Пути улучшения ситуации в горно-машиностроительной промышленности России

А.Н.Земсков, д.т.н., НПО «Горнефтемаш», г. Пермь

Прошедший 2004 г. - год небывалых цен на нефть (27 октября 2004 г. баррель нефти Light Sweet стоил . 55.67 долл. США, как никогда дорого за последние 20 лет) и, казалось бы, огромных предполагаемых инвестиций в развитие отечественной промышленности, завершился на минорной ноте. Главный экономист инвестиционной компании «Тройка Диалог» Е.Гавриленков считает, что во второй половине 2004 г. рост инвестиций в российской экономике замедлился вдвое по сравнению с первым полугодием. Вторая половина 2004 г. характеризовалась замедлением роста производства, причем в машиностроении и металлургии пять последних месяцев происходила отрицательная помесячная динамика. Темпы роста российской экономики в ноябре 2004 г. в пересчете на годовые не превысили 4.5% и оказались самыми низкими с начала 2003 года.

Имеющее место увеличение спроса на полезные ископаемые носит позитивный характер до какого-то определенного уровня, а затем ведет к стагнации процесса развития. По данным ряда экономистов увеличение цен на нефть на 10 долл. США за баррель ведет к замедлению мирового экономического роста на 0.25%.

На изменение ситуации в значительной мере влияет и такой фактор, как принятая Правительством РФ экономическая модель развития страны. По мнению советника президента России по экономическим вопросам А. Илларионова, 2004 год стал годом перехода от «инерционной» модели к «интервенционалистской», предполагающей увеличение вмешательства Правительства в экономику [1]. К сожалению, для российских условий - это чаще всего некомпетентное вмешательство чиновников в экономику. По утверждению А.Илларионова до 1997 г. вклад политических решений в рост экономики России был отрицательным, но с 1998 по 2003 год ситуация улучшилась. Однако в 2004 г. тенденция развития опять поменялась: непродуманные действия сократили темпы роста ВВП примерно на 3%.

Россия - великая страна. Располагая одним (или около того) процентом мирового населения, девятью процентами мирового товарооборота, более чем двенадцатью процентами мировых запасов полезных ископаемых (по ряду позиций - еще больше), мы не можем не быть значимой фигурой в мировом сообществе.

Однако беспрецедентная по своим экономическим затратам гонка вооружений в период холодной войны, первоочередное финансирование военных программ в ущерб гражданским и т. д. привели к отставанию уровня советской техники, в частности, предназначенной для горной промышленности, от зарубежных аналогов.

Большая часть используемого в России оборудования была введена в строй в 1960-70е гг. прошлого столетия, с перспективой его постепенной замены в 1980-90е гг. Однако, сначала наступило время «Олимпиады80», с ее гигантскими финансовыми расходами, а потом - перестройка. К настоящему времени закончились сроки годности большей части промышленного оборудования. Фактический срок службы станков на машиностроительных заводах - 33 года (по мировым стандартам нормативный срок - 8...9 лет). Средняя степень износа оборудования в машиностроении - более 70% [2]. Не случайно доля экспорта машиностроительной продукции в 2004 г. составила всего 7.34% (13 млрд. долл. США из 177 млрд. долл. США) от всего российского экспорта.

Для того, чтобы нормализовать обстановку в промышленности России потребуются инвестиции в размере 30-40 млрд. Евро в год. Однако реально на эти цели может быть выделено не более 15 млрд. Евро в год. Выходить из кризиса, по расчетам Министерства экономического развития и торговли, придется примерно 10-15 лет.

Нормализация обстановки в промышленности России, учитывая ее сырьевую направленность, невозможна без развития мощной и эффективной горно-машиностроительной базы.

Повышение надежности изделий горного и нефтяного машиностроения относится к числу наиболее актуальных проблем, связанных с развитием современной техники. Постоянное изменение горно-геологических и горнотехнических условий разработки полезных ископаемых, усложнение технических средств из-за многообразия и ответственности, возлагаемых на них функций, выдвигает целый ряд проблем в области проектирования, изготовления и эксплуатации машин и механизмов.

Для современной техники, используемой на подземных и открытых горных работах, характерно применение высоких скоростей, наличие больших нагрузок, давлений и др. Высокие нагрузки на забои, многозвенность и последовательность цепи работающего оборудования, когда выход из строя любого из элементов приводит к остановке всего комплекса, необходимость обеспечения для горнорабочих благоприятных эргономических условий труда предъявляют серьезные требования к качеству машин и механизмов.

В свое время в России была рассмотрена и принята «Энергетическая стратегия России на период до 2020 г.» (Распоряжение Правительства Российской Федерации от 28.08.2000 №1234Р), предусматривающая увеличение добычи угля к 2020 году до 340-450 млн. т/год. Однако увеличение объемов добычи угля до 450 млн. т за пятнадцать следующих лет, предусмотренное в «Программе.» - непростая задача.

Резкое сворачивание добычи угля в Венгрии, Германии, Франции, Югославии, Польше и Англии привело к тому, что российский рынок горно-шахтного оборудования под-

вергся настоящей экспансии со стороны машиностроительных фирм Западной и Центральной Европы, а также США. С конца девяностых годов прошлого столетия фирмы JOY, DBT, Tamrock и др. самым серьезным образом нацелились на российский рынок горно-шахтного оборудования. Оживление российской промышленности, прежде всего, металлургической, нефтехимической и горнодобывающей привело к резкому увеличению спроса на коксующиеся и энергетические угли. Несмотря на имеющую место общую тенденцию к увеличению объемов добычи угля открытым способом продолжается эксплуатация и строительство шахт, добывающих особо ценные марки углей.

Однако в настоящее время по оценкам специалистов, оборудование и технологии, применяемые российскими горнодобывающими компаниями, по своему технологическому уровню и производительности на 15-20 лет отстают от аналогов, используемых компаниями Канады, Великобритании, ЮАР и США. Сопоставительный анализ технико-экономических показателей работы угольных шахт России и США показал, что нагрузка на забой в шахтах США в 5-10 раз выше, чем в шахтах России. Такое отставание обусловлено как малоэффективными технологиями отработки пластов и инженерной подготовки массива к отработке, так и техническими характеристиками применяемого горно-шахтного оборудования.

Отставание производительности труда имеет место и в других отраслях горно-добывающей промышленности России. Так, не случайно калийная компания «Уралкалий» (г. Березники, Пермский край), желая добиться увеличения наработки на один комбайновый комплекс, приобрела комбайн «Мариэтта900» американского концерна Sandvic производительностью 10 т/мин. Успешные испытания этого комбайна и переход на более мощную технику, по мнению заместителя технического директора ОАО «Уралка-лий» А.И. Шумахера, позволят отказаться от эксплуатации на трех рудниках объединения 82 прежних комбайнов типа «Урал», обеспечив тот же объем добычи 30-40 машинами типа «Мариэтта».

Выходом из сложившейся ситуации является разработка новых (или реанимация незаслуженно забытых старых) систем разработки полезных ископаемых с использованием современных горных машин.

Удачным примером использования перспективных современных технологий является применение комплексов глубокой разработки пластов (КГРП), успешно используемых на разрезе «Распадский» [3]. Технология угледобычи из маломощных некондиционных пластов на основе применения КГРП заключается в безлюдной выемке угля из заранее подготовленной траншеи на дне разреза путем проведения параллельных подземных выработок с помощью комбайнов фирмы SHM (США). Ширина выработок -3.5 м, высота - от 0.7 до 4.8 мв зависимости от мощности вынимаемого пласта без крепления кровли, для поддержания которой в угольном массиве между выработками оставляются целики, размеры которых определяются исходя из прочностных характеристик угля и вмещающих пород.

Достигнутая длина выработки - 240 м, производительность работы одного комплекса - 500 т/час, скорость перемещения исполнительного органа комбайна (буро-шнеко-вого типа) - 7 км/час.

Основными проблемами при использовании КГРП являются: необходимость обеспечения устойчивости межходовых целиков при их минимально возможных размерах (для уменьшения потерь угля) на время проведения рабочей выработки и обеспечение прямолинейности выработок, особенно при их большой длине.

Для обеспечения сохранности межходового целика нами предложено одному из авторов работы [3] использование мягких длинномерных цилиндрических оболочек, размещаемых в ближайшем к рабочей выработке отработанном ходе. Суть нашего предложения заключается в размещении «спущенных» мягких длинномерных цилиндрических оболочек, устанавливаемых через определенный интервал в только что отработанной выработке. Перед отработкой следующего хода в мягкие оболочки подается сжатый воздух под давлением, создающим усилие распора [4]. После проведения рабочей выработки из мягких цилиндрических оболочек спускается воздух, и они вытягиваются из устья выработки. Далее процессы повторяются.

В свое время мягкие оболочки (пневматические крепи) выпускались механическим заводом производственного объединения «Артемуголь» (г. Горловка, Украина). Стоимость пневматического костра размером 1.2X0.7X1.4 м составляла 800-1000 долл. США.

Среди новых разработок для шахт и рудников можно выделить также следующие.

Ранее широко применявшийся буровзрывной способ проведения восстающих выработок уступает свое место буровому способу, обеспечивающему более высокие скорости проходки и лучшую сохранность стенок выработки. Причем более предпочтительным является вариант проведения восстающей выработки сплошным забоем на полное сечение без предварительного бурения пилот-скважин.

Рис. 1 Состав и схема расположения оборудования комплекса ПКВУ-Г:

1 - проходческий агрегат; 2 - доставочно-пусковая площадка; 3 - пульт управления;
4 - система пылеподавления и орошения; 5 - маслостанция; 6 - лебедка маневровая;
7 - аппаратура управления и дистанционного контроля положения проходческого агрегата;
8 - система гидро-пневмо-элетрокоммуникаций

Российскими учеными из ННЦ ГПИГД им. А.А. Скочинского совместно со специалистами КБСМ (Санкт-Петербург) и НПО «Омскшина» разработан мобильный буровой гидро-фицированный комплекс ПКВУГ, предназначенный для проведения «снизу-вверх» восстающих выработок и скважин под углом 45-90° длиной до 150 м, диаметром 0.8 мс последующим расширением обратным ходом до 1.4 мпо угольным пластам любой крепости и по горным породам с пределом прочности на одноосное сжатие до 80 МПа (рис. 1) [5]. В зарубежной и отечественной литературе не обнаружено результатов широкомасштабных экспериментальных и тем более промышленных работ по проведению восстающих выработок аналогичным оборудованием.

Изготовление опытного образца комплекса ПКВУГ в настоящее время производится на Пермском заводе горношахтного машиностроения (Западно-Уральский машиностроительный концерн) и будет закончено в первом полугодии 2005 г. Производственные испытания намечены на одной из угольных шахт в Прокопьевском районе Кузбасса. На базе комплекса ПКВУГ могут быть осуществлены следующие технологии:

- безлюдная высокопроизводительная отработка крутопадающих угольных пластов мощностью от 0.8 до 1.5 м на всю высоту этажа, что позволит обеспечить добычу 50-450 тыс. т угля в год одним комплектом оборудования с производительностью труда в 50-70 т на одного человека;

- подготовка к отработке наклонных и крутых угольных пластов с использованием гидротехнологии. При использовании этих технологий

появляется перспектива вовлечения в отработку 700 млн. т запасов крутопадающих угольных пластов Кузнецкого бассейна, в том числе более 200 млн. т в пластах мощностью 0.8-1.5 м.

Очень важным достоинством дистанционно управляемого высокоскоростного (до 40м/час) комплекса

ПКВУГ является возможность его использования для высвобождения попавших в завал шахтеров, для чего осуществляется направленная проходка выработки с нижележащего пласта к месту обрушения. По мнению к.т.н. А.В.Балдина на базе этого комплекса может быть создан аварийно-спасательный комплекс, не имеющий аналогов в мировой горной практике.

Еще одним интересным направлением, но уже в области транспортирования полезных ископаемых, является использование усовершенствованных грузовых подвесных канатных дорог (ГПКД). В 1985-2004 гг. ГПКД в России практически не строились, однако в последние годы было найдено несколько новых технических решений [6, 7], что наряду с появлением новых облегченных материалов для вагонеток, легких высокопрочных канатов и др. позволяет считать ГПКД очень перспективным видом транспорта сыпучих материалов в гористой местности, в северных широтах, при пересечении трассой водных преград и т. д.

Специалистами ОАО «НПО Горнефтемаш» (г. Пермь) А.Н.Земсковым и И.Г.Полетаевым разработаны технические предложения, позволяющие на одной линии опор располагать несколько ниток ГПКД; технология и оборудование погрузочных и разгрузочных концевых станций, исключающих порожняковую ветвь, когда вагонетки в обе стороны идут загруженными «туда» - полезным ископаемым, «обратно» - пустой породой (рис. 2).

Перечень перспективных технологий и интересных, на наш взгляд, технических решений в создании горного оборудования российскими учеными и специалистами может быть продолжен и далее. Однако встает вопрос реализации этих предложений и конкуренции новой техники в борьбе с зарубежными производителями.

Рис. 2 Вариант грузовой подвесной канатной дороги с отсутствием порожней ветви:

1 - приводная станция; 2 - натяжная станция;
3 - конвейер; 4 - загрузочный бункер;
5 - разгрузочный питатель;
6 - железнодорожный вагон; 7 - вагонетка

Несмотря на то, что зарубежная техника для горной промышленности значительно дороже российской (по данным ученых НТЦ-НИИОГР, г. Челябинск, в общем случае в 5-26 раз), она в среднем обеспечивает производительность в 1.5-2 раза выше российских аналогов.

В горном машиностроении республик бывшего СССР в последние 10 лет произошел передел сфер производства и сбыта горного оборудования. Украина, Белоруссия, Казахстан, Узбекистан предприняли шаги по ограничению экспорта горно-машиностроительной продукции из России, развивая одновременно свою машиностроительную базу.

В Республике Беларусь сделан акцент на загрузку, прежде всего, своих машиностроительных предприятий. На Белорусском автомобильном заводе (г. Жодино) идет подготовка к выпуску самоходного вагона для калийных рудников грузоподъемностью 20 т. Солигорский литейно-меха-нический завод «Универсал» (Минская обл.) освоил выпуск ряда изделий (бункер-перегружатель БП14, промышленные насосы, целый типажный ряд лебедок и т. д.), ранее им не выпускавшихся. Опытное производство Соли-горского института проблем ресурсосбережения специализируется ныне на выпуске ленточных конвейеров, скипов, грузоподъемных устройств и т. д.

Украинские производители горной техники, в свою очередь, также произвели перепрофилирование ряда своих предприятий на выпуск ранее не характерных для них видов техники. В рамках подпрограммы «Горные машины и оборудование» (республиканская программа «Машины и оборудование для топливно-энергетического комплекса») были подготовлены и реализованы соответствующие изменения. На Днепропетровском заводе горно-шахтного оборудования освоен выпуск ленточных конвейеров типа КШЛТ, КШЛП, ранее выпускавшихся Артемовским машиностроительным заводом (Россия). Начато производство рудничных вагонеток ВГ15 с глухим кузовом и ВБ4А с откидным бортом, ранее закупавшихся украинскими предприятиями на Пермском заводе горно-шахтного машиностроения.

Одновременно, как уже отмечалось выше, в Россию хлынул поток техники западного производства. В этой связи в прессе периодически поднимаются вопросы о необходимости введения или наоборот - отмены специальных мер защиты отечественного машиностроения в его конкуренции с импортом. Одна точка зрения основывается на том, что «все разговоры о протекционизме в отношении машиностроения в России связаны со стремлением развивать отрасль в рамках импортзамещения или с защитой погибающих отраслей. Но подобной тактика обернется и большими стратегическими потерями для России, и большими издержками на сохранение неэффективных производств» [8]. Другая точка зрения такова: «конкуренция полезна, однако в условиях существующих провалов внутреннего рынка она становится разрушительной для отечественных предприятий. Неразвитость инфраструктуры и высокие административные барьеры в действительности только усиливают позиции импортеров в ущерб внутреннему производителю» [8].

На наш взгляд, оздоровление российского машиностроения должно (или может) носить комплексный характер, сочетающий элементы двух вышеотмеченных позиций: • Действие защитных мер может быть ограничено по вре-мени, например, продолжительность среднего инвестиционного цикла в 3-5 лет, достаточное для становления бизнеса у рыночно ориентированных предприятий.

По мнению к.т.н. А.Н. Кравченко (ЗАО «Инвест ТЭК») создание вертикально-интегированных компаний, таких как «Сибирская угольная энергетическая компания» или «Угольная компания «Кузбассразрезуголь» предполагает вслед за строительством собственных угольных портов приобретение энергокомпаний и заводов угольного (горного) машиностроения [9].

Из-за массового старения горно-шахтного оборудования угольные холдинги будут вынуждены вкладывать серьезные средства для обновления активной части основных фондов угольных предприятий в горно-шахтное оборудование. Отечественное горно-шахтное оборудование обойдется угольным холдингам в несколько раз дешевле, а приобретение заводов горного машиностроения в свою собственность или их доли позволит решить проблемы последующей поставки запасных частей, пролангации разрешительных документов на применение горной техники в меняющихся горно-геологических условиях и недорогого сервисного обслуживания машин и механизмов.

 Привлечение капитала зарубежных инвесторов или открытие совместных предприятий с крупными иностранными машиностроительными компаниями по выпуску новейшего горно-шахтного оборудования (для сведения: в Чехии и Польше иностранные инвестиции составляют 1.5-2 тыс. долл. США на жителя страны в год, а, например, в Сибиривсего 50-100 долл. США [10], т. е. в 20-30 раз ниже).

На наш взгляд, более предпочтителен вариант сотрудничества в разработке новой горной техники со странами бывшего демократического лагеря, прежде всего, с Чехией, Польшей и Словакией, выпускающих горные машины в среднем в два раза дешевле западных аналогов и лишь ненамного уступающих им в надежности.

 Специализация российских машиностроительных предприятий в выпуске определенных видов техники с возможностью ее продажи на внешние рынки.

К таким видам горной техники, на наш взгляд, можно отнести ранее упомянутые комплексы оборудования для проведения восстающих выработок, новые модификации грузовых подвесных канатных дорог и др.

В вопросах оздоровления российского горного машиностроения нельзя не отметить важную роль Минпромэнер-го, других министерств и ведомств РФ, губернаторов и региональных руководителей.

Только комплексный подход к решению проблем горного машиностроения позволит поднять роль отечественных разработок в области горных технологий и значимость предприятий-производителей горной техники.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Илларионов А. Перекресток пройден //Известия, №244,30 декабря 2004 г.

2. Земсков А.Н. Предисловие к сборнику трудов «Проектирование, производство и эксплуатация машин и механизмов для горнодобывающей промышленности. Пермь: ПКИГорнефтемаш, 2003. - с. 3-4.

3. Первый российский опыт применения технологии глубокой разработки угольных пластов: устойчивость массива и потери угля в недрах/А.Г. Нецветаев, Л.Н. Репин, А.В. Соколовский, АА. Юткин //Уголь, 2004, №12. - с. 10-12.

4. ВасильевС.В., Бокий Б.В., Розенталь М.Б. Функциональные особенности мягких оболочек, применяемых в угольной промышленности //Уголь, 1996. №1. - с. 45-46.

5. Рубан АД., Мерзляков В.Г., Балдин А.В. Бесштанговый самохлдный проходческий комплекс ПКВУ-Г для скоростного проведения восстающих выработок //Горный журнал, 2003, №3. - с. 73- 75.

6. Земсков А.Н., Полетаев И.Г. Перспективы использования грузовых подвесных канатных дорог //Горная промышленность, 2004, №2. - с. 32-34.

7. Земсков А.Н., Полетаев И.Г. Особенности применения грузовых подвесных канатных дорог на открытых горных работах //Горная Промышленность, 2004,

№5. с. 30-32.

8. Шварева Н., Юдаева К. Надо ли принимать специальные меры, чтобы защитить отечественное машиностроение в его конкуренции с импортом //Эксперт, №43,

15-21 ноября 2004 г.

9. Кравченко А.Н. Вопросы государственного регулирования развитием угольной отрасли после ее приватизации //Уголь, 2004, №9, - с. 61-64.

10. Попов А. Резко континентальная экономика //Континент-Сибирь, №46, декабрь 2004 г.

Журнал "Горная Промышленность" №3 2005