Опыт применения малозатратных технологий для...

Опыт применения малозатратных технологий

для повышения эффективности работы горного предприятия в современных рыночных условиях

Генеральный директор ООО «НТЦ-Геотехнология»

к.э.н. Каплан Алексей Владимирович

Челябинск - Санкт Петербург – 2014

V международная конференция «Техгормет-21 век»«Функционирование горного предприятия в условиях глобального кризиса»

13-14 ноября 2014 г.

1

ТОЛЬКО ВНЕШНИЕ УСЛОВИЯ ПОМОГАЮТ И ЗАСТАВЛЯЮТ НАС СТАТЬ ЭФФЕКТИВНЕЕ

2

3

I. Перспективная сырьевая база минеральных

ресурсов

Стоимостная оценка запасов минерального сырья России

4

Вид полезного ископаемого Объем

запасов Количество

месторождений Ценность,

млрд.$ Удельный

вес, % Нефть 13,0млрд.т 2 100 10 484 18,2Газ 48,7трлн.м3 870 14 610 25,3

ИТОГО нефтегазовый комплекс 2 970 25 094 43,5 Уголь и горючие сланцы 193млрд.т 150 12 248 21,3Нерудное сырье 1 470млрд.т >10 000 14 210 24,7Черные металлы 260млрд.т 180 2 340 4,1Цветные металлы 160млрд.т 90 3 200 5,6Драг. металлы и алмазы >1000 544 0,9Итого ТПИ >17000 32 542 56,5 ВСЕГО >20 000 57 635 100

Уровень использования запасов минерального сырья России

5

Вид полезного ископаемого

Валовой доход, млрд. $Уровень

использования,%Потенциальный ФактическийНефть 548 387 419 355 76,5Газ 390 000 201 000 51,5ИТОГО нефтегазовый комплекс 938 387 620 355 66,1 Уголь и горючие сланцы 120 571 22 211 18,4Черные металлы 35 767 2 707 7,6Нерудное сырье 110 700 4 095 3,7Цветные металлы 64 000 2 400 3,8Драг. металлы и алмазы 48 000 20 000 41,7Итого ТПИ 379 038 51 412 13,6 ВСЕГО 2 255 812 1 292 122 57,28

Добыча угля в России и мире

6

Показатель США Россия Китай Остальной мир Всего

Запасы, млрд. т 237,3 157,0 114,5 382,7 891,5Удельный вес по запасам в мире 27% 18% 13% 43% 100%

Добыча, млн. т в год 890 350 3680 2976,9 7896Удельный вес по добыче в мире 11% 4% 47% 38% 100%

Потенциальный срок отработки запасов, лет 266 452 31 129 113

Интенсивность отработки запасов, % в год 0,38% 0,22% 3,21% 0,78% 0,89%

Месторождения ОПИ Челябинской обл.

7

Известно месторождений

Выдано лицензий

Поставлено на баланс

Ведется добыча

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

8

II. Проблемы развития добычи

минерального сырья

Динамика добычи и извлечения железной руды

Данные С.В.Корнилкова (ИГД УРО РАН)9

10

Месторождение Запасы млн.т Осложняющие факторы

Ошурковское месторождение

апатитов2 800

Содержание 3,89%Руды весьма труднообогатимыеЭкологитческие ограничения (река Селенга, впадающая в Байкал и реакреационные зоны Улан-Удэ

Томинское месторождение

медно-порфировых руд

490 Содержание 0,46 %. Месторождение расположено в районе с высокой плотностью населения

Эльгинское месторождение угля 2 200

Зольность 27-39%.Доля «хороших» запасов – 20%Удаленность и неосвоенность района месторождения

Суроямское месторождения

титаномагнетитовых руд

6 400

Содержание железа –14,5%, присутствие двуокиси титана, пятиокись ванадия

Расположено неглубоко от поверхности (величина наносов в среднем 8 м)

Характеристика крупных месторождений России

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТРУДАПРЕДПРИЯТИЙ СУЭК

Страны/Компании

2005 г. 2006 г. 2007 г. 2008 г. 2009 г. 2010 г.

Индонезия 316 322 328 333 338 343

СУЭК 298 324 325 337 356 366

Колумбия 389 408 423 430 443 456

Венесуэла 540 488 552 569 586 603

В среднем по миру 632 634 653 664 669 672

ЮАР 941 969 1032 1075 1107 1140

Китай 891 934 1046 1229 1265 1288

США 1712 1727 1741 1761 1781 1796

Австралия 1931 2000 2040 2080 2087 2119

0

500

1000

1500

2000

2500

2005 г.2006 г.

2007 г.2008 г.

2009 г. (план) 2010 г.

(план)

Индонезия

СУЭК

Колумбия

В среднем по миру

ЮАР

Китай

США

Австралия

т/чел.-мес.

0

2

4

6

8

10

12

2005 г.2006 г.

2007 г. 2008 г.

2009 г. (план) 2010 г.

(план) 2011 г. (план)

т/чел.-ч

11

Предприятия 2005 г. 2006 г. 2007 г. 2008 г. 2009 г. 2010 г. 2011 г.

Разрез Kideco (Индонезия)

1,65 1,73 1,90 1,80 1,87 1,94 2,01

Разрез La Loma (Колумбия)

2,74 2,82 2,90 2,99 3,08 3,17 3,25

Разрез Бородинский (СУЭК)

3,67 4,33 4,38 4,60 4,62 4,66 4,68

Разрез Middeeiburg (ЮАР)

6,12 6,30 6,49 6,69 6,89 7,10 7,30

Разрез Нunter Valley Operations Австралия)

10,43 10,54 10,65 10,75 10,86 10,97 11,08

Разрез Hobet (США) 10,58 10,69 10,79 10,90 11,01 11,12 11,22

Динамика цен на уголь в России

12

Инвестиционный цикл

13

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Вложения по этапам в % Движение ден. средств нараст. итогом

По

луч

ен

ие

ли

це

нзи

и

Гео

ло

гор

азве

дка

и

утве

рж

де

ни

е з

апас

ов

Пр

ое

ктн

о-изы

скат

ел

ьски

е

раб

оты

. С

огл

асо

ван

ия

По

луч

ен

иераз

ре

ше

ни

й

Стр

ои

тел

ь

ство

пр

ед

пр

ия-

тия

1,5-2,0 года 1,5-2,0 года 2,0-3,0 года

Экс

пл

уата

ци

я

%

Средний инвестиционный цикл угледобывающего предприятия от момента получения лицензии до запуска в эксплуатацию не менее 5-8 лет.

Проблемные точки организации добычи минерального срья

14

Лицензирование Для освоения недр необходимо получить лицензию. На момент получения лицензии нет достоверных данных по качеству сырья, запасами, особенностями объектаНеобходимо выполнить условия лицензионного соглашения

Получение земельного отвода

Перед получением лицензии определиться, что участок недр не расположен в жилой или особо охраняемой зонах

Разведочные работы

Геологоразведка и постановка запасов на баланс как правило занимает не менее 3-5 лет. Риск неподтверждения объема, условий залегания и качества минерального сырья

Проектно-изыскательские работы

Стоимость полного комплекса ПИР для угольного и рудного месторождения : не менее 50,0 млн.руб., срок не менее 18 месяцев.

Поиск финансирования

Средняя стоимость проекта освоения месторождения - несколько млрд. руб. (от 0,4 до 0,9 тыс.руб. на 1м3 производственной мощности по горной массе)

Менеджмент Дефицит квалифицированных кадров в сфере горных работРынок сбыта Может не подтвердиться качество сырья, технологические свойства

Возможны трудности с транспортированием до потребителя

15

Высокие затраты на добычу,

Снижение качества сырьевой базы

Удаленность от основных потребителей,

Ограниченный объем традиционных рынков сбыта

Высокая капиталоемкость и сроки освоения участков недр

Низкая инвестиционная привлекательность, недостаток активных действий по привлечению инвесторов

КЛЮЧЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ

III.Направления решения проблем

16

Структура эффективности производстваФакторы эффективности

Природные ресурсы

Производственный капитал

Человеческийкапитал

Районирование запасов

Рациональные технологические схемы добычи

Квалификация, мотивация

Баланс социально-

экономического развития

Соответствие уникальным

горнотехническим условиям

Уровень использования и производительность

оборудования

Уровень организации производства

Рациональная переработка

сырья

17

Горное предприятие как система

18

СОЦИАЛЬНАЯ ПОДСИСТЕМА Интересы персонала

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ПОДСИСТЕМА Интересы собственника

ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДСИСТЕМА

ЗАПАСЫ В НЕДРАХ

Па

ра

ме

тры

ка

рьер

но

го

пр

остр

анств

а

Мо

щн

ость

об

оруд

ова

ни

я

Ли

чн

ые ка

честв

а пе

рсо

на

ла

ЖЦП, РП

ПР, kРПМ

МЗ

ЖЦП–жизненный цикл предприятия; РП – ресурсный потенциал; ПР – потребность в ресурсах; kРПМ – коэффициент использования ресурсного потенциала; ДС – добавленная стоимость; ЧК – человеческий капитал; EVA – экономическая добавленная стоимость; МЗ – материальные затраты

Ка

пи

тал

, о

сн

овн

ые

фо

нд

ы

Пр

ави

ла

и с

тан

дар

ты

по

тре

бл

ен

ия р

есур

со

в

Ин

сти

туц

ион

ал

ьны

е у

сл

ови

я п

ре

дпр

ияти

я

Максимизация ДС

СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

ЧК, EVA

Оценка факторов роста производительности оборудования и снижения затрат ресурсов

Влияющий факторТехнико-

технологические резервы, ч/год

Организационные резервы, ч/год

Техническая готовность 40-45 135-145Сбалансированность погрузочных и транспортных емкостей и мощностей 115-135 145-160

Параметры рабочей площадки 170-210 50-100Качество взрыва 200-250 150-200Периодичность взрывания 75-85 210-250Параметры автодорог 200-250 90-110Квалификация персонала 40-50 260-290Мотивация персонала – 230-320Всего 840-1015 1270-1575Итого 2110-2590

19

Баланс интересов персонала

20

СК- собственник капиталаСТ- собственник труда

Тип взаимоотношений

персонала

Коэффициент эффективности

рабочих процессов

Дополняющий > 0,9

Компромиссный 0,6-0,9

Конфликтный 0,2-0,6

Разрушительный < 0,2

Социально-экономическое развитие

21

Целевой уровень ДС

ЭЗ

СЗ O

minСЗ

minЭЗ

y = 1,7582xR² = 0,8106

y = 3,5x

y = 0,4x

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0 200 400 600 800 1 000

Экон

омич

ески

е за

трат

ы, м

лн. р

уб.

Социальные затраты, млн. руб.

Ритмичность производства

Объем

План

Факт

Дни месяца

Область значительного нарушения ритмичности

Работа с грубыми технологическими нарушениями

Непроизводительная работа

Работа с многочисленными мелкими технологическими нарушениями

Аварии, Травмы

Низкая зарплата, Трудовой конфликт

Уровень ритмичности производства

Характеристики% отклонения фактических

показателей от нормативных

Риск аварийЭффективность производства*

Высокий 5-7Катастрофические аварии практически исключены

kо=0,500,85kп=0,650,90kр=0,700,98

Средний до 30Катастрофические аварии вероятны.

kо=0,250,45kп=0,200,60kр=0,350,65

Низкий более 30Катастрофические аварии будут обязательно.

kо=0,100,20kп=0,050,15kр=0,200,30

23

Организационные и технико-

технологические решения по добыче

Рабочая площадка на участке «Сибиргинский»

«Качество» дороги

Экскаватор «утонул»

доля рабочего времени, % 25 % 33 % 42 %

На

грузка

на

экска

ва

то

р,

%

100

70

50

Специализация оборудования (рост производительности на 10%,

снижение потерь угля на 3%)

1 – благоприятные условия для работы оборудования - производительность 180 тыс.м3/м3 ковша

2 – не созданы технологические условия и плохая организация труда – производительность 140-150 тыс.м3/м3 ковша

3 – неспециализированные объемы работ - производительность 70-90 тыс.м3/м3 ковша

1 2 3

Создание технологических условий (рост производительности 20%)

24

Районирование запасов по качеству(на примере Изыхского разреза)

Учас-ток

Запасы на

01.01.09 (тыс.т)

Зольность,% от-до

(средняя)

Теплота сгорания

ккал/кгот-до

(средняя)

Возможное количество потребите-

лей

Возможный объем

отгрузки (тыс.т)

№1 14225 19-23% 4500-4800 <30 100

№3 95 19-26,2% 4500-4900 <40 200

№4 49531 14-17,2% 5100-5500 >100 1500

25

РАЙОНИРОВАНИЕ ЗАПАСОВ УГЛЯ ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ВСКРЫШИ (разрез им.Вахрушева)

До 50% запасов в неэффективной зоне, что повышает вероятность выборочной отработки 26

ПРОБЛЕМА ЗАПАСОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

Пути решения проблемы:

1. Повысить эффективность действующего производства

2. Отказаться от отработки проблемных запасов

3. Отработать малоценные запасы с использованием других технологий

Суммарные запасы угля в границах разреза

Vу Vэф Vпр

Р

Рэф

Рпр

Рпр*

до 20%

до

2 р

аз

27

28

Область эффективного применения различных способов добычи угля

Глубина залегания, м

100 300

Подземные

горные

работы

200

1

2

3

4

5

6

7 Открытые горные работы

Выбуривание пластов

Данные: А.Г. Нецветаев

29

ДОБЫЧА УГЛЯ КГРП

Отработка приповерхностных запасов на Элегестском месторождении

30

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОТРАБОТКИ КГРП Элегестское месторождение, пласт 6.11 (2009 г.)

Показатели Значение

Балансовые запасы в границах отработки по чистым угольным пачкам, тыс.т: 2541

Промышленные запасы, тыс.т 1776

Эксплуатационные потери, % 30,1

Коэффициент вскрыши без учета добычи КГРП, м3/т 15,2

Коэффициент вскрыши общий (с добычей КГРП), м3/т 5,2

Срок обеспеченности предприятия запасами, лет 7,0

Инвестиционные затраты, млн. руб., всего 549,8

Себестоимость угля, руб./т 1560,2

Чистый дисконтированный доход, млн. руб. 17,3

Срок окупаемости капитальных вложений, лет 3,2

31

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОТРАБОТКИ КГРП Элегестское месторождение, пласт 6.11 (2009 г.)

Бурошнековая выемка – Воркутауголь, разрез Юньягинский, 2013 год

32

Схема разработки пласта помощью эрлифта

Данные: А.Г. Нецветаев

Объемы работ Юнь-Ягинского угольного разреза

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Вскр

ыш

а, ты

с.м3

До

бы

ча,т

ыс.т

Годы

Объем добычи, тыс.тОбъем вскрыши, тыс.м3

33

Показатели работы Юнь-Ягинского угольного разреза

Повышение эффективности рабочих процессов

34


Технологическая схема добычи при однобортовой системе разработки с продольным перемещением вскрыши во внутренние

отвалы

35


Применение сочлененных самосвалов на Михеевском ГОКе

36


Дробильная установка и подпорная стена из Габионов на Михеевском ГОКе

37

38

Переработка сырья

Данные: Андрей Голунов

ПОВЫШЕНИЕ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ ПРОДУКЦИИ

Проведение флотации концентратов позволяет получить стабильное содержание серы ниже 0.02%, тем самым повысить добавочную стоимость продукции.

Окупаемость линии флотации в течении 7-8 месяцев после ввода в эксплуатацию

Наблюдается снижение рыночных цен на железнорудное сырье.

При поставке аглоруд и концентратов на металлургические комбинаты, последние применяют скидки за повышенное содержание Серы.

39


Введение в строй пастового сгущения хвостов имеет срок окупаемости 2-3 года

Наряду с «прямым» экономическим эффектом уменьшаются требования к объему хвостохранилища и, соответственно, достигается снижение экологического воздействия.

Оптимизация хвостохранилища

40


Введение в строй усреднительных мощностей позволяет решить проблему поставки на фабрику сырья с разным составом.

При работе предприятия на сырье с разных источников/меторождений, негативно воздействует на показатели производительности и себестоимости.

Использование мощностей по усреднению, позволяет получить сырье постоянного состава, повышая общую эффективность производства.

ПОВЫШЕНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ РАБОТЫ

41

ОФ ГОК «Таежный»

Продукты обогащения

Выход, %

Массовая доля

железа, %

Извлечение железа, %

Исходная руда 100,0 38,0 100,0Товарная руда 65,99 52,0 97,48Хвосты СМС 34,01 8,0 2,52

42

ОБОРУДОВАНИЕ ФИРМЫ GT Global

Серийный трехпродуктовый тяжелосредный циклон с

безнапорной подачей 3GDMС

43

Обогащение неклассифицированного угля

осуществляется без предварительной дешламации.

Максимальный размер обогащаемого угля: 110мм.

Глубина обогащения: ≤0,25мм.

Одновременное получение трех продуктов при

использовании тяжелой суспензии относительно

невысокой плотности.

Высокая точность разделения :

Компанией разработано десять типоразмеров

трехпродуктовых тяжелосредных циклонов диаметром

от 500мм до 1500 мм. Производительность 3GDMС

диаметром 1500мм достигает 650т/ч.

Обогащение всего рядового неклассифицированного угля класса 0-100 мм

СХЕМА ОБОГАЩЕНИЯ ПО ТЕХНОЛОГИИ GT Global

Безнапорная подача угля в тяжелосредный циклон (циклон запатентован фирмой GT Global)

Отсутствие предварительной углеподготовки

Выделение сразу трех конечных продуктов: концентрата, промпродукта и породы

Использование суспензии сравнительно невысокой плотности

44

Достоинства технологии GT Global

Технология обогащения GT Global по отношению к классической схеме

обогащения обеспечивает:

Ликвидацию четырех первоначальных операций классической схемы:

предварительную классификацию рядового угля (грохочение);

дробление крупного класса;

объединение дробленого и отсеянного классов угля;

классификацию (грохочение) на машинные классы.

Безнапорную подачу неклассифицированного угля класса 0-100 мм

Безотходное производство с замкнутым циклом водооборота

Сокращение расходов электроэнергии от 40 до 60 %

Уменьшение затрат на капиталовложения от 20 до 40 %

45

47

ИЗМЕНЕНИЕ ПРОЕКТНОЙ

ИНФРАСТРУКТУРЫ

Алгоритм проектирования высокоэффективных горнотехнических систем

48

Предпроектная стадия

Постановка цели (ТЭО)

Стадия разработки проекта

Определение организационных

ограничений

Проектирование параметров

карьера

Оптимизация технологических

решений

Проектирование системы

управления

Определение целей проекта Комплексная геолого-экономическая оценка месторождения Оценка рисков проекта

Оценка рынка труда (возможной квалификации персонала)

Оценка баланса интересов

Определение организационных требований к параметрам ГТС

Концепция разработки месторождения Обоснование главных параметров карьера Система резервов

Система вскрытия, режим ведения горных работ

Параметры и сбалансированность технических комплексов

Технологические условия работы оборудования

Формирование норм и правил

Разработка системы мотивации

Система управления резервами

Принятие решения

Техническое задание





Нет

Да

Нет

Да Да Да Да

Техническоий Проект

Предпроектная стадия

Строительство (реконструкция) карьера

Проект системы управления

Эксплуатация

Нет Нет

Нет

Система ограничений

49

НТЦ

Анализ проектно-изыскательской документации

Формирование актуальной базы

знаний

Проектирование на основе имеющейся

нормативно-методической базы

Оптимизация проектных решений,

совершенствование нормативной базы

Авторский надзор, авторское

сопровождение реализации проекта

(консалтинг)

Изменения внешней среды, тенденции,

инновации

Эксперты Научные подразделения

Проектные и изыскательские подразделения

Консалтинговые группы

Функциональная структура научно-технического проектного центра

Типы проектов ГТС карьеров

50

Типы проектов Типовой Оптимизационный Уникальный

Основные требования к проекту

ФункциональностьБезопасность



Оптимизация объема работ

Оптимизация объема работ

Снятие ведущих ограничений

Эффективность производства 1 1,2-1,3 1,5-2,0

Система отношений заказчик - проектировщик

Авторский надзор Авторский надзор, консультации

Авторское сопровождение, авторский надзор

Особенности проектирования эффективных технологических систем

51

Технологические особенности Влияние Организационные особенностиТехнологические условия задаются под заданную производительность (параметры системы разработки, качество подготовки горной массы, качество коммуникаций и т.д.) с учетом требований безопасности ведения горных работ

При обосновании горно-технологических условий эксплуатации технических комплексов следует учитывать человеческий фактор - уровень квалификации персонала

Мощность технических комплексов и концентрация производства: обеспечивает заданный средний уровень доходности рабочего места в горнотехнической системе карьера

Горнотехническая система должна быть способна обеспечить баланс интересов субъектов хозяйственной деятельности – как необходимое условие эффективного взаимодействия персонала

Система технико-технологических горно-технологических резервов, позволяющая осуществлять поддержание эффективности производства в широком диапазоне при негативном воздействии внешней среды

Проектная документация должна быть дополнена проектом системы управления, включающим систему стандартов предприятия, а так же механизмы мотивации персонала и управления резервами горнотехнической системы карьера

Гармонизация горнотехнической системы под обоснованную проектом производительность технических комплексов

Авторское сопровождение реализации проекта до достижения проектных показателей производительности (наличие достаточной компетенции проектной организации)

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !

Россия, 454080, г. ЧелябинскПр. Ленина, 83, 0ф.419

Тел.: +7(351)265-55-52(51)

[email protected]

52

Опыт применения малозатратных технологий для...

Engineering