быть представлен в виде связного графа.

Общее количество вариантов, сформированных по описанному принципу, определяется по формуле

''I

и составляет порядка нескольких миллионов.

Однако многие элементы несовместимы между собой, поэтому при формировании варианта следует проверять на совместимость составляющие его элементы. Каждый элемент сформированного варианта оценивается по набору разработанных критериев. При оценке следует иметь в виду, что некоторые критерии действуют на нескольких уровнях и оценивают несколько элементов. В этом случае всему варианту в целом присуждается по такому критерию одна общая результирующая оценка. Решающим правилом выбора предпочтительных вариантов принято предпочтение лучших оценок (оценка "А") по критериям для каждого Элемента в варианте. Механизм выбора предпочтительных вариантов включает в себя даа этапа. Первый этап - это формирование множества наиболее предпочтительных по Парето вариантов, состоящий из процедуры выбора вариантов с наилучшими оценками. Второй .этап включает систему компромиссов, позволяющую сократить количество несравнимых на первом этапе вариантов. Система компромиссов включает два блока: ранжирование критериев по степени важное™ в группы и механизм компенсирующих штрафов для вариантов, имеющих худшие оценю! (оценки "V и "С"). В результате описанного механизма анализа по критериям мы получаем множество предпочтительных вариантов.

Выбор оптимального варианта производится на основе разработанной эколого-экономической модели. Критерий максимума прибыли в модели рассчитывается по формуле:

П> - • з. - К, - И, - У, - Кр,уь\ -» тах |3|;

где К, •= Кг.р. , + Кд.а., + Ко.м., |4|;

Д, = Уос н, * Тос н, + Удоп , •Цдоп , + Уу, • Цу, |5|;

3, = Уос ц • Зое ц + Удоп, • Здоп, + Уу, » Зу , |6|;

Кр, ~ К,' Я, |7);

I

181;

•[О+Е)1"»

Описанная целевая функция имеет ряд краевых условий и ограничен! .

* Г*.,*»'*., 191;

2.У,, * У/,-, Т„.,'аТ:,., |10|;

3 .Ц„. , лЦЬ ' Ц,. ««Г. , ПИ;

4. + Кр,,) * Ь, +А + ГД„)> Ц21;

5- Е[у«..< • ь> • ь> 1 1»1;

6. Сумма выбросов и сбросов вредных веществ при. реализации оцениваемого варианта не должна превышать предельно допустимых значений:

V.,, , <. ПДС 1141,

У^^ПДВ 1151;

7. Период яи.гчим вариантов использования выработанного подземного пространства должен включать весь период службы оцениваемого варианта и период его строительства,

Г=Ч + 1161;

8. Срок окупаемости капитальных вложений не превышает суммы срока строительства и срока службы объекта по вг бранному варианту,

* + '«, • 1,71;

9. Сумма капитальных вложений не должна превышать суммы собственных средств предприятия и государственных дотаций,

К, <; С,„+ ГД, П81;

где I - индекс варианта использования вы, аботанного подземного пространства; /-индекс года проведения ,:роприятий; П, - прибыль от

использования выработанного подземного пространства, тыс.руб; -

валовый объем тоеарной продукции основного и дополнительного производства и услуг, тыс.руб; 3,, - эксплуатационные затраты, тыс.руб; Кц -первоначальные капитальные затраты, тыс.руб; Нц - налоги на прибыль, тыс.руб; Уц - ущерб окружающей среде, тыс.руб; Кр ~ плата за кредит, тыс.руб; Ь) - коэффициент дисконтирования; Кгр ; - капитальные затраты на дополнительные горные работы, тыс.р} А0. ( - капитальные затраты на демонтаж ненужного оборудования, тыс.руб; К>.м. I ' капитальные затраты на приобретение и мотаж нового оборудования, тыс.руб; Уосн1- объем основного вида продукции, тыс.т; У^ / - объем дополнительного вида продукции, тыс.т; Уу/ • объем предоставляемых услуг; Тк„ / - тариф на использование единицы выработанного подземного пространства (например, за размещение отходов), тыс.руб/т; Ц^ ,• - цена единицы продукции дополнительного производства варианту, тыс'.руб; ЦГ1 - цена предоставляемых услуг, тыс.руб; 3^ - эксплуатационные затраты основного производства, тыс.руб; 3^1 - эксплуатационные затраты дополнительного производства, тыс.руб; - эксплуатационные затраты на предоставление услуг, тыс.руб; - рыночная потребность

(емкость рынка) в продукте основного производства, тыс.т./год; У^ -рыночная потребность (емкость рынка) в продукте дополнительного производства, тыс.т./год; У/ - рыночная потребность (емкость рынка) предоставляемых услуг; 7° - тариф альтернативного (наземного) производства, тыс.руб/т; Дзол" - цена альтернативного (наземного) дополнительного производства, сложившаяся на рынке, тысруб/т; Ц/ - цена аналогичных услуг, сложившаяся на рынке, тыс.руб/т; А - сумма амортизационных отчислений, тыс.руб; ГДц - сумма государственных дотаций, тыс.руб; У„а-ушерб окружающей среде от аналогичного альтернативного (наземного) производства, тыс.руб; 5, - ставка за кредит (зависит от размера, вида инвестора, условий погашения и риска проекта),%.

Дисконтирование производится по формуле сложных процентов. За начальный момент времени принят момент начала строительства. Предложенная методика может быть проилл юстирована схемой, представленной н рис.1.

1.Апробация разработанной методики проводилась при выборе оптимальных направлен й использования выработанного подземн^'о

Горногеологические

условия -1-

Горнотехнические условия

X

Экологические условия

Экономические условия

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Параметры Параметры Параметры

горного выработанного размещаемого

предриятия пространства объекта

Направления использования

Критерии оценки

Формирование вариантов

Правило

выбора

Экспс многофа оценка в ртная исгорная • ариантов

Сравнение оценок вариантов

Элементы вариантов из классификации

ПОДМНОЖЕСТВО НАИБОЛЕЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ

К, = Кг.р., + Кд. о., + Ко.м.,

I

Д, = Уас н, * Тос н, + Удоп , *Цдоп , + Уу, • Цу,

X

3, = Уос н, » Зое н, + Удоп, - Здоп, + Уу, • 3у

X

Я< = Х[(А - 3„ - К, - Н, - У,-- Крйуь] -> тах

X

Оптимальный вариант

Рис. 1. Бл<ж.- схема механизма оценки и выбора оптимальных вариантов использования выработанного подземного пространства

пространств.» шахты им. Артема АО "Ростовуголь". Шахта им. Артема расположена в г. Шахты Ростовской области и в производственном отношении входит в состав АО "Ростовуголь".

Шахтное поле характеризуется простым тектоническим строением. Крупные нарушения отсутствуют. Шахта по метану - не газовая, по пыли - не опасная. Общий объем капитальных горных выработок составляет 516000 м5. Общая площадь капитальных го| л выработок - 172000 м2. Объем принятого к исследованию пространства состагляет 23,104 тыс.мЗ.

В результате проведенного многофакторного анализа были отобраны для дальнейшего экономического сравнения следующие три наилучших варианта использовал г ч выработанного подземного пространства:

I.Захоронение отходов ТЭЦ;

2.Склад промышленной продукции;

3. Производство сельскохозяйственной продукции.

На основании разработанной в диссертации экономико-математической моаели был обоснован и выбран оптимальный вариант с использованием выработанного подземного пространства для захоронения отходов ТЭЦ (вариант 1).

Основные показатели рассматриваемых вариантов использования выработанного подземного пространства шахты им. Артема АО "Ростовуголь" представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Показатели 1 Вариант 2 Вариант 3 Вариант

1. Капигллышс затраты, млн.руб 1500 1340 740

2. Эксплуатационные затраты, млн.руб/год 124 95 140

3. Количестве рабочих мест, чел. 37 42 18

4. Экономический эффеет, млн.руб/год 4.32 12.1 154.7

Таким образом, экономический эфф от внедрения разработанной методики выбора оптимального варианта использования выработанного подземного пространства применительно к условиям шасты им. Артема АО "Ростовуголь", по.т' чаемый за счет максимизации прибыль и учета к- шлекса граничных условий, составил 432 млн.руб/год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований в диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи по совершенствованию механизма опенки и выбора оптимальных вариантов использования выработанного подземного пространства действующих и закрываемых горнодобывающих предприятий с применением многофакторной оценки вариантов на основе теории принятия решений и теории полезности и последующего выбора оптимального варианта по комплексному эколого-экономическому критерию максимизации экономического эффекта.

Основные выводы по работе заключаются в следующем:

1. На основании анализа установлена необходимость исследования и разработки метода отыскания решений по выбору оптимальных направлений и вариантов размещения подземных объектов в выработанном подземном пространстве.

2. Разработана матрица элементов формирования вариантов использования выработанного подземного пространства, учитывающая параметры и свойства как горных выработок, так и размещаемых в них объектов;

3. Оценку и выделение оптимальных вариантов использования выработанного подземного пространства следует осуществлять на основе разработанного комплекса критериев, включающего в себя группы технологических, экономических, экологических и социальных критериев;

4. Разработаны принципы оценки по критериям сравниваемых вариантов использования выработанного подземного пространства;

5. Выбор оптимального варианта должен производиться посредством эколого-экономической модели, основой которой является критерий максимума прибыли, с учете комплекса граничных условий, включающих в себя

■условие положительности указанной прибыли, а также предельности срока окупаемости, объема инвестируемых средств и последствий вреднео воздействия на окружающую природную среду;

6. На основании разработанной методики был произведен анализ использования выработанного подземного пространства закрываемой шахты им. Артема АО "Ростовуголь" и выбран вариант захоронения отходов ТЭЦ, позволяющий получить экономический эффект 432 млн.руб/год.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих работах:

1. Умнов В. А., Тарасов В. Ф., Третьяков И. О., Шелоумов А. А. Эко-лого-зкономическая оценка использования подземного выработанного пространства. Проблемы освоения подземного пространства / Горный журнал, N«8 1995.

2. Умнов В. А., Тарас В. Ф., Третьяков И. О., Шелоумов А. А. Основные этапы оценки использования подземного выработанного пространства В сб. научн. трудов Технико-экономические и социальные проблемы угледобывающего производства": - Шахты: Ростовский, научно-технический центр "Недра", 1995.

3. Умнов В. А., Тарасов В. Ф., Третьяков И. О., Шелоумов А. А. Эко-лого-экономические факторы при оценке использования горных выработок для размещения твердых отходов. -Сб. научных трудов "Эколого-экономиче-ские проблемы горного производства и пути их решения", -г. Шахты, ЮжноРоссийское отделение Академии горных наук, 1996.

4. Умнов В. А., Тарасов В. Ф., Третьяков И. О., Шелоумов А. А. Эко-лого-экономическая оценка обезвреживания отходов в выработках горнодобывающих предприятий. / Доклад на Первой межвузовской конференции "Актуальные проблемы экологии", 23-26 мая 1995 года, РУДН, Москва.