Содержание к диссертации
Введение 4
Глава 1. Трудоемкость очистных работ и технический прогресс в длинных забоях пологих угольных пластов 10
1.1. Анализ состояния разработки пологих пластов 10
1.2. Ретроспектива технологических и технических решений в длинном очистном забое 17
1.3. Выбор критерия оценки технологий ведения работ в очистном забое 35
1.4 Зарубежный опыт автоматизации механизированных комплексов по добыче угля 42
1.5. Формулировка цели, задач и выбор методов исследований 54
Выводы по главе 60
Глава 2. Ретроспективный анализ эффективности технических и технологических решений в длинных очистных забоях 62
2.1. Методические подходы к определению уровня механизации операций в длинном очистном забое... 62
2.2. Рост производительности труда на очистных работах по мере их механизации 68
2.3. Анализ изменения показателей работы очистного забоя с ростом уровня механизации операций 78
2.4. Состав операций технологического цикла выемки угля механизированными комплексами 85
Выводы по главе 89
Глава 3. Экономически рациональные соотношения трудоемкости основных и вспомогательных операций в очистных забоях 90
3.1. Рациональное соотношение трудоемкости основных и вспомогательных работ 90
3.2. Структура операций вспомогательных работ и рациональные условия использования автоматизированного комплекса в длинном очистном забое 98
3.3. Экономические условия перевода очистного комплекса на автоматическое управление 110
3.3.1. Экономические требования к технологии с автоматизированным комплексом 113
3.3.2. Экономические требования к технологии по условию оптимизации величины подвигания автоматизированного очистного забоя между двумя сервисными остановками 121
3.3.3. Экономические требования к технологии по условию применения автоматизированной системы управления комплексом 127
3.4 Пакет исходных экономико-технологических требований к технологии отработки пологих пластов автоматизированным комплексом 131
Выводы по главе 133
Заключение 135
Литература 138
Введение к работе
Актуальность исследования. В условиях развития рыночных отношений особую значимость для угледобывающих предприятий приобретает повышение их рентабельности и конкурентоспособности угольной продукции. Важнейшими факторами в решении этой проблемы являются всемерное снижение трудоемкости добычи угля и рост концентрации горных работ за счет увеличения нагрузки на лаву.
По уровню этих показателей угольная промышленность России существенно (в несколько раз) отстает от основных угледобывающих стран. Несмотря на достигнутое в результате реструктуризации в угольной отрасли существенное повышение нагрузки на комплексно-механизированный очистной забой (КМЗ) с 719 т/сут в 1993 г. до 1485 т/сут в 2001 г. [5] (более чем вдвое), производительность труда рабочего по добыче на шахтах за этот же период возросла всего на 4% - с 66,3 до 68,8 т/мес.
Такое положение обусловлено не только недостаточной концентрацией горных работ, но и, среди других факторов, существенными недостатками в организации труда в очистных забоях, в том числе отсутствием научно-обоснованного соотношения численности основных и вспомогательных рабочих.
Вместе с тем исследования и нормативно-методические разработки в области изыскания резервов повышения эффективности труда на шахтах в последние годы практически полностью свернуты. Указанные вопросы не получают должного освещения в горно-экономической литературе.
В настоящее время более 95% добычи угля на шахтах приходится на длинные очистные забои пологого и наклонного падения, оборудованные гидрофицированными механизированными комплексами с ручным управлением машин и механизмов. Эффективность использования этого высокопроизводительного оборудования в значительной мере зависит от своевременности и качества обслуживания техники. Перспективным направлением снижения трудоемкости очистных работ и повышения нагрузки на очистные забои является автоматизация управления механизированными комплексами.
Вместе с тем, до настоящего времени не разработаны научно-обоснованные методы оценки трудоемкости и соотношения численности на основных и вспомогательных работах в КМЗ как с ручным, так и с автоматизированным управлением.
Такая методика необходима, в первую очередь, при проектировании организации работ в высокомеханизированных забоях и выборе f-элементов технологии очистных работ, обеспечивающих максимальную ч ее эффективность при наименьших затратах труда. Второе направление J ее использования - обоснование эффективности решений о переводе механизированных комплексов в режим автоматического управления.
Все это свидетельствует об актуальности и значимости избранной -темы исследования для обеспечения эффективного и устойчивого использования высокопроизводительной горной техники в очистных забоях и на этой основе - снижения себестоимости добычи угля и повышения его конкурентоспособности.
Цель работы состоит в экономическом обосновании параметров и разработке методических рекомендаций по установлению рациональных соотношений трудоемкости основных и вспомогательных операций технологии отработки пологих пластов длинными очистными забоями с комплексно-механизированными и автоматизированными комплексами.
Связь работы с планами научно-исследовательских работ. Диссертационная работа выполнена в соответствии с отраслевым планом ЫИР в рамках исследований, проводимых ФГУП ННЦГП-ИГД им. А.А. Скочинского и ФГУП ЦНИЭИуголь в области социально-экономического развития угледобывающего производства и экономики труда.
Основная научная идея диссертационной работы заключается в установлении экономически рациональных соотношений трудоемкости основных и вспомогательных операций при выемке пологих угольных пластов механизированными комплексами с тем, чтобы потенциальные возможности комплексов использовались бы в полной мере.
Методы выполнения исследований. При подготовке диссертации использованы методы технико-экономического анализа,
хронометражных наблюдений за трудовыми процессами, математической статистики, экспертных и инженерных оценок. ф Объектами исследования являются комплексно механизированные забои угольных шахт. v : ,
Предметом исследования является трудоемкость основных и вспомогательных операций при работе механизированных комплексов на шахтах.
Основные научные положения, раскрывающие результаты выполненного исследования и выносимые на защиту, заключаются в следующем:
- обоснование параметров трудоемкости обслуживания и ремонта очистных механизированных комплексов при оптимальном соотношении численности рабочих на основных и вспомогательных операциях позволит существенно повысить эффективность использования высокопроизводительной горной техники и работы шахт в целом;
- граничные условия эффективности применения автоматического управления комплексами должны устанавливаться на базе анализа трудоемкости полного восстановления их работоспособности в горногеологических условиях работы (близких к паспортным) при усредненных показателях надежности;
- потенциальные возможности автоматизированного комплекса в снижении трудоемкости работ на выемочном участке угольной шахты определяются соответствием технических решений экономико- технологическим требованиям по всему диапазону элементов технологии, включая и вспомогательные.
Личный вклад автора заключается в разработке методических рекомендаций по установлению экономически рациональных соотношений трудоемкости основных и вспомогательных операций при работе механизированных комплексов на угольных шахтах, способствующих росту эффективности производства и повышению конкурентоспособности угольной продукции.
Научная новизна работы заключается в следующих положениях: обоснована необходимость установления рациональных соотношений трудоемкости основных и вспомогательных операций при работе механизированных и автоматизированных комплексов, обеспечивающих область максимально возможного снижения трудоемкости работ по выемочному участку в целом;
- предложен показатель критического уровня механизации операций технологического цикла в очистном забое и способ определения его величины, ниже которой нецелесообразен перевод механизированных комплексов на автоматическое управление;
- при определении трудоемкости полного восстановления работоспособности комплекса предложено учитывать не только штатные операции сервиса, но и ликвидацию усредненного числа отказов, что способствует повышению эффективности использования механизированных комплексов;
- разработан пакет экономико-технологических требований к созданию автоматизированных комплексов, определяющий степень соответствия технических решений по элементам технологии потенциальным возможностям автоматизированного комплекса в снижении трудоемкости работ на выемочном участке шахты.
Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается анализом отечественного и зарубежного опыта и нормативных документов в области трудоемкости основных и вспомогательных операций обслуживания и ремонта при отработке пологих пластов длинными очистными забоями с автоматизированными комплексами, использованием представительного объема статистической информации об условиях и результатах работы КМЗ за последние 15 лет (первичная информация собиралась по 245 очистным забоям шахт с обработкой 2014 хронокарт), корректным применением методов экономического анализа и экономико-математического моделирования, положительными результатами апробации разработанных методических рекомендаций.
Практическая значимость работы состоит в разработке методических рекомендаций по установлению экономически рациональных соотношений трудоемкости основных и вспомогательных операций при работе механизированных комплексов на угольных шахтах, а также пакета экономико-технологических требований к созданию автоматизированных комплексов, определяющего степень соответствия технических решений их потенциальным возможностям в снижении трудоемкости работ на выемочном участке.
Реализация работы в промышленности. Разработанные методические рекомендации по установлению экономически рациональных соотношений трудоемкости основных и вспомогательных операций при работе механизированных комплексов на угольных шахтах, и пакет экономико-технологических требований к созданию автоматизированных комплексов, определяющий степень соответствия технических решений их потенциальным возможностям в снижении трудоемкости работ на выемочном участке, использованы ФГУП ННЦГП-ИГД им. А.А. Скочинского при проектировании технологических схем отработки пологих пластов угольных шахт и разработке технических заданий на проектирование выемочных комплексов.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на научных семинарах ФГУП ННЦГП-ИГД им. А.А. Скочинского и ФГУП ЦНИЭИуголь (Москва, 2000-2003 гг.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 научных работ общим объемом 3,4 печатных листа [14-18, 45,46].
