Author: 777
Last saved by: Максим

Введение

В качестве одного из основополагающих принципов  реструктуризации отрасли принято стремление к повышению конкурентоспособности угля и угольной продукции, главным образом, через снижение производственных затрат и повышение качества продукции. При этом снижение производственных затрат достигается, в первую очередь, посредством вовлечения в разработку наиболее благоприятных запасов и применения новых технологий, а так же, сокращения численности занятых в результате закрытия неэффективных производств.
Проблема качества продукции и работ является актуальной для повышения эффективности общественного производства, поскольку качество продукции оказывает прямое и косвенное воздействие практически на все стороны жизнедеятельности, отражается на технико-экономических показателях, влияет на объемы капитальных вложений, на образование фондов экономического стимулирования, и тем большее значение в настоящее время имеет.
Переход к рыночным отношения, связанный с ним падение производства и спроса на уголь, инфляционные процессы, разрыв сложившихся ранее межхозяйственных и межреспубликанских связей вынуждает в сложившейся ситуации принимать первоочередные меры по снижению количества нерентабельных шахт, снижению трудоемкости и себестоимости добычи угля, выделению средств на развитие шахт по добыче коксующихся углей и разрезов по добыче качественных энергетических углей.
Одним их основных направлений улучшения качества угля является развитие обогащения. Предприятий двух основных подотраслей угольной промышленности угледобывающие шахты и обогатительные фабрики, представляющие собой по существу единый технологический процесс производства конечной (товарной) угольной продукции, при применявшейся до последнего времени системе управления были разобщены. В настоящий момент, в условиях проводимой радикальной рыночной реформы, перед угледобывающими и углеперерабатывающими предприятиями открылись новые перспективы. В настоящий момент обогатительные фабрики являются основным связующим звеном между шахтами и потребителем. Шахтам стало не выгодно, наращивая издержки, вести добычу некачественного угля, который в последствии трудно будет реализовать. Обогатительные фабрики, в свою очередь, вступив в коммерческие отношения с угледобывающими предприятиями, могут позволить себе принимать на обогащение шихту только такого качества и марочного состава, которая позволит им работать в оптимальном режиме, т.е. сокращая издержки и увеличивая доход от реализации товарной продукции.
Исходные качественные характеристики добываемых углей заданы природой и неодинаковы даже в пределах шахтного поля. Эффективность горного производства определяется целесообразной разработкой имеющихся запасов месторождений и имеют ряд особенностей.
Процесс добычи угля протекает в шахтных выработках. Перемещение очистных работ в пространстве и времени приводит к изменению количественных и качественных показателей добываемого угля. Поэтому при управлении качеством угля с учетом результатов его обогащения первостепенное значение приобретает управление горными работами с учетом требований предъявляемыми углеперерабатывающими предприятиями к качеству исходной шихты и ее марочного состава. Актуальным становится вопрос комплексного использования отходов угледобычи и углеобогащения.
Экономическая значимость, недостаточная изученность вопроса экономической эффективности комплексной оптимизации развития горных работ, переработки угля определили выбор темы дипломной работы, целью которой является исследование и обоснование практических рекомендаций по совершенствованию экономического механизма воздействия на повышение качества шахты, поступающей на обогащение и повышению эффективности работы углеперерабатывающего комплекса в целом.
Для достижения поставленной в дипломной работе цели решаются следующие основные задачи:
• раскрываются особенности развития горных работ на шахтах, связанных поставками углей на ЦОФ с учетом качества их переработки;
• устанавливается количественная и качественная взаимосвязь между параметрами поставляемых на ЦОФ углей и продуктов его обогащения;
• определяется наиболее рациональное соотношение марок угля в исходной шихте для получения максимального выхода продуктов обогащения
При решении поставленных задач использованы различные методы экономического анализа, статистические группировки и обобщения, экономико-математические методы на базе машинной обработки информации.
В работе использованы методические и инструктивные материалы по календарному планированию, экономическому обеспечению качества угля, материалы первичного учета и производственно-технической отчетности угольных шахт и ЦОФ. Изучена и обобщена отечественная и зарубежная литература по исследуемому вопросу.

1. Теоретические аспекты использования материальных ресурсов

1.1 Понятие и классификация материальных ресурсов

Анализ фактических данных по групповой обогатительной фабрике и действующим шахтам, поставляющим уголь для дальнейшей переработки, позволит обосновать правомерность принятых предположений относительно марочных характеристик и параметров процессов отработки угольных пластов и, следовательно, корректность разрабатываемых моделей. Полученные в результате анализа значения параметров и характеристики составляющие процесс элементов, являются исходным материалом для моделирования взаимоувязанных процессов отработки пластов и переработки угля на ЦОФ с последующей утилизацией отходов углеобогащения.
Стабильность качества угля, добываемого в очистных забоях на отдельных шахтах определяется, в зависимости от марочного соотношения (марки К и КЖ ) характеристики получаемого концентрата и, прежде всего, его выход (%).
Учет качества угля при определении последовательности отработки пластов с последующим обогащением, рассмотрим на примере центральной обогатительной фабрики "Карагандинская" и двух шахт, поставляющих уголь, в качестве сырья на переработку.
Чтобы обеспечить стабильность качественных характеристик перерабатываемого угля, поступающего на ЦОФ, а к ним можно отнести зольность, содержание серы и влаги, необходимо смоделировать и обосновать рациональные, которые определят порядок отработки пластов, участков и шахтных полей в целом с заданным качеством.
Особенностью карагандинских углей является их неоднородных петрографический состав и низкий интервал степени метаморфизма. Карагандинским филиалом Института обогащения твердых полезных ископаемых проведено комплексное исследование состава, качества и коксуемости всего метаморфического ряда углей Карагандинского бассейна и результаты изучения были опубликованы в работе [22].
Обработка статистических данных отчетности экономической службы ОФ "Карагандинская" за 1997-1999 годы, позволила установить основные технологические характеристики отгружаемых на ОФ углей и свести их в таблицу 1.1.
Независимыми переменными приняты:
х1 - независимая переменная, определяющая процентное содержание угля марки К в общем объеме, поступающем на переработку, %;
х2 - независимая переменная определяющая содержание золы в угле марки К, %;
хЗ - независимая переменная, определяющая процентное содержание серы в угле марки К, %;
х4 - независимая переменная, определяющая содержание влаги в угле марки К, %;
х5 - независимая переменная, определяющая процентное содержание марки КЖ в общем объеме угля поступающего на переработку, %;
х6 - независимая переменная, определяющая процентное содержание золы в угле марки КЖ, %;
х7 - независимая переменная, определяющая процентное содержание серы в угле марки КЖ, %;
x8 независимая переменная, определяющая процентное содержание влаги в угле марки КЖ, %.
Данные таблицы 1.1 дают возможность определить количественный размах вариации показателей качества угля поступающего на переработку. За исследуемый период на фабрику поступал уголь марки К и марки КЖ в соотношении: марка К 53.1 - 80.3 %, марка КЖ 19.7 - 46.9 %.

Таблица 1.1 Исходная матрица для моделирования зависимости выхода продуктов обогащения от горно-технических показателей исходной шихты
Y1 | X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | X7 | X8
52.8 | 75.3 | 31.4 | 0.55 | 7.1 | 24.7 | 26.3 | 0.8 | 6.2
55.0 | 73.1 | 30.4 | 0.52 | 6.8 | 26.9 | 27.4 | 0.76 | 6.2
54.6 | 70.3 | 31.0 | 0.54 | 6.9 | 29.7 | 26.7 | 0.79 | 6.5
59.2 | 68.5 | 26.2 | 0.54 | 6.6 | 31.5 | 26.2 | 0.78 | 6.6
57.9 | 60.7 | 31.3 | 0.78 | 6.9 | 39.3 | 27.7 | 0.75 | 6.5
53.6 | 68.4 | 30.9 | 0.60 | 6.9 | 31.6 | 26.5 | 0.72 | 6.6
55.5 | 62.3 | 31.1 | 0.55 | 7.0 | 37.7 | 26.4 | 0.80 | 6.6
57.5 | 69.2 | 31.1 | 0.54 | 6.9 | 30.8 | 26.6 | 0.78 | 6.2
56.2 | 70.6 | 30.7 | 0.51 | 6.8 | 29.4 | 28.7 | 0.82 | 6.3
59.7 | 66.1 | 30.4 | 0.47 | 6.8 | 33.9 | 25.1 | 0.80 | 6.2
56.6 | 60.9 | 30.9 | 0.51 | 6.8 | 39.1 | 27.0 | 0.87 | 6.3
60.8 | 51.5 | 31.2 | 0.49 | 6.9 | 48.5 | 26.5 | 0.81 | 6.6
59.3 | 59.9 | 31.3 | 0.45 | 7.3 | 40.1 | 25.4 | 0.78 | 6.7
58.5 | 72.5 | 31.3 | 0.47 | 7.2 | 27.5 | 24.0 | 0.84 | 6.3
60.2 | 53.3 | 31.3 | 0.42 | 6.5 | 46.7 | 25.9 | 0.83 | 6.3
60.5 | 53.4 | 30.9 | 0.41 | 6.8 | 46.6 | 26.8 | 0.83 | 6.4
60.4 | 55.0 | 30.2 | 0.42 | 6.9 | 45.0 | 26.3 | 0.79 | 6.3
56.2 | 64.8 | 31.3 | 0.46 | 6.8 | 35.2 | 25.9 | 0.77 | 6.1
60.6 | 58.2 | 32.2 | 0.42 | 6.8 | 41.8 | 26.6 | 0.81 | 6.2
58.4 | 61.3 | 30.9 | 0.42 | 6.6 | 38.7 | 26.4 | 0.81 | 6.5
57.8 | 53.1 | 31.3 | 0.45 | 6.7 | 46.9 | 28.2 | 0.89 | 6.9
55.6 | 57.8 | 31.7 | 0.42 | 7.0 | 42.2 | 26.7 | 0.85 | 6.4
54.5 | 64.5 | 31.2 | 0.46 | 6.9 | 35.5 | 25.8 | 0.89 | 6.3
57.3 | 54.8 | 31.1 | 0.46 | 6.9 | 45.2 | 26.3 | 0.82 | 6.5
47.9 | 59.8 | 29.8 | 0.48 | 7.0 | 40.2 | 28.5 | 0.82 | 6.3
54.1 | 67.2 | 30.2 | 0.43 | 6.7 | 32.8 | 27.5 | 0.91 | 6.4
60.4 | 59.1 | 30.9 | 0.44 | 6.8 | 40.9 | 28.3 | 0.80 | 6.3
58.9 | 64.4 | 31.7 | 0.54 | 7.1 | 35.6 | 27.3 | 0.88 | 6.6
59.9 | 59.6 | 30.8 | 0.51 | 6.7 | 40.4 | 25.8 | 0.81 | 6.2
53.0 | 72.1 | 31.1 | 0.45 | 6.8 | 27.9 | 26.7 | 0.83 | 6.5
48.7 | 71.7 | 31.1 | 0.45 | 6.8 | 28.3 | 27.0 | 0.86 | 6.5
42.2 | 69.0 | 30.4 | 0.53 | 6.7 | 31.0 | 26.8 | 0.81 | 6.3
45.4 | 77.5 | 31.5 | 0.44 | 6.5 | 22.5 | 25.9 | 0.79 | 6.3
58.5 | 66.0 | 31.6 | 0.44 | 6.6 | 34.0 | 26.0 | 0.80 | 6.5
52.2 | 85.4 | 31.3 | 0.46 | 6.5 | 14.6 | 28.3 | 0.77 | 6.4
53.6 | 80.3 | 29.3 | 0.44 | 6.8 | 19.7 | 30.6 | 0.71 | 6.7

По содержанию спекающих компонентов, угли марки К разрабатываемые в Карагандинском бассейне являются ценным сырьем для коксования, но обладают высокой зольностью и трудно поддаются обогащению. Зольность углей данной марки, поступающих на переработку, изменяется в пределах 29.3 - 32.2 %, при нормативной зольности для марки К-27 %.
Поступающие на ЦОФ "Карагандинская" угли марки КЖ, характеризуются повышенным содержанием лейптинита и витринита, что обуславливает их более высокую спекаемость, поэтому из данных углей образуется кокс, характеризующийся повышенной механической прочностью. Зольность углей марки КЖ колеблется от 26.2 % до 30.6 % при нормативе для данной марки 25 %.
Надо отметить, что угли марки КЖ обладают более высокой сернистостью относительно марки К. Содержание серы в данных углях достигает 9.1 %, что превышает предельно допустимое значение на 2.1 %. Влажность обоих марок колеблется в пределах 6.2-7.1 %.
В целом за исследуемый период вариация технологических показателей поступающих на переработку углей имеет довольно значительный разброс и вполне могут быть взяты в качестве параметров для моделирования и последующим обоснованием параметров отработки пластов и переработки угля на ЦОФ.
При рассмотрении вариаций значений прибыли наблюдается их значительный разброс. Это можно объяснить нестабильностью экономики в исследуемый период, что вызывало сбои в работе всей угольной промышленности . Во всех случаях оценка деятельности угледобывающих предприятий производится по добыче угля, а там, где имеются обогатительные фабрики с учетом оборота, т.е. по рядовому углю и по обогащенной продукции. В связи с этим принижена полнота ответственности за конечную продукцию. Отношения купли-продажи между шахтой и обогатительной фабрикой не выдвигают жестких требований к организационной структуре управления. Учет и оценка ведутся по двум подотраслям (добыча и обогащение).
Поскольку на сегодняшний день экономическое состояние отрасли сложное, резко снижены, и, практически отсутствуют инвестиции для шахт и разрезов, ликвидируются особо убыточные предприятия, то одной из особенностей сегодняшнего состояния экономики становится тот факт, что работники отрасли должны в первую очередь стимулировать сбыт угля.
При этом весьма остро становится вопрос качества конечной товарной продукции. Рыночные отношения диктуют необходимость принятия таких решений на уровне шахты ОФ, в результате которых должны быть сбалансированы интересы переработчиков, реализующих конечную продукции: и действующих шахт, создающих для них сырьевую базу и работников шахт ведущих добычу угля.

1.2 Показатели и методы использования материальных ресурсов

Одним из главных признаков угольного производства является стохастичность процессов его производства и вероятностный характер всех его параметров. Это обстоятельство оказывает существенное влияние на характер решаемых задач в области оптимального ведения горных работ, а также в области решения задач определения условий и параметров для их оптимального ведения.
Стохастичный характер связи между рассматриваемыми величинами проявляется в том, что каждому значению одной или нескольких переменных принятых за независимые величины, соответствует не одно, строго определенное значение переменной, а несколько значений с определенными вероятностями появления. Определить вклад каждого из них и влияние друг на друга в совокупности и в чистом виде позволяет регрессионный анализ.
Среди методов математической статистики, которые могут быть приемлемы для реализации указанной задачи можно назвать: факторный анализ, метод главных компонентов, метод группового учета аргументов, статистико-детерминированный метод, метод построения многомерных моделей [23]. В последнее время для исследования и описания сложных систем широкое распространение получает имитационное моделирование. Которое заключается в многократном воспроизведении последовательных операций моделируемой системы в той же последовательности, с сохранением динамики событий [24]. Основным преимуществом имитационных моделей является то, что они выступают как динамические модели систем управления в отличие от обычных математических моделей.
При использовании предсказывающих моделей достаточно эффективным является использование метода множественной регрессии. Опубликовано большое число работ в которых множественный регрессионный анализ применялся для математического описания различных объектов и явлений [25]. Регрессионный анализ позволяет изучить влияние на исследуемый показатель ряда факторов, имеющих случайный и неслучайный характер, определить вклад каждого из них и влияние в совокупности и в чистом виде, количественно оценить связи между исследуемыми величинами в условиях действия большого числа факторов.
Простейшей формой выражения множественной зависимости является линейная зависимость вида [26] выраженная формулой:

 (1.1)

Для определения наличия связей между исследуемыми величинами обычно определяют следующие характеристики и критерии:
где у, х - средние величины функций и аргументов;
Sx, ,Sy - среднеквадратические значения функций и аргументов;
гxy - парные коэффициенты корреляции;
bi, - коэффициенты уравнения множественной регрессии;
bо - свободный член уравнения множественной регрессии;
t - критерий Стьюдента;
F - критерий Фишера.
Наиболее часто используемой характеристикой тесноты связи между двумя случайными величинами является коэффициент корреляции

 (1.2)

выборочная оценка коэффициента корреляции

, (1.3)

, (1.4)

 (1.5)

Парный коэффициент корреляции между двумя признаками х и у может принимать значение
-1≤ ryx ≤1

Определение неизвестных коэффициентов b0 ,b1 , ...,bn уравнения регрессии может осуществляться по методу наименьших квадратов [ 25], которые заключается в решении минимизационной задачи

 (1.6)

Для минимизации данного выражения необходимо определить частные производные по каждому неизвестному. Частные производные приравниваются к нулю и составляется система нормальных линейных уравнений, число которых на единицу больше числа факторов, включаемых в модель. Решив систему любым известным способом, можно найти параметры уравнения регрессии. Наибольшее распространение сейчас получил метод решения обратных матриц, запрограммированный в ряде стандартных программ аппроксимации [27]. В матричной форме система запишется:

(X* * X)A= X**Y (1.7)

где Х - матрица исходных данных по независимым переменным;
Х* - матрица транспонированная к матрице X;
У матрица - столбец фактических значений зависимой переменной;
А - матрица столбец искомых коэффициентов регрессии.
В результате получим выражение

(Х** Х)-1 (X**X)А=(X** X)-1 (X**Y) (1.8)

Так как (X** X)-1 (X** X ) =Е= 1, то решение системы (2.7) получим в виде:

А =(X* * X)-1 *(X* * Y) (1.9)

Значение каждого из коэффициентов уравнения регрессии может быть определено по формуле:

 (1.10)

где сij - элемент обратной матрицы.
Количественно тесноту связи при множественной корреляции можно оценить с помощью множественного коэффициента корреляции К, который определяется по формуле:

 (1.11)

где D - определитель матрицы парных коэффициентов;
D11 -определитель той же матрицы с вычеркнутыми первой строкой и первым столбцом, т.е. определитель матрицы парных коэффициентов корреляции между факторами.
Для проверки значимости найденных коэффициентов регрессии определяют критерий Стьюдента по формуле:

 (1.12)

где Р - число коэффициентов регрессии.
Оценка коэффициентов регрессии при помощи критерия Стьюдента применяется только для линейных связей.
Для оценки надежности уравнения применяют F-критерий Фишера, который определяется по формуле:

 (1.13)

где  -дисперсия фактических значений зависимого переменного:

 (1.14)

где остаточная дисперсия уравнения:

 (1.15)

Если значение F≥Fтабл., то уравнение считается значимым. Если F < Fтабл., то гипотеза о значимости уравнения не подтверждается, но это не значит, что подтверждается гипотеза о незначимости уравнения.
При увеличении числа независимых переменных требуется производить дополнительные исследования, чтобы выполнялось условие толерантности.
Таким образом, регрессионный анализ, на наш взгляд, является наиболее подходящим методом математической статистики для построения модели учета влияния марочного состава и качества угля, поступающего на переработку на выход продуктов обогащения, а критерии регрессионного анализа доступны в применении для оценки адекватности модели.
STATISTICA является наиболее динамично развивающимся статистическим пакетом и по многочисленным рейтингам является мировым лидером на рынке статистического программного обеспечения.
Она включает в себя мощные возможности по работе с данными, богатые графические возможности и большое количество методов и процедур статистического анализа. STATISTICA 5.0 полностью удовлетворяет основным стандартам среды Windows. Это прежде всего стандарты пользовательского интерфейса — MDf, использование технологий DDE — Динамического обмена данными из других приложений, OLE — Связывания и внедрения объектов, поддержка основных операций с буфером обмена и др.
Пользователями системы являются крупнейшие университеты, исследовательские центры, компании, банки всего мира, государственные учреждения.
Статистический анализ данных в системе STATISTICA может быть разбит на следующие основные этапы [29]:
• ввод данных в электронную таблицу с исходными данными и их предварительное преобразование перед анализом (структурирование, построение необходимых выборок, ранжирование и т. д.);
• визуализация данных при помощи того или иного типа графиков;
• применение конкретной процедуры статистической обработки;
• вывод результатов анализа в виде графиков и электронных таблиц с численной и текстовой информацией;
• подготовка и печать отчета;
• автоматизация рутинных процессов обработки при помощи макрокоманд, языка SCL или STATISTICA BASIC.
STATISTICA представляет собой интегрированную систему статистического анализа и обработки данных. Система состоит из следующих основных компонент:
• многофункциональной системы для работы с данными, которая включает в себя электронные таблицы для ввода и задания исходных данных, а также специальных таблиц (Scroolsheet) для вывода численных результатов анализа. Для сложной (специализированной) обработки данных в STATISTICA имеется модуль Управления данными. Для статистической обработки чрезвычайно больших массивов данных имеется специальный инструмент Менеджер мегафайлов, который может быть использован и для предварительной обработки данных перед вводом их непосредственно в электронную таблицу STATISTICA;
• мощной графической системы для визуализации данных и результатов статистического анализа;
• набора статистических модулей, в которых собраны группы логически связанных между собой статистических процедур. В любом конкретном модуле можно выполнить определенный способ статистической обработки, не обращаясь к процедурам из других модулей. Каждый модуль является полноценным Windows приложением.
• специального инструментария для подготовки отчетов. При помощи текстового редактора, встроенного в систему, можно готовить полноценные отчеты. В STATISTICA также имеется возможность автоматического создания отчетов;
• встроенных языков SCL и STATISTICA BASIC, которые позволяют автоматизировать рутинные процессы обработки данных в системе.
STATISTICA работает с четырьмя различными типами документов, которые соответствуют основным структурным компонентам системы. Это:
• электронная таблица Spreadsheet, которая предназначена для ввода исходных данных и их преобразования;
• электронная таблица Scrollsheet для вывода численных и текстовых результатов анализа;
• график — документ в специальном графическом формате для визуализации и графического представления численной информации;
• отчет — документ в формате RTF (Расширенный текстовой формат) для вывода текстовой и графической информации.
В соответствии со стандартами среды Windows каждый тип документа выводится в своем собственном окне в рабочей области системы STATISTICA. Как только это окно становится активным, изменяется панель инструментов и меню. В них появляются команды и кнопки, доступные для активного документа. Имеется несколько различных способов работы с системой STATISTICA.
Данные в STATISTICA организованы в виде электронной таблицы — Spreadsheet. Они могут содержать как численную, так и текстовую информацию. Данные в электронной таблице могут иметь различные форматы, например, даты, времени, денежный и научный форматы и др. Электронные таблицы в STATISTICA поддерживают различные типы операций с данными, такие, как: операции с использованием буфера обмена Windows', операции с выделенными блоками значений (аналогично MS® Excel®), в том числе и с использованием метода Drag-and-Drop — "Перетащить и опустить автозаполнение блоков и т. д. Ввести данные в электронную таблицу можно одним из следующих способов.
• Непосредственно ввести их в электронную таблицу с клавиатуры. В STATISTICA имеются развитые инструментальные средства для автоматизации ручного ввода данных.
• Вычислить новые данные на основе уже введенных данных при помощи формул, которые можно задать в электронной таблице. При этом имеется возможность быстрого доступа к большому количеству специализированных математических и статистических функций, допускается использование логических операторов. Для задания сложных процедур преобразования данных можно воспользоваться встроенным языком SТА TIS TICA BASIC.
• Воспользоваться данными, подготовленными в другом приложении.
Численные результаты статистического анализа в системе STATISTICA выводятся в виде специальных электронных таблиц, которые называются таблицами вывода результатов __ Scrollsheets. Таблицы Scrollsheet могут содержать любую информацию (как численную, так и текстовую), от короткой строчки до мегабайтов результатов. Обычно даже в результате простейшего статистического анализа мы получаем на выходе большое количество численной и графической информации. В системе STATISTICA эта информация выводится в виде последовательности (очереди), которая состоит из набора таблиц Scrollsheet и графиков.
STATISTICA содержит большое количество инструментов для удобного просмотра результатов статистического анализа и их визуализации. Они включают в себя стандартные операции по редактированию таблицы (включая операции над блоками значений Drag-and-Drop "Перетащить и опустить", автозаполнение блоков и др.), операции удобного просмотра (подвижные границы столбцов, разделение прокрутки в таблице и др.), доступ к основным статистикам и графическим возможностям системы; STATISTICA. При выводе целого ряда результатов (например, корреляционной матрицы) STATISTICA отмечает значимые коэффициенты корреляции цветом. Пользователь так же имеет возможность выделить при помощи цвета необходимые значения в таблице Scrollsheet.
Если пользователю необходимо провести детальный статистический анализ промежуточных результатов, то можно сохранить таблицу Scrollsheet в формате файла данных STATISTICA и далее работать с ним, как с обычными данными. Кроме вывода результатов анализа в виде отдельных окон с графиками и таблицами Scrollsheet на рабочем пространстве системы STATISTICA, в системе имеется возможность создания отчета, в окно которого может быть выведена вся эта информация.
Система STATISTICA обладает широкими графическими возможностями [29]. STATISTICA включает в себя большое количество разнообразных категорий и типов графиков (включая научные, деловые, трехмерные и двухмерные графики в различных системах координат, специализированные статистические графики — гистограммы, матричные, категоризованные графики и др.).
В систему STATISTICA включено большое количество инструментов настройки всех компонент графиков. Имеется возможность выбора различных типов линий, форматов разметки осей, цветов, легенд, названий и других атрибутов графика. Настроенные атрибуты могут быть сохранены в специальном файле и потом применяться к другим графикам. Доступ ко всем основным командам настройки реализован при помощи контекстных меню, которые появляются при нажатии на правую кнопку мыши, общего меню и из панели инструментов графика.
Графические средства системы STATISTICA доступны в любом статистическом модуле и на любом шаге статистического анализа. Они могут быть использованы в целях:
• визуализации численных и текстовых значений непосредственно из электронной таблицы с исходными данными STATISTICA или таблицы Scrolfsheet с результатами анализа;
• вывод результатов статистического анализа в виде последовательности (очереди) графиков. Для этого в диалоговых окнах всех статистических процедур имеется возможность построения различных, предназначенных именно для этого вида анализа типов графиков.
STATISTICA содержит удобные инструменты для размещения нескольких графиков и тих документов в одном окне. При помощи этих средств можно легко компоновать сложную графическую, текстовую и численную информацию.
Графический документ в STATISTICA может быть сохранен как:
- графический документ в специальном графическом формате системы STATISTICA, который может быть открыт позже и использован в процессе анализа
-	в графическом растровом формате (расширение файла *.bтр, *.рсх),
-	в графическом формате Windows метафайла (*. wmf).
Графики могут быть выведены на принтер, слайды и другие носители с высокой разрешительной способностью.
Статистические процедуры системы STATISTICA сгруппированы в нескольких специализированных статистических модулях [30]. В каждом модуле можно выполнить определенный способ обработки, не обращаясь к процедурам из других модулей.
Численная реализация (большая часть статистических процедур написана на ассемблере) статистических методов в системе STATISTICA такова, что они позволяют решать задачи предельной сложности, так и по точности и скорости вычислений.
1 Модуль основы статистики и таблицы
Необходим для предварительной обработки данных, осуществления разведочного анализа, определения зависимости между ними, разбиения их различными способами на группы, просмотра этих группы визуально и определение взаимосвязи между данными. Обычно с этого модуля начинается работа в системе.
Этот статистический модуль включает в себя приведенные ниже группы статистических процедур.
- Описательные статистики, группировки, разведочный анализ
STATISTICA предлагает широкий выбор методов разведочного статистического анализа. Система может вычислить практически все описательные статистики, включая медиану, моду, квартили, определенные пользователем процентили, средние и стандартные отклонения, доверительные интервалы для среднего, коэффициенты асимметрии, эксцесса (с их стандартными ошибками), гармоническое и геометрическое среднее, а также многие другие описательные статистики.
-Корреляции
Этот раздел включает большое количество средств, позволяющих исследовать зависимости между переменными. Возможно вычисление практически всех общих мер зависимости, включая коэффициент корреляции Пирсона, коэффициент ранговой корреляции Спирмена, Тау Кендалла, Гамма, коэффициент сопряженности признаков С и многие другие.
- t - критерии (и другие критерии для групповых различии)
t-критерии для зависимых и независимых выборок, а также статистика Хоттелинга.
2 Модуль Множественная регрессия
Модуль Множественной регрессии включает в себя исчерпывающий набор средств множественной линейной и фиксированной нелинейной (в частности, полиномиальной, экспоненциальной, логарифмической и др.) регрессии, включая пошаговые, иерархические и другие методы.
Система STATISTICA позволяет вычислить всесторонний набор статистик и расширенной диагностики, включая полную регрессионную таблицу, частные и частичные корреляции и ковариации для регрессионных весов, матрицы прогонки, статистику Дурбина-Ватсона, расстояния Махаланобиса и Кука, удаленные остатки и многие другие. Анализ остатков и выбросов может быть проведен при помощи широкого набора графиков, включая разнообразные точечные графики, графики частичных корреляций и многие другие. Система прогноза позволяет пользователю выполнять анализ "что - если". Допускаются чрезвычайно большие регрессионные задачи (до 300 переменных в процедуре разведочной регрессии).
Кроме данных модулей в программе имеется широкий набор других модулей: Модуль Дискриминантного анализа; Модуль непараметрической статистики; Модуль факторный анализ; Модуль многомерное шкалирование; Модуль анализ надежности;. Модуль кластерный анализ; Модуль анализ временных рядов и т.д.

1.3 Анализ многофакторной связи выходов продуктов обогащения, качества и марочного состава угля, поступающего на переработку

Задачу оптимального управления развитием горных работ и качеством угля на шахтах необходимо рассматривать с учетом технологических требований обогатительной фабрики на которую поставляется уголь для дальнейшей переработки.
Для центральной обогатительной фабрики "Карагандинская" весьма актуальным является вопрос о том, как зависит выход концентрата от качества исходного угля, его марочного состава и при каком соотношении марок достигается максимальный выход концентрата. Поэтому, наряду с разработкой методов рационального развития горных работ на шахтах, связанных поставками углей на обогатительную фабрику, было проведено исследование зависимости выхода концентрата от участия марок К и КЖ в шихте и их качественных показателей. Исследования проводились на базе статистического материала, представленного в таблице 1.1 .
Многофакторное влияние на величину зависимой переменной в общем виде можно выразить зависимостью:

Y = f(x1 , x2 ,…………,xn) (1.16)

где Y зависимая переменная ( в нашем случае - выход концентрата)
хi, - независимые переменные ( горно-технические и технико-
экономические показатели модели).
Отбор информативных факторов, оказывающих наибольшее влияние на уровень формирования У и построение множественных регрессионных моделей проводилось в следующей последовательности.
Вначале проверялись на однородность исследуемые факторы, вычислялись и изучались основные одномерные статистические характеристики принятых к анализу факторов: их средние значения, среднеквадратические отклонения , коэффициенты вариации. Затем исследовались парные связи между факторами. Используя возможности современного компьютерного обеспечения вычислительных процессов на базе статистических данных представленных в таблице 2.1, было установлено наличие корреляции между выходом концентрата и технологическими показателями обогащаемого угля. Были определены параметры корреляционных формул для каждого независимого переменного и определены коэффициенты парной корреляции которые представлены на рисунках 1- 8 приложения А. Гистограммы по каждому независимому переменному с наложенной плотностью нормального распределения приведены на рисунках 9 – 17 приложения А. Рисунки 9 – 17 свидетельствуют о нормальном распределении исследуемых параметров. Наиболее тесная связь наблюдается между выходом концентрата и процентным участием марок угля в обогащаемой шихте. Коэффициент парной корреляции г = 0.568.
Для более наглядного отображения связей исследуемых параметров, путем аппроксимации в трехмерном пространстве построены графики зависимости выхода концентрата от технологических параметров обогащаемого угля, которые представлены на рисунках 1.1– 1.12. Изображение в трехмерном пространстве связи исследуемых факторов позволяет визуально определять области, представляющие наибольший интерес для дальнейшего, более глубокого исследования. Рассекая квадратичную поверхность через равные интервалы, мы получаем линии равного уровня значений выхода концентрата, которые при проекции на плоскость, образуемую осями независимых переменных, определяют области значений, при которых наблюдается наибольший выход концентрата.
На рисунке 1.1 изображена зависимость выхода концентрата (У ) от зольности угля марки К (х2 ) и зольности угля марки КЖ (х6 ) в обогащаемой шихте. Анализ рисунка позволяет сделать вывод, что максимальный выход концентрата достигается при зольности угля марки К не более 31.0 % и зольности угля марки КЖ не более 26.3 %.
Рисунок 1.2 отражает изображенную в трехмерном пространстве зависимость выхода концентрата от зольности угля марки К (x2) и процентного содержания угля марки КЖ (х5) в исходной шихте. Можно предположить, что наибольший выход концентрата достигается при содержании в шихте угля марки КЖ не более 42.0 %.
Рисунки 1.3, 1.4 и 1.5 иллюстрируют поверхности зависимости выхода концентрата(Y) , зольности и влажности (х2-4), зольности и сернистости (х2-3 ) угля марки К, участия угля марки К в шихте (х1) и зольности угля мари К (х2). Максимальный выход концентрата наблюдается при влажности угля марки К ниже чем 6.60 %, содержании серы ниже , чем 0.57 %.
На рисунке 1.6 изображена в трехмерном пространстве зависимость выхода концентрата Y , от процентного содержания угля марки КЖ (x5) , влажности угля марки КЖ (х8). Можно предположить, что наибольший выход концентрата будет при значениях содержания угля марки КЖ не менее 42,0 % и влажности угля марки КЖ не более 6,60 %.
Рисунок 1.7 иллюстрирует зависимость выхода концентрата от влажности угля марки КЖ (х8 ) и зольности угля марки К (х2 ), максимальный выход концентрата будет при влажности угля марки КЖ не более 6,63 %.
На рисунках 1.8, 1.9 и 1.10 изображены в трехмерном пространстве зависимости выхода концентрата от содержания в процентах угля марки К в исходной шихте (х1) и зольности (х6) угля марки КЖ, влажности (х4 ) угля марки К и серы (х7 ) угля марки КЖ . Можно предположить, что наибольший выход концентрата будет при зольности угля марки КЖ не более 27,5 %, серы не более 0,88 % и влажности не более 7,15 % при содержании угля марки К в исходной шихте не более 60%.
Рисунок 1.11 иллюстрирует поверхность зависимости выхода концентрата от процентного содержания угля марки К в исходной шихте (х1) и сернистости(х3) угля марки К. Анализ рисунка позволяют сделать вывод, что для достижения максимального выхода концентрата сернистость угля марки К не должна превышать 0,53 % при содержании угля марки К не более 57,0 %.
Рисунок 1.12 иллюстрирует поверхность зависимости выхода концентрата от процентного содержания угля марки КЖ (x5) и содержания серы в угле марки КЖ (x7). Анализ рисунка позволяет сделать вывод, что для достижения максимального выхода концентрата сернистость угля марки КЖ не должна превышать 0,88 % при содержании содержании угля марки КЖ не более 38 %.
Все данные вышеприведенных исследований сведены в таблицу 1.2

Таблица 1.2 Расчетные значения независимых переменных
Зависимость | Полученные значения параметров (%)
Y | X | X | X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | X7 | X8
Y | X2 | X6 | | <31.00 | | | | <26.3003 26.3 | |
Y | X2 | X5 | | >30.50 | | | >42.00 | | |
Y | X2 | X4 | | <28.50 | | <6.60 | | | |
Y | X2 | X3 | | <30.80 | <0.57 | | | | |
Y | X2 | X1 | <58.00 | >30.50 | | | | | |
Y | X5 | X8 | | | | | >42.00 | | | <6.60
Y | X2 | X8 | | <28.50 | | | | | | <6.63
Y | X1 | X6 | <70.00 | | | | | <27.50 | |
Y | X1 | X4 | <56.00 | | | <7.15 | | | |
Y | X1 | X7 | <62.00 | | | | | | <0.88 |
Y | X1 | X3 | <57.00 | | <0.53 | | | | |
Y | X5 | X7 | | | | | >38.00 | | <0.88 |

Сравнивая полученные теоретические значения параметров (X1 –X8) с принимаемыми фактическими значениями которые они могут принимать (см. табл. 1.3), можно заключить, что для максимизации выхода концентрата входящие параметры должны принимать следующие значения:
X1 = 51.00 - 56.00 %;
X2= 26.00 - 32.00 %;
X3= 0.41 - 0.53 %;
X4= 6.50 - 7.20 %;
X5= 4.20 - 4.80 %;
X6= 24.00 - 26.30 %;
X7= 0.71 - 0.88 %;
X8= 6.10 - 6.60 %.

Таблица 1.3 Статистические значения исследуемых параметров
Переменные | Количество значений | Среднее значение | Минимальное значение | Максимальное значение | Стандартное отклонение
Y | 36 | 56,04 | 42,20 | 60,90 | 4,59
X1 | 36 | 64,93 | 51,50 | 85,40 | 8,15
X2 | 36 | 30,86 | 26,20 | 32,20 | 0,97
X3 | 36 | 0,48 | 0,41 | 0,78 | 0,07
X4 | 36 | 6,82 | 6,50 | 7,30 | 0,18
X5 | 36 | 35,06 | 14,60 | 48,50 | 8,15
X6 | 36 | 26,78 | 24,00 | 30,60 | 1,18
X7 | 36 | 0,81 | 0,71 | 0,91 | 0,04
X8 | 36 | 6,40 | 6,10 | 6,90 | 0,17

На стадии многомерного статистического анализа проводился отбор существенных факторов изучаемых явлений, построение многофакторных моделей и оценка их адекватности с помощью принятых в регрессионном анализе критериев.
Предварительный анализ построенных по стандартной программе моделей, показал, что наибольшую статистическую значимость исследуемые факторы имеют в моделях вида:

Y= a0+a1x1+a2x2+….+anxn (1.17)

где Y - результирующий фактор;
а0 - свободный член ;
аi , - коэффициенты регрессии ;
хi - исследуемые факторы.
В результате реализации модели была получена теоретическая зависимость выхода концентрата (%) от процентного участия в обогащаемой шихте марок К и КЖ, их качественных характеристик, а также зависимость выхода концентрата и экономических показателей работы ЦОФ за исследуемый период. Статистические оценки полученного уравнения приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 Статистические оценки модели множественной регрессии зависимости выхода концентрата от качественных характеристик и марочного состава угля

Множественная линейная регрессия для Y1
R=0.923016 RI=0.851959 Уточнение RI=0.800713
F (9, 26)=16.626 p<0.00000 Ст. Ошибка: 2.0495

N=36 | Beta | cт.ошибка Beta | B | cт.ошибка В | Стьюдент t=(26) | p-уровень
Свободный | | | 122.734 | 24.5866 | 4.9919 | 0.00003
X1 | -0.3826 | 0.0888 | -0.2155 | 0.0500 | -4.3046 | 0.00021
X2 | -0.1095 | 0.0829 | -.05167 | 0.3913 | -1.3203 | 0.19821
X3 | -0.1083 | 0.0947 | -7.1023 | 6.2100 | -1.1436 | 0.26317
X4 | -0.0176 | 0.0835 | -0.4396 | 2.0782 | -0.2115 | 0.83411
X6 | -0.0068 | 0.0852 | -0.0267 | 0.3314 | -0.0807 | 0.93622
X7 | -0.8071 | 0.0898 | -8.3107 | 9.2534 | -0.8981 | 0.37736
X8 | -0.1326 | 0.0855 | -3.3921 | 2.1887 | -1.5497 | 0.13327

где R – коэффициент множественной корреляции;
RI – квадрат коэффициента множественной корреляции;
Уточнение RI - скорректированный коэффициент детерминации определяемый по формуле: 1 – (1- RI)/(n/(n-p))
Ст. ошибка – мера рассеяния наблюдаемых значений относительно регрессионной кривой;
Свободный – значение свободного члена в уравнении регрессии;
t- критерий, используемый для проверки гипотезы о равенстве 0 членов регрессии;
F- критерий значимости уравнения (критерий Фишера);
Р – уровень значимости.
Анализ таблицы позволяет сделать вывод о высоком уровне адекватности полученной модели, коэффициент множественной корреляции R = 0,923016.
В соответствии с расчетом, теоретическая зависимость выхода концентрата от исследуемых факторов имеет вид :

Y = 122.73484 - 0.21553 X1 - 0.51671 Х2 - 7.10231 Х3 - 0.43965Х4 -
– 0.02678 Х5 -8.31077 X7 -3.39213 X8 (1.18)

Значимость уравнения регрессии определяется его предсказательной силой, т.е. надежно прогнозировать средние значения зависимой переменной У по заданным значениям независимых переменных. Для оценки значимости уравнения применяют F-критерий Фишера, который в рассматриваемом уравнении равен F(9,26)= 16.625 , что больше табличного значения(Fтабл=2.88). Это говорит о том, что это уравнение является значимым. В таблице 2.5 приведены парные коэффициенты корреляции.
При анализе корреляционной матрицы видно, что максимальное значение парного коэффициента корреляции г =0.57, т.е. наиболее тесная связь наблюдается между выходом концентрата и количественным участием угля марок К и КЖ в обогащаемой шихте.
Этот вывод подтверждает проверка значимости коэффициентов регрессии по критерию Стьюдента (таблица 1.5). Для коэффициента регрессии при независимой переменной х1 ( участие марки К в шихте, %) t- критерий Стьюдента равен -4.304674, что больше табличного значения (tтабл=2.05), а это значит что нулевая гипотеза отвергается и коэффициент регрессии значим.

Таблица 1.5 Парные коэффициенты корреляции
Количество наблюдений N =36
Y | Y | X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | X7
Y | 1.00 | -0.57 | 0.02 | -0.10 | 0.15 | -0.23 | 0.02 | 0.06
X1 | -0.57 | 1.00 | -0.16 | 0.13 | -0.14 | 0.19 | -0.34 | -0.12
X2 | 0.02 | -0.16 | 1.00 | -0.09 | 0.21 | -0.19 | 0.22 | -0.14
X3 | -0.10 | 0.13 | -0.09 | 1.00 | 0.23 | 0.07 | -0.35 | 0.08
X4 | 0.15 | -0.14 | 0.21 | 0.23 | 1.00 | -0.19 | 0.04 | 0.10
X5 | -0.23 | 0.19 | -0.19 | 0.07 | -0.19 | 1.00 | -0.14 | 0.28
X6 | 0.02 | -0.34 | 0.22 | -0.35 | 0.04 | -0.14 | 1.00 | 0.01
X7 | 0.06 | -0.12 | -0.14 | 0.08 | 0.10 | 0.28 | 0.01 | 1.00

На рисунке 1.13 и 1.14 показано поле корреляции выхода концентрата (Y ) в зависимости от процентного участия угля марки К и КЖ в обогащаемой шихте. Определена теоретическая линия регрессии. О тесноте связи свидетельствует достаточно высокий коэффициент парной корреляции. Распределение функции и аргумента приближается к распределению по нормальному закону. На рисунках 1.15 и 1.16 представлены частоты распределения значений параметров X2 и X6 с наложенной плотностью нормального распределения. Данные графики свидетельствуют о нормальности распределения исследуемых значений. На рисунках 1.17 и 1.18 представлено распределение остатков при построении теоретической зависимости Y=f(X2) и Y=f(X6). Данные рисунков показывают о нормальном характере распределения остатков, что свидетельствует о корректности полученных моделей.
Также, используя полученное уравнение регрессии, был найден теоретически максимально возможный выход концентрата (Y) при заданных условиях. Варьируя содержанием угля марки К (х1) в исходной шихте с шагом 0.2 % , при этом остальные независимые переменные, входящие в уравнение были приняты постоянными величинами, равными средним значениям исследуемых факторов, был получен теоретически максимально возможный выход концентрата, равный 65.07 %. Данные расчеты были произведены с помощью программы EXCEL.
Таким образом, в результате реализации модели была найдена теоретическая зависимость выхода концентрата от количественного и качественного состава исходной шихты для обогащения на ЦОФ "Карагандинская". В результате анализа было установлено, что наибольшее влияние на выход концентрата оказывает процентное соотношение марок угля в исходной шихте, максимальный выход концентрата достигается при коэффициенте марочного состава для угля марки К равном 0.55, для угля марки КЖ соответственно 0.45.
Определенные оптимальные параметры по результатам многомерного корреляционного анализа (X1-X8), позволяют получить минимально возможный выход концентрата равный 59.63% (при среднем выходе концентрата 56,04%). Теоретически максимально возможный выход концентрата может достигать 65.07%. Рациональное соотношение марок и определенное в результате исследования влияние показателей качества исходной шихты на выход продуктов обогащения дают, в свою очередь, возможность значительно рационализировать календарное планирование.

1.4 Основные методы определения себестоимости материальных ресурсов

Стоимость продукта, выраженная в денежной форме, представляет собой его цену. Денежное выражение издержек производства — есть себестоимость продукта, а денежное выражение прибавочного продукта представляет собой чистый доход [30].
Стоимость и ее главную часть — издержки производства — нельзя отождествлять с конкретными формами их выражения — ценой и себестоимостью. Между издержками производства и себестоимостью имеются следующие различия:
- себестоимость включает затраты вещественных элементов по ценам, которые отклоняются от стоимости. Поскольку цены не совпадают со стоимостью, постольку и себестоимость не совпадает с издержками производства;
- себестоимость включает затраты по заработной плате, которые не совпадают со стоимостью продукта, созданного необходимым трудом, поскольку часть необходимого продукта выступает в форме оплаты по труду, а часть — в форме общественных фондов потребления;
- себестоимость отражает затраты живого и овеществленного труда на производство продукта, в то время как стоимость продукта определяется количеством абстрактного труда, необходимым для его воспроизводства.
Себестоимость единицы продукции горных предприятий является одним из основных показателей их работы. В общем виде она определяется путем деления всех затрат предприятия, связанных с производством и реализацией продукции, на объем произведенной продукции.
В себестоимость включаются затраты овеществленного (прошлого) труда (амортизация основных фондов, стоимость материалов, электроэнергии, топлива и других материальных ресурсов ) и расходы на оплату труда работников предприятия (отчисления от заработной платы в соцстрах и прочие денежные расходы ).
Себестоимость играет большую роль в осуществлении полного хозрасчета на горном предприятии, поскольку этот показатель представляет все затраты хозрасчетного подразделения.
При помощи показателя себестоимости предприятия и вышестоящие организации осуществляют текущий и итоговый контроль за рациональным расходованием фонда заработной платы и материальных ресурсов. Себестоимость продукции является основной частью цены. Это означает, что уровень и динамика цен на продукцию горной промышленности при прочих равных условиях определяются уровнем и динамикой себестоимости. Различают участковую (цеховую), производственную, полную себестоимость.
При определении полной себестоимости из сметы затрат на производство должны быть исключены расходы, связанные с услугами, оказываемыми предприятием капитальному строительству, капитальному ремонту, прочим хозяйствам, а также с услугами на сторону.
Кроме понятий производственной и полной себестоимости существуют понятия производственной себестоимости товарной добычи угля, полной себестоимости товарной продукции и затрат на один рубль товарной продукции.
Производственная себестоимость товарной добычи угля определяется путем исключения из общих затрат на добычу топлива стоимости собственной добычи угля, расходуемого на производственно-технические нужды предприятия.
Полная себестоимость товарной продукции определяется путем добавления к производственной себестоимости товарной добычи суммы внепроизводственных расходов и себестоимости различных услуг, оказываемых предприятием на сторону.
Во всех отраслях горной промышленности применяют две взаимодополняющие друг друга классификации затрат: поэлементную и калькуляционную. Исключение составляет угольная промышленность, где затраты учитываются и планируются только по элементам.
При поэлементной классификации затраты на производство продукции рассматриваются по следующим семи элементам: материалы, топливо, электроэнергия, амортизация, заработная плата, начисления на заработную плату, прочие денежные расходы.
Классификация по элементам затрат позволяет определить затраты живого и овеществленного труда, их соотношение в общих расходах, что очень важно для правильного планирования показателей труда, воспроизводства основных и оборотных фондов и др.
При калькуляционной классификации элементы себестоимости распределяются по нескольким статьям. Одни из статей носят название простых, так как в них, как правило, учитываются расходы по одному элементу (заработная плата производственных рабочих), другие — комплексных, так как по ним учитываются затраты по нескольким элементам (расходы по содержанию и эксплуатации оборудования, общерудничные расходы).
Наименование статей затрат отражает основные направления расходов предприятия и позволяет осуществлять контроль за использованием средств по конкретным целевым объектам.
Большое практическое значение имеет структура себестоимости по отдельным процессам. Она дает наиболее полное представление о размещении затрат на горном предприятии как по элементам, так и по звеньям производственного процесса. Анализируя такую структуру себестоимости, можно по каждому производственному звену установить затраты живого и овеществленного труда, определить соотношение между этими затратами по смежным процессам, найти наиболее емкое звено с точки зрения общих расходов и основных их составляющих. Вместе с тем получить такую структуру себестоимости в настоящее время трудно из-за отсутствия соответствующего учета затрат на действующих предприятиях. Поэтому для проведения анализа структуры себестоимости по отдельным процессам необходима организация учета затрат по специально разработанным методикам.
Сложность составления такой методики состоит в трудности четкого отнесения определенных затрат к тому или иному процессу.
При калькулировании и анализе себестоимости продукции принято различать следующие группы затрат:
- по роли в процессе производства затраты делятся на основные и накладные;
- по методу распределения — на прямые и косвенные;
- по отношению к размеру производства — на условно переменные или пропорциональные и условно постоянные или непропорциональные.
К основным затратам относятся расходы, непосредственно связанные с получением или обработкой полезного ископаемого (заработная плата рабочих по добыче, амортизация, амортизация основных фондов и др.).
К накладным затратам относятся затраты, связанные с управлением и обслуживанием производства.
Прямые затраты — это такие расходы, которые могут быть отнесены непосредственно на готовую продукцию (расход взрывчатых материалов в очистном забое, заработная плата проходческой бригады рабочих и др.). Расходы, которые непосредственно на себестоимость отнести затруднительно, называются косвенными (управленческие расходы на обогатительных фабриках).
В зависимости от характера изменения затрат в связи с динамикой объема производства различаются пропорциональные и непропорциональные расходы.
Пропорциональные — это такие затраты, которые увеличиваются прямо пропорционально с ростом объема производства (расход крепежных, взрывчатых, смазочных материалов и т. д.). Непропорциональные затраты не зависят прямо пропорционально от объема производства (затраты на освещение, отопление, амортизация части зданий).
План себестоимости на горном предприятии представляет собой совокупность сметы затрат на производство, сметы общешахтных расходов, калькуляции себестоимости 1 т угля (руды) и себестоимости товарной продукции [31].
Не включаются в план себестоимости следующие затраты:
- расходы непромышленных хозяйств предприятия, продукция которых входит в состав реализуемой продукции;
- убытки жилищно-коммунального хозяйства;
- расходы, связанные с обслуживанием бытовых нужд трудящихся предприятия;
- расходы на содержание культурных учреждений и проведение культурных мероприятий;
- затраты по капитальному ремонту объектов основных фондов и на проведение строительно-монтажных работ;
- непроизводительные расходы (штрафы, пени, неустойки).
Основой для составления плана себестоимости служит: план по производству, план по труду и заработной плате, план материально-технического снабжения.
Материалы. Элемент себестоимости «Материалы» включает в себя затраты по всем видам основных и вспомогательных материалов, необходимых для нормального функционирования процесса на горном предприятии.
Расчет потребного количества материалов производится на основе установленных плановых объемов работ и норм расхода материалов. Для определения нужного количества материалов используются паспорта крепления горных выработок, паспорта буровзрывных работ, а также схемы горных работ, на которые нанесена расстановка оборудования, размечены кабельные, вентиляционные и водопроводные сети. При расчетах учитывают повторное использование возможно большего количества материалов.
Топливо. Потребность в топливе на производственно-технические нужды определяется по каждому потребителю. Вначале определяют потребность в тепле, а затем, исходя из теплоты сгорания данного вида топлива, — в количестве.
Электроэнергия. Затраты на электроэнергию определяют по двух-ставочному тарифу: основная плата — за установленную мощность, трансформаторов и высоковольтных двигателей, дополнительная — за потребленную электроэнергию, учтенную счетчиком. В себестоимости учитывается стоимость электроэнергии, получаемой со стороны для технических целей и освещения промышленных зданий и сооружений (кроме освещения зданий жилищно-коммунального и культурно-просветительного назначений, числящихся на балансе предприятия). Здесь же учитывают затраты на содержание линий электропередач, кроме расходов по содержанию понизительных подстанций и понизительных электрических сетей.
Заработная плата. В элемент себестоимости «Заработная плата» входят следующие затраты: прямая заработная плата, премии, выплачиваемые рабочим за выполнение плановых показателей, доплаты за руководство бригадами и за работу в ночное время, доплаты до среднего заработка рабочим, переведенным на нижеоплачиваемые работы (по состоянию здоровья, резерв на оплату отпусков и единовременное вознаграждение за выслугу лет и т.д.
Затраты по этому элементу определяют путем исключения из утвержденного предприятию общего планового фонда заработной платы (с учетом стоимости бесплатного отпуска топлива рабочим и служащим) — фонда заработной платы персонала непромышленной группы, а также фонда заработной платы, расходуемого на оказание услуг капитальному строительству, капитальному ремонту и другим организациям. Резерв единовременного вознаграждения за выслугу лет, а также резерв на оплату отпусков трудящимся рассчитывают с учетом выплат премий из фонда материального поощрения.
Премии, выплаченные из фонда материального поощрения за счет прибыли, в данный элемент себестоимости не входят.
Амортизация. По элементу себестоимости «Амортизация» планируются амортизационные отчисления только по основным производственным фондам в соответствии с нормами амортизации. Расчет амортизационных отчислений производится раздельно: для реновации и для проведения капитальных ремонтов.
Начисления на заработную плату. По данному элементу планируются отчисления на социальное страхование в установленном размере от фонда заработной платы с учетом премий и единовременных пособий, выплачиваемых трудящимся из фонда материального поощрения.
Прочие денежные расходы. По этому элементу учитывают довольно широкий круг затрат горного предприятия. В пределах сметы планируют командировочные расходы, подъемные, канцелярские, почтовые, телефонные и телеграфные расходы. Здесь учитывают затраты, связанные с испытанием канатов, оплату анализов воздуха, угля, воды, услуги погрузочно-транспортного управления, расходы по наладочным работам. Кроме того, к прочим денежным расходам относятся:
- расходы по натур.выдачам;
- услуги центральных электромеханических мастерских и ремонтных заводов;
- услуги автомобильного и другого транспорта;
- содержание горноспасательных частей, вооруженной вахтерской и пожарной охраны;
- расходы по подготовке кадров;
- регресные иски;
- расходы по геологоразведочным, топографическим и маркшейдерским работам;
- стоимость покупной воды;
- различные сборы и отчисления;
- содержание столовых;
- затраты на медицинские и санитарные мероприятия и.т.д..
Внепроизводственные расходы. Сумма затрат по этому элементу устанавливается комбинатом по следующим статьям:
- транспортные расходы по вывозке угля до станции отправления;
- расходы по содержанию комбината;
- отчисления на научно-исследовательские работы;
- отчисления в фонд премирования рабочих и инженерно-технических работников за создание и внедрение новой техники;
Величина и темпы изменения себестоимости единицы продукции на промышленном предприятии зависит от изменения материально-технических и социально-экономических условий конкретного производства.
Среди всех факторов (причин) производства, обусловливающих уровень и темпы изменения себестоимости единицы продукции, важнейшее значение принадлежит факторам — техника, техническая оснащенность производства, т. е. уровень развития техники и степень ее использования.
Не комплексная механизация производства, не равнопрочность и ненадежность узлов и деталей машин и оборудования обусловливают низкую степень использования производственных мощностей и фондов горных предприятий и, как следствие, слишком большие затраты на единицу продукции.
Существенное влияние оказывают также уровень организации горных работ, квалификация и опытность рабочих и руководящих работников.
Калькуляция себестоимости продукции ЦОФ “Карагандинская” сведена в таблицу 1.6
Цена является важнейшим фактором, определяющим финансовые результаты деятельности организации. Рассмотрим механизм ее формирования по составу включаемых затрат [32].
Себестоимость продукции включает:

S = M + A + U (1.19)

где М - материалы;
А — амортизация;
U - оплата труда.
Оптовая цена получается путем добавления к себестоимости Р – прибыли:
С = S + Р (1.20)
Обозначим через K авансированный капитал (суммы актива по балансу).
Тогда рентабельность по отношению к авансированному капиталу находится из выражения:

Rк=P/K (1.21)

Отпускная цена предприятия Z, получается путем добавления к С — оптовой цене предприятия НДС и других косвенных налогов, суммарную величину которых обозначим через H

Z = C + H (1.22)

За пределами предприятия-производителя формируются отпускные цены посредников, оптовых и розничных торговых организаций, включающих соответственно снабженческо-сбытовую надбавку посредников, оптовую надбавку оптовых торговых организаций и розничную торговую надбавку. Величина торговых надбавок регулируется местными органами администрации. В рыночной экономике используются две системы цен: регулируемые и свободные (договорные или равновесные). Регулируемые цены в основном применяются в отраслях с естественной монополией и в некоторых других. Переход к свободному ценообразованию в условиях казахстанской экономики сопровождается значительными инфляционными явлениями, которые необходимо учитывать при планировании, анализе и оценке финансовых результатов деятельности организаций.
Инфляция представляет собой процесс снижения покупательной способности денег в результате роста цен.
Небольшая инфляция считается допустимой и даже полезной, потому что способствует росту активности владельцев денег, побуждая вкладывать их в прибыльные мероприятия, поскольку деньги, находящиеся без движения, теряют в цене.
Однако высокая инфляция отрицательно влияет на весь воспроизводственный процесс и является основным дестабилизирующим фактором развития производства и устойчивости финансового положения предприятий.
Инфляция обесценивает все доходы и поступления предприятия. Малейшая отсрочка платежей ведет к тому, что предприятие получает лишь часть причитающегося дохода [32].
Инфляция ведет к неоправданному росту потребности предприятия в оборотных средствах, потому что затраты предприятия на сырье и материалы, заработную плату, амортизацию и прочие элементы, учитываемые в себестоимости продукции по ценам предыдущего периода, не возмещают суммы реальных расходов предприятия в текущем периоде. Инфляция искажает реальную стоимость капитала предприятия, его активов и обязательств.
Стремясь сохранить реальный уровень оплаты труда, предприятия увеличивают фонды потребления в ущерб фондам накопления и развития. Однако выдвижение на первый план тактических задач управления наносит вред стратегическим целям и интересам предприятия, ведет к развитию феномена «затухания» инвестиционной активности предприятий. Высокая инфляция затрудняет процесс не только расширенного, , но и простого воспроизводства капитала предприятия. Производство свертывается, предприятия оказываются на грани выживания. Основные средства предприятий (здания, сооружения, машины и оборудование), а также производственные запасы (сырье и материалы, малоценные предметы и т.п.) приобретались в предшествующие периоды, когда покупательная способность денег была выше. Перенос стоимости этих активов на готовый продукт (амортизация и текущие затраты на производство) осуществляется в текущем периоде, т.е. запаздывает во времени, и, таким образом, в заведомо заниженной стоимости. Чем продолжительней период операционного цикла (длительность производственного цикла), тем ниже перенесенная стоимость, тем «худее» источник накоплений предприятия на финансирование развития производства (инвестиций) за счет амортизации. Наряду с этим текущие затраты и амортизация основных средств, исчисленные в оценке по более высокой покупательной способности, для определения финансовых результатов вычитаются из поступлений (выручки от реализации) за текущий период, оцениваемых по более низкой покупательной способности денег. Результатом этого является завышение финансовых результатов деятельности, увеличение налогооблагаемой прибыли, и следовательно, увеличение уплачиваемых налогов и, опять же, уменьшение источников финансирования развития производства.
Чтобы снизить воздействие инфляции на финансовые результаты деятельности предприятия, необходимо своевременно контролировать уровень рентабельности, закладываемой в расчетную цену изделия.
Общая формула рентабельности продаж равна

 (1.23)

где r — рентабельность продаж, %;
P- прибыль от реализации продукции (работ, услуг), тыс. тенге;
S — затраты на производство реализованной продукции (работ услуг), тыс. тенге.
Чтобы оценить величину рентабельности, закладываемую в цену изделия, необходимо исходную формулу преобразовать. Выручка от реализации продукции N может быть разложена по элементам стоимости

N = S + P (1.24)

или

N = M + U + A + P

где M — затраты сырья, материалов, покупных изделий и полуфабрикатов;
U — расходы на оплату труда с начислениями на социальные нужды;
A — амортизация основных средств;
P — прибыль от реализации.
Реальная величина притока чистых денежных средств на предприятии меньше общей выручки от продаж на величину налога на добавленную стоимость, налога на прибыль, суммы уплаченных экономических санкций и других платежей, уплачиваемых из прибыли, остающейся в распоряжении предприятия. Поэтому чистая выручка (доход) предприятия составит величину N

N = M + (1 – НДС) (U + A) + (1 – НДС - НП)Р – Ш (1.25)

где НДС - ставка НДС;
НП — ставка налога на прибыль;
Ш— штрафы и прочие выплаты, относимые на прибыль, остающуюся в распоряжении предприятия,
Можно предположить, что материальные затраты и расходы на оплату труда растут в равной пропорции с коэффициентом Kz

Kz=(1+i)t (1.26)

где i- % инфляции за месяц;
t — число месяцев.
Тогда минимальная прибыль, которую необходимо заложить для простого воспроизводства, определяется из равенства

N = (1+i)t (M+U) (1.27)

и составит
 (1.28)

Сделав необходимые преобразования в числителе формулы, можно записать окончательную формулу для расчетной рентабельности

Р (1.29)

где все условные обозначения соответствуют принятым ранее.
Если предположить, что Ш = 0 и что амортизационные начисления намного меньше, чем затраты на материалы и оплату труда, формула упрощается:

Р (1.30)

Из нее видно, что при ставке НДС 20%, при ставке налога на прибыль 35 % (НП =0,35) действие инфляции усиливается в 2,22 раза —(1/0.45)=2,22 [32].
Чем выше ставки налога, тем сильнее действие инфляции, поэтому государство, собирая высокие налоги, инициирует инфляцию.
При отсутствии инфляции (i= 0) длительность производственного цикла (значение t) не влияет на уровень рентабельности и последняя полностью определяется структурой затрат на производство. Если производство материалоемкое, то уровень рентабельности понижается. Если; же производство трудоемкое, то уровень рентабельности для простого воспроизводства при существующих ставках стремится к своей максимальной величине.
Наличие инфляции требует корректировки всех расчетов с учетом первого слагаемого в числителе формулы, т.е. на величину (1 + i)t - 1.
В таблице 1.7 приводятся результаты расчета уровня рентабельности для различных сочетаний трудоемкости, материалоемкости, процента инфляции и длительности производственного цикла [32].
В связи с тем, что отпускная цена продукции на ЦОФ Карагандинская является коммерческой тайной, был применен метод расчета цены по минимальному значению рентабельности в современных условиях.

Таблица 1.7 Влияние на рентабельность изменений в уровне материальных и трудовых затрат при малых значениях амортизационных начислений (i =0; НДС = 0,20; НП = 0,35).
Удельный вес материальных затрат | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9
Удельный вес трудовых затрат | 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.3 | 0.2 | 0.1
Рентабельность в % | 49.3 | 43.8 | 38.4 | 32.9 | 27.4 | 21.9 | 16.4 | 10.9 | 5.5

Для расчета рентабельности приняты следующие условия: i=0 (т.к. определяется минимальный уровень рентабельности без учета инфляции), НДС = 0.2 и НП=0.3. Кроме того, на основании таблицы 2.6 был определен удельный вес трудовых затрат – 0.3 и соответственно удельный вес материальных затрат – 0.7.
Подставляя исходные данные из таблицы 2.6 в формулу (2.30*) получим значение рентабельности 0.12 (12%).

В дальнейших расчетах, учитывая незначительную инфляцию в настоящее время, можно принять уровень рентабельности равный 15%. На основании таблицы 1.2 , определено среднее значение выхода концентрата равное 56.04 %. В случае использования полученного уравнения регрессии максимально возможный выход концентрата составляет 65.07%. Т.е. в этом случае можно дополнительно получить 9.03% выхода концентрата. Отсюда следует, что прибыль предприятия будет зависеть от количества переработанного сырья. Как известно, максимальная производительность ЦОФ «Карагандинская» составляет 3200 тыс. т рядового угля, однако в настоящее время фабрика работает не на полную мощность. Тогда для расчета экономической эффективности были взяты следующие параметры:
-	себестоимость на одну тонну переработки – 213.8 тенге;
-	рентабельность производства 15%;
-	мощность фабрики от 500 до 3500 тыс. т.
-	выход концентрата составляет 65.07% против 56.04%
Используя программу Excel были сделаны необходимые расчеты, результаты которых сведены в таблицу 1.9. И на основании этих данных построена зависимость прибыли ЦОФ “Карагандинская” от выхода концентрата, которая показана на рис. 1.8.
В результате расчетов была определена себестоимость на 1 т переработки на ЦОФ “Карагандинская”, равная 213.8 тенге; минимальный уровень рентабельности на ЦОФ “Карагандинская” должен быть не менее 12 %; дополнительная прибыль от увеличения выхода концентрата, при рентабельности в 15 %, может составить от 575.65 до 9266.94 тыс. тенге в зависимости от количества перерабатываемого угля фабрикой.

2 Анализ использования сырьевых ресурсов и пути их улучшения в производстве готовой продукции (на примере ЦОФ “Карагандинская“)

2.1 Состояние и анализ показателей отработки пластов и поставки углей на ЦОФ “ Карагандинская “

Решение проблемы повышения качества угольной продукции связывают с изучением характера и степени влияния горно-геологических и горнотехнических факторов на формирование основных показателей качества угольной продукции и разработкой комплекса мероприятий, направленных на нейтрализацию их негативного влияния. Одной из важнейших частей всей системы управления качеством угольной продукции в процессе ее производства и потребления, можно назвать определение порядка и направления развития горных работ на шахтах [1]. Эта подсистема предусматривает глубокий и всесторонний анализ закономерностей формирования качества продукции и конечных результатов ее реализации. Основными процессами, формирующими этот показатель, являются очистные работы, работы по проведению и ремонту горных выработок, транспортированию горной массы.
Разнообразнейшая специфика горно-геологических условий залегания пластов не только в пределах шахтного поля, но и на каком-то его участке определяет схему вскрытия и подготовки, топологию сети горных выработок, а тектоника и раскрой шахтопластов, применяемые типы механизированных комплексов, схемы доставки полезного ископаемого и т.д. Все это определяет для каждой шахты присущую только ей инфраструктуру.
Отсюда вытекают и специфические черты воспроизводства очистного фронта угледобывающего предприятия:
• непрерывность процесса воспроизводства;
• значительное влияние на эффективность процесса воспроизводства горно-геологических условий разрабатываемых пластов и, как следствие, неравномерность протекания их во времени;
• на своевременность подготовки очистной линии оказывает влияние пространственно-планировочное расположение забоев. Изменение пространственного взаиморасположения очистных и подготовительных забоев приводит к изменению конфигурации сети горных выработок и, правило, временных параметров отработки и подготовки, определяющих качество восстановления очистной линии;
• для поддержания очистного фронта на уровне, обеспечивающем плановое задание предприятия, необходимо постоянно воспроизводить определенную совокупность подготовительных выработок, а также сопутствующие подготовке монтажные работы и работы по предварительной дегазации пластов;
• необходимость научного обоснования соответствия сроков отработки и подготовки комплексно-механизированного забоя при переходе из отработанного выемочного столба во вновь подготовленный;
• учет пропускной способности и возможности отдельных звеньев шахты по условиям транспорта, вентиляции, нормативов золы и серы при подготовке нового выемочного столба;
• линия очистного фронта считается подготовленной после окончания всех сопутствующих проведению выработок работ, а также монтажа выемочно-доставочно-транспортного оборудования, расположенного в участковых выемочных выработках и, при необходимости, осуществления предварительной дегазации пласта;
• сложность шахты и ее подсистем характеризуется их способностью к развитию во времени и пространстве, что ведет к изменению горно-геологических, горнотехнических и экономических условий ее функционирования;
• постоянное развитие элементов воспроизводства требует согласованности и сбалансированности всего процесса во времени в течение этого периода. Эффективность воспроизводства очистного фронта прежде всего зависит от научной обоснованности и качества планирования этого процесса;
• развитие элементов воспроизводства во времени требует увязки в единый комплекс выбор технологических схем и параметров очистных и подготовительных работ, транспортно-технологических схем доставки и монтажа механизированного комплекса, а также схем предварительной дегазации.
Процесс воспроизводства очистного фронта следует рассматривать по его основным технологическим стадиям:
• разработка календарных планов развития горных работ в проектах новых горизонтов и шахт;
• привязка и корректировка календарного плана к конкретным условиям в годовой программе развития шахты;
• в оперативное управление в процессе реализации скорректированного календарного плана при воспроизводстве очистного фронта на угледобывающих предприятиях.
Календарные планы развития горных работ являются важнейшим разделом годовой программы действующих предприятий. При их разработке учитывается группирование пластов, их раскрой на столбы, очередность отработки и т.д. Однако недостаточность, недостоверность исходных данных на момент их составления и отсутствие связи с обогатительной фабрикой приводит к значительным погрешностям при их реализации .
Существующая постановка задач календарного планирования в проектах, как правило, детерминированная и статическая, вследствие неопределенности горно-геологических условий на момент проектирования и отсутствия достоверного прогноза развития техники и технологии горного производства. Проектировщик, опираясь на свой инженерный опыт, рассчитывает последовательность отработки пластов с учетом их подработки и надработки и производит раскрой шахтопластов на выемочные поля вручную, после чего он непосредственно переходит к установлению очередности их отработки, т.е. упорядочению ввода и выбытия очистных забоев.
Установление очередности отработки выемочных полей производится путем перебора их суммарных запасов, исходя из уровня планового объема добычи и требования равномерности отработки запасов шахтопластов. Получаемые при этом средние значения зольности становятся нормативами, при условии, что они не перекрывают предельное значение по обогащению угля на предприятиях бассейна. Те выемочные поля, которые вошли в набор, обеспечивающий плановый объем добычи, соотносятся по годам эксплуатации горизонта и сводятся в таблицу. И так продолжается до окончания распределения всех запасов всех выемочных столбов шахтопластов, причем окончательные данные предыдущей таблицы служат исходными для настоящей. Таким образом, раскрой шахтопластов и календарные сроки эксплуатации комплексно-механизированных забоев определяют исходные объемы очистных, подготовительных и сопутствующих им при подготовке работ и служат основой для построения календарного плана.
Разработанный в проекте календарный план является неизменным, а должен корректироваться в процессе отработки запасов.
Вызвано это тем, что по мере проведения выработок уточняются геологические условия и элементы залегания пластов и, как правило, заново определяется их мелкоамплитудная тектоника, которые требуют корректировки проектных перспективных планов развития горных работ. Возможность корректировки, с необходимой степенью детализации, должна быть заложена в годовую программу развития шахты, что позволит установить наиболее целесообразную и экономически выгодную очередность отработки выемочных столбов.
Календарные планы развития горных работ, как в проекте шахты, так и в годовой программе действующего предприятия, вытекают один из другого и не имеют принципиальных отличий. Если в первом из них устанавливается экономически целесообразная и упорядоченная очередность отработки как пластов, так и выемочных полей, то для действующих шахт, процесс значительно упрощается при разработке годовой программы , но дополнительно определяются технические, технологические и организационные ограничения.
Процесс оперативного управления при реализации календарного годовой программы развития шахты требует координации во времени темпов подвигания очистных забоев, проведения подготовительных выработок, а также других сопутствующих подготовке работ, с учетом экономических потерь от преждевременной и несвоевременной подготовки новых комплексно-механизированных забоев.
Сложившаяся к настоящему времени процедура разработки годовой программы развития горных работ на действующих шахтах сводится к определению очередности отработки и подготовки очистной линии по каждому пласту. Отраслевые методические указания [2] регламентируют круг лиц и задачи, стоящие перед ними по составлению и утверждению планов. Заданными считаются последовательность отработки пластов, заложенная в проекте шахты в календарном плане, и утвержденное задание по добыче угля.
Распределение добычи между очистными забоями в основном сводится к их взаимоувязке при определении очередности отработки выемочных полей простым подбором путем суммирования суточных, месячных и годовых нагрузок по лавам и проверки не превышения заказа, с учетом резервов и свободной реализации части продукции. Очередность отработки выемочных полей проверяется также на условие не превышения средневзвешенной по добыче плановой зольности, а также по условиям проветривания и пропускной способности участковых и магистральных выработок от забоя до ствола. Проверяется также условие равномерности отработки запасов шахтопластов по их долевому участию в общей добыче.
На основании разработанной очередности переходов каждого очистного забоя из отработанного во вновь подготавливаемый, составляется для каждого из комплексно-механизированных забоев график ввода и выбытия, при этом даты окончания работ в отдельных выемочных полях определяются исходя из их линейных размеров и расчетных суточных подвиганий. Имея какую-то временную точку привязки, и определив продолжительность отработки столба, устанавливают дату его окончания и т.д. Эти даты затем используются в годовой программе развития горных работ в качестве плановых, где графически отображаются все переходы очистных забоев.
Следует отметить, что при планировании как очистных, так и горнопроходческих работ, возможны отклонения от утвержденной годовой программы вследствие нарушенности пласта, встречи зон ПГД и т.д., которые требуют корректировки годовой программы развития шахты. Однако осуществить это практически невозможно, вследствие чего сроки подготовки очистного фронта, как правило, не выдерживаются, годовая программа превращается в набор таблиц и возникают перерывы в ведении очистных работ [3]. Следует отметить, что все технологические решения принимаются в одном варианте без рассмотрения возможных альтернатив и их экономического обоснования. Технико-экономические показатели годовой программы рассчитываются тогда, когда все технологические решения уже приняты.
Существующие методы разработки годовой программы развития горных работ на шахте имеют следующие недостатки:
• не учитывается надежность элементов подсистем воспроизводства и динамика протекания процессов очистной выемки, также как подготовки новых лав;
• не производится анализ и не учитываются экономические последствия принимаемых решений по воспроизводству очистной линии;
• отсутствует увязка объемов работ по подготовке очистной линии с материальными ресурсами, вследствие чего возможность маневра с последующими ограничена;
• отсутствие экономически обоснованного критерия оценки эффективности разработки и реализации планов воспроизводства очистного фронта на шахтах;
• отсутствие формального описания процессов воспроизводства очистного фронта.
Возникла настоятельная необходимость в синтезе годовой программы развития шахты с последующей автоматизацией разработки календарных планов развития горных работ и их коррекции и процесса переработки полученной продукции на ОФ.
Для решения проблемы, связанной с построением системы управления развития шахты и обогатительной фабрики представляется весьма целесообразным и актуальным выбрать в качестве объекта исследования конкретную шахту или группу шахт и обогатительную фабрику, на пример которых рассмотреть взаимосвязь горных работ и качества переработки угля.
Ухудшение горно-геологических условий, включение в шихту углей нижних пластов К4-К1, А5-А7, а также отгрузка углей на ОФ в виде горной массы привело к значительному увеличению зольности рядовых углей, обогащенных в обогатительных фабриках и обогатительных установках.
В Карагандинском бассейне, добываются в основном угли марок КЖ, К ОК, ОС, Д и ДГ подземным и открытым способом. Угли подземной добычи обладают хорошими технологическими свойствами , однако использование и для производства доменного кокса без предварительного обогащения невозможно из-за высокой зольности.
Наиболее ценными являются угли марок К и КЖ. Добытый объем полностью перерабатывается на фабриках ,что позволяет включить в процесс угли марки ОС, а угли марок К, КО обогащаются частично и значительная их часть направляется для целей энергетики.
Товарной продукцией обогатительных фабрик и установок являются концентраты для целей коксования и энергетики, промпродукт, отсевы, шламы.
В настоящее время существуют следующие формы организации комплекса шахта - обогатительная фабрика:
а) группа шахт - обогатительная фабрика;
б) одна шахта - обогатительная фабрика.
Во всех случаях качество рядового угля , поступающего на обогащение зависит от качества угля, добываемого в отдельных забоях или на отдельных шахтах. Поэтому, вопрос о том, как в настоящее время учитывается качество угля при планировании развития горных работ на шахте, достаточно рассмотреть на примере какой-либо одной формы организации комплекса.
Обработка показателей добычи и отгрузки углей с шахт, связанных поставками на ЦОФ "Карагандинская" за период 1996-1999 годы, содержащиеся в годовых отчетах по форме 25-тп, учетниках производственно-хозяйственной деятельности, позволили установить основные показатели добычи и отгрузки углей на ЦОФ "Карагандинская" .
За исследуемый период на ЦОФ "Карагандинская" отгружались угли марок К и КЖ. Общий объем поставок углей обеих марок не превышает производственной мощности фабрики, равной 3200 тыс. тонн в год.

2.2 Технология и показатели переработки углей на ЦОФ “Карагандинская”

В карагандинском бассейне находится в эксплуатации обогатительные фабрики и установки, обогащающие угли марок КЖ, К, ОС, Д, ДГ для целей коксования и энергетики.
В бассейне применяются прогрессивные методы обогащения угля: тяжелые среды, отсадка, флотация. На обогатительных фабриках применяется раздельное обогащение крупного и мелкого угля, обогащение угля в неклассифицированном виде и обогащение крупного угля с выделением при этом необогащенного и частично обогащенного отсева.
Обогатительные фабрики и установки Карагандинского угольного бассейна работают по замкнутому циклу водоснабжения через наружные шламовые отстойники и сбросов за пределы этих отстойников не имеют. На фабриках применяются различные водошламовые схемы.
Флотационные отделения фабрик оснащены в основном высокопроизводительными флотационными машинами типа МФУ-2-63, МФУ-12, МФУ6-6.
Основная часть угля в карагандинском угольном бассейне обогащается методом отсадки и в тяжелых средах.
ЦОФ "Карагандинская" является старейшей фабрикой в бассейне. Фабрика была сдана в эксплуатацию в 1936 году. Методы обогащения : отсадка и флотация.
Особенностью технологической схемы ЦОФ "Карагандинская " является обогащение неклассифицированного угля на отсадочных машинах ОМ-18 и флотацией с получением четырех товарных продуктов : концентрата для коксования, крупного концентрата, промпродукта и отходов.
Зольность основных продуктов обогащения колеблется в незначительных пределах и остается практически на одном и том же уровне.
Ухудшение показателей переработки угля на обогатительной фабрике и шахтах, поставляющих уголь на переработку, дает предпосылки для дальнейшего исследования с целью определения параметров оптимального функционирования комплекса шахта или группа шахт обогатительная фабрика.

2.3 Анализ исследований, направленных на совершенствование развития горных работ, повышение качества перерабатываемых углей

В схеме шахта - обогатительная фабрика рядовой уголь выступает как сырье, в результате переработки которого образуется конечный продукт угольной отрасли. И для оптимизации качества углей, направляемых на обогащение , необходимо определить какие мероприятия по снижению или усреднению зольности добываемого угля целесообразно осуществить непосредственно на шахте до передачи угля на обогатительные фабрики Решение этой задачи в огромной степени зависит от правильного выбора и оценки перспективы направления развития горных работ, которое должно обеспечивать систематическое возобновление очистного фронта с целью достижения заданных объемов добычи угля необходимого качества и марочного состава.
Первыми исследованиями по оперативному управлению горными работами на шахте были исследования, предпринятые в МГИ под руководством А.С. Бурчакова [4,5,6]. В серии этих работ использовались различные модификации сетевых методов с оптимизацией во времени, трудовым ресурсам и стоимости.
Вопросам распределения месячной добычи между очистными забоями шахты посвящены исследования О.И. Ниязова [7]. Критерием оптимальности в рассматриваемой постановке задачи является минимум общешахтных затрат. В ограничениях модели учитывается пропускная способность технологических звеньев шахты, а так же выполнение требования по качеству угля.
Разработка и совершенствование методов календарного планирования развития горных работ велись в ведущих институтах СНГ, таких как МГИ, ИГД им. А.А. Скочинского, ДонУГИ, ВНИИУголь, Центрогипрошахт, ЦНИЭИуголь, ИЭПАН УССР, ДГИ, КарПТИ, ИГД СО АН СССР и др. Исследователями, внесшими значительный вклад в решение перечисленных задач были П. В. Авдулов, Н.И. Иванов, К.Н. Адилов, Э.И. Гойзман, А.В. Стариков, В.М. Еремеев, Е.И. Рогов, В.Н. Вылегжанин и др.
В работе С.Д. Качармина [8] процесс очередности отработки запасов рассматривается как дискретный многошаговый, причем на каждом из них осуществляется выбор нового выемочного поля взамен отработанного, с учетом возможности его подготовки и окончательной отработки запасов в старой лаве. Здесь же учитывается наличие трудовых и материальных ресурсов для горнопроходческих работ, возможность выполнения планового объема добычи по шахте и пропускных способностей транспортных звеньев. Критерием оптимальности служит минимум суммарной прибыли по шахте за период отработки столба.
Значителен и весом вклад в разработку методов оптимального воспроизводства очистного фронта на угольных шахтах чл.-корр. АН Республики Казахстан К.Н. Адилова. В работах [9,10] для условий Карагандинского бассейна им разработаны методы расчета календарных планов воспроизводства очистного фронта с учетом оптимального резерва времени на подготовку очистных забоев. Особенно весом вклад К. Н. Адилова в создание методов расчета надежности технологических схем разработки угольных пластов, а также резервирования очистного фронта.
Представляет интерес работа А.М. Арабаджева [11], где предложена методика составления перспективного плана развития горных работ для шахт, разрабатывающих одиночные пласты. В работе задача перспективного планирования ставится как целесообразное распределение добычи угля между очистными забоями, т.е. отыскания такого их сочетания, которое обеспечило бы наиболее эффективную степень ведения горных работ.
Для описания экономико-математической модели и при ее реализации для выбора оптимального варианта календарного плана используется метод последовательного конструирования, анализа и отсеивания вариантов, разработанный В.С. Михальченко.
Перспективам повышения технического уровня горно-подготовительных работ на угольных шахтах посвящены работы [12,13].
Резниченко С.С. в работе [14] отмечает, что в настоящее время интенсивно развиваются методы оптимального планирования горных работ. В то же время разработка оптимального плана развития горных работ и его главных параметров важнейшее, но не единственное условие решения поставленной проблемы. Необходимо также создать условия, при которых предприятию в целом и отдельным его подразделениям было бы невыгодно отклоняться от найденного оптимального режима.
Наиболее тщательно вопрос планирования очистных работ в рамках производственной программы и использования ЭВМ разработан в ФРГ. Учитывая особенности горного производства, авторы опубликованной работы [15,16] Шик Д. и Клинген Б. четко формулируют задачу производственного планирования как максимальное исчерпание запасов месторождений, эффективное ведение очистных работ с учетом требований рынка и экономически выгодной разработки этих запасов. Результатом решения задачи на ЭВМ являются объем добычи, скорость подвигания очистных забоев и качество угля по отдельным очистным участкам.
Значительные исследования проведены в ЦНИЭИуголь по экономико-математическому обеспечению подсистемы оперативного управления производственным комплексом угольная шахта - ОФ в рамках ОАСУ –Уголь [17,18]. Кроме того, исследованиями, проведенными в ЦНИЭИуголь, установлено влияние качества угля на показатели работы обогатительной фабрики [19], однако отсутствуют положения о системе управления качеством угля на шахте, что является основной предпосылкой оптимального функционирования комплекса. В работе Квашиной Г.В. [20] разработана экономико-математическая модель формирования прибыли на шахте от реализации угольной продукции. Исходя из условий поставки и наличия на шахтах обогатительных установок, рассчитывается стоимость угля, отправляемого потребителю в рядовом виде (1 вариант) и стоимость продуктов обогащения (2 вариант), стоимость угля в рассортированном виде (3 вариант), стоимость угля при комбинации перечисленных вариантов. Рассмотренные варианты представляют функционально и структурно экономико-математическую модель реализационной стоимости удельной продукции по шахте.
Исходными материалами для расчетов являлись графики ввода и выбытия забоев в планируемом году, технические возможности того или иного звена, структурные колонки отрабатываемых пластов, планы горных работ, различные виды нормативов. Проведены довольно глубокие исследования , но область рассмотрения данного вопроса не охватывает комплекса шахта - обогатительная фабрика, когда обогатительная фабрика находится на отдельном балансе.
Анализ существующих разработок, как в области управления угледобывающими и углеперерабатывающими объектами, так и области управления качеством угля на шахте, путем оптимального планирования очистных работ показывают, что до настоящего времени теоретические и экспериментальные исследования сводятся в большинстве случаев к решению отдельных частных вопросов управления либо угольной шахтой, либо обогатительной фабрикой. Хотя уже имеются отдельные элементы системного подхода к проблеме, которые требуют своего дальнейшего развития.
В работе Мироновой Э.И. [21] исследованы и разработаны методы определения оптимальных заданий по объемам добычи из очистных забоев шахты с учетом результатов обогащения угля. В работе сформулированы две экономико-математические модели управления очистными работами на шахте с учетом результатов обогащения угля для совместного управления шахтой и обогатительной фабрикой и для раздельного управления. В результате решения задачи определяются месячные нагрузки на очистные забои шахт, поставляющих угли на обогатительную фабрику. Выбор оптимальных нагрузок на очистные забои шахты, при которых обеспечивается согласованное с обогатительной фабрикой плановое содержание золы и плановая прибыль комплекса шахта - обогатительная фабрика или прибыль каждого из этих объектов. Также в работе решена задача определения степени влияния от участия определенной группы пластов или отдельно взятого пласта в общей добыче шахты на результаты обогащения. С помощью корреляционного анализа найдены математические параметры и формы , отражающие наличие и конкретно выражение схоластической связи одного показателя с другим или группой других .
Оценивая горно-техническую литературу, посвященную решению проблемы воспроизводства очистного фронта и, как ее составную часть, календарное планирование развития горных работ, можно заключить, что эти исследования развивались в трех направлениях:
1) поставленные задачи решались методами экономико-математического моделирования;
2) для решения задач использовались методы сетевого планирования и теории графов;
3) работы с использованием имитационного моделирования, методами инженерной эвристики и другие, не относящиеся к первым двум направлениям.
Исходя из вышеизложенного можно сделать выводы:
1) на сегодня компьютеризированы и доведены до законченных программ в основном экономические задачи, выполняемые в процессе составления годовой программы ввода и выбытия забоев. Начальные этапы планирования и, прежде всего, формирование вариантов годового плана в проектах и на шахтах выполняются традиционно ручными методами;
2) большинству рассмотренных работ характерен некомплексный подход к построению календарного плана развития шахты, как основной задачи воспроизводства очистного фронта. Как правило, не учитываются ограничения обусловленные требованиями, предъявляемыми обогатительными фабриками к качеству угля , поступающего на обогащение;
3) отсутствует работоспособная и эффективная программа воспроизводства очистного фронта, которая связала бы воедино календарный план в проектах, годовую программу шахты и программу обогатительной фабрики по выходу продуктов обогащения. Реализация годовой программы обеспечила бы в процессе оперативного управления процессами воспроизводства, качественную подготовку новых очистных забоев;
4) следует отметить сложность и динамичность системы воспроизводства и ее подсистем с большой ценой ошибки планирования в развитии горных работ как при проектировании, так и в условиях действующих шахт. Практика планирования одновариантна и не отвечает современным требованиям компьютеризации этих работ. Предлагаемые методы календарного планирования в своем большинстве не учитывают динамику и случайный характер процессов воспроизводства очистной линии забоев;
5) отсутствует методика, учитывающая влияние на развитие горных работ шахт, которые поставляют свою продукцию на обогащение требований обогатительной фабрики к марочному и качественному составу шихты;
6) отсутствует методика определения оптимальных параметров работы угледобывающих шахт, обогатительной фабрики и подразделения по утилизации отходов углеобогащения как единого производственного комплекса.
Основное направление совершенствования методов календарного планирования развития горных работ в современных условиях связано с созданием экономико-математических моделей для построения календарных планов и прогноза их временных параметров. На основе которых может быть создана программа эффективного воспроизводства очистного фронта для угольных шахт с учетом ограничений , обусловленных требованиями предъявляемыми обогатительными фабриками к углю , поступающему на обогащение и оптимального функционирования всего комплекса в целом. Эта задача требует системного подхода и своего дальнейшего развития.

2.4 Основные направления комплексного повышения качества перерабатываемых углей на ЦОФ, цель, задачи, методы исследования

В качестве одного из основополагающих принципов реструктуризации угольной промышленности принято стремление к повышению конкурентоспособности угля и угольной продукции, главным образом посредством снижения производственных затрат и повышения качества продукции. Складывающиеся рыночные отношения в угольной отрасли, бывшей всегда на дотации государства, потребовали от угледобывающих и углеперерабатывающих предприятий принятия самостоятельных решений по повышению эффективности и рентабельности своего производства. Эффективность производства для этих предприятий, в первую очередь, определяются качеством и ценой конечного продукта. Обогатительные фабрики становятся основным связующим звеном между шахтами и потребителем.
Экономические показатели обогатительных фабрик во многом определяются требованиями потребителей, в то же время, обогатительная фабрика может удовлетворять требования потребителей только при наличии шихты заданного качества, поэтому для углеперерабатывающих предприятий вопрос качества весьма важен. Следовательно, в современных условиях необходима совместная работа обогатительной фабрики и угледобывающей шахты. Отсюда вытекает необходимость формализованного управления развитием горных работ на шахтах, поставляющих уголь на дальнейшую переработку, обеспечивающее высокое качество переработки углей с минимальными технологическими затратами.
Поэтому весьма актуальным становится вопрос повышения экономической эффективности работы угледобывающих и углеперерабатывающих предприятий на основе комплексной оптимизации процессов отработки пластов, переработки.
Для разработки и обоснования рекомендаций по совершенствованию горных работ и повышения качества шихты, поступающей на обогащение, с целью эффективности работы угледобывающего и углеперерабатывающего комплекса в целом необходимо решить следующие задачи:
• установить количественные и качественные взаимосвязи между параметрами поставляемых на обогатительную фабрику углей;
• определить наиболее рациональное соотношение марок угля в исходной шихте для получения максимального выхода продуктов обогащения заданного качества с учетом параметров ведения горных работ и переработки угля на обогатительной фабрике.
Для решения указанных задач необходимо использовать следующие методы:
• инженерного, экономического, системного и научного анализа;
• теории вероятности и математической статистики; о теории построения корреляционных моделей.
В основу постановки перечисленных задач положена идея обоснования возможности повышения экономической эффективности работы угледобывающих и углеперерабатывающих предприятий на основе совместной увязки процессов добычи и переработки угля в рыночных условиях хозяйствования.