gscienceMining Science and Technology (Russia)Горные науки и технологии2500-0632The National University of Science and Technology MISiIS (NUST MISIS)10.17073/2500-0632-2020-2-119-130gscience-228Research ArticleMINERAL RESOURCES EXPLOITATIONРАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХMarketable Product Quality Management in Conditions of Coal Mining at a Deposit of Complicated StructureУправление качеством товарной продукции в условиях отработки сложноструктурного угольного месторожденияАзевВ. А.AzevV. A.

Черногорск, респ. Хакасия

Chemogorsk, Khakassia

ПоповД. В.PopovD. V.

С. Кирба, респ. Хакасия

Kirba, Khakassia

СУЭК-Хакасия, ОООРоссияLLC SUEK-KhakassiaRussian FederationВосточно-Бейский разрез, ОООРоссияLLC Vostochno-Beisky Razrez (East Bei Colliery)Russian Federation20202807202052119130Copyright © Azev V.A., Popov D.V., 20202020Азев В.А., Попов Д.В.Azev V.A., Popov D.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mst.misis.ru/jour/article/view/228

Globalization of the energy feedstock market has led to the fact that, in recent decades, parameters of the thermal coal market significantly changed. Depletion of “rich” deposits implies development of new deposits of more complicated structure and characteristics. The paper proposes a new approach to managing quality of marketable products in the course of development of a coal deposit of complicated structure, which has demonstrated its effectiveness in the conditions of the Beisky deposit. The approach to managing quality of the marketable products is based on the concept of the relevance of improving the quality of technological processes and their differentiation according to the criterion of the maximum ratio of value and cost of the products. Typical solutions are proposed, and the results of implementation of the developed methodological approach to managing quality of the marketable products as exemplified by the Vostochno-Beisky open-pit coal mine are presented. Methods of analysis of technological factors governing the selection of parameters of the process operations were used, and the substantiation of the processes for preparation of blocks, excavation, transportation, storage and processing of products in conditions of open pit mining of a coal deposit having complicated structure was performed. The implementation of the developed technological solutions in the conditions of the Vostochno-Beisky open-pit coal mine allowed to obtain positive results, expressed in the growth of quality indicators of the marketable products by 4-6 %.

Глобализация мирового рынка энергетического сырья привела к тому, что в последние десятилетия существенно возросла динамика изменений параметров рынка энергетического угля. Истощение «богатых» месторождений полезных ископаемых предполагает освоение новых месторождений, имеющих более сложные структуру и характеристики. В статье предлагается новый подход к управлению качеством товарной продукции при отработке сложноструктурного угольного месторождения, показавший свою эффективность в условиях Бейского месторождения. В основе подхода к управлению качеством товарной продукции лежит идея о релевантности повышения качества технологических процессов и их дифференциации по критерию максимального соотношения ценности и себестоимости продукции. Предложены типовые решения и результаты реализации разработанного методического похода к управлению качеством товарной продукции на примере Восточно-Бейского угольного разреза. Применены методы анализа технологических факторов, влияющих на выбор параметров технологических операций, и обоснование процессов при подготовке блоков, экскавации, транспортировании, складировании и переработке продукции при открытом способе отработки сложноструктурного месторождения каменного угля. Реализация разработанных технологических решений в условиях Восточно-Бейского каменноугольного разреза позволила получить положительные результаты, выражающиеся в росте качественных показателей товарной продукции на 4–6 %.

качество продукцииуправление качеством товарной продукциисложноструктурное угольное месторождениекачество технологических процессовценность продукциисебестоимость продукцииproduct qualityproduct quality managementcoal deposit of complicated structurequality of technological processesproduct valueproduct costReferencesАрсентьев А. И., Холодняков Г. А. Проектирование горных работ при открытой разработке месторождений. М.: Недра; 1994. 336 с.Arsentyev A.I., Kholodnyakov G.A. Designing open pit mining. Moscow: Nedra Publ.; 1994. 336 p. (In Russ.).Ржевский B. B. Открытые горные работы. M.; 1985. 512 с.Rzhevsky B.B. Open pit mining. Moscow; 1985. 512 p. (In Russ.).Хохряков В.С. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. М.: Недра; 1982. 280 с.Khokhryakov V.S. Open pit mining. Moscow: Nedra Publ.; 1982. 280 p. (In Russ.).Мельников Н.В. Открытая разработка месторождений. Избр. труды. М.: Наука; 1985. 280 с.Melnikov N.V. Open pit mining. Selecta. Moscow: Nauka Publ.; 1985. 280 p. (In Russ.).Трубецкой К. Н., Потапов М. Г., Винницкий К. Е. и др. Открытые горные работы. Справочник. М.: Горное бюро; 1994. 590 с.Trubetskoy K.N., Potapov M.G., Vinnitsky K.E., et al. Open pit mining. Reference book. Moscow: Bureau of Mines Publ.; 1994. 590 p. (In Russ.).Каплунов Д. Р. Комплексное освоение рудных месторождений: проектирование и технология подземной разработки. М.: ИПКОН РАН; 1998. 383 с.Kaplunov D. R. Integrated development of ore deposits: design and methods of underground mining. Moscow: IPKON RAS Publ.; 1998. 383 p. (In Russ.).Гавришев С. Е. Организационно-технологические методы повышения надежности и эффективности работы карьера. Магнитогорск: МГТУ; 2002. 217 с.Gavrishev, S.E. Organizational and technological methods for improving reliability and efficiency ofan open pit operation. Magnitogorsk: MSTU Publ.; 2002. 217 p. (In Russ.).Rossi M. E., Deutsch C. V. Mineral resource estimation. Springer, Dordrecht; 2014. P. 1-332. DOI: 10.1007/978-1-4020-5717-5.Rossi M. E., Deutsch C. V. Mineral resource estimation. Springer, Dordrecht; 2014. P. 1-332. DOI: 10.1007/978-1-4020-5717-5.Goovaerts P. Geostatistics for natural resources evaluation. Technometrics. Oxford University Press. 1997:42.Goovaerts P. Geostatistics for natural resources evaluation. Technometrics. Oxford University Press. 1997:42.Галиев С. Ж. Оптимизация параметров горнотранспортных систем карьеров на основе имитационного моделирования. Дис. ... д-ра техн. наук. Алматы; 1997. 391 с.Galiev S.Zh. Optimization of open pit mining-transport system parameters using simulation technique. Doctoral thesis in Engineering Science. Almaty; 1997. 391 p. (In Russ.).Trubetskoy K. N., Zharikov I. F., Shenderov A. I. Improvement of cyclical-and-continuous system design in open pit mines. Gornyi Zhurnal. 2015;( 1):21—25.Trubetskoy K.N., Zharikov I.F., Shenderov A.I. Improvement of cyclical-and-continuous system design in open pit mines. Gornyi Zhurnal. 2015;(1):21-25. (In Russ.).Topp V., Soames L., Parham D., & Bloch H. Productivity in the mining industry: Measurement and interpretation. Productivity Commission, Government of Australia, Staff Working Papers; 2008.Topp V., Soames L., Parham D., & Bloch H. Productivity in the mining industry: Measurement and interpretation. Productivity Commission, Government of Australia, Staff Working Papers; 2008.White B., Seib, W., Isokangas T. Mine planning. In: R. J. Kininmonth, E. Y. Baafi (eds.). Australasian Coal Mining Practice. Monograph series No12. 3nd ed. Carlton, Vic: Australasian Institute of Mining and Metallurgy; 2009. P.137-161.White B., Seib, W., Isokangas T. Mine planning. In: R. J. Kininmonth, E. Y. Baafi (eds). Australasian Coal Mining Practice. Monograph series No12. 3nd ed. Carlton, Vic: Australasian Institute of Mining and Metallurgy; 2009. P.137-161.Drebenstedt C., Ritter R., Supru, V.I., Agafonov Y.G. Cyclical-And-continuous method and in-pit crushing operation experience in the world. Gornyi Zhurnal. 2015;(11):81-87. DOI: 10.17580/gzh.2015.11.17.Drebenstedt C., Ritter R., Supru, V.I., Agafonov Y.G. Cyclical-And-continuous method and in-pit crushing operation experience in the world. Gornyi Zhurnal. 2015;(11):81-87. DOI: 10.17580/gzh.2015.11.17.Fu Z., Asad M.W.A., Topal E. A new model for open-pit production and waste-dump scheduling. Engineering Optimization. 2019;51(4):718-732. DOI: 10.1080/0305215X.2018.1476501.Fu Z., Asad M.W.A., Topal E. A new model for open-pit production and waste-dump scheduling. Engineering Optimization. 2019;51(4):718-732. DOI: 10.1080/0305215X.2018.1476501.Coleman L. L. International Coal. 1998 ed. Washington, DC: National Mining Association; 1999.Coleman L. L. International Coal. 1998 ed. Washington, DC: National Mining Association; 1999.Ward Colin R. (ed.) Coal Geology and Coal Technology. Melbourne: Blackwell Scientific; 1984.Ward Colin R. (ed.) Coal Geology and Coal Technology. Melbourne: Blackwell Scientific; 1984.Mousavi A., Kozan E., Liu S. Q. Open-pit block sequencing optimization: A mathematical model and solution technique. Engineering Optimization. 2016;48(11): 1932-1950. DOI: 10.1080/0305215X.2016.1142080.Mousavi A., Kozan E., Liu S. Q. Open-pit block sequencing optimization: A mathematical model and solution technique. Engineering Optimization. 2016;48(11): 1932-1950. DOI: 10.1080/0305215X.2016.1142080.Eivazy H., Askari-Nasab H. A mixed integer linear programming model for short-term open pit mine production scheduling. Transactions of the Institutions of Mining and Metallurgy, Section A: Mining Technology. 2012;121 (2):97-108. DOI: 10.1179/1743286312Y.0000000006.Eivazy H., Askari-Nasab H. A mixed integer linear programming model for short-term open pit mine production scheduling. Transactions of the Institutions of Mining and Metallurgy, Section A: Mining Technology. 2012;121 (2):97-108. DOI: 10.1179/1743286312Y.0000000006.Галиев С. Ж. Автоматизированное корпоративное управление геотехнологическими комплексами на открытых разработках. Алматы; 2007. 234 с.Galiev S. Zh. Automated corporate management of geotechnological complexes in open-pit mining. Almaty; 2007. 234 p. (In Russ.).Matamoros M. E. V., Dimitrakopoulos R. Stochastic short-term mine production schedule accounting for fleet allocation, operational considerations and blending restrictions. European Journal of Operational Research. 2016;255(3):911-921. DOI: 10.1016/j.ejor.2016.05.050.Matamoros M. E. V., Dimitrakopoulos R. Stochastic short-term mine production schedule accounting for fleet allocation, operational considerations and blending restrictions. European Journal of Operational Research. 2016;255(3):911-921. DOI: 10.1016/j.ejor.2016.05.050.Katen K. P. Modern Mining Methods - Longwall, Shortwall. Elements of Practical Coal Mining. 2nd ed. Crickmer D. F., Zegeer D. A. (eds.) New York: Society of. Mining Engineers, American Institute of Mining and Metallurgy; 1982.Katen K. P. Modern Mining Methods - Longwall, Shortwall. Elements of Practical Coal Mining. 2nd ed. Crickmer D. F., Zegeer D. A. (eds.) New York: Society of. Mining Engineers, American Institute of Mining and Metallurgy; 1982.Яковлев В. Л., Азев В. А., Макаров А. М. Внутрипроизводственное планирование в условиях инновационного развития угледобывающего предприятия. Челябинск: АБРИС; 2019. 164 с.Yakovlev V. L., Azev V. A., Makarov A.M. Intra-production planning in the conditions of innovative development of a coal mining enterprise. Chelyabinsk: ABRIS Publ., 2019. 16 p. (In Russ.).Boland N., Dumitrescu I., Froyland G., Gleixner A. M. LP-based disaggregation approaches to solving the open pit mining production scheduling problem with block processing selectivity. Computers and Operations Research. 2009;36(4): 1064-1089. DOI: 10.1016/j.cor.2007.12.006.Boland N., Dumitrescu I., Froyland G., Gleixner A. M. LP-based disaggregation approaches to solving the open pit mining production scheduling problem with block processing selectivity. Computers and Operations Research. 2009;36(4): 1064-1089. DOI: 10.1016/j.cor.2007.12.006.Галкин В. А. Технологические основы проектирования и планирования грузопотоков на рудных карьерах с автомобильным транспортом. Дис. ... д-ра техн. наук. Магнитогорск; 1987. 290 с.Galkin V.A. Technological basis for design and planning of freight traffic at open pits using motor transport. Doctoral thesis in Engineering Science. Magnitogorsk; 1987. 290 p. (In Russ.).Истомин В. В. О методологических принципах открытых горных работ. Научные проблемы горного производства. М.: Изд-во МГГУ; 2000.Istomin V. V. About methodological principles of open pit mining. Scientific problems of mining. Moscow: MGGU Publishing House; 2000. (In Russ.).Shishvan M.S., Sattarvand J. Long term production planning of open pit mines by ant colony optimization. European Journal of Operational Research. 2015;240(3):825-836. DOI: 10.1016/j.ejor.2014.07.040.Shishvan M.S., Sattarvand J. Long term production planning of open pit mines by ant colony optimization. European Journal of Operational Research. 2015;240(3):825-836. DOI: 10.1016/j.ejor.2014.07.040.Budeba M. D., Joubert J. W., Webber-Youngman R., Shafiee S. Predicting the efficiency of a surface coal mine for competitiveness. International Journal of Mining, Reclamation and Environment. 2017;31(3):187-204. DOI: 10.1080/17480930.2015.1135669.Budeba M. D., Joubert J. W., Webber-Youngman R., Shafiee S. Predicting the efficiency of a surface coal mine for competitiveness. International Journal of Mining, Reclamation and Environment. 2017;31(3):187-204. DOI: 10.1080/17480930.2015.1135669.Abdel Sabour S.A., Dimitrakopoulos R. Incorporating geological and market uncertainties and operational flexibility into open pit mine design. Journal of Mining Science. 2011;47(2): 191-201. DOI: 10.1134/S1062739147020067.Abdel Sabour S. A., Dimitrakopoulos R. Incorporating geological and market uncertainties and operational flexibility into open pit mine design. Journal of Mining Science. 2011;47(2):191-201. DOI: 10.1134/S1062739147020067.Соколовский А. В. Методология проектирования технологического развития действующих карьеров. Дис. . д-ра техн. наук. Челябинск; 2009. 276 с.Sokolovsky A. V. Methodology for designing technological development of operating open pits. Doctoral thesis in Engineering Science. Chelyabinsk; 2009. 276 p. (in Russian).Шешко Е. Ф. Разработка полезных ископаемых открытым способом. М.: Углетехиздат; 1949. 347 с.Sheshko E. F. Open-pit mining of minerals. Moscow: Ugletekhizdat Publ.; 1949. 347 p. (In Russ.).Щадов М. И., Виницкий К. Е., Шаль P. P. Опыт совершенствования технологии и управления качеством угля в ПО «Экибастузуголь». Обзор. ЦНИЭИуголь. М.; 1985.Shchadov M. I., Vinitsky K. E., Shal’ P. P. Improving technological solutions and coal quality management in the EkibastuzugolProduction Concern. Overview. TsNIEIugol, Moscow; 1985. (In Russ.).Chatterje S., Sethi M.R., Asad M.W.A. Production phase and ultimate pit limit design under commodity price uncertainty. European Journal of Operational Research. 2016;248(2):658-667. DOI: 10.1016/j.ejor.2015.07.012.Chatterje S., Sethi M.R., Asad M.W.A. Production phase and ultimate pit limit design under commodity price uncertainty. European Journal of Operational Research. 2016;248(2):658-667. DOI: 10.1016/j.ejor.2015.07.012.Артемьев В. Б. Технологические и организационные механизмы эффективного функционирования угольной компании при комплексном освоении месторождений. Дис. ... д-ра техн. наук. М.; 2004. 259 с.Artemyev V. B. Technological and organizational mechanisms for effective functioning of a coal company in the course of integrated development of deposits. Doctoral thesis in Engineering Science. М., 2004, 259 p. (in Russian).Коваленко В. С., Артемьев В. Б., Опанасенко П. И., Исайченков А. Б. Технологические схемы проведения капитальных и разрезных траншей на угольных разрезах. М.; 2011. 408 с.Kovalenko V. S., Artemyev V. B., Opanasenko P. I., Isaichenkov A. B. Technological schemes for excavation of permanent and working trenches at coal mines. Мoscow; 2011. 408 p. (In Russ.).Виницкий К. Е., Шаль P. P. Управление качеством угля на разрезах ПО «Экибастузуголь». Обзор. ЦНИЭИуголь. М.; 1981.Vinitsky K. E., Shal’ P. P. Coal quality management at opencast mines of Ekibastuzugol’. Overview. TsNIEIugol, Moscow; 1981. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.