Разработка методики и исследование влияния физико-географических факторов на показатели экономической эффективности угольных разрезов Севера тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики и исследование влияния физико-географических факторов на показатели экономической эффективности угольных разрезов Севера"

РГ1 о*

2 8 Ш

Направо* рукописи ¿КУБА Любовь Прокофьевна

РАЗРАБОТКА МЕТОДНКМ И ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ

ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ УГОЛЬНЫХ РАЗРЕЗОВ СЕВЕРА

Специальность 08.00.05 —Экономика и управление народным хозяйством '

Авторе ф е р а т диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Владивосток 1995 год

/ '

• Работа выполнена в Научно-производственном объединении «Лидер» Министерства науки и технической политики' Российской Федерации^

т , " Научные руководители:

доктор экономических наук, проф. .'Глушков А. И., кандидат технических наук Нилус Ю. 'А1;

Официальные оппоненты: .: доктор экономических наук, профессор Шевченко Д. К. ' ; кандидат1 экономических наук, профессор Сазонов В. Г.

Ведущее предприятие: «Дальвостнии проект».

'Защита диссертации состоится « /4 . » 1995 г.

в //7 час. на заседании диссертационного совета К ■0&4.01.06 в Дальневосточном государственном техническрм университете по адресу: 690600, г. Владивосток, ул. Пушкинская, 10, ауд. Г-308.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « ^. » . . 1995 г.

'Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат экономических наук, доцент Гулькова С. Г.

Общая характеристика работы

Актуальность работа. Перемещение центра тяжести угледобывающей промышленности в районы Восточной Сибири и развитие адесь открытого способа добычи связано с определенными сложностями.Разрезы испытывают на себе влияние разнообразных природных условий и, в частности, климатических. Последние, по мнению ряда авторов, "оказывают на производственную мощность карьера и эффективность открытых горных работ такое же определяющее влияние, как горно-геологические, технические и организационно- экономические факторы".

Суровость климата, наличие многолетней мерзлоты, сейсмические нагрузки, удаленность от промышленных центров, отсутствие высококвалифицированных рабочих кадров являются причиной высокой себестоимости добываемой здесь продукции. Незапланированные простои техники из-ва атмосферных явлений и погодных условий нередко приводят к срывам плановых гаданий.

Своевременный учет природных условий, влияющих на эффективную работу угольных разрезов, внесет свою долю в охрану труда и повышение производительности труда в отрасли и снижение себестоимости добываемого полезного ископаемого. Поэтому выявление факторов физико-географической среды, отрицательно сказывающихся на технико-экономических показателях добычи угля открытым способом, количественная оценка степени их влияния и разработка мероприятий по снижению вызываемых ими на разрезах дополнительных трудовых и материальных затрат являются актуаль? нымидля дальнейшего развития отрасли.

Целью диссертационной работы является повышение экономической эффективности угольных разрезов и снижение непроизводственных- трудовых и денежных затрат за счет своевременного учета неблагоприятных для производства природных условий-

Основная4 идея заключается в разработке мероприятий, снижающих затратыипредупреждающих негативные последствия наиболее влияющих природных факторов.

Задачи исследований:

- анализ основных технико-экономических показателей угольных разревов;

- количественная оценка степени влияния совокупности отобранных факторов и каждого из них на технико-экономические показатели;

-выбор информативного фактора, наиболее влияющего на показатели работы угольных разревов Севера;

- разработка мероприятий по учету и предупреждению отрицательного влияния выбранного фактора и составление рекомендаций по планированию и организации ведения горных работ в условиях действия фактора.

Методы исследования. Поставленные задачи решались примем нением системного анализа совокупного и раздельного влияния • факторов физико-географической среды на основные технико-экономические показатели угольных раврезов; методами парной корреляции, графического анализа и элементов математической статистики; методам корреляционно-регрессивного анализа.

Научная новизна исследования заключается в том, что выявлены и количественно оце гены факторы физико-географической среды, наиболее влияющие нз основные технико-экономически показатели добычи угля открыты 1 способом.

Установлено относит льное влияние физико-географических условий в общей системе влияющих факторов на отклонение значений технико-экономических показателей угольных разрезов от среднеотраслевых. •

Разработан метод расчета и проведена оценка времени вторичного срезания взорванной горной массы для угольных разрезов области многолетней мерзлоты.

Практическая значимость работ состоит:

- в возможности учитывать выявленные наиболее информативные природные факторы при проектировании предприятий, добывающих полезные ископаемые открытым способом, что позволит повысить обоснованность принимаемых решений и существенно сократить трудовые и денежные затраты на преодоление природных особенностей территорий;

- в проведении районирования карьерных полей угольных

- б -

месторождений Якутии по условиям вторичного смервания взорванной горной массы, которое обеспечит повышение технико-экономических показателей работы разрезов, расположенных в зоне распространения многолетней мерзлоты;

- в разработке рекомендаций по предупреждению вторичного смерзания взорванных вскрышных пород с целью исключения дополнительных затрат на их повторное дробление и экскавацию.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 1У республиканской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Я» РАН, Якутск, 1982 г.; на У республиканской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Я» СО РАН, Якутск, 1984 г; на Всесоюзной конференции "Современные проблемы повышения производительности" труда в горной промышленности" Донецк, 1985 г.; на У1 конференции молодых ученых и специалистов ® СО РАН, Якутск, 1986 г.; на НТС НПО "Лидер", Москва, 1994 г;

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ.

Объем и структура работа. /Диссертация состоит ив введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы - 140 стр.

Основное содержание работа .

Исследование зависимости эффективности добычи угля открытым способом от физико-географических условий проведено по всем угольным разревам России. Исходным материалом послужили технико-экономические показатели предприятий за период более 20 лет, взятые из форм статистической отчетности о деятельности угольных рагрезов и данные физико-географических факторов месторождений, собранные по энциклопедическим словарям и справочникам, географическим атласам и картам.

Анализ включал несколько этапов:

1. Выделение противоположных групп-классов изучаемых объектов; .

2. Построение обучающей выборки;

3. Изучение степени и характера влияния каждого фактора

' - б -

на исследуемый объект;

4. Выбор наиболее информативных факторов;

5. Построение системы взаимонезавиеимых информативных факторов.

Выделение противоположных классов угольных разрезов проведено на основе сравнения предприятий по каждому из пяти технико-экономических показателей: производительности труда рабочего на добыче угля и вскрыше массы, себестоимости 1т угля и 1 м3 вскрышных пород, фондоотдаче.

При этом, чтобы классы были резко противополйкны друг другу, а информация о них - более четкой, ив предварительного анализа исключались предприятия, которые по значениям показателей эффективности можно отнести и к тому и к другому классу.

Обучающая выборка строилась на основе как количественных факторов, имеющих единицу измерения: м, кг, день, т и проч., так и качественных, не имеющих измерений в привычном для нас понятии, свойства которых характеризуются так: влажная - 1, нормальная - 2, сухая - 3 и т.д.

Каждый ив М объектов описывается П количеством факторов, поэтому исходные эмпирические данные сводились в две матрицы размерностью ' и А^з • А , в которых содержится характеристика определенного угольного разрева, представленная значениями иссл< дуемых факторов

По полученным матрлцам производилась дальнейвая обработка информации графическим способом.

На оси X отклад шались значения физико-географического фактора, интервалы кото{ ого рассчитывались по формуле:

1*

где /ь - величина интервала;

«^„ах^ггЧл - соответственно максимальное и минимальное значение фактора;

П - количество объектов.

На оси ^ -значение безразмерной координаты ,

позволяющей добиться возможного соизмерения факторов, имеющих равные знаки и различные области измерения. Бе величина определялась как частное от деления количества объектов класса "А"

на сумму объектов двух классов: К ~ •

Формы кривых У'ц"¿п (хгъ) • полученных на графиках, весьма различны, т.к. они несут определенную информацию о компактности и структуре объектов классов "А" и "В" и отражают вероятную принадлежность исследуемого разреза к тому или иному классу в зависимости от изменения фактора

Использование графического способа дает возможность судить о характере влияния каждого фактора на исследуемое явление, что не всегда бывает возможным при построении традиционного корреляционного поля, а также позволяет сделать вывод об его информативности по величине 4/1 (разнице между наибольшим и наименьшим значением условной вероятности).

Для подтверждения информативности факторов просчитывался ряд статистических критериев: критерий Стыодента, критерий Фишера, критерий Пирсона (критерий ОСиг). Использование их в работе наряду с профессиональным анализом выбранной информации повышает ее надежность.

Врбор взаимонезависимых факторов среди информативных осуществлялся на основе корреляционного анализа. Первоначально при составлении матриц в них заносились всё факторы, по предположению, оказывающие влияние на принадлежность объекта к тому иди ином/ классу. Среди них могли оказаться маловлияющие на исследуемое явление, вовсе не влияющие, или факторы, дублирующие друг друга, т.е. те, которые содержат в себе информацию о других. Их выявляли на основе высоких коэффициентов парной корреляции и исключали как взаимозависимые, сокращая таким образом признаковое пространство.

О тесноте связей можно судить по вычисленным значениям коэффициентов парной корреляции: чем выше они, тем значимее связь между факторами. Графически она изображалась в виде корреляционных плеяд. Для этого выбиралась некоторая значимая величина - "порог" коэффициента парной корреляции, превышение которого вычисленными значениями позволяет считать связь рассматриваемых переменных сильной.

С помощью граф-плеяд и профессионального анализа исключались из числа отобранных по величине А Д информативных факторов взаимозависимые. Таким образом, в результате анализа была создана система информативных взаимонезависимых факторов по каждому технико-экономическому показателю.

■ ■■ — 3 - ;

Для решения поставленной в исследованиях задачи брались физико-географические факторы, отражающие природную обстановку угольных разрезов и могущие оказывать влияние на процесс добычи угля открытым способом.

Географическая широта, град («^.географическая долгота, град. )-факторы, характеризующие территориальное положение угольного равреза, его удаленность от промышленно развитых центров, поставщиков оборудования и потребителей полезного ископаемого. Значительная часть предприятий располагается в отдаленных районах со специфическими климатическими условиями, где в первую очередь проявляется дефицит рабочих кадров. Для привлечения их на предприятия устанавливается повышенная заработная плата, вкладываются дополнительные средства в обеспечение нормальных условий труда, в строительство непромышленных объектов. Кроме того, развитие открытого способа добычи угля сопровождается увеличением производственных мощностей разрезов, что вызывает потребность в крупногабаритной, высокопроизводительной дорогой технике. Все это отражается на показателях эффективности предприятий. Из табл. 1 следует, что существует некоторая разница в себе тоимости единицы продукции по угольным разрезам, сгруппиров дным территориально.

Графический анализ ¡здания исследуемых факторов на показатели эффективности та -же подчеркивает, что при движении по территории страны на северо-восток уменьшается условная вероятность разрезов принадлежать к классу лучших по себестоимости ведения вскрышных работ.

Однако необходимо отметить положительное влияние увеличения значений географической долготы у® фондоотдачу.

Это объясняется тем, что за Уралом сосредоточены огромные запасы угля, залегающие пластами значительной суммарной мощности., разработку которых ведут крупнейшие в стране горнодобывающие предприятия типа разрезов "Богатырь", "Ирша-Бородинский", "Назаровский", "Нерюнгринский" и др.,оснащенные новейшей

Таблица 1

Ранги по себестоимости 1 т угля и 1 м3 вскрыши по некоторым производственным объединениям

Производственное объединение : По себестоимости : 1 т угля : По себестоимости : 1 м3 вскрыши

Тулауголь 1 1

Вахрушевуголь 2 2

Сахалинуголь 3 3

Шутуголь 4 4

высокопроизводительной техникой.

Высота над,уровнем моря, м (Д^)- фактор, содержащий оценку рельефа местности. На суше выделяют низменные равнины (не выше 200 м над у.м.), высоко поднятые плоскогорья (до2000 м и более) и горы. Сложный рельеф местности вызывает необходимость дополнительных затрат на планировку площадки, строительство специальных защитных сооружений, а также увеличивает протяженность дорог и ухудшает работу оборудования. Последнее выражается в том, что с высотой падает давление, воздух становится более разрежен и оборудование работает не на полную мощность. Это приводит к быстрому износу деталей и выходу из строя двигателей внутреннего сгорания, что увеличивает частоту ремонтов и снижает объемы добычи. У 73 исследуемых угольных разрезов высота над уровнем моря изменяется от 100 до 3500 м. Увеличение высоты отрицательно сказывается на производительности труда рабочего по вскрыше. Фактор считается информативным, т.к. Д/ь - -0,40.

Средняя многолетняя температура января, °С ; средняя многолетняя температура июля, °С ; среднегодовая температура воздуха, °С (£>; абсолютный минимум температуры воздуха, °С (Яуу); абсолютный максимум температуры воздуха, °С (■Х^); число дней в году с температурой ниже минус 30°С число

дней в году с температурой ниже минус 40°С (Хг); число дней в году с температурой выше плюс 30°С число дней в году с >

■■■ - 10 - ■•■■■ ..

температурой выше плюс 40°С (ар - температурный фактор, являют щийся основным в характеристике природных условий района и наиболее изученным с точки врения его влияния на работу малин и механизмов, на надежность и долговечность конструкций и сооружений, на здоровье людей. Наибольшее влияние на эффективную работу угольных разрезов оказывают низкие и высокие температуры воздуха и резкие перепады температур. Производительность труда рабочего в . зимний период может снижаться в 2-3 раза. Низкая отрицательная температура воздуха является причиной повышенного износа механизмов, вызывает застывание смазочных материалов и технических жидкостей, увеличивает хрупкость стали. Высокие положительные температуры воздуха отрицательно влияют на прочность резиновых и полимерных частей горнотранспортного оборудования, уменьшают вявкость смазочных материалов и приводят к частому перегреву двигателей. Все это снижает надежность и долговечность техники на угольных разрезах и сказывается на показателях эффективности предприятий. Кроме того* как низкие* отрицательные, так и высокие положительные температуры являются причиной снижения трудовой активности людей, занятых работами на открытом воздухе. Специальными постановлениями местных органов управления для ш < устанавливается определенный режим труда и отдыха, обеспечузающий нормальное состояние организма при температуре воздуха ь яке или выше оптимальней.

Превышение оптимальв >й (+25°С) температуры наружного воздуха требует специального режима для людей физического труда, а "на период повышения температуры выше +33°С и понижение ниже минус 40°С работы на открытом воздухе прекращаются".

Информативным является также фактор, учитывающий количество дней с температурой ниже минус 30°С. Увеличение его значения отрицательно влияет на производительность труда по вскрыше и себестоимость вскрышных пород.

Среднее атмосферное давление воздуха в январе, млб ); среднее атмосферное давление воздуха в июле, млб ОД) - фактор, являющийся одним из составляющих элементов погоды. Резкие перепады давления сказываются на самочувствии людей и работоспособности техники: ухудшается работа карбюраторных двигателей, происходят изменения в гидравлическом балансе систем, отмечается разгерметизация соединений.

Графически влияние факторов на некоторые технико-экономические показатели угольных разрезов подтверждается, нр в связи

- -11 -

с мальми значениями они не являются информативными.

Минимальная скорость ветра в году, м/с макси-

мальная скорость ветра в году, м/с скоростной напор ветра, кгс/м2 ).

Ветер представляет собой серьезное препятствие для работы технических средств. Он выступает в роли фактора, замедляющего или ускоряющего вредные процессы, протекающие при низких отрицательных и высоких положительных температурах воздуха, нередко вызывает механические повреждения оборудования, обрыв тонконесущих проводов.На разрезах с жарким климатом ветер поднимает в воздух огромное количество пыли, ухудшая видимость и создавая аварийные ситуации. В сочетании с другими элементами погоды - низкими температурами воздуха, осадками - он ускоряет теплоотдачу организма.

В результате проведенных исследований подтвердилось отрицательное влияние увеличения значений скорости ветра на технико-экономические показатели угольных разрезов.

Сейсмичность; балл - фактор, являющийся одной И8 форм проявления тектонических движений земной коры. Может оказывать, на наш взгляд, существенное влияние на фондоотдачу угольных разрезов, т.к. в сейсмических районах увеличиваются капитальные вложения в строительство объектов промышленного и непромышленного^назначения, в создание и обслуживание сейсмос-танций; укорачивается срок службы оборудования. При ^»-0,60 и коэффициенте парной корреляции -0,376 фактор приэнается информативным.

Температура горны х пород, °С Ц^). Отрицательные значения этого фактора усложняют и удорожают ведение буровзрывных работ, экскавацию горных пород на разрезах и транспортиров^ угля потребителям. Взорванная горная масса, имеющая отрицательную температуру, способна смерзаться в любое время года и даже при высокой положительной температуре воздуха. Это приводит к частным поломкам техники и дополнительным затратам на рыхление пород. На обводненных участках месторождений при бурении скважин в мерзлых горных породах происходит заполнение их водой, а эатем перемерзание, что обусловливает некачественные взрывы, большой выход негабаритов и даже отказы взрывов в блоке. Все это вызывает незапланированные затраты труда и средств на их устранение, что отражается на общих технико-экономических показателях предприятий, в первую очередь на себестоимости добычи угля.

X 1.0

0.5

55.8 150

10400,

Ар. .0.54 л?*«.

X400

V

! .¿¡¿i. » л:;«'

224

■ ' • • i

• , ' • V .Л '

••* • . *

■ ■•■•■.■•■'■г:,

20 80 140 аоо

Вдаяхя* •■eon еапгаогв покров« C^j» «*) m вронмда« »ммм» по мют

к х.о

0.5

Ар» .0.50

30

а»

18 »

ft

0.1 0.5

:Ьа

15

>4 i;■ '.V'.• .V «„Ж'i

i-'f-ííPT ^ -

i 4 « -, i

r- * i. i

8 . 8 2«., .

Вмяшм мшнош ямК « ммицм (W n «*4»ото*-ИМ*» ДОбмШ умя (в» рув.) j; - - ■ --"■■■- -■- ■

Х.О

0.5

Ар- -O.J7

7« х /н*е.

10400 7400 f 4400 1400

I • î •

•I ' ' . » • ■

I

I 25

WO

Z5 45 75 Z05 ISO

Вмяом мяач*9«м х»1 о t < >50*0 ш прояво**-NMiMn m кдом (F| «V**e»)

Среднегодовая сумма осадков, мм количество осадков с апреля по октябрь, м (а^); количество осадков с ноября по март, мм {Хг1)% число дней в году с осадками больше 5,0 мм (Д^,.); среднегодовая продолжительность осадков, ч

Осадки во взаимодействии с другими климатическими факторами затрудняют работу горнотранспортного оборудования, создают аварийные ситуации на разрезах, ухудшают качество угля. Влага, попадая на изоляционные материалы, снижает их сопротивление, ускоряет процесс корровии металлов, что в свою очередь вызывает отказы механических и электрических частей машин.

В проблеме пылеподавления при ведении открытых горных работ осадки играют положительную роль. Известно, что частые летние дожди на Нерюнгринском угольном разрева при больших объемах вскрышных и добычных работ препятствуют формированию устойчивого смога.

Наиболее информативным среди перечисленных выше факторов является количество осадков с ноября по март. Его отрицательное влияние на эффективность работы утольных разрезов отмечается по трем технико-экономическим показателям: производительности труда рабочего, себестоимости добычи 1 т полезного ископаемого и фондоотдаче.

Высота снежного покрова, см число дней со снежным

покровом (¿г^); средняя из наибольших декадных высот снежного покрова ; снеговая нагрузка на горизонтальную поверхность, кг/м2 (сЯ; среднегодовая продолжительность метелей, ч

Перечисленные факторы характеризуют ■ количество твердых осадков, выпадающих с момента устойчивого перехода среднесуточной температуры через 0°С. Снежный покров участвует во всех физико-географических процессах и, в частности, в формировании климата территории. Далеко не всегда его влияние на хозяйственную деятельность человека оценивается отрицательно. Что касается открытых горных работ, то и здесь известны, например, попытки создания искусственного снега при помощи снегоге-нератора для пылеподавления. В основном же снежный покров на угольных разрезах вызывает дополнительные затраты труда и денежных средств на его уборку. В районах с повышенной активностью ветра опасность представляют сильные снегопады и метели. Ухудшая видимость на рабочих местах вплоть до остановки оборудования, они образуют на разрезах снежные заносы, пре-

1.0

0.5

Р» t/ым.

Ар m m 0.» X470 970.

870

50 150

»ax

s

ч » л .

\ * 1 Í •

* * * »

» »

50

150 250

Saarn« кбяач««таа OOWMI о аоавря M аарт (Xjj! aa) м проа«асиспм»аоот» m доби«* (P, t/a«o.)

К

i.o

0.5

Ар» «0.49

X 1.0

0.9

\

2>

140

•Л

гч

к

Ар» -0.60

Вааашю aoxawt га» ха«Я

о X* -зо°0 (Jfe) м осбаогоаноо*» яокрааа

■К . ■ JÜ0

0.5

* » 6 7 в-»

Вяаяш« ««Мвшкаооп __отоамооть жоДааа jtat

Ш1

20 200

?50

Вяаааа* аояамотаа овахкоа в воввря во «до C^j, ам) фондоотдкдг .

пятствуя работе любого "вида транспорта. Нередко в результате перераспределения снега ветром угольные разрезы, имеющие благоприятный для снегонакопления характер рельефа, аккумулируют его в огромном количестве.

Проведенный анализ также подтверждает отрицательное влияние увеличения продолжительности метелей и числа дней со снежным покровом на технико-экономические показатели предприятий. Поскольку Л/1- -0,63 эти факторы являются очень информативными при анализе себестоимости вскрыши.

Среднегодовое количество пасмурных дней («^ ), среднегодовое количество ясных дней ру, суммарная солнечная радиация, ккал/см2 ( ).

Облачность является важным климатическим фактором, т.к., взаимодействуя с радиацией, в одном случае способствует охлаждению атмосферы, в другом - "перехватывает тепловое излучение, т.е. служит своеобразным одеялом Земли". Особенное влияние суммарной солнечной радиации проявляется в зонах жаркого и резко континентального климата. Она ускоряет процесс естественного старения механизмов, уменьшает срок службы элементов, учащает поломки техники.

По результатам проведенного анализа факторы являются не информативными.

Средняя длительность безморозного периода, дни ().

Продолжительный зимний период увеличивает расходы на обогрев подсобных зданий и сооружений разрезов, уменьшает количество часов "чистого" рабочего времени, увеличивает сроки ремонта поломок оборудования, однако существенного влияния на показатели экономической эффективности установить не удалось.

Среднегодовая величина испарения (на суше), мм (Л!^ ); принадлежность к эонам влажности ( ).

В районах с повышенной влажностью воздуха и малой величиной испарения ускоряются процессы коррозии металлов и старения полимеров. В холодный период года эдесь особенно часты осложняющие факторы - изморозь и гололед.

Факторы не информативны.

Среднегодовое число дней с градом среднегодовое

число дней с грозами , среднегодовое число дней с гололедом (^ц), толщина стенки гололеда, мм (яу, среднегодовое число дией с изморозью - факторы, учитывающие атмосферные

явления, которые участвуют в дополнительных внешних нагрузках

- 14 - '

на рабочее оборудование разрезов, увеличивают количество механических повреждений и сроки на их ремонт, усиливают дискомфортность труда рабочих. Их отрицательное влияние на технико-экономические показатели исследованиями подтверждено. « Все факторы.в различной степени информативны.

Графический анализ показал, что .практически все исследуемые факторы физико-географической среды с различной степенью информативности участвуют в формировании техника-экономических показателей угольных разрезов.

Для дальнейшей работы в качестве информативных по каждому критерию эффективности отбирались факторы, имеющие 4/г > »0,25 (табл. 2).

В'целях исключения их из числа взаимозависимых факторов, которые содержат в себе информацию о других и являются второстепенными среди влияющих, исследовались внутренние связи меаду этими факторами по методу корреляционных плеяд. Строились корреляционные плеяды зависимостей между факторами по каждому критерию эффективности. При этом "порог" коэффициента корреляции выбирался соответственно:

- для факторов, информативных по производительности труда на добыче, производительности труда на вскрыше»и себестоимости добычи, - 0,50;

- для факторов, информативных по фондоотдаче, 0,65;

- для факторов, информативных по себестоимости вскрыши, -г> о,7о.

Анализ показал, что в систему информативных независимых факторов по производительности труда на добыче достаточно веять (кол-во дней с "6 > +30°С), (количество осад-

ков с ноября по март), (кол-во дней с грозами), тесно связанных с ЗСщ длительность безморозного периода), (кол-во дней с осадками больше 5 мм) и (географическая долгота), а также (кол-во дней с гололедом), который содержит

в себе информацию об (кол-во пасмурных дней), и

(географическая долгота).

Факторами, свободными от всяких связей, а следовательно, независимыми, являются «Я?, (высота над уровнем моря) и ле (кол-во дней с -6 -30°С). Кроме этого, в число независимых нами включены ^¿з (высота снежного покрова) и (кол-во осадков с ноября по март), коррелирующие с

Гр«ф»!»«яда омзеИ ф«Х«ОрОВе ввфор-finaux во oeUsoïoraooT* дева« Z т доя

Таблица 2

Критерии эффективности угольных разрезов и информативные (+) физико-географические факторы, участвующие в их формировании

:Ин- :Пр0ИЗВ0-:Пр0И8В0-:Себе- :Себе-:Фон-:деке:дительндительн.:стой- :стой-:до-Факторы :фак-:труда :труда :мость :мость:от-: тора: рабочего: рабочего: добы- :1м3 :да-:(Х) :по добы-:по век- :чи 1 Т:вск- :ча : :че угля :рыше :утля :рыши :

6

Географическая широта 1 Географическая долгота

К-во дней с/> +30°С к-во дней с -30°С К-во осадков с ноября по март

К-во дней с осадками больше 5 мм Длительность безморозного периода Сейсмичность Годовая сумма осадков

К-во джй о гололёдом

К-во дней с грозами К-во пасмурных дней К-во дней с градом Средняя из наибольших декадных высот снежного покрова Испарение с поверхности суши Высота снежного покрова 23

4- +

2 8 6

21

25

40

29

20

32 31 34

30

26

37

+ +

+

- 16 - Окончание табл. 1

1 2 3 4 5 6 7

Продолжительность

метелей 18 - + + + +

Снеговая нагрузка 19 - + + +

Продолжительность

осадков 27 - ■ + +

Среднее атмосферное

давление в январе 13 - - - - -

К-во дней со снеж-

ным покровом 24 ■ - ■ -. • - +

К-во суммарной сол-

нечной радиации 36 - - - +

К-во дней с измо-

розью 33 + +

Максимальная ско-

рость ветра 16 - - • - - -

К-во осадков с

апреля по октябрь 22 - - - -

Высота над уровнем

моря 3 + -

температура горных

пород 39 - г +

(продолжительность метелей), (снеговая нагрузка), <Хг6 (средняя из наибольших декадных высот снежного покрова) и Х30 (кол-во дней с градом).

В число независимых информативных факторов входят ¿С32 (кол- во дней с гололедом), Хзд (температура горных пород),

(сейсмичность) как свободные точки и (кол-во дней с гровами), X^ (продолжительность осадков)-тесно связанные с Хх,Хгб , Х1д , Х^ , Л^ .

Установлено, что фактор (высота снежного покрова)

связан о ЭСц (продолжительность метелей), Х^д (снеговая нагрузка), (средняя иг наибольших декадных высот снеж-

ного покрова), хзъ (кол-во дней с изморозью), (продолжительность осадков). Это говорит о том, что он содержит в себе информацию об этих факторах и в группу независимых достаточно вкшочитьлишь Х„ Из связи •Х'1 (географическая широта)

тмквоеп rpTSV «а икрам

Граз-аяелда csxseS факторов, тфвримввяшс во фовдоотяа««

и (кол-во суммарной солнечной радиации) берем первый,

-30 настолько.

т.к. они взаимосвязаны кчто от широты местности зависит количество суммарной солнечной радиации, поступающей на землю.

(кол-во дней с ¿4, -30°С) тесно связан с (кол-во дней со снежным покровом), что дает основание в число независимых включить только Х6 . Кроме того, необходимо взять Х2д (сейсмичность), не имеющего при коэффициенте корреляции Z 0, 70 связей.

Следует избрать в качестве независимых, информативных факторов ¿См (сумма осадков), Х31 (кол-ко дней с грозами), Л^з (высота снежного покрова) и (географическая долгота), которые при коэффициенте корреляции 2 > 0,65 тесно связаны с Х^, зс^ , , ¿с^, , , ¿сзъ

Таким образом, в систему информативных независимых факторов вошли:

а) по производительности труда рабочего на добыче угля -кол-во дней с температурой воздуха больше +30°С ( ), кол-во осадков с ноября по март («я^), кол-во дней с гололедом

( ), кол-во дней с грозами ();

б) по производительности труда рабочего на вскрыше - высота над уровнем моря (Др, кол-во дней с температурой воздуха ниже -30°С ), кол-во осадков с ноября по март ; высота снежного покрова (Хгз);

в) по себестоимости добычи 1 т угля - температура горных пород ), . продолжительность осадков ), сейсмичность

{■Х^), кол-во дней с гололедом (-*£«), кол-во дней с гровами

• '

г) по себестоимости 1 м3 вскрыши - кол-во дней с температурой воздуха ниже -30°С {Хб ), сейсмичность (Х&У,- высота снежного покрова географическая широта («я^ );

д) по фондоотдаче - географическая долгота годовая сумма осадков высота снежного покрова (•%»>), кол-во дней с грозами (Л^).

Полученная система наиболее информативных взаимосвязанных факторов может использоваться при планировании основных показателей эффективности на действующих и вновь создаваемых горнодобывающих предприятиях с открытым способом добычи полезного ископаемого. Необходимым условием для этого является разработ-

6 8 10 « щ 1С 18 го % $ремя

Зависимость времени вторичного смерванчя торной массы на угольных разрезах Севера от начальной температуря горных порол.

V тыс. м /сутки

го

10

Л*

]/} тыс. м

25 50 75 100 115 150 175 200 225 ¿50 ¿75 300 Зависимость объемов единовременно взрываемой горной массы при различной температуре горных пород и типе забойного оборудования

г

ка методики учета этих факторов в предпроектных и плановых решениях.

Результаты анализа степени и характера влияния физико-географических факторов на технико-экономические показатели угольных разрезов, наложенные в работе, показали, что наиболее значимым, практически катастрофическим, фактором является вторичное смерзание взорванной горной массы, что делает невозможной ее экскавацию. Это вызвало необходимость дальнейших исследований, направленных на разработку мероприятий по снижению вредного влияния смерзания горной массы на процесс добычи угля открытым способом.

Натурные исследования позволили установить, что

- процесс смерзания начинается от подошвы уступа;

- длительность смерзания всей взорванной горной массы колеблется в течение 3-10 суток и зависит в основном от начальной температуры массива.

Разработанные автором номограммы позволяют с достаточной для практики достоверностью определять время вторичного смерзания и обоснованно выбирать технологический регламент буро-взрывных и погрузочно-доставочных работ.

Соблюдение условий оптимизации (табл. 3) обеспечивают эффективность работы угольных разрезов Севера по фактору вторичного смерзания взорванной горной массы.

Таблица 3

Условия, обеспечивающие эффективность работы угольных разрезов Севера по фактору вторичной смерваемости.

:ЕМКОСТЬ : Сменная :Допустимый:

Тип :ковша, : произво- : объем Температура

экскаватора : м3 : водитель- :взрывания,: пород, °С

: : ность, : тыс. м3 :

: тыс. м3 : -

ЭКГ-4.6 5 5 75,0 -2

_ М_ 50 -5

• _ и. 35 -0

ЭКГ-8 10 10 150 -2

или „ н_ 100 -5

ЗШ-10/76 -И- -»♦«. 70 -9

ЭКГ-20 20 20 300 -2

_ »_ 200 -5

140 09

Номограмма 'для определения времени смерзания раздробленной

горной массы (

- глубина проморояки, м ; „

а, -коэффициент темперагурояроводносги массива, /"/с; промену точный параметр

- 19 -Заключение

В диссертации решена актуальная научная задача количественной оценки влияния физико-географических факторов на безопасность и эффективность разработки угольных месторождений открытым способом.

Основные результаты проведенных исследований, научные и практические рекомендации заключаются в следующем:

1. Проведен анализ показателей эффективности добычи угля открытым способом в различных регионах страны.

2. Обоснована система физико-географических факторов и исследована степень влияния каждого из них на технико-экономические показатели работы угольных разрезов.

3. Дана количественная оценка влияния физико-географических факторов на производительность труда рабочего по добыче угля и вскрыше пород, себестоимости добычи угля и 1м3 вскрыши, в также на фондоотдачу

4- Выявлено, Что факторами, наиболее влияющими на эффективность работы угольных разрезов Севера, являются количество дней с температурой воздуха ниже -30°С и отрицательная температура горных пород, обусловливающие процесс вторичного смерзания взорванной горной массы, что затрудняет погрузочные работы.

5. Проведены натурные исследования, в результате которых установлено, что в условиях Севера время вторичного смерзания взорванной горной массы достигает 10 суток.

6. Разработан метод расчета времени вторичного смерэания горной массы в различных физико-географических условиях.

7. Предложены номограммы для оперативного определения времени безопасного пребывания взорванной горной массы в раздробленном состоянии на разрезах Севера. •

' 8. Результаты исследований позволяют обоснованно выбирать технологический регламент буровзрывных и погрузочно-доставоч-ных работ на угольных разрезах Севера, что обеспечивает значительное повышение безопасности и эффективности добычи угля открытым способом в районах распространения многолетней мерзлоты.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Л.П.Скуба. Физико-географические условия района строительства Нерюнгринского угольного разреза. Бюллетень НТИ Я® СО РАН. Якутск, 1981 г. С.17-19.

2. Л.П.Скуба. Влияние физико-географических факторов на эксплуатацию месторождений Южной Якутии. В кн. совершенствование разработки месторождений Крайнего Севера,Якутск, 1982 г. С.70-73.

3. Л.П.Скуба. Методические основы исследования влияния природных факторов на эффективность работы угольных paepesoB. Сборник трудов ЯФ СО РАН. Якутск 1982 г., С.71-73.

4. Л.П.Скуба. Влияние физико-географической среды на эффективность открытых горных работ. Бюллетень НТИ ЯФ СО РАН, Якутск, 1984 г. С.6-9.

5. Л.П.Скуба, Е.Н.Батугина. Зависимость показателей экономической эффективности вскрышных работ на угольных разрезах от природных условий. Сборник трудов ЯФ СО РАН, Якутск, 1984 г. С.72-74.

6. Л.П.Скуба, Е.Н.Батугина. Многообразие и взаимосвязь природных факторов, влияющих на эффективность открытых горных работ. Бюллетень НТИ ЯФ СО РАН, Якутск, 1984 г. С.3-10.

7. Л.П.Скуба, Е.Н.Батугина. Оценка динамики экономических показателей угольных разрезов. М. ВИНИТИ, 1985 г., N 3856.

8.i Л.П.Скуба, Е.Н.Батугина. Поиск резервов повышения эффективности работы угольных разрезов. В сб. "Современные проблемы повышения производительности труда в горной промышленности. Донецк, 1985 г. С.120-124.

9. Г.Н.Добровольский, С.П.^льков, Л.П.Скуба. Смерзаемость взорванных многолетнемерзлых осадочных вскрышных пород Канга-ласского угольного разреза, "Колыма", N 9, 1985 г. С.14-16.

10. Л.П.Скуба, Е.Н.Батугина. Роль природной среды в освоении угольных месторождений Севера открытым способом, Труды ЯФ СО РАК," Якутск, 1986 г., С.66-67.

11.Л.П.Скуба. Управление вторичным смерзанием горной массы, Труды ® СО РАН, Якутск, 1986 г. С.67-68.

12. Л.П.Скуба. Исследование степени и характера влияния физико-географических факторов на показатели экономической эффективности угольных разрезов. М. ВИНИТИ, 1993 г. С.43.

М>/Т(/ 'За*/Я

0Г