Mathematical models and tools for forecasting the development of the coal industry of Ukraine
Since the main factor in the prospect of coal mining are mining and geological conditions that determine the profitability of production , the actual problem of development of coal industry is the problem of optimal choice of a new mining technology technical level for a given geological conditions...
Збережено в:
| Дата: | 2013 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2013
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/497 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
System Research in Energy| _version_ | 1871103924626259968 |
|---|---|
| author | Stohniy O.V. |
| author_facet | Stohniy O.V. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Stohniy O.V.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Stohniy O.V. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:40Z |
| description | Since the main factor in the prospect of coal mining are mining and geological conditions that determine the profitability of production , the actual problem of development of coal industry is the problem of optimal choice of a new mining technology technical level for a given geological conditions of individual coal business. Therefore, the models of optimization of complex mining engineering a new technological level and the optimal distribution of load at a given mine coal demand by brands.The models are implemented in software and information center “Ukrainian Coal” and are capable of optimizing the reconstruction and routine functioning of the sector. The developed software and information complex comparison of variants of reconstruction of mines contains information base of technical parameters of coal mining complexes, capital and operating costs of their implementation. Through a combination of knowledge base with ranking algorithm coal mines on the basis of the proposed multi-criteria approach to solve the problem of technical re-equipment of the mines in the optimal choices by picking coal mining complexes with the use of the criterion of maximum productivity with minimal capital costs for conversion and energy costs in their operation .Calculations of profit optimization by the coefficients of the new technology of computer time. Identify options for the development of coal assets in Ukraine with the release of the most likely option. In all variants of coal in 2030 will be in the range of 95-110 million tonnes in view of retired capacity. With the commissioning at 0.9 million tones in 2015, 15.0 million tons - in 2020 and 21.6 million tones in 2030, production volumes could reach 115-135 million tons of coal. |
| first_indexed | 2026-03-24T02:01:59Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 004.942:622.68 О.В. СТОГНІЙ, канд. техн. наук
Інститут загальної енергетики НАН України, м. Київ
МАТЕМАТИЧНІ МОДЕЛІ ТА ЗАСОБИ ПРОГНОЗУВАННЯ РОЗВИТКУ ВУГІЛЬНОЇ
ПРОМИСЛОВОСТІ УКРАЇНИ
Розроблено моделі оптимізації комплексів видобувної техніки нового технічного
рівня та оптимального розподілу навантаження між шахтами при заданих потребах
на вугілля за марками. Моделі працюють в єдиному програмно-інформаційному
комплексі «Вугілля України» і забезпечують оптимізацію реконструкції та планове
функціонування вугільної галузі. Проаналізовано варіанти розвитку вуглевидобув-
ного фонду України з виділенням найбільш імовірного.
К л ю ч о в і с л о в а: математична модель, вугільна промисловість, оптимізація, роз-
виток.
ПОБУДОВА, ОРГАНІЗАЦІЯ ТА ФУНКЦІОНУВАННЯ
ЕНЕРГОРИНКІВ
26 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 3 (34)
З аналізу світових тенденцій розвитку видобут-
ку вугілля випливає, що перспективність вугле-
видобувних підприємств визначається, перш за
все, гірничо-геологічними умовами, які є
основним і вирішальним чинником рентабель-
ності виробництва вугільної продукції у всьому
світі.
В країнах із сприятливими гірничо-геоло-
гічними умовами, наприклад у США, вугільна
промисловість рентабельна. В країнах з вичер-
паними кращими запасами в результаті світо-
вої конкуренції вуглевидобуток визнаний еко-
номічно недоцільним (Франція, Бельгія,
Голландія, Португалія, Японія).
В окремих країнах, таких як Німеччина,
Іспанія, Угорщина, Чехія видобуток підтри-
мується за рахунок державного субсидування.
При цьому обсяги субсидій і видобуток постій-
но знижується. Наприклад, в Німеччині видо-
буток за останні 10 років зменшився вдвічі.
Тому актуальною проблемою розвитку вугіль-
ної галузі є задача оптимального вибору видо-
бувної техніки нового технічного рівня (НТР)
для заданих гірничо-геологічних умов окремо-
го вуглевидобувного підприємства.
Математичну модель оптимізації комплек-
сів видобувної техніки шахти, що розроблена
для вирішення цієї задачі, представлено за
допомогою рівнянь [1]:
(1)
(2)
(3)
– величина, яка характеризує продук-
тивність i-ї лави на одиницю спожитої електро-
енергії;
μi – величина, яка характеризує продуктив-
ність i-ї лави відносно фінансових витрат на
модернізацію із врахуванням міжремонтного
ресурсу;
N – загальна кількість лав на шахтах галузі;
– це нормовані на відрізку [0,1] абсо-
лютні величини відповідних продуктивностей
лав;
– продуктивність i-ї лави на одиницю
спожитої електроенергії, т/(кВт•год);
μi – продуктивність i-ї лави відносно фінан-© О.В.СТОГНІЙ, 2013
сових витрат на модернізацію із врахуванням
терміну експлуатації нового обладнання до
гарантійного ремонту, т/грн.
Комплексна характеристика продуктивності
технічного комплексу в загальному випадку
визначається з виробничо-технічних характе-
ристик обладнання, на якому він ґрунтується,
тобто є функцією складових комплексу:
(4)
де W – набір обладнання.
Алгоритм оптимізаційної задачі здійснює
формування всіх можливих комбінацій пара-
метрів у форматі кріплення–конвеєр–комбайн
і надає оцінку кожної такої комбінації за крите-
рієм енергетичної та технологічної продуктив-
ності (формула (1)).
Основною особливістю формування ком-
плексу видобувної техніки нового технічного
рівня в цій задачі, як це випливає з її постанов-
ки, є забезпечення відповідності складових
комплексу кріплення–конвеєр–комбайн кон-
кретним геологічним умовам лави, а також їх
взаємної сумісності.
Тому обов’язковою умовою цієї задачі є вра-
хування додаткових обмежень на комплекта-
цію комплексів. Виділення взаємно допусти-
мих варіантів комплектації обладнання, що
задаються множиною (5). Відповідність техніч-
них характеристик обладнання геологічним
умовам пласта конкретної шахти задається
обмеженням:
(5)
(6)
– область взаємно допустимих варіантів
комплектації обладнання;
M – кількість типів найменувань обладнан-
ня, що входить до складу комплексу;
β і – кут нахилу пласта, град;
– гранично допустима характеристика
складових комплексу по падінню пла-
ста, град;
mi – потужність пласта, м;
– нижня межа допустимого діапазону
технічної характеристики складових
комплексу за потужністю пласта.
Очевидно, що розв’язок цієї задачі, тобто
сукупність одиниць гірничо-добувних ком-
плексів нового технічного рівня, оптимізована
під індивідуальні гірничо-геологічні умови
шахтопідприємств, подає верхню межу сукуп-
ного вуглевидобутку в галузі. Цей (максималь-
ний) рівень інтенсивності буде мати місце,
коли всі гірничо-видобувні комплекси працю-
ють з максимальною продуктивністю, або
максимальним коефіцієнтом використання
машинного часу.
Оскільки розрахована сукупність обладнан-
ня комплексів є оптимальною для гірничо-гео-
логічних умов країни, вона визначає макси-
мально досяжний рівень власного видобутку
вугілля в Україні. Дана задача є важливою для
економіки держави в контексті переведення
газових технологій на спалювання вугілля [2].
Проте під час загальної економічної кризи в
державі задача забезпечення максимального
видобутку поступається оберненій за напрям-
ком оптимізації задачі. Йдеться про підтриман-
ня деякого, можливо мінімального, рівня про-
дуктивності всіх вугдевидобувних підприємств
галузі при обмежених потребах споживачів
вугільної продукції та мінімальних обсягах обі-
гових коштів на рахунках підприємств.
Для вирішення цієї задачі побудовано
модель оптимального розподілу навантаження
між шахтами при заданих потребах на вугілля
за марками, яка спирається на результати
(розв’язки) попередньої моделі оптимізації
(складу) комплексів видобувної техніки нового
технічного рівня.
Математичну модель оптимізації вуглевидо-
бування сформульовано враховуючи виробни-
чо-технічні особливості нового обладнання, а
також вимоги енергетичної безпеки держави.
При визначенні ефективності використання
нового обладнання зіставлено різночасові вар-
тісні показники шляхом їх приведення до кон-
кретного моменту часу. Для розрахунків коефі-
цієнтів дисконтування (rτ) використаємо
окремий період (Δtτ) та норму дисконту (Eτ):
(7)
де Δtτ – розрахунковий період часу на
загальному часовому відрізку ΔT:
Δtτ = tτ – tτ−1, τ = 1, ..., g, (8)
де g – кількість часових інтервалів на відрізку
ΔT.
Загальний прибуток (P), отриманий за
період часу ΔT у результаті впровадження
нових прогресивних технологій у вуглевидо-
27ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 3 (34)
Математичні моделі та засоби прогнозування розвитку вугільної промисловості України
бувній галузі, визначиться як
(9)
де Si
τ– середньорічна величина прибутку i-ї
шахти, отриманого в результаті реалізації
вугільної продукції в період Δtτ;
n – загальна кількість видобувних підпри-
ємств галузі.
Величина загального прибутку кожного під-
приємства залежить від ефективності викори-
стання впровадженого на ньому обладнання.
Як критерій оптимальності структури вугле-
видобування прийнято максимум прибутку від
реалізації вугільної продукції, тобто
(10)
Змінними оптимізації цієї моделі є коефіці-
єнти використання машинного часу гірничо-
видобувних комплексів Ki (кріплення–кон-
веєр–комбайн), вибраних в результаті
розв’язання попередньої задачі оптимізації
вибору комплексів видобувної техніки нового
технічного рівня.
Коефіцієнти цільової функції пропорційні
ринковій вартості вугільної продукції за марка-
ми. Розв’язання цієї задачі мало на меті макси-
мізувати сумарний прибуток вуглевидобутку за
рахунок пріоритетності видобутку ліквідних
марок вугілля.
Через ці величини визначаються обсяги
видобутку шахт xij, які, в свою чергу, визна-
чають критерій (10) даної задачі при обмежен-
нях:
– на допустимі обсяги видобутку, імпорту
вугілля
(11)
– на допустимі обсяги споживання і експорт
вугілля
(12)
де pi – проектна потужність i-ї шахти, т/р;
Bj – загальні потреби вугілля j-ї марки,
т у.п./р;
– продуктивність обладнання i-ї шахти, т/р;
Ki – коефіцієнт використання машинного
часу на i-й шахті (змінна величина: Kmin < Ki <
< Kmax);
– обсяги видобутку вугілля i-ю
шахтою j-ї марки, т/р;
qij – середнє значення питомої теплоти зго-
рання вугілля j-ї марки на i-й шахті, МДж/кг;
29,3 – вугільний еквівалент для перерахунку
видобутого вугілля в умовне паливо, МДж/кг;
n, m – кількість: шахт, марок;
αh – коефіцієнт, що враховує соціальні
умови працівників. Річ у тім, що робота на шах-
тах у шахтарських регіонах є основним джере-
лом наповнення сімейного бюджету і зміна
професії шахтаря є болючим питанням для
кожного з них. Очевидно, що в невеликих
населених пунктах, де концентрація шахтарсь-
ких професій вища, ця проблема є більш
гострішою. Все це може бути враховано при
постановці задач оптимального вуглевидобут-
ку, прогнозу ефективності капіталовкладень у
вугільну галузь, де нижня межа в обмеженні на
обсяги вуглевидобутку може бути скоригована
за допомогою параметра αh таким чином, щоб
забезпечити мінімальний рівень вуглевидобут-
ку i, відповідно, робочі місця для працівників
цієї галузі. Логічно визначити цей параметр за
формулою
(13)
де αi
* – відношення чисельності працівників
(N) усіх шахт даного міста до загальної чисель-
ності (M) його жителів, тобто
(14)
де L – кількість шахт у даному місті (шахтарсь-
кому селищі);
r – кількість шахтарських міст і селищ, де
розташовані вуглевидобувні підприємства.
Основним моментом у реалізації розгляну-
тої моделі є визначення величини Siq.
Об’єктивними і найбільш ваговими чинника-
ми, що впливають на Siq, є собівартість вироб-
ництва вугільної продукції і показники якості
цієї продукції. Домінуючою складовою собі-
вартості при вуглевидобуванні є витрати на
електроенергію, тобто величина собівартості
виробництва вугільної продукції може бути
визначена як витрати на електроенергію на
одиницю видобутого вугілля (Ciq). Іншою скла-
довою під час визначення загального прибутку
О.В. СТОГНІЙ
ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 3 (34)28
підприємств є оптова ціна вугільної продукції
(Qiq), яка визначається на основі знижок і над-
бавок до базової ціни залежно від показників
якості вугільної продукції [3]. Тому величина
середньорічного загального прибутку i-ї шахти
буде пропорційна величині
(15)
Коефіцієнти цільової функції пропорційні
ринковій вартості вугільної продукції за марка-
ми. Розв’язання цієї задачі мало на меті макси-
мізувати сумарний прибуток вуглевидобутку за
рахунок пріоритетності видобутку ліквідних
марок вугілля.
Необхідно надати максимум функції сукуп-
ного прибутку (10), що залежить від режимів
використання впровадженого обладнання, при
обмеженнях на допустимі обсяги видобутку
(11), потреби на вугільну продукцію за марками
(в умовному паливі) в економіці держави (12).
Режим використання нового обладнання вра-
ховується коефіцієнтом машинного часу, що є
показником рівня використання продуктивно-
сті обладнання.
Обсяги видобутку xij можна замінити на про-
дуктивність впровадженого обладнання, яка
обчислюється за таким алгоритмом:
(16)
де b – ширина захоплення робочого органу, м
(для вітчизняних комплексів дорівнює
0,63–0,8 м);
mp – потужність пласта, м;
γ – об’ємна вага вугілля, т/м3 (для вугілля
марок: Д – 1,16–1,33, Г – 1,23–1,28, Ж –
1,25–1,29, К – 1,25–1,31, ОС – 1,28–1,33, П –
1,31–1,36, А – 1,55–1,59 [4, 5]);
VП – середня швидкість руху комбайна,
м/хв;
КМ – коефіцієнт машинного часу (коли-
вається від 0,2 до 0,8 залежно від рівня органі-
зації праці).
Потужність пласта, ширина захоплення
комбайна та об’ємна вага вугілля для конкрет-
них умов експлуатації – величини практично
сталі. Отже, підвищення продуктивності ком-
плексу можливе насамперед за рахунок рівно-
мірності його роботи і підвищення швидкості
подачі. Ефективне використання машинного
часу є значним резервом підвищення рівня
концентрації робіт у лавах.
Розрахунок добової продуктивності механі-
зованих комплексів проводиться за формулою
(17)
де ТП – час роботи комплексу за добу,
ТП = nz
. t, год, (18)
де nz – кількість робочих змін, t = 6 – тривалість
зміни, год.
По деяких високопродуктивних комплексах
розрахункова добова потужність може обмежу-
ватись технічними можливостями конвеєра.
Річна продуктивність комплексу розрахову-
ється за формулою
(19)
де 300 – нормативна кількість діб роботи ком-
плексу за рік (на практиці може досягати 350
діб і більше).
Таким чином, формула (15) буде мати вигляд
(20)
Для укрупнених розрахунків енерговитрат
при впровадженні комплексів НТР на шахтах
України необхідно орієнтуватись на питомі
витрати електроенергії (W) на видобування і
транспортування по лаві 1 т вугілля (гірничої
маси), тобто
кВт·год/т, (21)
де РO, РK, РM – експлуатаційна потужність
електроприводів очисного обладнання, конве-
єра, маслостанції, відповідно, кВт:
РO = NO
. KЗО, (22)
РК = NК
. KЗК, (23)
РМ = NМ
. KЗМ, (24)
де – NO, NК, NМ – встановлена потужність
електроприводів очисного обладнання, конве-
єра, маслостанції, кВт,
KЗО, KЗК, KЗМ – коефіцієнт завантаження
електроприводів очисного обладнання, конве-
єра, маслостанції.
Обидві моделі працюють у складі єдиного
програмно-інформаційного комплексу «Вугі-
лля України» і забезпечують оптимізацію як
реконструкції, так і поточного планового
функціонування галузі, яке визначається
потребами споживачів.
Комплекс реалізовано у табличному проце-
сорі MS Excel. Комплекс містить інформаційну
базу, алгоритми оптимізаційних розрахунків за
критеріями оптимальності моделей, інтерфейс
користувача, що дозволяє корегувати дані
інформаційні бази та виконувати розрахунки.
До складу інформаційної бази входять:
Математичні моделі та засоби прогнозування розвитку вугільної промисловості України
ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 3 (34) 29
Рис. 1. Прогноз енергетичної ефективності видобутку вугілля до 2020 року
О.В. СТОГНІЙ
ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 3 (34)30
1) таблиці з інформацією щодо технологій
ведення очисних робіт, технічного оснащення
лав;
2) таблиці з характеристиками очисного та
транспортного обладнання за показниками
електричної потужності та продуктивності;
3) інформація про гірничо-геологічні умови та
показники якості вугілля в діючих шахтопластах.
Отриману модель та алгоритм розрахунку
використано для визначення перспективних
показників видобутку вугілля в розробці про-
позицій щодо уточнення обсягів видобутку в
Енергетичній стратегії України до 2030 року [6].
У цих розрахунках також враховувалась дина-
міка прогнозованого зниження питомих витрат
електричної енергії до 2030 року за рахунок
використання техніки нового технічного рівня.
Сумарні обсяги заощадження електроенергії
за період 2006 – 2020 рр. можуть становити
близько 12,7 млрд кВт·год, що в грошовому
еквіваленті в цінах 2011 р. дорівнює 9,7 млрд
грн. Ці дані враховувались при розрахунку кое-
фіцієнтів Сі в критерії оптимізації (17) моделі
прогнозування розвитку вугільної промисло-
вості.
На рис. 1 наведено прогнозні розрахунки
обсягів споживання та питомих витрат електро-
енергії на видобування вугілля.
Математичні моделі та засоби прогнозування розвитку вугільної промисловості України
ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 3 (34) 31
За допомогою комплексу виконано розра-
хунки оптимальних коефіцієнтів машинного
часу вуглевидобувних комплексів шахт України
за умов використання обладнання НТР (див.
табл. 1).
При цьому загальна кількість лав зменши-
лась на 30% (415–289/415 лав) при збільшенні
видобутку вугілля на 25 млн т та зменшенні
питомих витрат електроенергії на 21%. Це
зменшення враховувалось у коефіцієнті Сі кри-
терію оптимальності. Крім того, в собівартості
враховано зниження зольності на 7% під час
видобування вугілля за рахунок зменшення
присічки шляхом оптимального підбору видо-
бувної техніки до гірничо-геологічних умов
окремої лави.
На кінець 2011 року за даними
Міненерговугілля в роботі знаходилось 143
шахти (96 – державної форми власності і 47 –
приватні). Видобуток становив 82,1 млн т, в
тому числі 57,1 млн т енергетичного вугілля і 25
млн т коксівного вугілля. Тому для прогнозу-
вання перспектив розвитку шахтного фонду
України на період до 2030 року було розглянуто
такі варіанти:
Варіант 1
До 2015 року з існуючого державного шахт-
ного фонду вибуває (закривається) 18 шахт, які
вичерпали свої запаси, або подальша робота
яких є економічно недоцільною. Сумарний
видобуток цих шахт в 2011 році дорівнював
1,3 млн т (в середньому 74 тис. т на шахту).
Очікувані обсяги видобутку вугілля станови-
тимуть в 2015 році – 94,2 млн т, в 2020 році –
97,8 млн т і в 2030 році – 94,9 млн т (табл. 2).
Варіант 2
З існуючого державного шахтного фонду
вибуває 18 шахт. Всі інші державні вуглевидо-
бувні підприємства (78 шахт) передаються в
концесію або в оренду приватним інвесторам.
При цьому буде задіяне 19,2 млрд грн інвести-
цій, в т. ч. 10,2 млрд грн на технічне переосна-
щення шахт і 9,0 млрд грн на капітальне будів-
ництво.
Очікувані обсяги видобутку вугілля станови-
тимуть в 2015 році – 115,6 млн т, в 2020 році –
115,7 млн т і в 2030 році – 111,0 млн т.
У процесі експлуатації до 2030 року вибуває
з експлуатації ще 12 шахт.
Варіант 3
Заходи ті самі, що й у варіанті 2, тільки при-
ватизуються найбільш привабливі шахти (48
шахт). Шахти, які навіть при проведенні
модернізації не вийдуть на рівень видобутку
більше 500 тис. т підлягають консервації або
закриттю.
За цим варіантом обсяг інвестицій станови-
тиме 16,6 млрд грн, в т. ч. 8,3 млрд грн на тех-
нічне переоснащення шахт і 8,3 млрд грн на
капітальне будівництво.
Очікувані обсяги видобутку вугілля станови-
тимуть в 2015 році – 106,0 млн т, в 2020 році –
106,8 млн т і в 2030 році – 102,7 млн т.
Варіант 4 (найбільш імовірний)
З існуючого державного шахтного фонду
вибуває 18 шахт, які вичерпали свої запаси, або
подальша робота яких є економічно недоціль-
ною. Приватизуються найбільш привабливі
шахти (48 шахт). Всі інші шахти залишаються в
державному фонді.
Інвестиції за цим варіантом будуть такими
самими, як і в варіанті 3.
Очікувані обсяги видобутку вугілля станови-
тимуть в 2015 році – 111,9 млн т, в 2020 році –
113,3 млн т і в 2030 році – 109,3 млн т.
На заміну потужностям, що вибувають,
можуть бути введені такі шахти:
До 2015 року – шахта «Нововолинська №10»
потужністю 900 тис. т.
До 2020 року – шахти: «Добропільська-
Капітальна» потужністю 2,4 млн т;
«Краснолиманська-Глибока» потужністю
3,0 млн т; «Західно-Донбаська № 6/42» потуж-
ністю 1,5 млн т; «Любельська №1-2» потужні-
стю 5,2 млн т; «Краснолучська-Північна»
потужністю 2,0 млн т.
До 2030 року – шахти: «Новосвітловська
№ 3-4» потужністю 3,0 млн т;
«Червоноградська № 3» потужністю 2,1 млн т;
«Тяглівська № 1» потужністю 1,5 млн т.
Обсяги додаткового видобутку вугілля за
рахунок введення нових шахт наведено в табл.
3. В 2015 році додатковий видобуток може
дорівнювати 0,9 млн т, в 2020 році – 15,0 млн т
і в 2030 році – 21,6 млн т.
ВИСНОВКИ
1. Аналіз світового досвіду свідчить про те,
що основним чинником перспективності видо-
бутку вугілля є гірничо-геологічні умови, які
визначають рівень рентабельності видобуван-
ня.
2. Розроблено модель оптимізації комплексів
видобувної техніки нового технічного рівня, а
Т
аб
ли
ц
я
1
–
П
ок
аз
н
и
ки
р
об
от
и
ш
ах
т
до
і
п
іс
ля
т
ех
н
іч
н
ог
о
п
ер
ео
сн
ащ
ен
н
я
О.В. СТОГНІЙ
ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 3 (34)32
Таблиця 2 – Обсяги вугілля за варіантами перспектив розвитку вугільної промисловості, тис. т
також модель оптимального розподілу наванта-
ження між шахтами при заданих потребах на вугіл-
ля за марками, які працюють в єдиному програм-
но-інформаційному комплексі «Вугілля України» і
забезпечують оптимізацію як реконструкції, так і
поточного планового функціонування галузі.
3. Розроблений програмно-інформаційний
комплекс порівняння варіантів реконструкції
шахт містить інформаційну базу технічних
параметрів вуглевидобувних комплексів, капі-
тальних та експлуатаційних витрат при їх впро-
вадженні. Завдяки поєднанню інформаційної
бази з галузево специфічними алгоритмами
ранжування вуглевидобувних підприємств на
основі запропонованого багатокритеріального
підходу розв’язано задачу технічного пере-
обладнання шахтного фонду шляхом опти-
мального вибору варіантів комплектації вугле-
Математичні моделі та засоби прогнозування розвитку вугільної промисловості України
ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 3 (34) 33
Таблиця 3 – Обсяги додаткового видобутку вугілля в 2015–2030 рр., тис. т
видобувних комплексів із використанням кри-
терію максимальної продуктивності за міні-
мальних капітальних витрат на переобладнан-
ня та енергетичних витрат при їх експлуатації.
4. Виконано розрахунки оптимізації прибутку
за коефіцієнтом використання машинного часу
нової техніки. Розрахунки показують, що для
максимально ефективного використання облад-
нання при забезпеченні заданих потреб на
вугільну продукцію коефіцієнт використання
машинного часу змінюється в межах від 0,12 до
0,6. Ці результати отримано для поточної потре-
би при нормативних значеннях 0,4–0,6. Це дає
підстави стверджувати, що прогнозовані обсяги
видобутку в оновленій Енергетичній стратегії
України до 2030 року можуть бути досягнуті за
рахунок підвищення коефіцієнта використання
машинного часу. Це може бути забезпечено шля-
хом скорочення лав з низьким рівнем продуктив-
ності. За рахунок цього відбудеться підвищення
концентрації видобувних робіт у лавах шахт.
5. Визначено варіанти розвитку вуглевидобув-
ного фонду України з виділенням найбільш імо-
вірного варіанта. Практично у всіх цих варіантах
видобуток вугілля в 2030 році буде знаходитись в
діапазоні 95–110 млн т з врахуванням потужно-
стей, що вибувають. Із врахуванням введення в
експлуатацію до 2015 року – шахти «Нововолинська
№10» потужністю 900 тис. т, до 2020 року – шахти:
«Добропільська-Капітальна» потужністю 2,4 млн т,
«Краснолиманська-Глибока» потужністю 3,0 млн т,
«Західно-Донбаська № 6/42» потужністю 1,5 млн т,
«Любельська № 1-2» потужністю 5,2 млн т,
«Краснолучська-Північна» потужністю 2,0 млн т та
до 2030 року – шахти: «Новосвітловська № 3-4»
потужністю 3,0 млн т, «Червоноградська № 3»
потужністю 2,1 млн т, «Тяглівська № 1» потужністю
1,5 млн т обсяги видобування за результатами
досліджень становитимуть 115–135 млн т.
1. Стогній О.В., Макортецький М.М.
Математична модель оптимізації впровад-
ження передової техніки у вуглевидобувній
галузі України // Проблеми загальної енер-
гетики. – 2012. – № 2(29). – С. 27–34.
2. Стогній О.В., Макаров В.М.,
Каплін М.І., Білан Т.Р. Визначення опти-
мальної марки вугілля ТЕЦ при переведенні
їх котлоагрегатів на пиловугільне спалюван-
ня // Проблеми загальної енергетики. –
2013. – № 1(3) – С. 28–37.
3. Про затвердження «Прейскуранта опто-
вих регульованих цін на вугілля, продукти
збагачення та брикети». Наказ Мінвугілля
№ 158 (0239-96) від 29.04.96.
4. ДСТУ 3550–97 (ГОСТ 4790–93) (ISO
7936–92). Паливо тверде. Визначення та
наведення показників фракційного аналізу.
Загальні вимоги до апаратури та методики.
5. Справочник по обогащению углей / Под
ред. И.С. Благова. 2-е изд. перераб. и доп. –
М.: Недра, 1984. – 612 с.
6. Стогній О.В., Макаров М.І., Каплін М.І.
Потенціал видобутку вугілля в Україні //
Проблеми загальної енергетики. – 2011. –
№ 2(25). – С. 11–16.
Надійшла до редколегії 13.09.2013
Рецензент
Учений секретар ІЗЕ НАН України,
канд. техн. наук, ст. наук. співр.
І.Ч. Лещенко
О.В. СТОГНІЙ
ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 3 (34)34
|
| id | systemreorg-article-497 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:15:56Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/63/87a139ce3fed85127998eec1be56d763.pdf |
| spelling | systemreorg-article-4972026-07-18T12:57:40Z Mathematical models and tools for forecasting the development of the coal industry of Ukraine Математичні моделі та засоби прогнозування розвитку вугільної промисловості України Stohniy O.V. mathematical model, coal mining, optimization, development. математична модель, вугільна промисловість, оптимізація, розвиток. Since the main factor in the prospect of coal mining are mining and geological conditions that determine the profitability of production , the actual problem of development of coal industry is the problem of optimal choice of a new mining technology technical level for a given geological conditions of individual coal business. Therefore, the models of optimization of complex mining engineering a new technological level and the optimal distribution of load at a given mine coal demand by brands.The models are implemented in software and information center “Ukrainian Coal” and are capable of optimizing the reconstruction and routine functioning of the sector. The developed software and information complex comparison of variants of reconstruction of mines contains information base of technical parameters of coal mining complexes, capital and operating costs of their implementation. Through a combination of knowledge base with ranking algorithm coal mines on the basis of the proposed multi-criteria approach to solve the problem of technical re-equipment of the mines in the optimal choices by picking coal mining complexes with the use of the criterion of maximum productivity with minimal capital costs for conversion and energy costs in their operation .Calculations of profit optimization by the coefficients of the new technology of computer time. Identify options for the development of coal assets in Ukraine with the release of the most likely option. In all variants of coal in 2030 will be in the range of 95-110 million tonnes in view of retired capacity. With the commissioning at 0.9 million tones in 2015, 15.0 million tons - in 2020 and 21.6 million tones in 2030, production volumes could reach 115-135 million tons of coal. Оскільки основним чинником перспективності видобутку вугілля є гірничо-геологічні умови, які визначають рівень рентабельності видобування, то актуальною проблемою розвитку вугільної галузі є задача оптимального вибору видобувної техніки нового технічного рівня для заданих гірничо-геологічних умов окремого вуглевидобувного підприємства. Тому розроблено моделі оптимізації комплексів видобувної техніки нового технічного рівня та оптимального розподілу навантаження між шахтами при заданих потребах на вугілля за марками.Моделі реалізовано в єдиному програмно-інформаційному комплексі «Вугілля України» і забезпечують оптимізацію реконструкції та планове функціонування галузі. Розроблений програмно-інформаційний комплекс порівняння варіантів реконструкції шахт містить інформаційну базу технічних параметрів вуглевидобувних комплексів, капітальні та експлуатаційні витрати при їх впровадженні. Завдяки поєднанню інформаційної бази з алгоритмом ранжування вуглевидобувних підприємств на основі запропонованого багатокритеріального підходу розв’язано задачу технічного переобладнання шахтного фонду шляхом оптимального вибору варіантів комплектації вуглевидобувних комплексів із використанням критерію максимальної продуктивності за мінімальних капітальних витрат на переобладнання та енергетичних витрат при їх експлуатації.Виконано розрахунки оптимізації прибутку за коефіцієнтом використання машинного часу нової техніки. Визначено варіанти розвитку вуглевидобувного фонду України з виділенням найбільш імовірного варіанта. У всіх варіантах видобуток вугілля в 2030 році буде знаходитись в діапазоні 95–110 млн т з врахуванням потужностей, що вибувають. Із врахуванням введення в експлуатацію на рівні 0,9 млн т у 2015 році, 15,0 млн т – у 2020 році та 21,6 млн т – у 2030 році обсяги видобування можуть становити 115–135 млн т вугілля. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2013-11-12 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/497 System Research in Energy; No. 3 (34) (2013): The Problems of General Energy; 26-34 Системні дослідження в енергетиці; № 3 (34) (2013): Проблеми загальної енергетики; 26-34 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/497/431 Copyright (c) 2013 Stohniy O.V. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | mathematical model coal mining optimization development. Stohniy O.V. Mathematical models and tools for forecasting the development of the coal industry of Ukraine |
| title | Mathematical models and tools for forecasting the development of the coal industry of Ukraine |
| title_alt | Математичні моделі та засоби прогнозування розвитку вугільної промисловості України |
| title_full | Mathematical models and tools for forecasting the development of the coal industry of Ukraine |
| title_fullStr | Mathematical models and tools for forecasting the development of the coal industry of Ukraine |
| title_full_unstemmed | Mathematical models and tools for forecasting the development of the coal industry of Ukraine |
| title_short | Mathematical models and tools for forecasting the development of the coal industry of Ukraine |
| title_sort | mathematical models and tools for forecasting the development of the coal industry of ukraine |
| topic | mathematical model coal mining optimization development. |
| topic_facet | mathematical model coal mining optimization development. математична модель вугільна промисловість оптимізація розвиток. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/497 |
| work_keys_str_mv | AT stohniyov mathematicalmodelsandtoolsforforecastingthedevelopmentofthecoalindustryofukraine AT stohniyov matematičnímodelítazasobiprognozuvannârozvitkuvugílʹnoípromislovostíukraíni |