Учёный рассказал о том, как повысить рентабельность добычи угля в России

Декан горного факультета Санкт-Петербургского Горного университета Олега Казанина, какую роль в повышении объёмов добычи угля играет наука, и какие разработки учёных могут помочь повысить рентабельность его производства.

Олег Иванович, востребована ли сегодня наука угледобывающими компаниями? Или технологии уже достигли такого уровня, что достаточно приобрести дорогостоящее оборудование, и оно априори обеспечит рентабельность производства?

Научная составляющая очень востребована. Иного пути сохранить конкурентоспособность, особенно на внешнем рынке, у профильных компаний просто нет. Тем более, начиная с 2011 года и вплоть до второй половины 16-го, цены на уголь неуклонно падали. В этот период порядка 30% компаний работали либо на грани рентабельности, либо за её пределами.

Для того, чтобы просто остаться в бизнесе, им было необходимо сделать добычу более выгодной. То есть внедрить более эффективные технологические схемы отработки угольных пластов. А разработка и обоснование параметров таких схем и есть задача учёных. Речь идёт о правильных пространственно-планировочных решениях, корректном выборе оборудования, качественном прогнозе горно-геологических условий, оценке геомеханического и газодинамического состояния горного массива.

Техника для подземной угледобычи сейчас действительно очень мощная и надёжная. Она может стабильно обеспечивать добычу порядка 20-30 и более тысяч тонн в сутки из одного очистного забоя. Но не следует забывать, что увеличение производительности приводит к повышению интенсивности воздействия на массив горных пород. Растёт глубина разработки, а вместе с ней и природная газоносность пластов, усложняется геомеханическая обстановка. Только наука может обеспечить максимальную эффективность добычи и одновременно - эффективное управление газовыделением, состоянием массива, то есть - безопасность работ.

Термин «управление состоянием массива» звучит, конечно, очень красиво. Но как это происходит на практике, и какие угледобывающие компании, благодаря вашим научным изысканиям, повысили свою рентабельность?

Мы почти 10 лет работаем с самым крупным производителем угля в России – компанией СУЭК. За это время наши ученые провели целый ряд исследований, позволивших ей увеличить эффективность производства. Например, одна из наиболее серьёзных проблем, возникающих в процессе добычи угля – это пучение почвы выработок в шахтах. Это приводит к тому, что выработки приходится ремонтировать, возникают простои, и в связи с этим, предприятия терпят убытки. Причём, если в шахте всего один действующий очистной забой, то любые простои, вне зависимости от того, по каким причинам они произошли, резко отражаются на технико-экономических показателях компании.

Мы провели комплекс научно-исследовательских работ – изучили, где расположены выработки, как они крепятся, каким сечением проводятся и массу других параметров. В итоге выдали ряд рекомендаций, позволивших снизить риски, связанные с простоями по причине пучения.

Другой пример. Пласты, которые отрабатываются рядом шахт компании СУЭК-Кузбасс, склонны к самовозгоранию. Ранее нормативные документы предписывали, что для вскрытия и подготовки таких пластов должны применяться выработки, пройденные по породе. А это в несколько раз дороже, чем проходка выработок непосредственно по углю. В нашу задачу входило доказать, что при проведении выработок по углю и соответствующей обработке угольного пласта можно эксплуатировать эти выработки без угрозы возникновения очагов самовозгорания.

Мы выбрали наиболее опасные точки в шахтах как во вскрывающих, так и в подготовительных выработках с разным сроком службы, разными условиями поддержания и проветривания. Также рассматривали выработки, примыкающие к очистным забоям, и в районах геологических нарушений. Совместно со специалистами геологоразведочного факультета провели съёмку, оценили проницаемость массива, температуру и научно обосновали, что при соответствующем мониторинге и соблюдении существующих технологий обработки пластов можно безопасно эксплуатировать такие выработки.

Сейчас мы ведём исследования, связанные с обоснованием режимов работы оборудования при отработке выемочных участков больших размеров. В прошлом году, напомню, СУЭК-Кузбасс на шахте имени Ялевского впервые в России применил лавы, длину которых увеличили до 400 метров. В такой лаве был установлен мировой рекорд производительности – 1 627 000 т/месяц. Эта цифра ещё совсем недавно казалась фантастикой. Раньше такой объем добывался на крупной шахте несколькими очистными забоями за год.

В связи с этим в нашу задачу входит научное сопровождение проекта и оценка его потенциала. Мы должны чётко понять, каким образом ведёт себя массив, что происходит с газовыделением, каким образом удлинение лавы влияет на эффективность использования дорогостоящей техники. Сегодня лавокомплект оборудования стоит более 50 млн долларов. И руководство угледобывающих компаний, естественно, хочет быть уверено в том, что если он приобретён, то будет эффективно работать, а не простаивать.

Появление всё более мощного и сложного оборудования, рост объёмов добычи и интенсивности воздействия на породу, вероятно, требует от инженеров обладания специальными знаниями, какими-то новыми компетенциями. Уделяют ли угледобывающие компании, на ваш взгляд, достаточное внимание подготовке кадров, повышению их квалификации?

Если взять компанию СУЭК, то у нас с ней налажено сотрудничество практически по всем направлениям, включая, в том числе, и подготовку кадров, и повышение квалификации сотрудников. Мы в любой момент готовы организовать курсы для специалистов, которые занимаются непосредственно внедрением технологий на производстве, по любой интересующей их теме. Если, например, возникают какие-то вопросы относительно той или иной инновации или выходит новая инструкция, например, по анкерному креплению.

После трагедий, связанных со взрывами в шахтах, ряд компаний также обращались к нам с просьбой организовать курсы повышения квалификации для начальников и инженерно-технического персонала участков вентиляции и техники безопасности. Тематикой курсов было управление газовыделением на выемочных участках.

Безопасность горных работ – одна из самых болезненных для шахтёров тем…

Безопасность – это приоритет для угольной отрасли. Несмотря на то, что показатели смертности и травматизма в целом снижаются, примерно раз в три года мы наблюдаем всплески смертельного травматизма вследствие крупных аварий. В 2016 году на шахте «Северная» в результате серии взрывов метана погибло 36 человек. В 2013-м году трагедия произошла на шахте «Воркутинская», в 2010-м - на «Распадской». Эти пики показывают, что проблема существует, она никуда не исчезла.

Многие компании сейчас ставят перед собой задачу воплотить в жизнь концепцию «ноль несчастных случаев». Это мировой тренд, которому следует и ряд российских предприятий. Тот же «СУЭК-Кузбасс» за 4 последних года потратил на повышение промышленной безопасности свыше 3,3 млрд рублей. Заявленная цель, также как и повышение эффективности производства, безусловно, требует дальнейшего роста научной составляющей в отрасли и реализации идеи образования горных инженеров на протяжении всей жизни.

Декан горного факультета Санкт-Петербургского Горного университета Олега Казанина, какую роль в повышении объёмов добычи угля играет наука, и какие разработки учёных могут помочь повысить рентабельность его производства.

Олег Иванович, востребована ли сегодня наука угледобывающими компаниями? Или технологии уже достигли такого уровня, что достаточно приобрести дорогостоящее оборудование, и оно априори обеспечит рентабельность производства?

Научная составляющая очень востребована. Иного пути сохранить конкурентоспособность, особенно на внешнем рынке, у профильных компаний просто нет. Тем более, начиная с 2011 года и вплоть до второй половины 16-го, цены на уголь неуклонно падали. В этот период порядка 30% компаний работали либо на грани рентабельности, либо за её пределами.

Для того, чтобы просто остаться в бизнесе, им было необходимо сделать добычу более выгодной. То есть внедрить более эффективные технологические схемы отработки угольных пластов. А разработка и обоснование параметров таких схем и есть задача учёных. Речь идёт о правильных пространственно-планировочных решениях, корректном выборе оборудования, качественном прогнозе горно-геологических условий, оценке геомеханического и газодинамического состояния горного массива.

Техника для подземной угледобычи сейчас действительно очень мощная и надёжная. Она может стабильно обеспечивать добычу порядка 20-30 и более тысяч тонн в сутки из одного очистного забоя. Но не следует забывать, что увеличение производительности приводит к повышению интенсивности воздействия на массив горных пород. Растёт глубина разработки, а вместе с ней и природная газоносность пластов, усложняется геомеханическая обстановка. Только наука может обеспечить максимальную эффективность добычи и одновременно - эффективное управление газовыделением, состоянием массива, то есть - безопасность работ.

Термин «управление состоянием массива» звучит, конечно, очень красиво. Но как это происходит на практике, и какие угледобывающие компании, благодаря вашим научным изысканиям, повысили свою рентабельность?

Мы почти 10 лет работаем с самым крупным производителем угля в России – компанией СУЭК. За это время наши ученые провели целый ряд исследований, позволивших ей увеличить эффективность производства. Например, одна из наиболее серьёзных проблем, возникающих в процессе добычи угля – это пучение почвы выработок в шахтах. Это приводит к тому, что выработки приходится ремонтировать, возникают простои, и в связи с этим, предприятия терпят убытки. Причём, если в шахте всего один действующий очистной забой, то любые простои, вне зависимости от того, по каким причинам они произошли, резко отражаются на технико-экономических показателях компании.

Мы провели комплекс научно-исследовательских работ – изучили, где расположены выработки, как они крепятся, каким сечением проводятся и массу других параметров. В итоге выдали ряд рекомендаций, позволивших снизить риски, связанные с простоями по причине пучения.

Другой пример. Пласты, которые отрабатываются рядом шахт компании СУЭК-Кузбасс, склонны к самовозгоранию. Ранее нормативные документы предписывали, что для вскрытия и подготовки таких пластов должны применяться выработки, пройденные по породе. А это в несколько раз дороже, чем проходка выработок непосредственно по углю. В нашу задачу входило доказать, что при проведении выработок по углю и соответствующей обработке угольного пласта можно эксплуатировать эти выработки без угрозы возникновения очагов самовозгорания.

Мы выбрали наиболее опасные точки в шахтах как во вскрывающих, так и в подготовительных выработках с разным сроком службы, разными условиями поддержания и проветривания. Также рассматривали выработки, примыкающие к очистным забоям, и в районах геологических нарушений. Совместно со специалистами геологоразведочного факультета провели съёмку, оценили проницаемость массива, температуру и научно обосновали, что при соответствующем мониторинге и соблюдении существующих технологий обработки пластов можно безопасно эксплуатировать такие выработки.

Сейчас мы ведём исследования, связанные с обоснованием режимов работы оборудования при отработке выемочных участков больших размеров. В прошлом году, напомню, СУЭК-Кузбасс на шахте имени Ялевского впервые в России применил лавы, длину которых увеличили до 400 метров. В такой лаве был установлен мировой рекорд производительности – 1 627 000 т/месяц. Эта цифра ещё совсем недавно казалась фантастикой. Раньше такой объем добывался на крупной шахте несколькими очистными забоями за год.

В связи с этим в нашу задачу входит научное сопровождение проекта и оценка его потенциала. Мы должны чётко понять, каким образом ведёт себя массив, что происходит с газовыделением, каким образом удлинение лавы влияет на эффективность использования дорогостоящей техники. Сегодня лавокомплект оборудования стоит более 50 млн долларов. И руководство угледобывающих компаний, естественно, хочет быть уверено в том, что если он приобретён, то будет эффективно работать, а не простаивать.

Появление всё более мощного и сложного оборудования, рост объёмов добычи и интенсивности воздействия на породу, вероятно, требует от инженеров обладания специальными знаниями, какими-то новыми компетенциями. Уделяют ли угледобывающие компании, на ваш взгляд, достаточное внимание подготовке кадров, повышению их квалификации?

Если взять компанию СУЭК, то у нас с ней налажено сотрудничество практически по всем направлениям, включая, в том числе, и подготовку кадров, и повышение квалификации сотрудников. Мы в любой момент готовы организовать курсы для специалистов, которые занимаются непосредственно внедрением технологий на производстве, по любой интересующей их теме. Если, например, возникают какие-то вопросы относительно той или иной инновации или выходит новая инструкция, например, по анкерному креплению.

После трагедий, связанных со взрывами в шахтах, ряд компаний также обращались к нам с просьбой организовать курсы повышения квалификации для начальников и инженерно-технического персонала участков вентиляции и техники безопасности. Тематикой курсов было управление газовыделением на выемочных участках.

Безопасность горных работ – одна из самых болезненных для шахтёров тем…

Безопасность – это приоритет для угольной отрасли. Несмотря на то, что показатели смертности и травматизма в целом снижаются, примерно раз в три года мы наблюдаем всплески смертельного травматизма вследствие крупных аварий. В 2016 году на шахте «Северная» в результате серии взрывов метана погибло 36 человек. В 2013-м году трагедия произошла на шахте «Воркутинская», в 2010-м - на «Распадской». Эти пики показывают, что проблема существует, она никуда не исчезла.

Многие компании сейчас ставят перед собой задачу воплотить в жизнь концепцию «ноль несчастных случаев». Это мировой тренд, которому следует и ряд российских предприятий. Тот же «СУЭК-Кузбасс» за 4 последних года потратил на повышение промышленной безопасности свыше 3,3 млрд рублей. Заявленная цель, также как и повышение эффективности производства, безусловно, требует дальнейшего роста научной составляющей в отрасли и реализации идеи образования горных инженеров на протяжении всей жизни.