ТЕХНІКА, НАУКИ ПРО ЗЕМЛЮ

ББК 65.9 (4 укр) 305.651

Володимир Білецький,доктор технічних наук, професор, Донецький національний технічний університет

ВУГІЛЛЯ У СУЧАСНОМУ СВІТІ І УКРАЇНІ

Викопне вугілля - тверда горюча копалина органічного походження, один з найбільш поширених видів горних копалин. Викопне вугілля поширене на всіх континентах, на шельфі морів і океанів, а іноді і в їх глибоководних частинах. Це переважно чорна, блискуча, тьмяно-блискуча, матова речовина, що характеризується різними відтінками кольору і блиску, різною текстурою (землистою, шаруватою, монолітною) та структурою (смугастою, штриховою, однорідною та ін.) та поверхнею зламу (зернистою, гладенькою, напівраковинною та ін.), різною тріщинністю з плитчатою, кутасто-грудкуватою та ін. відмінами; поодинокими включеннями вуглефікованих фрагментів різних частин рослин; прошарками осадових порід та мінеральних включень. Утворилося вугілля переважно з рослинних решток, густина його 0,92…1,7, твердість 1…3. Виділяють гумоліти (вугілля кам'яне, вугілля буре та антрацити), сапропеліти й сапрогумоліти. Основні компоненти вугілля: органічна речовина, мінеральні домішки і волога. Маса органічної речовини становить 50-97% від загальної маси сухого вугілля. Хімічний склад органічної частини вугілля включає C, H, O, S, N та ін. хімічні елементи. Переважає вуглець, на частку якого припадає 60-98% маси вугільної речовини. Найбільш поширені домішки - глинисті мінерали; вміст їх в середньому становить 60-80% від загальної маси неорганічного матеріалу. Підлегле значення мають карбонати, сульфіди заліза і кварц. У незначних кількостях містяться сульфіди кольорових і рідкісних металів, фосфати, сульфати, солі лужних металів. Волога вугілля в основному сорбційна, капілярна та порова, частково волога входить до складу органічної маси або міститься в кристалізаційних ґратках мінералів (пірогенетична волога). Масова частка сумарної вологи коливається від 60% в м'яких пухких до 16% в щільному бурому вугіллі, знижуючись до 6-10% в кам'яному вугіллі і антрацитах. Вища теплота згоряння сухого беззольного вугілля коливається в межах (МДж/кг): для бурих 25,5-32,6, для кам'яних 30,5-36,2 і для антрацитів 33,9-35,6. Нижча теплота згоряння в перерахунку на робоче паливо (МДж/кг): 6,1-18,8 для бурого вугілля, 22,0-22,5 для кам'яного вугілля і 20-26 для антрацитів.

Мета статті -- прослідкувати роль і місце вугілля у сучасній економіці, означити можливі перспективи його використання.

На початок ХХІ ст. відомо понад 3000 вугільних родовищ і басейнів (найбільші басейни наведені в табл.1). Існують різні

Таблиця 1 - Основні вугільні басейни світу

Примітки: * К - кам'яне, СБ - суббітумінозне, Б -- буре.

оцінки світових запасів вугілля - від 3,7 до 16 і більше трлн.т (1990). Воно складає близько 87,5% викопного палива Землі. Світові прогнозні ресурси вугілля до цього часу повністю не враховані, а оцінки їх суперечливі. Прогнозні ресурси вугілля в світі на початок 1998 р. складали біля 32.5 трлн. т, з них на суші - 24.5 трлн. т (в тому числі бурого вугілля - 8.44 трлн. т).

Найбільшими прогнозними ресурсами вугілля володіє Євразія - 14.4 трлн. т. В Північній і Південній Америці зосереджено 6.33 трлн. т, з них 4.76 трлн. т - бурого вугілля. Прогнозні ресурси Австралії і Океанії оцінюються в 1.51 трлн. т, Африки - 0.22 трлн.т. Істотні прогнозні ресурси вугілля відомі в Антарктиді, де вони, імовірно, перевищують 2 трлн. т тільки кам'яного вугілля. Прогнозні ресурси морів і океанів оцінюються приблизно в 8 трлн. т.

Світові достовірно підраховані запаси вугілля в надрах (в дужках в тому числі антрациту і кам'яного) за станом на кінець 1998 р. оцінювалися (в млн. т): всього 984211 (509491), в тому числі в країнах Північної Америки 256477 (116707), з них в США 246643 (111338), Канаді 8623 (4509), Мексиці 1211 (860); Латинській Америці 21574 (7839), з них у Бразилії 11950 (немає), Колумбії 6749 (6368), Венесуелі 479 (479); Європі 122032 (41664), з них в Болгарії 2711 (13), Чехії 6177 (2613), Франції 116 (95), Німеччині 67000 (24000), Греції 2874 (немає), Угорщині 4461 (596), Польщі 14309 (12113), Румунії 3611 (1), Іспанії 660 (200), Туреччині 1075 (449), Великобританії 1500 (1000); країнах колишнього СРСР 230178 (97476), з них у Казахстані 34000 (31000), РФ 157010 (49088), Україні 34356 (16388); у країнах Африки і Середнього Сходу 61605 (61355), з них у ПАР 55333 (55333), Зімбабве 734 (734), інших країнах Африки 5345 (5095), країнах Середнього Сходу 193 (193); Азії і тихоокеанського регіону 292345 (184450), з них в Австралії 90400 (47300), Китаї 114500 (62200), Індії 74733 (72733), Індонезії 5220 (770), Японії 785 (785), Новій Зеландії 571 (29), Північній Кореї 600 (300), Пакистані 2928 (немає), Південній Кореї 82 (82).

Загалом світові запаси кам'яного вугілля розподілені так: Північна Америка -- 24,2%; Південна Америка -- 1,0%; Європа (без пострадянських країн) -- 15,2%; країни колишнього СРСР -- 23,4%; Африка і Близький Схід -- 6%, Азія та Тихоокеанський регіон -- 30,2%.

При сучасному рівні видобутку світові запаси вугілля достатні для розробки протягом 218 років, в тому числі в країнах колишнього СРСР 500, Африки і Середнього Сходу 266, Північної Америки 235, Латинської Америки більше за 500, Європи 158 і азіатсько-тихоокеанського регіону 146 років.

Найбільшими підтвердженими запасами вугілля всіх типів володіють США, Китай, Австралія, Німеччина, Росія, Канада, Великобританія і ПАР. Найбільші розвідані запаси кам'яного вугілля в Україні зосереджені в Донецькому кам'яновугільному басейні та у Львівсько-Волинському вугільному басейні. За кордоном - в Карагандинському, Південно-Якутському, Мінусинському, Буреїнському, Тунгуському, Ленському, Таймирському, Аппалачському, Пенсильванському, Нижньорейнсько-Вестфальському (Рурському), Верхньосілезькому, Остравсько-Карвінському, Шаньсі, Півд.-Уельському басейнах.

США володіють найбільшими в світі підтвердженими запасами вугілля всіх типів, при цьому кам'яне (бітумінозне) вугілля і антрацити зосереджені у вугільних басейнах східної і центральної частини країни: Аппалачському (штати Пенсільванія, Огайо, Західна Вірджинія, Теннессі, Алабама, східна частина Кентуккі), Іллінойському (штати Іллінойс, західна частина Кентуккі, Індіана), Внутрішньому Західному (штати Айова, Міссурі, Оклахома, Канзас, Небраска) і Пенсильванському (західна частина штату Пенсільванія, антрацити). Басейни з бурим і суббітумінозним вугіллям розташовані в західній частині (штати Північна і Південна Дакота, Вайомінг, Монтана, Юта, Колорадо, Арізона, Нью-Мехіко), а також на півдні країни (штати Техас, Арканзас, Міссісіпі, Луїзіана, Алабама). Запаси вугілля в США характеризуються в основному пологим заляганням пластів (середня потужність - біля 1 м) на невеликій глибині, поширеністю на великих площах, стійкістю бічних порід, помірним вмістом води та газу, а також великою різноманітністю типів вугілля і загалом високою їх якістю.

Китай посідає друге після США місце в світі за обсягом підтверджених запасів вугілля всіх типів. Біля 95% з них зосереджено в провінціях Шаньсі, Шеньсі, Хейлунцзян, Гуйчжоу, Хенань, Аньхой, Юньнань, Шаньдун, Хебей і в автономних районах Сіньцзян-Уйгурському і Внутрішній Монголії. У межах великих вугільних басейнів є як родовища з пологими вугільними пластами, так і родовища більш складної будови, вугілля яких сильно метаморфізовані (провінція Шаньдун). Якість китайського вугілля поступається якості американського, хоч в Китаї є родовища з високосортним вугіллям, частково придатним для коксування (напр., Фушунське).

У Росії головні вугільні басейни - Кузнецький, Печорський, Південно-Якутський і російська частина Донецького.

Основним в ПАР є басейн Вітбанк, де вугільні пласти залягають відносно полого, на невеликій глибині (бл. 100 м), але вугілля характеризується значною зольністю, і лише незначна частина його придатна для коксування.

В Австралії найголовнішими вугільними басейнами є Боуен і Сідней. У басейні Боуен (штат Квінсленд) вугільні пласти залягають в сприятливих гірничо-геологічних умовах, вугілля хорошої якості. У басейні Сідней (штат Новий Південний Уельс) вугільні пласти тектонічно порушені значно сильніше, а вугілля має підвищену зольність, але добре коксується.

У Німеччині основні вугільні басейни Нижнєрейнсько-Вестфальский або Рурський (кам'яне вугілля) і Нижнєрейнський (буре вугілля). У Рурському басейні вугільні пласти мають в основному круте падіння, часто сильно тектонічно порушені, залягають на великій глибині, водо- і газонасичені.

Найважливішими вугільними басейнами Канади є Альберта (буре вугілля і лігніти) і ряд басейнів регіону Скелястих гір. Родовища Скелястих гір характеризуються звичайно пологим заляганням пластів, вугілля добре коксується.

В Україні поклади вугілля викопного зосереджені в Донецькому, Львівсько-Волинському та Дніпровському басейнах. За геологічними запасами викопного вугілля Україна посідає перше місце в Європі.

Загалом найбільш сприятливі для відробки запасів вугілля є в США, Австралії і ПАР, найбільш складні - в країнах Європи, зокрема в Україні.

Розвиток використання природних енергоносіїв у світовій економіці (рис. 1) показує постійне збільшення використання вугілля в останні 120 років. Разом з тим, порівняно з нафтою і природним газом темпи зростання видобутку та використання вугілля останні 50-80 років значно менші, що обумовлюється відносними складнощами його видобутку та переробки. Крім того, якщо викиди в атмосферу двооксиду вуглецю при спалюванні вугілля прийняти за 100%, то для мазуту вони складають 80%, газу -- 55%, відповідно оксиду сірки -- 100, 70 і 0%, оксиду азоту 100, 70 і 40%, тобто спалювання нафтопродуктів та газу значно більш екологічно чисте, ніж вугілля.

Видобуток вугілля по країнах світу в 1998 р. (в дужках в тому числі антрациту і кам'яного) склав (в млн. т): в Китаї 1235,50 (1185,50); США 1014,20 (934,20); Австралії 355,50 (289,70); Індії

Рис. 1. Порівняльна оцінка застосування енергоносіїв у світовій економіці (Я. Шлонзак, 2002).

323,00 (300,00); РФ 232,00 (149,00); ПАР 222,30 (222,30); Німеччині 207,50 (41,30); Польщі 180,00 (117,00); Україні 76,20 (74,20); Чехії 75,70 (24,90); Канаді 75,38 (63,59); Північній Кореї 75,00 (60,00); Казахстані 68,70 (65,70); Індонезії 61,20 (61,20); Греції 60,40 (немає); Сербії і Чорногорії 43,20 (0,10); Туреччині 42,30 (2,30); Великобританії 41,30 (41,30); Колумбії 34,00 (34,00); Румунії 33,00 (4,00); Болгарії 31,12 (0,10); Іспанії 26,10 (12,40); Таїланді 21,20 (4,70); Угорщині 14,50 (0,90); В'єтнамі 11,70 (11,70); Мексиці 10,00 (10,00); Венесуелі 6,80 (6,80); Македонії 6,50 (немає); Франції 6,10 (5,30); Бразилії 5,60 (5,60); Словенії 5,20 (немає); Монголії 5,20 (2,00); Зімбабве 5,05 (5,05); Південній Кореї 4,30 (4,30); Словаччині 4,00 (немає); Новій Зеландії 3,70 (3,50); Японії 3,60 (3,60); Пакистані 3,10 (3,10); Узбекистані 3,00 (немає); Боснії і Герцеговині 2,00 (немає); Ірані 1,81 (1,81); Австрії 1,00 (немає); Філіппінах 1,00 (1,00); Чилі 0,90 (0,90); Ботсвані 0,80 (0,80); Тайвані 0,50 (0,50); Киргизстані 0,50 (0,50); Свазіленді 0,41 (0,41); Марокко 0,40 (0,40); Малайзії 0,35 (0,35); Норвегії 0,33 (0,33); Аргентині 0,24 (0,24); Афганістані 0,23 (0,23); Єгипті 0,20 (0,20); Нігері 0,15 (0,15); Замбії 0,15 (0,15); Мозамбіку 0,14 (0,14); Танзанії 0,10 (0,10); Нігерії 0,09 (0,09); Італії 0,08 (немає); Перу 0,08 (0,08); Малаві 0,05 (0,05); Хорватії 0,05 (0,05); Албанії 0,03 (0,03); Бірмі 0,02 (0,02); Таджикистані 0,01 (0,01). Світове споживання вугілля в 1998 р. склало (в млн. т нафтового еквівалента): всього 2219,4 (за 1997 р. 2265,8), в тому числі в азіатсько-тихоокеанському регіоні 1015,5; Північній Америці 565,6; Європі 350,5; країнах колишнього СРСР 166,5; Африці 95,9; Південній і Центральній Америці 18,6; Середньому Сході 6,8.

У 2000 і 2001 році видобуток кам'яного вугілля складав (в млн.т.): в Китаї 1238 і 1171 (включно з 55 млн.т. бурого вугілля), США 916 і 899, Індії 291 і 310, Австралії 224 і 238, ПАР 223 і 225, РФ 152 і 169, Польщі 110 і 102, Індонезії (включаючи буре вугілля) 72 і 79, Україні 81,2 і 80,1, Північній Кореї 67,2 і 67,2, Казахстані 56,6 і 71,1, ФРН 43,8 і 37,4 Великобританії 37,1 і 32,0, Канаді (включно з бурим вугіллям 24,2 млн.т у 1999) 36,5 і 33,8, Колумбії 32,7 і 37,1, Чехії 14,3 і 14,85.

Головні світові експортери вугілля -- Австралія, ПАР, США, Індонезія, Китай (див. рис. 2).млн. тонн

Рис. 2. Світові експортери кам'яного вугілля (за Локером, 2000, Лондон).

Основні напрями сучасного використання вугілля -- енерге

тика, одержання металургійного коксу, хімічної сировини (понад 300 найменувань речовин), газифікація та ін. Перспективні напрями переробки вугілля - гідрогенізація і піроліз вугілля з метою отримання рідкого і газоподібного палива, а також продуктів для органічного синтезу, нових видів пластмас, вилучення сірки. Кам'яне вугілля використовується як технологічна, енерго-технологічна і енергетична сировина, при виробництві коксу і напівкоксу з отриманням великої кількості хімічних продуктів (нафталін, феноли, пек тощо), на основі яких одержують добрива, пластмаси, синтетичні волокна, лаки, фарби і т.ін. Один з найбільш перспективних напрямів використання кам'яного вугілля - зрідження (скраплення) - гідрогенізація вугілля з отриманням рідкого палива. При його переробці отримують також активне вугілля, штучний графіт і т.д.; у промислових масштабах вилучається ванадій, ґерманій і сірка; розроблено методи отримання ґалію, молібдену, цинку, свинцю.

За прогнозними оцінками світова потреба вугілля у 2010 р.

складе 4293 млн.т., при цьому на країни ЄС припаде 2057 млн.т., Західну Європу - 406, Східну Європу - 610, Північну Америку - 1040. Видобуток вугілля відповідно досягне 4300, 2013, 122, 607, 1285, імпорт - 630, 352, 290, 36, 19, експорт - 637, 308, 5, 33, 270, відповідно. Імпорт у Західну Європу виросте з 150 до 290 млн.т. На виробництво енергії в країнах ЄС витрачатиметься 60% вугілля, у світі -- 45%. Найбільшими вугледобувними країнами в цей період будуть: Австралія, Індія, Китай, Польща, ПАР, Росія, США, Україна. Вони будуть давати близько 85% кам'яного вугілля. Частка ЄС у видобутку вугілля зменшиться з 52% (1990) до 46% (2010).

Споживання вугілля у країнах ЄС у перспективі до 2020 р.

буде зменшуватися (табл. 2).

У відносних одиницях сьогодні потреби країн ЄС задово-

льняються на 41% за рахунок нафти, 22% - газу, 16% - кам'яного і бурого вугілля, торфу, по 6% - ядерної енергії та відновних джерел. У 2030 р. ситуація по ЄС прогнозується такою: нафта -- 41%; тверде паливо -- 22%; відновні джерела -- 16%. Імпорт вугілля в країни ЄС у 1995 та 2000 рр. відповідно складав 137 та 156 млн.т. Основні експортери вугілля в країни ЄС (2002) -- ПАР, Колумбія, Польща, Австралія, РФ, Індонезія, США, Канада. За наявних тенденцій через 20-30 років потреби ЄС у вугіллі будуть покриватися за рахунок імпорту на 70%.

Таблиця 2 - Прогноз споживання вугілля порівняно з іншими енергоносіями у країнах ЄС [M_toe]

Процес реструктуризації, модернізації та раціоналізації вугільної промисловості в країнах ЄС розпочався ще у 1965 р., але більша частина вугілля, яке видобувається в ЄС, неконкурентоспроможне щодо імпорту його з країн третього світу. Вартість видобування вугілля у 2000 р. в країнах ЄС складала: ФРН та Іспанія -- 130-140 євро/т; Франція -- 170 євро/т ("Зелена книга" Єврокомісії, Додаток ІІІ).

Вугільна промисловість в Україні - базова галузь господарства, що здійснює розвідування й видобування кам'яного та бурого вугілля. Видобуток кам'яного вугілля розпочався в Україні у другій половині ХVІІІ ст., але він набрав розмаху тільки у 1870-х роках. Його ріст видно з таблиці 3.

Таблиця 3 - Динаміка видобування вугілля в Україні

На 1.01.1996 у вугільній промисловості працювало 740 тис. чол. Основний вугільний басейн України -- Донецький. Значна частина вугілля залягає у Львівсько-Волинському кам'яновугільному та Дніпровському буровугільному басейнах. Освоюються нові вугільні райони -- Західний Донбас (Дніпропетровська область) і Південний Донбас (між Донецьком і Маріуполем). Вугільна України постачає свою продукцію для потреб електроенергетики (майже 38 % від загального обсягу поставок), коксохімії (22%), населення (11%), комунально-побутових (3%) та ін. споживачів (26%). Галузь є складним виробничо-технічним комплексом, що складається з кількох підгалузей. У її складі діють близько 250 шахт і 6 розрізів, біля 60 збагачувальних фабрик, 3 шахтобудівні комбінати, 17 заводів вугільного машинобудування, 20 галузевих інститутів, гірничорятувальна служба, спеціалізовані об'єднання і виробництва з ремонту, налагодження й обслуговування гірничо-шахтного устаткування, розв'язання екологічних проблем, геологічної розвідки, залізничного та автомобільного транспорту, торгівлі, об'єкти соціальної сфери тощо. У вугільній промисловості практично повністю завершено механізацію виймання вугілля, доставку вугілля в очисних вибоях, відкатку вугілля, навантаження вугілля у залізничні вагони. Програма розвитку вугільної промисловості до 2005 р. як один з стратегічних напрямків передбачає реструктуризацію галузі з необхідністю закриття нерентабельних шахт. До 2005 р. до цієї категорії Мінвуглепромом потенційно віднесено близько 100 шахт, 30 з яких забезпечені запасами до 5 років.

Згідно з програмою "Українське вугілля" Кабінету Міністрів України від 19.09.2001 р. у 2010 р. вугільна промисловість буде представлена 159 шахтами і 3 розрізами. Видобуток вугілля в 2010 р. сягне 110 млн.т., а у 2030 р. планується 120-125 млн.т/рік. Головним вугледобувним басейном України є і залишиться Донбас. У Волинському басейні загальний видобуток вугілля в 2005 р. становитиме 10,7 млн.т.

ЛІТЕРАТУРА

1. Світовий видобуток і споживання вугілля. World coal: world coal production 1998 / Chadwick John // Mining Mag. - 1999. - 181, 3. - З. 179, 181, 183. - Англ.

2. Світові запаси вугілля. World coal: world proven coal reserves at end 1998 / Chadwick John // Mining Mag. - 1999. - 181, 3. - З. 177. - Англ.

3. Кицки Е. Роль каменного угля (мир, Европа, Польша)//Доповідь на Міжнар. конференції, Донбаський Гірничо-металургійний інститут, 10 жовтня, 2002.

4. Гірничий енциклопедичний словник. Тт. І та ІІ. Донецьк: Східний видавничий дім, 2001-2002. -- 514, 632 с.

5. Mineral Commodity Summaries: http://minerals.er.usgs.gov/ minerals/

6. http://www.eurogeosurveys.orgh

7. http://minerals.usgs.gov

8. http://www.mineral.ru

ББК 24.124.3

Василь Суярко,
доктор геолого-мінералогічних наук,
Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення
НАН України

ГЕОХІМІЯ ҐЕРМАНІЮ У ПРОЦЕСАХ ГІДРОТЕРМАЛЬНОГО РУДОУТВОРЕННЯ В ДОНБАСІ

Ще В.М.Гольшмідт (1938) зазначав, що збагачення ґерманієм геологічного середовища відбувається внаслідок двох різних факторів: накопичення елементу у вугіллі внаслідок адсорбції і відновлення та завдяки халькофільним властивостям ґерманію [1]. Якщо перший з факторів пов'язаний з катагенетичними перетвореннями в осадовій товщі, то другий відбиває гідротермальну історію ґерманію в земній корі.

У гідротермалітах Донецького прогину ґерманій -- звичайний акцесорний елемент. Він зустрічається у мінералах різних рудних полів -- у сульфідах, карбонатах, кварці та ін. Ґерманій концентрується як у рудних, так і у безрудних структурах. Слід зазначити, що високою (іноді до промислових значень) ґерманієносністю відрізняються різні марки вугілля Донбасу.

В одній з найбільших у регіоні гідротермальній системі -- Микитівському рудному полі -- підвищені концентрації цього елементу, що ізоморфно заміщує кремній у кварці, пов'язані з гіпогенними термальними розчинами. Результати вивчення цього явища вказують на те, що вміст ґерманію у кварці ртутних родовищ регіону коливається у дуже широких межах (0,1-12,0)Ч10^-4 %. Водночас спостерігається досить чітка залежність вмісту ґерманію від належності кварцу до того чи іншого мінерального парагенезису. На Микитівському рудному полі найнижчі концентрації ґерманію -- (0,7-1,8)Ч10^-4 % -- відмічено у кварці початкових стадій мінералізації. Низький його вміст характерний також для кварцу софіївських та чегарницьких рудовміщуючих пісковиків. На противагу цьому, кварц, що парагенетично асоціює з кіновар'ю та антимонітом продуктивних стадій мінералоутворення, має високі концентрації ґерманію (3,1-12,0) Ч10^-4 %. Дуже чітко за цією ознакою виділяється кварц багатих рудних жил. Кварц продуктивних стадій Дружківсько-Костянтинівського рудного поля також характеризується досить високим вмістом ґерманію - (2,5-7,7)Ч10^-4 %. Подібна картина характерна також для кварцу рудних парагенезисів Нагольного кряжу і зони зчленування Донбасу з Приазовським масивом Українського кристалічного щита. Саме в цій зоні розташований Докучаївський рудопрояв ртуті, кварц якого містить в 4-5 разів більше ґерманію, ніж безрудні кварцити [2].

Наведені особливості можна пояснити тим, що джерелом кремнезему перших стадій мінералоутворення -- стадій окварцювання -- стали товщі кварцових пісковиків та ін. збагачені кремнеземом вмісні породи (алевроліти, аргіліти). Подальший розвиток гідротермального процесу рудоутворення проходив при домінуванні глибинних флюїдів, які відрізнялися підвищеним вмістом ґерманію, що і спостерігається у кварцах продуктивних стадій [3].

У сфалеритах ґерманій концентрувався на стадіях затухання гідротермального процесу. Серед великої кількості проб мінералу, що представлені різноманітними формами -- від ксеноформних зерен і кристалів до прихованокристалічних утворень, ґерманій найчастіше у найбільших концентраціях знаходиться саме у прихованокристалічній -- найбільш пізній генерації. Найчіткіше така закономірність спостерігається на гідротермальних проявах купольних структур Північно-Західного Донбасу та Дніпровсько-Донецької западини (Слов'янська, Біляївська, Бантишевська та ін.), а також на Микитівському рудному полі.

У прихованокристалічних сфалеритах Нагольного кряжу спостерігається вибіркова концентрація ґерманію залежно від кольору мінералу, що змінюється від темно-сірого до сіро-білого і прозорого. Світлі сфалерити пізньої генерації частіше і у більшій кількості вміщують ґерманій. В цілому сфалерити Нагольного кряжу характеризуються порівняно низькими концентраціями ґерманію, що, можливо, пояснюється характером мінералоутворюючих розчинів, які тут були більш високотемпературними та більш кислими, ніж у інших гідротермальних системах Донбасу.

Основними формами знаходження ґерманію у термодинамічних і фізико-хімічних умовах гідротермального процесу вірогідніше за все були аніони ґерманієвих кислот та комплексні сполуки (зокрема, з такими адентами, як флуор: GeF₆^2-, GeOF₄^2-, GeF5H₂O^- та ін.). Розрахунки форм міграції на основі констант йонізації [4] вказують на те, що на квазістаціонарній стадії діяльності гідротермальних систем Донбасу основною формою міграції ґерманію є молекулярна форма -- H₂GeO₃. У лужному середовищі на стадії затухання гідротермальних систем відбувається гідроліз сполук ґерманію, що призводить до утворення Ge(OH)^-, яка зі збільшенням лужності перетворюється у Ge(OH)^5- та Ge(OH)₆^2-.

Вміст ґерманію у мінералоутворюючих розчинах контролюється і кальцієм. Коефіцієнт кореляції Ca-Ge складає -0,28. Це пояснюється тим, що з присутніх у розчинах йонів Са²⁺ та Ge⁴⁺ утворюється найменш розчинна сполука. І навпаки, оскільки з натрієм аніони метаґерманієвої кислоти дають добре розчинну сполуку, то при постійному малому вмісті Са (менше 200 мг/л) зростання концентрацій натрію у розчинах сприяє накопиченню у них ґерманію [5].

Таким чином, ґерманієносність гідротермальних мінералів Донецького прогину залежить від складу мінералоутворюючих розчинів, стадій формування гідротермальних мінералів, а також від присутності у гідротермах хімічних елементів, які як уповільнюють, так і пришвидчують міграцію в них ґерманію.

Література

1. Гольдмидт В.М. Сборник статей по геохимии редких элементов. -- Москва-Ленинград. -- 1938. -- 244 с.

2. Панов Б.С. О геолого-генетической модели ртутной рудной формации (на примере Никитовского рудного поля в Донбассе). Источники Рудного вещества и физико-химические условия эпитермального рудообразования. -- Новосибирск: СО АН СССР. -- С. 24-33.

3. Кузнецова С.В. Минералогия и некоторые вопросы генезиса ртутных и свинцово-цинковых рудопроявлений северо-западной окраины Донбасса/ Автореф. канд. диссерт. -- К. -- 1970. -- 28 с.

4. Танаев И.В., Шпирт М.Я. Химия германия. - Москва: Химия, 1967. -- 251 с.

5. Крайнов С.Р. Геохимия редких элементов в подземных водах. -- Москва: Недра, 1973. -- 295 с.

ББК 65.9 (4 укр) 305.651

Іван МАНЕЦЬ, Олег Мирончак,
кандидати технічних наук,
НДІ гірничої механіки імені М.М.Федорова

Удосконалювання нормативно-правової й інформаційно-технічної бази вугільної промисловості України

Вугілля - найважливіша теплоенергетична сировина України - добувається в складних і постійно погіршувальних гірничо-геологічних умовах, особливо на глибинах понад 1000 м. Це обумовлює на вугільних шахтах важкі аварії й травматизм шахтарів. Найбільше число аварій відбувається при експлуатації й ремонті стаціонарного устаткування на гірничих підприємствах. За останні 12 років відбулися тисячі аварій, що обумовило загибель людей, утрату видобутку вугілля, багатомільйонні збитки [1, 2, 3]. У Програмі "Українське вугілля" [2] указується, що промислово-виробничі фонди вуглевидобувних підприємств зношені на 65 %. Устаткування з простроченим терміном служби підлягає технічному обстеженню, експертизі, а потім відновленню чи заміні.

Забезпечити життєздатність устаткування головних технологічних комплексів шахт -- підйомних, вентиляторних, водовідливних, пневматичних і теплоенергетичних установок -- у даний час означає не тільки створити передумови для збільшення обсягу видобутку вугілля, але і помітно продовжити життя шахтарських селищ і міст. Ці установки є найважливішими об'єктами енергомеханічного господарства, від надійності їхньої роботи багато в чому залежить ритмічність і безпека роботи шахти.

У вугільній промисловості Україні експлуатується понад 1100 барабанних і багатоканатних підйомних машин. Подача повітря в гірничі вироблення здійснюється понад 300 осьовими й відцентровими вентиляторами головного провітрювання. Для відкачки шахтної води застосовують відцентрові насоси продуктивністю до 500 м³/ годину, моноблочні насоси для дільничного водовідливу.

У зв'язку з цим представляється доцільним розглянути проблему становлення й розвитку нормативно-правової й інформаційної бази з питань технології й техніки шахтних стаціонарних установок для монтажа, безпечної експлуатації, експертизи й ремонту гірничошахтного устаткування у вугільній промисловості України.

Створення, монтаж, експлуатація, експертиза й ремонт устаткування шахтних стаціонарних установок (ШСУ) та ін. у гірничодобувній промисловості регламентується чинною проектною, нормативно-технічною, керівною і поточною документацією. Вона містить сукупність правових, організаційних і технічних заходів з охорони праці, підвищення безпеки й забезпечення ефективної роботи устаткування ШСУ.

Залежно від призначення, конструктивних особливостей, технології виготовлення, запасу міцності, виду й ін. стаціонарної установки, обумовленої кількістю, типом й призначенням устаткування, параметрів, технічного стану, змушеним виходом устаткування на експлуатацію за межі нормативного терміну служби й ін. факторів, обсяг, порядок застосування такої документації може бути різним. На обсяг вимог впливають також гірничотехнічні умови закладення шахтного ствола. Ефективність, надійність і безпека експлуатації основних елементів цих стаціонарних установок - надшахтного копра, підйомної машини, кріплення й устаткування похилого чи вертикального шахтного ствола, вентилятора головного провітрювання, насосів водовідливних установок, компресорів на усіх фазах їхнього існування -- багато в чому обумовлюється дотриманням вимог і повнотою використовуваної галузевої нормативної документації. Якість і достатність документації визначається її науково-технічним обґрунтуванням, підготовкою, апробацією й терміном уведення, а також відповідністю поточним потребам гірничого підприємства.

Значну частину міжгалузевої нормативно-технічної документації щодо шахтних стаціонарних установок розроблено за останні десятиліття вченими головного у цьому напрямку інституту -- НДІ гірничої механіки ім. М.М.Федорова (НДІГМ ім. М.М.Федорова). У документації відображено результати фундаментальних наукових досліджень провідних учених -- гірничих механіків. Це роботи в галузі вентиляції шахт докторів технічних наук, професорів В.В.Пака, Г.О.Бабака, В.І.Ковалевської (конструкція й аеродинамічні розрахунки шахтних вентиляторів). У галузі шахтного підйому -- значні роботи докторів технічних наук В.І.Дворнікова (теорія багатозв'язних систем з дискретними масами), М.Г.Гаркуші (теорія стійкості і руху підйомних посудин у вертикальних провідниках з періодично мінливою жорсткістю несучих конструкцій вертикальних шахтних стволів), А.А.Білоцерківського (наукове обґрунтування методів конструювання засобів захисту шахтного підйому). У галузі шахтного водовідливу слід зазначити теоретичні роботи докторів технічних наук Е.І.Антонова, М.В.Паламарчука. Розробка цілого ряду такого виду документів ґрунтується на результатах численних наукових праць кандидатів технічних наук В.А.Пристрома, А.І.Соломенцева, В.О.Стешенка, М.А.Кудрейка, В.В.Лободи й ін.

Дуже вагомий внесок у справу становлення охорони праці шахтарів, безпеки експлуатації й експертизи стаціонарних установок внесли доктор технічних наук Б.А.Грядущий, кандидат технічних наук А.Н.Коваль, кандидат технічних наук В.Й.Мялковський, учені МакНДІ А.І.Самородов, М.Б.Левкін та ін.

Ряд чинних на даний момент нормативно-технічних документів розроблено також Макіївським НДІ з безпеки робіт у гірничій промисловості, ВНІ маркшейдерських досліджень, галузевими науково-дослідними й проектно-конструкторськими інститутами України та Росії. Документація має широке міжгалузеве застосування в Україні, Росії, Казахстані, Білорусії й інших країнах СНД, де розвинено видобувні галузі промисловості. Документація вплинула на технічний прогрес у гірничій механіці, удосконалення практики роботи гірничих підприємств підземного й відкритого видобутку вугілля, руди, солі, калію й ін. корисних копалин. Проблема удосконалювання нормативної документації і відповідності її потребам підприємств досить складна й значуща.

Проведемо аналіз чинної на даний час у вугільній промисловості України нормативно-технічної документації міжгалузевого застосування. Це обумовлено необхідністю комплексної оцінки існуючого підходу до регламентації функціонування шахтних стаціонарних установок, перегляду застарілих і наукового обґрунтування норм, реалізації сучасних аспектів техніки безпеки і прогнозування технічного стану устаткування. Дотепер у гірничотехнічній літературі така оцінка була відсутня, хоча потреба в ній в останні роки серед фахівців енергомеханічних служб підприємств назріла.

Важливе місце посідає проектно-кошторисна документація. Для прикладу виділимо з цього числа "Загальносоюзні норми технологічного проектування шахтних підйомних установок" (ГНТП-86 і зміни до них 1987 р.), Відомчі норми технологічного проектування (ВНТП) компресорних станцій і повітропровідних мереж. Затв. МУП СРСР і ін. (1986 г), БНіП, ДСТ, ТУ, паспорти й інструкції з експлуатації устаткування, паспорт шахтного ствола і надшахтного копра, документація з питань маркшейдерської зйомки з усіма наступними змінами. Згадана документація в основному регламентує проектування й будівництво комплексів шахтного підйому, відкачування води, провітрювання, подачі пневматичної енергії до об'єктів. Розроблено ДСТ 2.602-95 на ремонтні документи, що встановлює стадії підготовлення, види і комплектність документів, їхній зміст.

З перерахованих документів підлягають переробці "Загальносоюзні норми технологічного проектування шахтних підйомних установок" (ГНТП-86 і зміни до них 1987 р.) як документа, що уточнює його державну приналежність.

У галузі діють "Правила безпеки у вугільних шахтах"(2000 р.) - обов'язковий нормативний документ з безпеки робіт, що має силу закону. "Правила..." вийшли у світ у трьох книгах. Крім згаданої книги видані другою й третьою книгою "Збірник інструкцій до Правил безпеки у вугільних шахтах".

ПБ містить нормативні вимоги щодо забезпечення безаварійної роботи підйомних машин, регламентує умови експлуатації основних елементів шахтного підйому й ін. комплексів. Усе це сприяє запобіганню великих аварій на стаціонарних установках через знос устаткування. В даний час Департаментом вугільної промисловості проводиться подальша переробка цих документів.

"Інструкція для машиністів шахтних підйомних установок (1972 р.) - застарілий документ, не враховує останні технічні рішення з удосконалення засобів захисту електричної й механічної частин.

Підлягають перегляду й доповненню також "Інструкція з експлуатації сталевих канатів у шахтних стволах" (розроблена ще в 1989 р. у ВНДІГМ ім. М.М.Федорова) і "Норми безпеки на проектування й експлуатацію канатних провідників" (МакНДІ, 1982 р.). Слід зазначити, що Держгіртехнагляд Росії уже видав перероблену й істотно доповнену "Інструкцію з експлуатації сталевих канатів у шахтних стволах" (КД 03-439-02).

Велика кількість експлуатаційної документації по стаціонарному устаткуванню діє в галузі. До цієї категорії документації відносяться: "Книга огляду установки", "Книги приймання й передачі зміни", "Книга огляду канатів і їхньої витрати", Звіт налагоджувальної організації про періодичне налагодження та перевірку, Експертно-технічний огляд ШСУ, Акти різного виду перевірок, Накази, Проекти реконструкції, капітального ремонту шахтного ствола, надшахтного копра, вентиляторних установок і т.п., проекти провадження робіт і ін., оперативна документація з експлуатації ШПУ.

За цією документацією контролюється відповідність експлуатації кріплення шахтного ствола й елементів підйомних установок нормативним вимогам безпеки.

Частина документації регламентує розрахунки раціональних параметрів і конструювання устаткування шахтного підйомного комплексу, вентиляторів, шахтного водовідливу. Велике значення мають нормативно-методичні матеріали для визначення пропускної здатності шахтних стволів, нормативи й рекомендації з конструювання скіпів, вибіру канатів, розрахунку й вибору кріплення, устаткування, комунікацій і ін., розроблені НДІГМ ім. М.М.Федорова, Центродіпрошахт і т.п.

Ряд Посібників із ревізії, налагодження й іспиту ШСУ опубліковано в 1978, 1979 і 1982 р. Згідно з цими посібниками проводяться періодичні перевірочні й налагоджувальні роботи на змонтованих або експлуатованих установках. У зв'язку з останніми технічними рішеннями в галузі техніки й науки упровадженням нових систем керування ШСУ їх варто переробити.

В останні роки виникла нагальна потреба в експертизі вітчизняних і закордонних розробок, проектів, документації. Особливо великою є потреба в методології обстеження устаткування, зокрема методів оцінки залишкового ресурсу й прогнозування стану устаткування. Актуальною є проблема обстеження й паспортизації споруджень, будівель і інженерних мереж, оцінка технічного стану поверхневих конструкцій шахти.

Так, наприклад, у вентиляторних установках перевіряють технічний і вібраційний стан основних вузлів вентиляторів: корпусів, роторів, робочих коліс, а також елементів будівельної частини установок. У зв'язку з цим розроблені і застосовуються такі нормативні джерела:

"КТМ з технології обстеження й оцінки технічного стану устаткування підйомних комплексів" (Мінвуглепром України, 1993 р.);

"Програма і методика експлуатаційного контролю сталевих дротових головних машин із шківами тертя і канатів, що врівноважують, при продовженні їхніх термінів служби понад нормативний" (1992 р.);

"Порядок і організація обстеження несучих металевих конструкцій шахтних копрів" (КД 12.003-92);.

"Порядок проведення робіт з обстеження й експертизи промислової безпеки устаткування, будинків і споруджень стаціонарних установок шахт вугільної промисловості" (1999 р.);

"Жорстке армування вертикальних стволів шахт. Обстеження, оцінка технічного рівня. Ремонт і реконструкція. Порядок і організація" (НДІГМ ім. М.М.Федорова, 1999 р.);

"Посібник з оцінки технічного стану жорстких армувань вертикальних шахтних стволів";

"Технологія контролю провідників жорсткого армування вібраційними методами".

У цих документах приведено регламент і порядок обстеження надшахтного копра, підйомної машини і шахтного ствола. Розглянуто також методологію віброакустичної діагностики, порядок усунення динамічної неврівноваженості роторів, методи й критерії неруйнівного контролю елементів ШПУ. Це дуже важливо для підвищення вірогідності технічної діагностики устаткування з відпрацьованим ресурсним терміном. Дуже важливо продовжити розробку аналогічної документації для інших об'єктів.

Широко застосовується документація з технічного обслуговування й ремонту (ТОР) шахтних стаціонарних установок.

Зараз основними нормативними документами з регламентації всієї послідовності робіт є:

Посібники з ТОР шахтних стаціонарних установок (М.: НАДРА, 1983 р.);

"Інструкція з техніки безпеки при ТОР устаткування вертикальних шахтних стволів" (ВНДІГМ ім. М.М.Федорова, 1976 р.);

Директивний лист Д-130 про доповнення до цієї інструкції;

"Технічні вимоги на дефектацію і ремонт деталей підвісних пристроїв і парашутів" (КТМ 07.01.010-78).

Визначено параметри припустимих зносів, що дозволяє продовжити термін служби елементів підйомних установок.

Ці документи багато в чому застаріли, вимагають переробки й доповнення.

Питання інструментального контролю деталізовано в "Технологічній інструкції з дефектоскопії деталей гальмових пристроїв підйомних машин, підвісних і парашутних пристроїв посудин, осей копрових шківів" (1987 р.).

Оцінка технічного стану елементів шахтного підйому приведена в:

"КТМ з технології контролю стану шарнірних вузлів підйомних установок без розбирання" (ВНДІГМ ім. М.М.Федорова, 1987р.);

"КТМ з технології контролю геометричних параметрів провідників жорсткого армування" (ВНДІГМ ім. М.М.Федорова, КТМ 07.02.022-88);

Методика виконання технологічних операцій центрування й балансування вентиляторів головного провітрювання (1989 г).

Необхідні нормативи технічного діагностування приведено в документації:

"Методи й засоби контролю стану провідників жорсткого армування вертикальних стволів шахт" (ВНДІГМ ім. М.М.Федорова);

"Підйомні машини. Дефектоскопія корінних валів. Методика" (ВНДІГМ ім. М.М.Федорова, КД12-96);

"КТМ з технології контролю довжини канавок канатоведучих шківів багатоканатних ПУ";

"Посібник з контролю і регулювання розподілу навантаження між головними канатами багатоканатних підйомних установок". КТМ 07.01.015--82. (Донецьк: ВНДІГМ ім. М.М.Федорова, 1983 р.).

Використання наведених у цих документах методів і засобів контролю технічного стану забезпечує підвищення вірогідності перевірки порівняно із раніше застосовуваним візуальним способом. При цьому зменшується обсяг монтажно-демонтажних робіт, створюються передумови для підвищення нормативного терміну служби устаткування. Зараз необхідно прискорити розробку методів і засобів інструментального контролю технічного стану металоконструкцій надшахтного копра, канатів, кріплення й армування шахтного ствола. Не на все устаткування з граничним терміном служби розроблені критерії оцінки.

Крім того, необхідно деякі з цих документів привести у відповідність із вищезгаданими з метою створення єдиних нормативних документів.

Серед документації з ремонту основних елементів поверхневих і підземних комплексів та інших об'єктів відзначимо:

"Посібник з відновлення кріплення й армування вертикальних стволів" (кД 12.18.073-88),

БНіП 3.02.03-84 " Підземні гірничі виробки",

БНіП 3.01.01-85 "Організація будівельного виробництва",

"Посібник з заміни копрових шківів" (КТМ 07.01.017-83), "Посібник із заміни рейкових провідників (1987 р.),

"Тимчасове типове положення щодо безпечних методів ведення робіт при перекритті стволів під час заміни підйомних канатів і посудин" (1978 р.),

"Інструкція з ведення вогневих робіт у підземних виробках і надшахтних будівлях",

"Правила ліквідації стволів вугільних шахт" (КД 12.12.005-2001),

"Посібник із заміни підйомних посудин" (КТМ 07.01.015-83).

"Посібник із капітального ремонту шахтних насосів".

Частина цих документів містить типові схеми провадження робіт, що дозволяє фахівцям енергомеханічних служб шахт вибрати раціональний варіант ремонту чи заміни устаткування. Вони широко застосовуються.

На теперішній момент істотно зросли обсяги ремонтних робіт у надшахтному копрі, у поверхневих спорудженнях будинку і шахтному стволі. У зв'язку з цим необхідно продовжити роботу зі стандартизації й оптимізації капітального ремонту й реконструкції елементів шахтного підйому. Представляється доцільним розробити КТМ заміни обшивки й станка надшахтних копрів; заміни циліндричних, багатоканатних і ін. типів підйомних машин; завантажувальних пристроїв; технологічних трубопроводів; електричних кабелів; комплексу обміну вагонеток, чищенню зумпфа. Відсутні досить повні нормативні документи з економії енергії при експлуатації, поглиблення й ліквідації вертикальних шахтних стволів, підвищення екологічної безпеки функціонуючих і ліквідованих шахтних стволів.

Ряд документів регламентує проведення спеціальних заходів.

"Захист від корозії устаткування й споруджень на підприємствах вугільної промисловості" (КТМ 07.05.001-85), "Інструкція з ведення вогневих робіт у підземних виробках і надшахтних будинках", нормативна документація з очищення повітрозбірників, мастиловідділячів, нагаромастильних відкладень. Застосування документів цього типу забезпечує можливість оцінити корозійне руйнування об'єктів, рекомендувати раціональні технології і склади для проведення роботи. До цього розділу варто також віднести документи з безпеки робіт залежно від вибухонебезпечності середовища й глибини шахтного ствола, баштового копра, водопритоку, потреби в пневматичній енергії й способу провітрювання шахти.

Документація з електропостачання й енергозбереження ШСУ - електроприймачів відповідної категорії безперебійного електропостачання - представлена такими діловими паперами:

КТМ 12.25.002-84 "Електропостачання вугільних шахт із відособленим живленням підземних електроприймачів",

КТМ 07.02.005-85 про енергоспоживання діючих водовідливних установок,

КТМ 07.03.001-85 про енергоспоживання діючих вентиляторних установок,

ПУЕ,

Інструкція з прокладки кабелів у вертикальних стволах (БНіП-13) та ін.

КТМ з технології утилізації тепла вентиляційних викидів (1987 г).

Слід зазначити недостатність документації з енергоаудиту й енергозбереження шахтних стаціонарних установок.

Науково-технічна й спеціальна література на основі всіх вищезгаданих видів документації, узагальнення виробничого досвіду представлена переважно практичними посібниками фахівців НДІГМ ім. М.М.Федорова, опублікованими у видавництві "Надра":

"Стаціонарні установки шахт" (1977 р.),

Довідник з експлуатації шахтних стаціонарних установок/ В.В.Махиня, І.Г.Манець, В.А.Пристром, А.М.Коваль та ін., 1989.

Г.О.Бабак та ін. Шахтні вентиляторні установки головного провітрювання,

І.Г.Манец та ін. Технічне обслуговування й ремонт шахтних стволів (2-е видання, 1988 р.),

І.Г.Манець та ін. Ремонт шахтних підйомних машин (1979 р.),

І.Г.Манец та ін. Механізація робіт на шахтному підйомному комплексі (1981 р.),

М.Г.Картавий та ін. Технічне обслуговування та ремонт шахтного стаціонарного устаткування (1988 р.) та ін.

Ці інформаційно-технічні видання призначені для підвищення кваліфікації інженерно-технічних працівників енергомеханічних служб підприємств гірничодобувної промисловості. З моменту випуску цієї спеціальної літератури на підприємствах галузі знайшли застосування комп'ютерні технології, прогресивні технічні рішення щодо заміни устаткування, інструментального контролю, ведення ремонтних робіт, змінилися нормативи безпеки. У зв'язку з цим почато переробку і перевидання зазначених посібників.

Останнім часом НДІГМ ім. М.М.Федорова провів систематизацію і переробку окремих застарілих документів, зокрема міжгалузевого застосування. У цих документах наявні окремі протиріччя, не враховані результати науково-дослідних робіт останніх років з безпеки, інструментального контролю, енерго- і ресурсозбереження, екології, обґрунтування продовження терміну і підвищення довговічності устаткування. При цьому окремі положення й норми існуючої документації не мають науково-технічного обґрунтування.

Значна частина нормативної документації була затверджена колишніми Мінвуглепромом України і Мінвуглепромом СРСР, Держбудом СРСР, Міненерго СРСР і Держгіртехнаглядом СРСР, довго не переглядалася, видана малим накладом і тому найчастіше недоступна зацікавленим підприємствам і організаціям.

Наказом Департаменту вугільної промисловості Мінпаливенерго України від 25 березня 2002 р. термін чинності нормативної документації, затвердженої раніше, продовжений до 2007 р. включно, поки будуть розроблені нормативні документи України.

У вугільній промисловості здійснюється комплексний підхід до рішення проблеми підвищення ефективної і безпечної експлуатації, реконструкції і ремонту розглянутого устаткування. Це, насамперед, регламентування процедури одержання дозволів Держнаглядохоронпраці України на проведення робіт на об'єктах, розширення сфери впливу головного НДІ по шахтних стаціонарних установках, систематичне проведення галузевих технічних нарад з проблем шахтного підйому.

Однак усе ще відсутня нормативна документація з моніторингу технічного стану підйомного комплексу й інших установок, сигналізації й зв'язку при веденні робіт у шахтному стволі. Є передумови для уніфікації, перегляду й заміни окремих документів, що не відповідають потребам нинішнього розвитку техніки й правилам безпеки. НДІГМ ім. М.М.Федорова склав і постійно обновляє картотеку парку підйомних, вентиляційних, компресорних та інших установок шахт України, що дозволяє мати повну інформацію про терміни служби, характеристики та ін. діючі підйомні машини і устаткування.

Розглянута документація видана переважно російською мовою. У зв'язку з впровадженням української мови як державної виникає проблема якісного ведення і перекладу технічної документації у державних холдингових компаніях, на шахтах, у НДІ, налагоджувальних управліннях, заводах, органах гірничого нагляду й ін. підприємствах різних форм власності. Дуже необхідною є гірничотехнічна література українською мовою для студентів вузів, для слухачів навчальних центрів з охорони праці й підвищення кваліфікації.

"Правила безпеки у вугільних шахтах" надруковано в 2000 р. українською і російською мовами. Великою підмогою інженерному складу шахт і науковій громадськості є публікація в 2001-2002 рр. двотомного унікального "Гірничого енциклопедичного словника" за редакцією д.т.н., професора В.С.Білецького. НДІ гірничої механіки ім. М.М.Федорова в 2000-2002 рр. реалізував видавничий проект -- складання двомовних перекладних словників. Так, складено й видано "Російсько-український гірничотехнічний словник", що містить понад 40 000 термінів з техніки й технології гірничого виробництва, і "Українсько-російський гірничотехнічний словник" (у 2-х томах обсягом 92000 слів). Ці видання сприяють упорядкуванню й удосконаленню галузевої україномовної гірничотехнічної термінології, зокрема на всіх етапах функціонування шахтних стаціонарних установок.

Є потреба в підготовці й випуску українською мовою сучасних нових і перероблених нормативно-правових актів, галузевих організаційно-технічних документів з охорони праці й безпеки робіт на стаціонарних установках, науково-виробничих видань з питань конструкції, безпечної експлуатації й модернізації устаткування. Такі практичні посібники й удосконалені методики вкрай необхідні для цілеспрямованого підвищення кваліфікації фахівців енергомеханічних служб добувних галузей України за фахом "Охорона праці й експлуатація шахтного стаціонарного устаткування", виконання обстежень ШСУ.

Чітка й бездоганна реалізація цих заходів зменшить вплив людського фактора в створенні аварійно- і травмонебезпечних ситуацій при експлуатації поверхневих і підземних комплексів вугільних шахт.

Література

1. Програма "Українське вугілля". Затв. Кабінетом Міністрів України 19.09.01. No 1205. --ДО.: Укра. інф.-прав. Центр, 2001. с. 48-115.

2. Програма підвищення безпеки праці на вугільних шахтах. Сучасний стан і проблеми охорони праці. Затв. Кабінетом Міністрів України 06.07.02. 19.09.01. No 939. --ДО.:Укра.інф.-прав. Центр, 2002. -С. 45-77.

3. Н.Б.Левкін. Запобігання аварій і травматизму на вугільних шахтах. --Макіївка: МакНДІ, 2002. --392 с.

ББК 33.16

Юрій Світлий,
кандидат технічних наук, доцент,
Науково-виробниче об'єднання "Хаймек"

ГІДРАВЛІЧНИЙ ТРУБОПРОВІДНИЙ ТРАНСПОРТ ВУГІЛЛЯ

У статті розглядаються переваги гідравлічного трубопровідного транспорту перед традиційними транспортними технологіями, зокрема залізницею, та доцільність створення магістральних гідротранспортних систем в Україні.

У другій половині XX ст. поряд з розвитком трубопровідного транспорту нафти, природного газу та нафтопродуктів у різних країнах світу значного поширення набуває гідравлічний транспорт твердих сипких матеріалів, представлений у світовій практиці великою кількістю промислових і десятками магістральних гідротранспортних систем, за допомогою яких здійснюється переміщення корисних копалин і будівельних матеріалів, промислових відходів і хімічної сировини.

Залежно від призначення, продуктивності та технологічних особливостей гідротранспортні системи (ГТС) поділяються на промислові (ПГТС) та магістральні (МГТС). Режим роботи та основні параметри ПГТС визначаються технологічними особливостями основного гідромеханізованого підприємства і є в багатьох випадках невід'ємною частиною його технологічного ланцюга. В останньому випадку гідротранспортні системи носять назву технологічних (ТГТС).

До промислових належать гідротранспортні системи гідрошахт, вуглезбагачувальних фабрик, гірничо-збагачувальних та гірничо-металургійних комбінатів, гідротехнічного будівництва, а також системи золовидалення теплових електростанцій і т.ін.

Магістральні гідротранспортні системи характеризуються великим вантажопотоком (від кількох до десятків мільйонів тон на рік) та значною протяжністю (від десятків до кількох сотень кілометрів). Основні параметри та робочий режим МГТС визначаються вимогами максимальної ефективності транспортування відповідно до вимог споживача. МГТС може мати самостійне значення, бути транспортною артерією паливно-енергетичного або паливно-металургійного комплексу, або частиною єдиної транспортної мережі країни разом із автомобільним, залізничним та водним транспортом.

Широкого розповсюдження гідротранспорт набуває завдяки перевагам, які за певних умов забезпечують його безперечну конкурентоспроможність відносно до традиційних видів транспорту. До таких переваг, насамперед, треба віднести незначні терміни будівництва і можливість прокладки трубопроводів найкоротшим шляхом, порівняно легко ув'язуючи їх з топографічними умовами та рельєфом. Значною перевагою гідротранспорту є велика пропускна здатність при безперервності процесу транспортування та можливості повної автоматизації всіх виробничих операцій, а також незалежність від сезонних та погодних умов: низьких температур, хуртовин та снігових заметів, злив та ураганів, повені та інших стихійних лих.

Підземна прокладка трубопроводів значно знижує можливість будь-якого зовнішнього шкідливого впливу порівняно з залізничним, автомобільним та водним транспортом. При транспортуванні по трубопроводах майже повністю виключаються втрати матеріалу, який транспортується, і забруднення довкілля. На відміну від залізничного та автомобільного транспорту гідротранспорт не супроводжується запиленням навколишнього середовища, шумом та токсичними викидами.

Разом з тим гідравлічний транспорт має і недоліки: необхідність приготування гідросуміші належної концентрації і ґранулометричного складу, зневоднення (в необхідних випадках) гідросуміші в кінцевому пункті транспортування, очищення й прояснення води, в багатьох випадках організація зворотного водоводу, а також вузькоспеціалізована функціональна спрямованість -- транспортуються в один бік вантажі, які не втрачають товарної якості при тривалому контакті з водою, що суттєво обмежує сферу його застосування.

До транспортування трубопроводами придатні найрізноманітніші тверді сипкі матеріали, найбільша крупність яких обмежується лише прохідними перерізами робочих коліс відцентрових насосів та особливостями клапанного апарату поршневих. Але в певних випадках тривале перебування у турбулентному потоці призводить до зміни характеристик матеріалу, що, в свою чергу, викликає зміну характеристик несучої здатності та інших гідравлічних характеристик потоку. В окремих випадках одночасно з переміщенням відбувається поліпшення якості транспортованого матеріалу (збагачення), що суттєво впливає на економічність процесу.

Необхідність приготування гідросуміші з можливою попередньою зміною його крупності, а також операція зневоднення в кінцевому пункті транспортування обумовлюють збільшення енергоємності і, таким чином, вартості гідротранспорту. Іноді ці обставини домінують при виборі способу транспортування.

Перелічене вище не охоплює повністю всіх можливостей та особливостей гідравлічного транспорту, але є достатнім для того, щоб вважати його однією з основних транспортних технологій.

Гідротранспортні системи є найважливішим засобом транспортування в гірничій промисловості. В табл. 1 наведено огляд магістральних гідротранспортних систем, побудованих або модернізованих в останні роки ХХ ст.

Таблиця 1. Найбільш відомі гідротранспортні системи світу

З наведеного в табл. 1 переліку тільки три гідротранспортні системи призначені для транспортування вугілля. Водночас досвід світової практики, а також узагальнення та аналіз великого обсягу дослідницьких робіт свідчать про те, що найбільш ефективним способом переміщення енергоносіїв на велику відстань безальтернативними є магістральні гідротранспортні системи. Вже перші результати експлуатації гідротранспортної системи "Консолідейшн Коул" примусили залізничні компанії Сполучених Штатів Америки знизити тарифи на перевезення вугілля.

На користь гідравлічного транспортування вугілля працює чинник зменшення витрат на приймання, складування та утримання аварійного запасу, підготовку палива, що надходить залізницею на ТЕС, -- розмороження вугілля в зимовий період, очищення від сторонніх (особливо металічних) домішок, подрібнення, помел, транспортування по під'їзних коліях від станції призначення. Аналіз фактичних показників Бєловської ТЕС та проектних Новосибірської ТЕЦ-5 показав, що витрати, пов'язані з прийманням та обробкою вугілля, складають до 30 доларів США на тонну.

Гідравлічний трубопровідний транспорт характеризується високою ритмічністю роботи. Багаторічний досвід експлуатації американського трубопроводу Блек Меса -- Мохейв свідчить про те, що простої складають менше 1% робочого часу. В цьому плані залізниці конкурувати з гідротранспортом неспроможні (особливо у зимовий період).

Ускладнювальною обставиною для широкого впровадження гідравлічного транспорту твердих енергоносіїв є подрібнення вугілля під час переміщення в напорному потоці по трубопроводах з утворенням великої кількості дуже дрібних, мікронного розміру часток. Зневоднення такого продукту на кінцевому терміналі гідротранспортних систем є настільки дорогою операцією, що майже зводить нанівець всі переваги гідравлічної технології.

Першим кроком у вирішенні цієї проблеми було зменшення крупності вихідного вугілля через подрібнення його на початковому терміналі, що було впроваджено на магістральній гідротранспортній системі Блек Меса -- Мохейв (США), по якій на відстань 430 км у турбулентному режимі переміщують 5 млн. т вугілля на рік. За майже три десятиріччя експлуатації цей трубопровід зарекомендував себе як надійна та дешева альтернатива залізничному транспорту.

На початковому терміналі напівбітумінозне вугілля піддається подрібненню до так званого "трубопровідного помелу" з максимальним розміром часток 1400 мкм та вмістом 20-25% часток розміром, меншим за 45 мкм. Такий ґранулометричний склад забезпечує мінімальний ступінь подрібнення при гідротранспортуванні.

На кінцевому терміналі гідросуміш знезводнюють у відсаджувальних центрифугах до вологості пеку 26-29 %, що перевищує вихідну розрахункову вологість пеку -- 25 %. Досягнення кондиційної вологості для забезпечення ефективного тонкого помелу вугілля та транспортування його до форсунок котлоагрегатів здійснюється шляхом механічного та термічного зневоднення, що протягом всього періоду експлуатації є об'єктом напруженої пошукової діяльності персоналу електростанції Мохейв.

Більш ефективне вирiшення проблеми -- виготовлення i транспортування трубопроводами водовугiльних суспензiй (ВВС) масовою концентрацiєю 60-65%, призначених для безпосереднього спалювання у топках енергетичних котлоагрегатiв без додаткової переробки на кiнцевому термiналi магiстральних гiдротранспортних систем. Гідротранспорт здійснюється в ламінарному режимі.

У цьому плані (відсутність операції зневоднення та очистки води) водовугільні суспензії мають незаперечні переваги перед транспортуванням гідросумішей рядового і навіть дрібного вугілля. Транспортування ВВС потребує значно меншої кількості води, яка, до того ж, не є баластом, а бере активну участь у процесі горіння.

Першим у світовій практиці об'єктом промислового впровадження технології водовугільного палива у всіх аспектах від виготовлення до спалювання з магістральною гідротранспортною системою довжиною у 260 км та продуктивністю по сухому вугіллю 3 млн. т за рік є дослідно-промисловий трубопровід Бєлово-Новосибірськ (Кузбас, Росія). Досвід експлуатації трубопроводу переконливо підтвердив промислову зрілість технології ВВС, а також більшу надійність гідравлічного трубопровідного транспорту порівняно з залізничним в умовах сибірської зими.

За аналогією до нафтопроводів у процесі переміщення ВВС по магістральних та розгалужених гідротранспортних системах створюється можливість регулювання продуктивності у широких межах відповідно до потреб теплових електростанцій, а також стикування з іншими видами транспорту, такими як морські та річкові танкери, залізничні та автомобільні цистерни. Гідроабразивне зношування суттєво знижується, надійність та довговічність, відповідно, збільшуються. Значно скорочуються витрати на зберігання палива. Спрощуються системи приймання, підготовки та подачі палива до котлоагрегатів.

Слід, проте, відзначити, що енергетичний потенціал ВВС як котельного водовугільного палива (ВВП) визначається максимально можливою концентрацією, яка на сучасному рівні техніки і технології може дорівнювати ~70% за масою. Необхідна текучість та седиментаційна стабільність забезпечуються застосуванням ефективних хімічних домішок та оптимізацією ґранулометричного розподілення твердої фази з верхньою границею крупності від 250 до 350 мкм, що дає можливість збереження завданих характеристик палива протягом тривалого часу.

Виходячи з необхідності зниження енергоємності гідравлічного трубопровідного транспорту вугілля, фахівцями США було запропоновано технологію стабілізованої гідросуміші, яку випробувано у промислових умовах "Консолідейшн Коул" (Огайо). Технологія передбачає транспортування по трубах в турбулентному режимі гідросуміші високої концентрації бімодального ґранулометричного складу, що не потребує додавання дорогих хімічних домішок. Максимальна крупність вугілля 1,2 мм, проте, вміст дрібних класів підвищено порівняно з традиційними гідросумішами (35 мас.% класу - 44 мкм). Такий технологічний варіант дає можливість здійснити зупинку та повторний пуск МГТС, а також зберігати гідросуміш у резервуарах без механічного перемішування протягом кількох місяців.

На кінцевому терміналі гідросуміш згущують та доподрібнюють (з використанням хімічних домішок) до отримання еквівалента ВВП. Вимоги до цієї технології набагато простіші, ніж до звичайного водовугільного палива, що транспортується по МГТС. Хімічні домішки потрібні лише у кількості, необхідній для переміщення на коротку відстань до форсунок котлолагрегата.

Фахівцями "Пайплайн Системз Інк." та "СТІ Інтернешнл Асошиейтс" (США) було проведено аналіз економічних показників гідротранспорту вугілля у вигляді гідросуміші дрібного вугілля (аналогічно Блек Меса--Мохейв), водовугільної суспензії (аналогічно Бєлово--Новосибірськ) та стабілізованої гідросуміші. Результати розрахунків наведено в табл. 2.

Таблиця 2. Порівнювання витрат на транспортування 6 млн. т вугілля на рік на відстань 500 км

Велика кількість вологи у вугіллі при транспортуванні по трубопроводах обумовлює певні витрати теплової енергії при спалюванні, що впливає на кінцеву собівартість продукту (табл. 3).

Вартість вугілля з теплотою спалювання 6050 ккал/кг прийнято $10/т.

Таблиця 3. Залежність вартості транспортування від втрат тепла для МГТС продуктивністю 6 млн.т та відстані 500 км

При економічних розрахунках слід враховувати витрати на модифікацію котлів під ВВП, а також можливе зниження їх номінальних характеристик. Разом з тим, можна очікувати суттєвої економії порівняно з роботою на звичайному твердому паливі, завдяки усуненню системи паливоподачі (стрічкові конвеєри, бункери, млини і т.ін.).

Варіант стабілізованої гідросуміші (31,1 долари за тону) більш економічний, ніж варіант ВВП через вартість хімічних домішок. Якщо в першому випадку домішки потрібні лише на стадії кінцевого помелу (вартість ~$1/т), то у другому вартість домішок може дорівнювати ~$5/т, оскільки характеристики ВВП мають бути стабільними протягом усього часу транспортування в ламінарному режимі з невеликою швидкістю (від кількох днів до кількох тижнів), а також тривалого зберігання.

При економічних розрахунках треба враховувати витрати на очистку технологічної води (табл. 4) у варіантах традиційної та стабілізованої гідросумішей.

Розрахункові результати залежності транспортних витрат при гідротранспортуванні традиційної гідросуміші, стабілізованої гідросуміші та водовугільного палива наведено на рис. 3 та 4. На кожному з графіків витрати на водовугільне паливо представлено з хімічними домішками та без них для того, щоб проілюструвати значимість цього елементу в технології виготування ВВП.

Таблиця 4. Очистка технологічної води для МГТС продуктивністю 3 млн. т за рік

Графіки переконливо свідчать про залежність собівартості

транспортування вугілля по магістральних гідротранспортних системах від продуктивності та відстані транспортування.

Розміщення виробничих сил в Україні та розвинена заліз-

нична мережа у промислово розвинених регіонах виключають необхідність створення вугільних магістральних гідротранспортних систем, принаймні у найближчому майбутньому. Проте, на наш погляд, створення МГТС середньої протяжності може бути доцільним як транспортна артерія паливно-енергетичних комплексів на основі використання бурого вугілля.

Як відомо, сфера використання бурого вугілля в теплоене-

ргетиці обмежена його високою вологістю, що робить економічно недоцільним транспортування його на великі відстані, а також підвищеною реактивністю до кисню повітря, що викликає небезпеку самозаймання при тривалому зберіганні. В той же час досвід світової практики свідчить про технічну можливість та економічну доцільність спалювання у промислових та енергетичних котлоагрегатах бурого вугілля після гідротермообробки за технологією, яка у західній літературі відома як "hot water drying". Кінцевим продуктом технології є водовугільне паливо, яке можна транспортувати на будь-яку відстань і зберігати протягом тривалого часу без погіршення його споживчих якостей. До того ж ВВП нетоксичне та пожежо-вибухобезпечне.

Дослідження, проведені АТЗТ "НПО "Хаймек" у співдруж-

ності з фірмами "Williams Technologies Inc." та "Coal--Water Fuel Services" (США) підтвердили можливість виготовлення за цією технологією на базі бурого вугілля Олександрійського родовища водовугільного палива з нижчою теплотою спалювання 3444 ккал/кг, що обумовлює доцільність подальшої роботи в цьому напрямку, яка виконується за завданням Мінпаливенерго України.

Кінцевою метою роботи є створення паливно-енергетичного комплексу у складі буровугільного розрізу на Верхнєдніпровському родовищі річною продуктивністю 5 млн.т та вугільних енергоблоків Придніпровської ТЕС потужністю 1200 МВт. У цьому випадку кращою транспортною артерією був би Дніпро, якби він узимку не замерзав. За цих обставин переміщення водовугільного палива від терміналу виготовлення на борту буровугільного розрізу до ТЕС має здійснюватися за магістральною гідротранспортною системою.

Подібний паливно-енергетичний комплекс з магістральною гідротранспортною системою може бути створений на базі Ново-Дмитрівського родовища (Харківська область) та Слов'янської ТЕС.

Виходячи з необхідності підвищення видобутку твердого палива як основного на сьогодні вітчизняного енергоносія, поширення сфери використання бурого вугілля в теплоенергетиці може бути певним кроком у напрямку стабілізації паливно-енергетичного балансу країни.

Література

1. Файнвейц В.Я., Филиппова П.В., Щербакова Н.В. Экономическая целесообразность строительства сети трубопроводов. Экономическая эффективность трубопроводного гидротранспорта / Сб. научн. трудов.-- ВНИИПИГидротрубопровод. -- Москва, 1986. -- С. 36-42.

2. Вайнштейн Б.С. Экономика трубопроводного транспорта. Проблемы, противоречия, задачи. Экономическая эффективность трубоп-роводного гидротранспорта // Сб. научн. трудов.-- ВНИИПИГидротрубо-провод. -- Москва, 1986. -- С. 3-12.

3. Derammelaere R.H., Aude T.C., Wasp E.J. Economics of Alternative Coal Slurry Pipiline Concepts // The Proceedings of the 22-nd International Technical Conference on Coal Utilization & Fuel Systems.-- 1997.-- Clearwater, USA. -- p. 341-350.

4. Papayani F., Switly Y. Utilization of Coal-Water Fuel in Heat Power Industry and by Public Utiluties of Ukraine // The Proceedings of the 20-th International Technical Conference on Coal Utilization & Fuel Systems. -- 1995. -- Clearwater, USA. -- p. 195-202.

5. Gaved Andrew. Cashing in on coal's liquid assets // World Coal.--February. -- 1995. -- p. 19-28.

удк 662.73+662.74
Іван МАЛИШКО,
доктор технічних наук, професор
Донецького національного технічного університету

ШЛЯХИ СТВОРЕННЯ КОНКУРЕНТНОЗДАТНОЇ ПРОДУКЦІЇ МАШИНОБУДУВАННЯ

Одним із основних конкурентноздатних продуктів як Донбасу, так і усієї України є метал. Характерно, що значна його частина іде на експорт у стані первинної переробки. Тобто в тому стані, що його виробляють металургійні заводи, на чому вони несуть великі збитки. Прибуток, який отримує виробник від продажу металу в такому вигляді можна прийняти за одну умовну одиницю. Переробка такого металу в автомобіль дає уже 10 умовних одиниць прибутку. А переробка того ж металу в металообробне обладнання дає від 10 до 50 умовних одиниць прибутку.

Постає питання, чому ми не поставляємо на ринок високотехнологічну конкурентноздатну продукцію машинобудування, яке на Україні досить широко розвинене. Тільки в Донецькій області розташовано близько 200 металообробних підприємств. Але більшість із них виготовляють продукцію яка не конкурентноздатна на світовому ринку. Основні причини, що змушують виробників виготовляти не конкурентноздатну продукцію, такі:

-- по-перше ми маємо застаріле технологічне обладнання. Це здебільшого універсальні верстати, що застаріли як морально, так і фізично. Тому випускаємо продукцію не ту, яку потребує покупець, а ту яку можемо виготовити;

-- по-друге за роки перебудови заводи втратили значну кількість кваліфікованих кадрів як конструкторів, так і виробників. Особливо відчутні втрати конструкторських кадрів, так як для підготовки конструктора вищої кваліфікації потрібно не менше 10…15 років практичної роботи;

-- по-третє -- це соціальні проблеми, низька заробітна плата, або її відсутність, скорочення кількості працюючих, перехід на пенсію та небажання молоді працювати за малу зарплату;

-- по-четверте -- це наш менталітет ведення планової економіки, коли продукція, яку виробляє підприємство на протязі 20…30 років користувалась попитом не тому, що вона задовольняла потреби, а тому що іншої не було.

Постає проблема -- яку продукцію і як потрібно виготовляти, щоб вона була конкурентноздатною на світовому ринку.

Метою цієї статті є визначення шляхів створення конкурентноздатної продукції як на базі металів, так і взагалі. Держави з ринковою економікою досягли великих успіхів у створенні конкурентноздатної продукції. Ринкові відносини характеризуються особливим видом організації, коли між виробником і споживачем не існує ніяких керуючих або адміністративних закладів, що регулюють діяльність виробників і споживачів. Основна функція ринку -- задоволення потреб людей. Ринок відповідає на питання, що виробляти і для кого виробляти.

Виробник повинен бути не спостерігачем у ринкових відносинах, а їх учасником. Тут доцільно звернути увагу на дослід Японії, коли після війни вона почала розвивати свою металургійну промисловість. Перед країною постало питання, що виробляти з металу, і аналіз показав, що найбільш металоємкою галуззю є суднобудування.

На відміну від Японії у нас металургійна промисловість існує. А ось з металом інша проблема. Ми його за демпінговими цінами продаємо в різні держави світу, а вітчизняні машинобудівні підприємства вимушені купляти метал за кордоном. Ми створюємо нафтотранспортний коридор Грузія -- Одеса для чого потрібні танкери. Характерно, що такі танкери за сучасними вимогами повинні мати подвійний корпус. Ось куди ми можимо використовувати наш метал. При цьому необхідно працювати і над створенням високотехнологічної продукції машинобудування, але для цього потрібен метал більш високою якості. Високотехнологічна продукція може бути створена на відповідному високотехнологічному обладнанні, якими є сьогодні гнучкі автоматизовані технологічні системи.

Гнучке автоматизоване виробництво базується на інформаційному забезпеченні, а для цього потрібно розвивати електроніку. Розвиток цих галузей може стати одним із напрямків стратегічного розвитку економіки України.

Сьогодні стоїть задача не просто випускати яку-небудь продукцію, а випускати конкурентноздатну продукцію, котра б могла забезпечити високу рентабельність виробництва.

Сьогодні економіка з ринковими відносинами накопичила великий досвід створення конкурентноспроможної продукції. Для того, щоб вибрати найкоротший шлях створення такої продукції потрібно перш за все визначити, яким критеріям вона повинна відповідати. Аналіз показує, що основними критеріями конкурентноздатної продукції є такі показники: споживчі властивості, дизайн, якість, вартість, гарантійне сервісне обслуговування та своєчасне постачання на ринок або конкретному замовнику готової продукції. Існує ряд інших показників, але на наш погляд вони є менш значимими.

Відомий фахівець у галузі створення конкурентноздатної продукції Джеймс Пілдіч вважає, що кожний учасник ринку повинен знати і виконувати такі основні правила [1]:

- його товари повинні відрізнятись від товарів, що виробляє конкурент;

- випускай те, що потрібно людям, а не те що ти можеш;

- виробник повинен ставити інтереси розвитку ринку вище інтересів прибутку і не ставити перед собою задачу миттєвих прибутків, а задачу завоювання ринку.

На превеликий жаль наша промисловість випускає нерідко товари, які вона може випускати, а не ті товари, які потрібні людям. Для того, щоб знати, які ж товари потрібні людям необхідно перш за все переорієнтувати службу маркетингу з зусиль, що пов'язаний зі збутом товарів на визначення потреб потенційного покупця. Підприємства, що успішно працюють вивчають різноманітні потреби споживачів: уклад життя, культуру, психологію, кліматичні умови та багато іншого.

Виробник також повинен знати досконало своїх конкурентів, а особливо всі показники продукції, яку він випускає. До таких показників належать: споживчі властивості продукції, її дизайн, особливості конструкції, гарантійне обслуговування, ціна, шляхи продажу товарів та багато іншого. Для чого потрібно це знати? Такі дані дозволяють створити продукцію якіснішу, дешевшу, покращити гарантійне обслуговування та знайти шляхи продажу вашої продукції кращі ніж у конкурента.

Для вивчення продукції конкурента використовують такі шляхи: технічне шпигунство; купівля ліцензії; „конструювання навпаки", купівля одного зразка у конкурента та його копіювання.

Технічне шпигунство є методом не цивілізованого і незаконного вивчення конкурента, тому на ньому зупинятись не будемо.

Метод купівлі ліцензій має як переваги, так і недоліки. Основним недоліком його є те, що ви купите ліцензію на товар вчорашнього дня, але ви придбаєте і обладнання, яке може бути використане для випуску нової продукції. Нову продукцію потрібно створити. Аналіз показує, що 9 із 10 фірм, що переходять на випуск нової продукції випускають удосконалені вироби конкурентів. При створенні такої продукції використовується метод „конструювання навпаки" [1]. В чому полягає його суть?. На першому етапі майбутній виробник купує по декілька зразків виробів, що виготовляють його конкуренти і які він хоче виробляти. Таким методом користуються і ті фірми, що уже виробляють подібну продукцію, але хочуть удосконалити її. Так діє більшість фірм. Кожна фірма володіє своєю методикою „конструювання навпаки", але вони мають загальні риси. Оптимальна кількість виробів, яку вам потрібно придбати -- по три вироби фірми майбутнього конкурента. Після чого фірма формує чотири групи фахівців до складу яких входять:

- група випробувань, яка складається із технічних спеціалістів і спеціалістів з маркетингу;

- група дизайну, яка складається із дизайнерів, технологів і виробників;

- група з проблем розподілу, що складається із спеціалістів маркетингу;

- польова група виробників;

Групі випробувань дають по одному зразку закуплених виробів для перевірки їх експлуатаційних можливостей. По дві одиниці кожної моделі, що залишились, передають групі дизайну, де один комплект повністю розбирають, видаляють заклепки, розрізають зварені деталі. Всі вузли і деталі піддають функціонально-вартісному аналізу, складають докладний опис особливостей їх конструкцій, переваг і недоліків. Аналізується потреба вдосконалення конструкцій деталей і вузла в цілому.

Другий комплект випробовують на довговічність, виявляють можливі конструктивні та дизайнерські удосконалення. Складають повну картину технологічного процесу, що використовується конкурентами.

Третя група з проблеми розподілу займається вивченням служб маркетингу і розподілу товарів у конкурентів, підраховує кількість торгівельних місць у конкурентів і систему сервісу.

Польова група із виробників визначає вартість робочої сили у конкурентів, вартість сировини і матеріалів, продуктивність праці.

В результаті аналізу виявляються слабкі місця у конструкції виробів конкурентів, невідповідність сучасним вимогам дизайну, низький рівень сервісу і т.п. Після цього починається етап створення нового виробу, метою якого є усунення недоліків, що виявлені при аналізі. При використанні методу „конструювання навпаки" нова продукція може бути створена за декілька місяців. Наприклад фірма „Ксерокс" створила новий множильний апарат за 28 днів і заробила на цьому мільярди доларів.

Дж. Пілдіч, зазначає, що для створення продукції високої якості і в короткий час потрібні нові умови. Перш за все треба мати бажання. По-друге, не шкодувати грошей на інноваційні технології. По-третє, ні на мить не забувати про своїх конкурентів, так як вони після появи вашої продукції починають інтенсивно працювати і створюють свою продукцію більш високої якості.

Для автомобіля цикл створення нової конструкції складає два роки, а відповідно і перехід на випуск нової марки автомобіля відбувається через два роки. Чи можуть вітчизняні автомобілі конкурувати з моделями, які змінюються кожні два роки? Звичайно, ні, так як їх виробничий цикл складає десятки років. Який це був би автомобіль, коментарів не потребує.

Для того, щоб не відстати від конкурента потрібно працювати на перспективу. Думаючий менеджер зайнятий не тим, щоб збути товар, а тим як створити товар потрібний покупцеві. Нерідко він доручає цю справу дизайнерам. Чому дизайнерам? Тут необхідно зупинитись на тому, що таке дизайнер і що таке „дизайн". Під дизайном часто розуміють тільки одну з його сторін -- розробку естетичних властивостей промислових виробів, тобто створення сучасних різновидів декоративного мистецтва [2]. Але дизайн розв'язує більш широкі проблеми, ніж тільки естетичні. Він також розв'язує економічні і соціальні проблеми. Власне дизайн -- це прагнення свідомо моделювати візуальні і функціональні елементи середовища з урахуванням специфіки промислового виробництва. Для дизайнера важливим є не ступінь освіти, а природний дар передбачення, це має бути людина особливого складу розуму, характера, інтуїції. Багато спеціалістів з маркетингу вважають, що прислуховуватись до покупця -- це отримати відповідь на вчорашній день і створити щось низькопробне. Тому менеджери, що працюють успішно, складання прогнозу на нову продукцію довіряють дизайнерам. Це дозволяє випереджати конкурентів.

Відомо, що між дизайнерами, конструкторами і технологами існують протиріччя. Дизайнери створюють вироби естетичними з оптимальними функціональними параметрами. Конструктори і технологи хочуть, щоб вироби були технологічними, тобто їх легко було виготовити. Якщо перемагають конструктори і технологи, вироби стають неконкурентноздатними. Коли першими до створення виробу приступають дизайнери, вони починають із моделювання його естетичних функціональних, економічних і соціальних характеристик. Після чого приступають до створення конструктивних елементів конструктори, а потім технологи розробляють технологію виготовлення виробу.

Для виготовлення спроектованого виробу потрібні інноваційні технології і відповідне обладнання для їх реалізації. Сьогодні технології є двигуном, який розвиває економіку. Аналіз американської і японської промисловості показує, що їх ефективність виросла за рахунок зміни характеру робочої сили на 15%, за рахунок збільшення капіталовкладень на 25%, за рахунок зміни технологій на 60%. Цей аналіз показує, що підвищити ефективність промисловості можна за рахунок високих технологій. До того ж високі технології і самі стають предметом експорту.

Для створення високих технологій в колективі повинна бути творча атмосфера.

Дж. Пілдіч таку атмосферу називає „хаосом". В науково-дослідних інститутах при плановій економіці інженери працювали під жорстким контролем, були звіти за кожний квартал, але інновацій не було. Інновацій не було, тому що був план, а вони можуть з'являтися тільки у вільної людині.

Досвід показує, що техніка високих технологій окуповується не відразу, особливо це стосується гнучких виробничих систем. Окупність таких систем -- 4-5 років. Незважаючи на великі капіталовкладення лідери ринкової економіки ідуть на це. Наявність гнучких технологій дозволяє за невелику кількість днів переходити на випуск нових виробів. Оперативний перехід на випуск нової продукції дозволяє заволодіти ринком раніше конкурентів.

Перехід на виробництво, що базується на базі гнучких автоматизованих систем дозволяє підвищити точність обробки, яка є одним із показників якості продукції. А що ж таке якість продукції взагалі? Часто високу якість продукції асоціюють із жорсткими допусками, що формалізують якість виключно задля виробництва. Якість продукції взагалі розглядається як явище більш широке і більш реальніше -- це сукупність властивостей продукції, що зумовлює її здатність задовольнити певні потреби відповідно до свого призначення [3]. Це дизайн, споживчі властивості, відсутність відмов у роботі, та ін.

Аналіз показує, що за показником „відмови в роботі" 89% японських автомобілів є надійними, тоді як всі інші автомобілі за таким показником мають тільки 50%. За рахунок чого японські автомобілебудівники досягли таких успіхів? Якість вони закладають на стадії проектування і виготовлення автомобіля. Контролем якості в Японії займаються тільки 2% працюючого населення, в той час як в Європі -- 10%. Девіз „кращим контролем якості продукції є твоя совість" для японців не гасло, а життєве правило.

На основі проведеного аналізу можна зробити такий висновок. Підвищити ефективність металургійної промисловості частково і економіки України взагалом можна, по-перше, за рахунок підвищення ступеня переробки металу. По-друге, необхідно створювати висококонкурентну продукцію, на основі високих технологій і кадрів високої кваліфікації, але перш за все потрібно мати бажання це зробити.

ЛІТЕРАТУРА

1. Дж. Пильдич Путь к покупателю. / пер. с англ. М.: Прогресс, 1991. - 256с.

2. Українська радянська енциклопедія. Том 5 Київ: УРЕ, 1980 -- 566с.

3. Українська радянська енциклопедія. Том 12 Київ: УРЕ, 1985 -- 570с.

ббк 81.411.4

Володимир Білецький,
д.т.н., професор Донецького національного технічного
університету

Анатолій Загнітко,
д.ф.н., професор Донецького національного університету

Іван Манець,
к.т.н., завідувач відділом ДВАТ "Науково-дослідний
інститут гірничої механіки ім. М.М.Федорова

Досвід удосконалення сучасної української гірничої термінології

Людство протягом свого існування використовує сировинні ресурси надр Землі. Гірнича справа - пошук, видобування та переробка корисних копалин -- найдавніші галузі діяльності людини.

Творення гірничо-геологічної термінології почалося декілька сторіч тому -- в період бурхливого освоєння надр. Першими роботами з гірництва в цьому плані були книги німецького вченого Ґ.Аґріколи, зокрема "Про родовища і рудники в старий і новий час" (1546 р.), твори англійських, французьких, італійських учених. Велике значення мали також твори українських учених Острозької та Києво-Могилянської академії. Однією з перших робіт в Україні була публікація Ф.Прокоповича "Про досконалі змішані неживі тіла -- метали, камені та інші" (1705-1709 рр.). У Росії у ХVIII ст. були публікації вченого-дослідника М.Ломоносова, а також опубліковані "Горный словарь" (1841-1843 рр.) і "Немецко-русский горный словарь" (1890 р.).

В другій половині ХХ ст. (особливо в останні десятиліття) в Україні набули поширення російськомовні спеціалізовані видання: енциклопедичні, термінологічні, тлумачні технічні словники й довідники з гірництва. Найбільш помітними роботами є енциклопедичний довідник "Горное дело" (1990 р.), "Горная энциклопедия" в 5 томах (1984-1991 рр.) і двомовні гірничі словники професора Л.І.Барона (1958 р.) для перекладу з англійської, німецької, шведської мов на російську. Все це нарівні з іншими історичними причинами сприяло звуженню сфери вживання рідної мови. Українська технічна мова цих років часто калькувала російську, а українська гірнича термінологія після 30-х років минулого століття була занедбана, не була досить повно унормована і якісно розроблена. Все це обумовило її недосконалість, невідповідність сучасним вимогам і, зрозуміло, відсталість від мов, які динамічно розвивалися. З гірництва українська мова практично була витіснена.

З наданням українській мові статусу державної, істотного розширення сфери її вживання зросла потреба в дослідженні стану української наукової й технічної мови. Ось чому досить актуальна в останні роки проблема систематизації, відродження, нормування й упорядкування національної гірничої термінології. Постійно зростає потреба її широкого використання в науці й техніці, в навчальних закладах, на підприємствах різних галузей. Особливо це важливо при корегуванні чинних нормативних та технічних документів. Спеціалісти науково-дослідних, проектних інститутів, технічних університетів та гірничих підприємств мають труднощі внаслідок відсутності узгоджених термінів.

Потрібно зазначити, що процес термінотворення досить складний. Значна роль у розробці української гірничої термінології належить академіку АН України М.М.Федорову, вченим Донецького національного технічного університету, Національної гірничої Академії (нині Національного гірничого університету), Івано-Франківського національного технічного університету нафти та газу, інших вищих навчальних закладів України, Української нафтогазової академії, Академії гірничих наук України та ін.

Українською мовою частково або повністю друкуються ряд журналів гірничого профілю: "Геологічний журнал", "Гірнича електромеханіка та автоматика", "Збагачення корисних копалин", "Науковий вісник Національної гірничої Академії України", "Геологія та геохімія горючих копалин", "Відомості Академії гірничих наук України". Російською мовою видається "Уголь Украины", "Углехимический журнал" та ін. Сьогодні намітилася тенденція розширення сфери вживання української мови в гірництві, про що свідчить вихід ряду монографій і підручників (зокрема зі збагачення корисних копалин, із нафтогазової справи, маркшейдерії, шахтного транспорту тощо) державною мовою.

На сьогодні існує цілий ряд нормативних документів із гірництва, зокрема, "Правила безпеки вугільних шахт" (2000 р.), які унормовують певні терміни. Водночас гірнича термінологія активно розробляється також Державним стандартом України. Але на багатьох підприємствах вугільної, рудної, нафтової, газової й інш. галузей гірничої промисловості України, де сьогодні переважає російська мова, ще застосовують ряд неспеціалізованих перекладних та тлумачних словників минулих і сучасних років видання із суперечливим або неправильним перекладом слів і словосполучень. Вони не повністю охоплюють специфічні терміни та словосполучення. При цьому в них є прикрі мовні та смислові помилки, недоречності. Укладачі нових загальних і загальнотехнічних іншомовно-українських словників часто знекровлюють українську мову, не повністю використовують її історичні джерела, калькують іноземні терміни. Наявність технічного сленгу, тривіального суржику в таких виданнях завдає шкоди при їх використанні. Водночас виникають нові напрямки в гірництві, які потребують розробки своєї термінології. Проведений аналіз великої кількості капітальних довідкових видань, літературних джерел бібліотек, Інтернету, періодики та інш. показав існування ряду протиріч у перекладі українською гірничих термінів.

Крім того, відчувається інформаційний дефіцит у галузевих сучасних вітчизняних словниках із науковою й технічною термінологією, які б адекватно і якісно передавали зміст новітніх наукових явищ і розробок техніки. Нормування науково-технічної термінології у гірництві є важливою проблемою.

Ученими та фахівцями Донецького національного технічного університету, Національної гірничої Академії, Івано-Франківського національного технічного університету нафти та газу й інших вищих навчальних закладів України, Донецьким відділенням наукового товариства ім. Шевченка, Українською нафтогазовою академією, Академією гірничих наук України та інш. запропоновано і поетапно реалізується програма удосконалення термінології та створення необхідних фундаментальних видань та прикладних посібників:

Енциклопедій

Тлумачних фахових словників

Створення двомовних фахових словників

Створення багатомовних фахових словників

Підручників

Підгалузевих посібників

Сьогодні вперше в Україні реалізуються значні дослідницько-видавничі проекти з подальшого вдосконалення вітчизняної гірничої термінології. Це передусім проект "Гірнича енциклопедія", який передбачає три етапи:

підготовка й публікація "Тлумачного гірничого словника" (1998 р.) /1/;

підготовка до видання (у "Східному Видавничому Домі" спільно з фахівцями ДонНТУ, Національної гірничої Академії та інших вищих навчальних закладів) тритомного "Гірничого енциклопедичного словника" (2001-2003 рр.);

підготовка і публікація багатотомної "Гірничої енциклопедії" (орієнтовно до 2008-2010 рр.).

Поетапна робота дозволяє готувати і видавати проміжні банки даних, поступово їх вдосконалюючи і збільшуючи обсяги. Так, у тлумачному словнику описано 5 000 термінів і терміносполучень, енциклопедичному -- 15 000 термінів, а "Гірнича енциклопедія" буде містити близько 20000-25000 статей в оптимальному співвідношенні різних напрямків гірництва. Подаються також еквіваленти (відповідники) термінів російською, німецькою й англійською мовами.

Значний доробок за останні роки мають Українська нафтогазова академія та Академія гірничих наук України. Перша підготувала унікальний шеститомний "Атлас родовищ нафти і газу України" (1998, Львів), разом з НДПІАСУтрансгаз - тлумачні та перекладні словники з охорони праці, екології, автоматизації, телемеханізації, газовимірювань, якості газу, метрології, енергетики (1997-2002, Харків). Друга -- ряд спеціалізованих посібників у серії "Бібліотечка гірничого інженера" (1999-2002, Кривий Ріг).

Відчувається гостра необхідність у сучасних високоякісних і досить повних російсько-українських та українсько-російських словниках із техніки й технології виробничих процесів у гірництві. Новим у цьому напрямі є "Російсько-український словник наукової термінології" (1998 р.). Подальшим у галузевому словниковому творенні є робота НДІ гірничої механіки імені М.М.Федорова з випуску тритомного гірничого словника, в якому врахований підхід, що склався на Сході й Заході України, щодо перекладу спеціальних термінів. Галузевий словник із гірництва вийшов виданнями: "Російсько-український гірничотехнічний словник" (40000 слів) /3/, "Українсько-російський гірничотехнічний словник" (92 000 слів).

На стадії підготовки до виходу в світ "Російсько-український словник із гірничої справи" (100 000 слів). Авторські колективи цих видавничих проектів на основі багаторічного досвіду роботи з методичною й галузевою документацією, науково-технічною літературою (німецько-російські, англо-російські, російсько-українські, енциклопедичні, термінологічні й орфографічні словники), а також з періодичними вітчизняними і зарубіжними гірничо-технічними виданнями літератури останніх років зібрали, доповнили та відредагували масив геологічних, мінералогічних й інших слів, що найбільше вживаються, і здійснили їх переклад українською мовою.

Мотивацією того, що з усього фонду спеціальних термінів, які обслуговують гірничу промисловість (вугільна, нафтогазова, рудна, калійна, соляна й інш.), здійснено систематизований відбір, було те, що це найбільш ужиткові слова-терміни, термінологічні вирази та лексичні одиниці, стійкі стереотипні словосполучення. Аналізовані видання включають також базисні терміни й словосполучення із суміжних із гірництвом дисциплін -- фізики, механіки, медицини та ін. Уточнено 15-20 відсотків термінів гірничої термінології, які широко вживаються в писемній та усній мові. Ряд термінів -- пелетування, фугування, ноокларк - подані вперше.

Семантично гірничі терміни віднесені до чотирьох категорій:

Слова-терміни (шахта, скіп, кліть, грохот,),

Термінологічні слова (бремсберґ, латекс, флотація)

Терміни у вигляді словосполучень (відсаджувальна постіль, рудниковий транспорт, нафтопровід)

Терміни -- власні назви (ДХК "Донвугілля", ДХК "Луганськвугілля")

Автори внесли до складу вибраного банку також складноскорочені слова (буровугільний, Держнаглядохоронпраці, гідропривод), складні лексичні одиниці (багер-елеватор, габро-порфіровий, грохот-дробарка, дизель-тролейвоз, желатин-динаміт, зумпф-штрек), найбільш вживані важливі абревіатури, умовні позначення та їх розшифрування російською та українською мовами (ВГРЧ, ВТБ, ГШО, МакНДІ, РГТІ, ШСУ). У роботах прийнято офіційно-діловий стиль відбору термінів та їх перекладу українською мовою. Подана велика кількість загальновживаних і стереотипних конкретних сполучень (наприклад, шахта, небезпечна за пилом і газом), які сприяють зручності і правильності їх використання в україномовному середовищі.

Певну складність становило виокремлення термінів із літерою ґ та г. Ми вважаємо за потрібне в термінах латинського походження, а також у термінах із німецької англійської та французької мов здебільшого транслітерувати g через ґ , а в термінах грецького походження -- найчастіше через г. При цьому треба враховувати традицію формального г в українській мові, наприклад, у широковживаних словах типу грам, градус тощо. Водночас в іноземних прізвищах літера передана через ґ: Ґіббс, Ґете, Ґалілей, Ґальвані, Ґаус і т.д. Цілком виправданим є вживання літери ґ усередині або в кінці слів--термінів --обґрунтування, квершлаґ тощо. В наших словниках терміни з цією буквою виділені в окремий розділ. Серед найуживаніших тут можна назвати такі: ґвинт, ґлауберит, ґлаукофан, ґрадирня, ґранулятор тощо.

Таким чином, вперше опрацьовано методологічні підходи щодо вживання літери ґ в гірничій термінології. До речі, аналогічні підходи застосовано і в інших галузях точних наук, наприклад хімії. Це засвідчує процес уніфікації загальнонаукової бази української мови.

Відчутну складність становить застосування й тлумачення в гірничій термінології паронімів, якими багата українська мова. Для прикладу подамо декілька з них: ґрануляція та ґранулювання, кальцинація та кальцинування, відсадка та відсадження. На жаль, ряд існуючих словників часто подають їх як синоніми, хоч перше слово означає результат, а друге -- власне дію. Очевидно, що на сьогодні в цій частині українська гірнича термінологія вимагає подальшої ретельної роботи.

Зауважимо , що сучасна українська мова надає великі можливості для чіткого й однозначного тлумачення паронімів. Їх правильне вживання, без сумніву, сприяє точному розумінню суті процесів та явищ.

Вважаємо доцільним у більшості випадків уникати активних дієприприкметників із суфіксами -учий, -ючий, наприклад, нівелюючий і нівелювальний, контактуючий і контактувальний. Хоча повне їх виключення, яке рекомендують деякі автори, на нашу думку, призводить до збіднення сучасної української мови.

При підборі термінів до нових словників треба збалансовано представити гірничі науки, відобразити національну гірничу термінологію, яка складалася в минулі роки, враховувати стрімкий розвиток нових наукових напрямків -- гірничої екології, геоекології, моніторингу, дегазації вугільних пластів, комп'ютеризації, рекультивації, реструктуризації. В галузевих виданнях значне місце представлено словам та термінам іншомовного походження.

Багато гірничих термінів мають питомі українські назви, які ми призабули: ропа (нафта), линва (канат), копальня (шахта). Російському слову "окатыши" ми даємо правильний український відповідник "котуни". Більш уважного підходу вимагає переклад на українську мову специфічних геологічних і гірничих термінів -- професійних та жаргонізмів, характерних для вживання гірниками.

При підготовці нових термінологічних гірничих видань враховано рекомендації Інституту мовознавства ім. О.О.Потебні НАН України, Інституту української мови Національної Академії наук України /5/, а також міжнародних наукових конференцій "Проблеми української науково-технічної термінології" (м.Львів, 1998 -- 2002).

Потрібно зазначити, що процес складання реєстру українських термінів, становлення гірничої термінології ще продовжується, існують дискусійні проблеми з цього питання. Термінологічна робота, яка триває сьогодні в ряді вітчизняних гірничих шкіл, галузевих наукових організацій, наукових товариств істотно сприяє становленню, нормуванню, упорядкуванню й популяризації правильної української лексики в галузі освоєння надр.

Література

1. Тлумачний гірничий словник/В.С.Білецький, К.Ф.Сапіцький, Б.П.Панов та інші. За загальною ред. В.С.Білецького -- Донецьк: ДДТУ, 1998. -- 446 с.

2. Гірничий енциклопедичний словник. - Донецьк: Східний видавничий дім. За редакцією професора В.С.Білецького. У 2-х томах. 2001 р. Т.1.- 512 с., 2002 р. Т2 - 633 с.

3. И.Г.Манец, А.И.Коваль, Г.И.Кирокасьян. Русско-украинский горнотехнический словарь.-Донецк: Донбасс, 2000. --484 с.

4. І.Г.Манець, А.І.Коваль.Українсько-російський гірничотехнічний словник. --Донецьк: Донбас. 2001. У 2-х томах. Том 1 -- 463 с., том 2 -- 544 с.

5. Український правопис (проєкт найновішої редакції). -- К.: Наукова думка, 1999.- 340 с.

вгору