При нынешних темпах развития мировой экономики и соответственном росте уровня расхода энергоносителей потребность в угле до 2015 года увеличится, как минимум вдвое. В то же время, за период с 1990 года на территории Украины суммарный уровень добычи вводившихся в эксплуатацию шахт не компенсировал снижения угледобычи, связанного с закрытием выработавших ресурс шахт.
В связи с ежегодным увеличением мирового потребления угля особенно актуальным становится вопрос развития мировой и отечественной угольной промышленности. Для решения задачи удовлетворения возросшего спроса на уголь возникает необходимость проведения модернизации существующих шахт, а также строительства новых.
Сейчас в Украине добывает уголь около 200 шахт. В 2003 год предприятиями страны было добыто 68 млн.т угля. Еще порядка 6 млн.т угля пришлось докупать у других стран. Для того, чтобы ликвидировать эту зависимость и нарастить объем добычи, Украине необходимо построить 5-6 новых шахт в течении ближайших 10 лет. В конце прошлого года ведущие проектные институты угольной промышленности Украины (Донгипрошахт, Днепрогипрошахт, Луганскгипрошахт) разработали концепцию строительства ряда новых шахт в своих регионах и передали документы в Кабинет Министров Украины. Однако, в Украине так и не была создана концепция развития угольной отрасли. Хотя, парламентарии неоднократно заявляли о необходимости стабилизировать рынок угольной промышленности. К тому же, последние годы из госбюджета выделялись незначительные средства на развитие угольной промышленности. Следовательно, для строительства новых шахт необходимо привлечение негосударственных инвесторов, в том числе иностранных. Для обеспечения конкурентоспособности угля большую роль играет снижение затрат на строительство и сокращение сроков ввода шахт в эксплуатацию. В условиях рыночных отношений срок строительства новой шахты должен составлять не более 6-7 лет, расходы на строительство – не превышать 3-3,5 млрд. грн.
В связи с закрытием ряда шахт в основных угледобывающих регионах (более 60), строительство новых предприятий позволит не только увеличить количество угля добываемого в Украине, но и решить проблему безработицы местного населения.
Для выполнения этих условий необходимо применение прогрессивных решений, как на стадии проектирования, так и в период строительства. В первую очередь, это правильная организация работ подготовительного периода. При произведении работ внеплощадочного подготовительного периода сначала должны быть построены подъездные дороги, линии связи и электропередач, обеспечена подача воды и тепла на строительную площадку. В качестве первоочередных объектов на стройплощадке возводятся резервуары хозяйственного и противопожарного водоснабжения, тоннели для прокладки коммуникаций. Для обеспечения строительства электроэнергией устанавливаются передвижные распределительные устройства и подстанции, которые подключаются к постоянным ЛЭП и снабжают стройку энергией в подготовительный период до ввода постоянной подстанции. Объекты подготовительного периода должны быть построены к началу проходки стволов. В основном периоде строительства возведение постоянных объектов на поверхности выполняется параллельно с проведением горнопроходческих работ.
Проектирование и строительство постоянных объектов шахты необходимо осуществлять с учетом максимального их использования в период строительства с обязательным условием минимизации объемов работ и затрат по переводу на постоянный режим эксплуатации. С этой целью в подготовительный период должно интенсивно производиться строительство постоянных внешних и внутриплощадочных зданий и сооружений.
Временные объекты узкоцелевого проходческого назначения должны быть приняты в минимальном объеме и быть представлены в виде блочно-комплектных передвижных установок на сборных унифицированных фундаментных блоках.
Один из наиболее сложных и дорогостоящих процессов при строительстве шахты – сооружение вертикальных стволов, которое занимает до 50% общей продолжительности строительства шахты. Для сокращения этого срока необходимо использование постоянных копров и подъемных машин в период проходки ствола. Копры, а также постоянные и временные подшивные площадки должны доставляться на стройплощадку в крупноблочном исполнении, что позволит вести монтаж индустриальными методами. Оснащение стволов должно предусматривать минимальные объемы работ по переходным периодам от проходки стволов к армированию и проведению горизонтальных выработок. Так как в период строительства стволов, возведения крепи горных выработок и объектов поверхности возникает большая потребность в бетоне, необходимо возведение бетонно-растворного узла на строительной площадке. Скоростную проходку вертикальных стволов возможно обеспечить лишь при использовании для оснащения и проходки нового проходческого оборудования (подъемных машин, проходческих лебедок, бурильных установок (БУКС), высокопроизводительных погрузочных комплексов (2КС-2У/40, КС-1МА и др.), а также привлечения высококвалифицированных рабочих кадров. В ряде случаев при проходке стволов встречаются участки водонасыщенных пород. В настоящее время наиболее целесообразными являются два способа проходки стволов в условиях водонасыщенных пород – способом замораживания грунтов и способом водоизоляции бентонитоцементными растворами. Более экономичный – способ водоизоляции методом нагнетания в водонасыщенные породы быстротвердеющих бентонитоцементных растворов, поскольку он более технологичен и характеризуется меньшей трудоемкостью и продолжительностью выполнения работ. С целью сокращения продолжительности строительства шахты технические скорости проходки горизонтальных выработок должны быть приняты выше нормативных, но на уровне достигнутых темпов в аналогичных горно-геологических условиях.
Сейчас отечественные машиностроительные заводы выпускают более надежные (с точки зрения эксплуатации и обслуживания) и высокопроизводительные проходческие комбайны: КСП-32, П-220, КПД, КПУ, которые по своим техническим характеристикам практически не уступают зарубежным аналогам АМ75 (Австрия), ЕТ210-Q (Германия), RН45 (Англия), а по цене значительно дешевле. Применение таких типов комбайнов (отечественных или зарубежных) позволит осуществлять проходку горных выработок в более комфортных (с точки зрения условий труда проходчиков) условиях со средними темпами проходки порядка 250-300 м/мес. при условии обеспеченности забоя крепежными и другими вспомогательными материалами, транспортом и вентиляцией.
Для сокращения количества работающих на шахте необходимо применять современную технику с высокой степенью автоматизации, как отечественного, так и импортного производства. При добыче угля очистными комплексами необходимо обеспечить высокую нагрузку на один комплекс, с целью обеспечения сокращения количества как добычных, так и проходческих участков. Новая шахта должна добывать не менее 1500 тысяч тонн угля в год с нагрузкой на один очистной забой 500 тысяч тонн угля в год.
Заданная продолжительность строительства новой шахты может быть обеспечена при условии четкого взаимодействия всех участников строительства, а также при обеспечении скоростных темпов сооружения горных выработок, своевременном обеспечении стройки материальными, людскими и финансовыми ресурсами в требуемых объемах.
Для сдачи новой шахты в эксплуатацию необходимо выполнить проходку горных выработок объемом более 650 тысяч куб. м в свету, построить здания и сооружения на поверхности с общим строительным объемом около 1 млн. куб. м.
Чтобы выполнить такой объем работ необходимо ежегодно осваивать в среднем 450-600 млн. грн. капитальных вложений. Поскольку в предполагаемых для разработки угольных регионах фактически нет шахтостроительных организаций, которые могли бы квалифицированно выполнять строительно-монтажные работы в необходимом объеме, целесообразным представляется привлечение к строительству новых шахт крупных шахтостроительных организаций Донецкой области. Преимущество такого решения – в том, что эти организации имеют собственные базы строительной индустрии, оснащены современной горнопроходческой техникой, оборудованием, строительными машинами и механизмами, а также имеют необходимый опыт строительства шахт.
Заняться постройкой новых шахт сейчас по силам:
– ОАО ГХК «Донбассшахтострой» с дочерними предприятиями:
– ГОАО трест «Донецкшахтопроходка»;
– ГОАО трест «Артемшахтострой»; – ГОАО трест «Красноармейскшахтострой»;
– ОАО «Донецкшахтострой»;
– ГОАО трест «Донецкшахтостроймонтаж».
При строительстве шахт с участием шахтостроительных подразделений Донецкой области целесообразным является вахтовый метод производства работ и проживание вахтенных рабочих в существующих общежитиях и гостиницах. Кроме того, возможно привлечение специалистов шахтостроительных и других специальностей, проживающих в районе строительства. По мнению экспертов, для полноценного и эффективного функционирования угольной отрасли Украине необходимо в год вводить в эксплуатацию по одной новой шахте, а существующие должны время от времени закрываться на капремонт, поскольку без модернизации производства работа шахт станет крайне опасной.