Содержание к диссертации
Введение
1. Постановка проблемы исследования 10
1.1. Особенности и тенденции развития горнодобывающих предприятий 10
1.2. Анализ паучно-методичпской базы проектирования развития действующего карьера 37
1.3. Проблема, цель и задачи работы 50
Выводы 53
2. Теоретические основы технологического развития действующего карьера 55
2.1. Декомпозиция действующего карьера, как горнотехнической системы 55
2.2. Этапы технологического развития действующего карьера 65
2.3. Факторы технологического развития действующеі о карьера 79
Выводы 92
3. Резервы технологического развития действующего карьера 94
3.1. Виды резервов технологического развития действующего карьера 94
3.2. Способы формирования и использования резервов 110
3.3. Оценка эффективности резервирования в горнотехнической системе 136
Выводы 152
4. Методология проектирования технологического развития действующего карьера 154
4.1. Комплексная оценка состояния горнотехнической системы действующего карьера 154
4.2. Выбор направлений технологического развития действующего карьера 160
4.3. Принципы проектирования технологического развития действующего карьера 196
4.4. Концепция проектирования технологического развития действующего карьера 207
Выводы 222
5. Оценка эффективности методологии проектирования технологического развития действующих карьеров 224
5.1. Применение методологии при проектировании развития разреза «Междуреченский» 225
5.2. Применение методологии при проектировании развития разреза «сибиргинский» 229
5.3. Применение методологии при проектировании технологического развития разреза «Лучегорский» 240
Выводы 257
Заключение 258
Библиографический список 262
Исходные материалы 276
- Анализ паучно-методичпской базы проектирования развития действующего карьера
- Этапы технологического развития действующего карьера
- Способы формирования и использования резервов
- Выбор направлений технологического развития действующего карьера
Введение к работе
Актуальность работы. Происшедшие преобразования социально-экономического устройства государства принципиально изменили внешнюю среду функционирования горнодобывающих предприятий. В 2-5 раз возросли колебания цен на минеральное сырье, в 2-3 раза частота обновления производителями модельного ряда горнотранспортного оборудования. Значительно возросла сменяемость нормативных документов, регламентирующих деятельность горнодобывающих предприятий. В отработку вовлекаются месторождения с неблагоприятными горнотехническими условиями – малой мощностью и невыдержанностью пластов, сложной геометрией рудных тел и низким содержанием в них полезного компонента. Для эффективного и безопасного функционирования предприятия в этих условиях необходим темп развития внутренней среды, соответствующий динамике внешней среды. При дальнейшей интеграции России в мировое экономическое сообщество конкурентоспособность отечественных карьеров может быть обеспечена в первую очередь высоким темпом технологического развития.
Требуемый темп преобразований достигается только при постоянном развитии горнотехнической системы, обеспечивающем соответствие ее параметров изменениям внешней среды. Развитие должно сопровождаться разработкой различного уровня проектов по техническому и технологическому преобразованию горнодобывающего предприятия. Необходимость непрерывного проектирования объясняется тем, что изменения внешней среды вызывают снижение устойчивости функционирования предприятия и возрастание угрозы экономических потерь. Возникает противоречие между необходимостью постоянного развития, сопровождающегося изменением основных свойств, и стремлением горнотехнической системы эти свойства сохранять, воспроизводить.
В связи с этим стала очевидной необходимость дополнить теорию проектирования открытых горных работ методологией проектирования технологического развития горнотехнических систем действующих карьеров в направлении повышения эффективности использования имеющихся ресурсов в изменяющихся условиях функционирования предприятий. Особую актуальность приобретают задачи развития теории проектирования горнотехнических систем в части определения закономерностей влияния на эффективность их функционирования параметров развития горных работ и технического комплекса, структуры резервов, вспомогательной инфраструктуры.
Автором была выдвинута гипотеза о том, что обеспечение эффективности действующих карьеров на всех этапах жизненного цикла возможно на основе непрерывного поиска и реализации решений по развитию горнотехнической системы в комплексе с целенаправленным формированием и последующим использованием технологических, технических и организационных резервов. В соответствии с указанной гипотезой сформулированы цель и идея работы.
Цель работы – разработка методологии проектирования технологического развития действующих карьеров для создания условий устойчивого повышения эффективности на всех этапах функционирования горнотехнической системы.
Идея работы – существенное повышение эффективности действующих карьеров достигается периодической корректировкой проектных решений, обусловленной развитием горнотехнической системы в соответствии с этапом ее функционирования и изменениями внешней среды.
Задачи исследования:
-
Выявить факторы и показатели технологического развития действующих карьеров.
-
Определить рациональную структуру резервов для каждого этапа функционирования горнотехнической системы.
-
Обосновать критерии выбора направлений технологического развития действующих карьеров.
-
Обосновать признаки, определяющие рациональную структуру решений по развитию горнотехнической системы.
-
Обосновать методы и средства проектирования технологического развития действующих карьеров.
Методы исследований. В диссертации использован комплекс методов, включающий: научное обобщение опыта развития отечественных и зарубежных карьеров, систематизацию результатов исследований в области открытых горных работ; системный анализ горнотехнических систем действующих карьеров для выделения основных подсистем, параметров и факторов развития; экономико-математическое моделирование горнотехнологических процессов в карьере; методы экспертных оценок, теории вероятности, математической статистики и нечетких множеств для обработки результатов.
Защищаемые положения:
-
Увеличение диапазона и частоты изменений параметров внешней и внутренней среды выше значений, заложенных в базовом проекте, значительно снижает эффективность и безопасность функционирования карьеров. Компенсировать негативные последствия возможно посредством проектирования технологического развития действующих карьеров, предусматривающего своевременное формирование и использование технологических, технических и организационных резервов, а также разработку и внедрение решений, направленных как на преобразование элементов системы, подвергшихся наибольшему негативному воздействию изменений внешней и внутренней среды, так и на предотвращение такого влияния в будущем.
-
Технологическая надежность процессов горного производства обеспечивается созданием рациональной структуры технологических, технических и организационных резервов. Объектами технологического резервирования являются параметры системы разработки, структура запасов, схема вскрытия; объектами технического резервирования – мощность основного и вспомогательного оборудования, комплекты оборудования, специализация или функциональное разнообразие оборудования; объектами организационного резервирования – параметры и длительность технологических процессов, численность и квалификация персонала.
-
Резервы, используемые для компенсации негативного влияния изменений внешней и внутренней среды, определяются этапом функционирования горнотехнической системы и характером изменений среды. На этапе развития производственной мощности приоритетными являются резервы готовых к выемке запасов, создаваемые посредством увеличения на 30-40% протяженности фронта работ или ширины рабочих площадок при сохранении рациональных режимов горных работ. На этапе устойчивого функционирования резервируется (в размере, превышающем нормативный в 1,5-2,0 раза) количество специализированных комплексов вспомогательного оборудования. На этапе реконструкции объектом резервирования является мощность ведущей группы оборудования, которая должна составлять 20-30% от номинальной; кроме того, создаются автономные участки горных работ с суммарной мощностью 15-30% от производственной мощности карьера. На этапе погашения горных работ резервируется (в размере 10-15% от среднесписочной) численность персонала.
-
Направления развития горнотехнической системы определяются следующими условиями:
– если фактическая производительность ведущей группы оборудования составляет менее 30% от нормативной; производительность труда ниже, чем на передовых предприятиях, более чем на 30%; коэффициент ритмичности технологических процессов менее 0,7, то основными должны быть организационные преобразования;
– если эксплуатационная производительность имеющегося бурового, экскаваторного, транспортного и вспомогательного оборудования различается более чем на 30%; интенсивность грузопотоков более чем на 50% не соответствует рациональным значениям, то требуется техническое перевооружение;
– если отсутствует фронт работ более чем для 30% горного оборудования или более 40% оборудования работает на площадках минимальной ширины, то требуются технологические преобразования;
– при значительных изменениях (отклонение более 30%) факторов внешней среды, с учетом которых принимались проектные решения, требуется реконструкция карьера.
-
Методология проектирования технологического развития базируется на комплексе критериев эффективности технологического развития действующих карьеров, которые отражают качественное состояние и уровень использования карьерного пространства; сбалансированность и уровень использования технологической цепочки оборудования; качество и эффективность использования труда. Проектирование осуществляется в следующей последовательности: оценка состояния горнотехнической системы по критериям эффективности технологического развития; определение структуры решений по преобразованию горнотехнической системы; определение структуры, последовательности формирования и использования резервов; документальное закрепление технологических и организационных изменений в виде стандартов предприятия, внесение их в проект предприятия.
Научная новизна исследования состоит в следующем:
-
Разработана методология проектирования технологического развития действующих карьеров, предусматривающая определение направления и масштаба решений по преобразованию горнотехнической системы, а также создание соответствующей структуры резервов, обеспечивающих устойчивость развития.
-
Определена рациональная структура резервов для каждого этапа функционирования горнотехнической системы карьеров, включающая технические, технологические и организационные резервы.
-
Обоснованы критерии выбора направлений технологического развития действующих карьеров, включающие показатели использования карьерного пространства, показатели сбалансированности технологической цепочки оборудования, уровень эффективности использования труда.
-
Обоснованы признаки, определяющие структуру и масштаб необходимых преобразований: уровень использования технической производительности оборудования; производительность труда; различие в мощности оборудования и интенсивности грузопотоков; параметры фронта работ и рабочих площадок; объем готовых к выемке запасов и величина отклонения факторов внешней среды, с учетом которых принимались проектные решения.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и результатов подтверждаются представительным объемом исходных данных и широкой апробацией результатов исследований на действующих карьерах; соответствием полученных теоретических результатов фундаментальным положениям теории проектирования горнотехнических систем, эволюции социально-экономических систем; удовлетворительной сходимостью результатов, полученных различными методами исследований, между собой и с данными практики. Информационной базой исследования явились официальные материалы статистической отчетности Госкомстата России, Минпромэнерго России, отраслевая научно-техническая литература, отчеты НИР, материалы отраслевого научно-исследовательского института НТЦ-НИИОГР, материалы отраслевых и территориальных конференций, результаты исследования автора, действующее законодательство РФ.
Научное значение работы состоит в развитии теории проектирования действующих карьеров, которое заключается в определении направлений и масштаба технологических, технических и организационных решений по преобразованию горнотехнической системы; обосновании структуры резервов, обеспечивающих устойчивость развития на всех этапах функционирования горнотехнической системы.
Практическая значимость работы заключается в использовании предложенной методологии при обосновании параметров горнотехнических систем, структуры и величины резервов, а также направлений и масштаба преобразований, обеспечивающих повышение эффективности функционирования действующих карьеров.
Реализация выводов и рекомендаций. Разработанная методология проектирования технологического развития действующих карьеров рекомендована к использованию при разработке проектов развития горного производства на действующих карьерах. Отдельные результаты работы использованы при обосновании организационно-технологических, функциональных и структурных преобразований, нашедших отражение более чем в 100 бизнес-планах, программах развития, а также проектах строительства и реконструкции предприятий, разработанных при участии автора для компаний «Кузбассразрезуголь» (1995-2001гг.), «Ургалуголь» (1996-2000гг.), «Востсибуголь» (1997г.), «Хакасуголь» (1997-1999гг.), «Челябинскуголь» (1997-2003гг.), «Дальвостуголь» (1999г.), «Прокопьевскуголь» (1999-2000гг.), «Южный Кузбасс» (1999-2000гг.), «ЛуТЭК» (2001-2002гг.), ОАО УК «Мечел» (2006-2008гг.); угольных разрезов «Таежный» (2001-2003гг.), «Красный Брод» (1996-2003гг.), «Энергоресурс» (2002-2003гг.), «Междуреченский» (1996-1999гг.), «Сибиргинский» (2005-2006гг.); ОАО «Коршуновский ГОК» (2006-2007гг.) и др.
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались на международных и межрегиональных конференциях и симпозиумах: «Неделя горняка» (Москва, 2002, 2004, 2007гг.), «Российские предприятия: между прошлым и будущим. Стратегия эффективного управления» (Санкт-Петербург, 1996г.), «Россия на пути реформ: экономические и социально-культурные факторы модернизации социальной структуры общества» (Челябинск, 1997г.), «Качество, надежность, эффективная эксплуатация горно-транспортного оборудования: современное состояние и перспектива» (Екатеринбург, 2000г.), «Проблемы геомеханики и геотехнического освоения горных территорий» (Бишкек, 2000г.), «Перспективные технологии разработки и использования минеральных ресурсов» (Новокузнецк, 2001г.), «Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности» (Кемерово, 2001г.), «Итоги и проблемы производства, науки и образования в сфере добычи полезных ископаемых открытым способом» (Екатеринбург, 2002г.), «Технология ведения горных работ и производство техники для горнодобывающей промышленности» (Пермь, 2008г.); на научных семинарах и научно-практических конференциях НТЦ-НИИОГР (Челябинск, 1995-2008гг.), МГТУ им. Г.И.Носова (Магнитогорск, 2000-2007гг.), ИГД УрО РАН (Екатеринбург, 2005-2008гг.), МГГУ (Москва, 2008г.); на заседаниях технических советов предприятий и компаний ОАО «Востсибуголь» (1997г.), ОАО «Ургалуголь» (1996-2000гг.), ОАО «Кузбассразрезуголь» (1997-2001гг.), ОАО «Челябинскуголь» (1997-2003гг.), ОАО «Прокопьевскуголь» (1999-2000гг.), ОАО «Южный Кузбасс» (1999-2003гг.), ОАО «Дальвостуголь» (1999г.), ОАО «ЛуТЭК» (2001-2002гг.), ОАО «Коршуновский ГОК» (2005-2006гг.), ОАО УК «Мечел» (2005-2008гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 41 работе, в том числе 14 научных статей в изданиях, входящих в перечень ВАК Министерства образования и науки России.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, содержит 36 таблиц, 72 рисунка, список использованной литературы из 176 наименований.
Анализ паучно-методичпской базы проектирования развития действующего карьера
Особенностью горнодобывающего предприятия является то, что возможности функционирования и развития в значительной мере зависят от того, какие решения были приняты в проекте. Поэтому анализ действующей системы проектного обеспечения строительства, функционирования и развития карьеров является важной составляющей решения проблемы повышения эффективности и конкурентоспособности российских горнодобывающих предприятий.
Развитие теории проектирования открытых горных работ можно разделить на несколько характерных этапов /114/. Первый этап (1920-30 гг. — до середины 50-х) — в течение которого были сформулированы принципы и методы проектирования карьеров, базирующиеся в основном на зависимостях, полученных опытным путем. На втором этапе (середина 1950-х — начало 90-х гг.) создана теория проектирования карьеров, которая включает в себя не только эмпирические расчеты, но и аналитические, графические и экономико-математические методы. В этот период созданы методы выбора схемы вскрытия, системы разработки, определения главных параметров карьеров и направления развития горных работ в карьерном поле. Для третьего этапа (начало 90-х XX в. и до настоящего времени) характерно возникновение ряда задач, которые не могут быть решены имеющимися методами проектирования. Возникновение этих задач связано со следующими условиями: - высокой неопределенностью решений, принимаемых на длительный период; - усложнением конструкции рабочей зоны; - расширением разновидностей разрабатываемых полезных ископаемых и вскрышных пород, существенно отличающихся технологическими свойствами; , - большим количеством раздельных грузопотоков по видам и сортам полезных ископаемых и вскрышных пород, связанных с комплексной переработкой минерального сырья и формированием техногенных месторождений; - усложнением структуры комплексной механизации; - возрастанием проблем геомеханики.
Первые научные подходы к проектированию карьеров были заложены в научных трудах горных инженеров В. С. Бондаря, М. И. Гобермана, И. А. Кузнецова, С. И.Пилявского, А. И. Стешенко, которые исследовали факторы, влияющие на эффективность открытой разработки, и предложили аналитические методы определения границ карьеров. Основы теории проек тирования горных предприятий с применением математических методов были заложены в трудах профессоров Б. И. Бокия, А. А. Скочинского, М. М. Протодьяконова, А. М. Терпигорева, Л. Д. Шевякова /22, ПО, 137, 163/. Развитие теории проектирования открытых разработок в 40-50 гг. связано с именами профессоров П. И. Городецкого, Е. Ф. Шешко, A. А. Старикова, П. Э. Зуркова, А. С. Фиделева, А. В. Бричкина, Б. П. Боголюбова, П. И. Томакова и др. В этот период были созданы основы горно-геометрического анализа месторождений и динамического подхода к проектированию карьеров /20, 23, 45, 53, 80, 139, 148, 164/. Современная теория проектирования горнотехнических систем базируется на трудах академиков М. И. Агошкова, Н. В.Мельникова, В. В. Ржевского, К. Н. Трубецкого, член-корреспондента РАН Д. Р. Каплунова, докторов наук Г. Г. Ломоносова, А. С. Малкина, М. Г. Саканцева и др., разработавших ее основные положения/1,25, 26, 48, 76, 79, 81, 115-119, 121, 141, 143/. Существенный вклад в решение проблем, возникающих по мере развития теории проектирования освоения недр в области открытых горных работ, внесли исследования членов-корреспондентов РАН А. А. Пешкова, B. Л. Яковлева, профессоров Ю. И. Анистратова, А. И. Арсентьева, Д. Г. Бу кейханова, В. А. Галкина, С. Ж. Галиева, А. В. Гальянова, В. В. Истомина, В. С. Коваленко, С. В. Корнилкова, Ю. Н. Кузнецова, Ю. И. Леля, М. Г. Но вожилова, С. И. Попова, М. Г. Потапова, С. П. Решетняка, А. С. Ташкинова, П. И. Токмакова, Г. А. Холоднякова, В. С. Хохрякова, Б. П. Юматова и др. /6-9, 24, 31-34, 37-39, 55, 63, 67, 68, 72, 85, 92, 102, 135, 138, 155-161, 168-169, 172/. Определению параметров горнотехнических систем и способов обеспечения надежности их работы в изменяющихся условиях функционирования посвящены труды докторов наук В. М. Аленичева, Б. М. Воробьева, С. Е.Гавришева, А. А. Петросова, М. В. Рыльниковой и др. /4, 29-30, 59, 94, 101/.
По мере возрастания размеров карьеров, применения более мощного горнотранспортного оборудования, увеличения численности работающего в карьере персонала росла актуальность решения вопросов совершенствования организации и управления производством. Формирование этого направления связано с исследованиями А. С. Астахова, Ю. П. Астафьева, А. С. Бурчакова, М. В. Васильева, В. И. Ганицкого, С. А. Ильина, М. А. Ревазова, С. С. Резни-ченко, Ю. И. Чернегова, А. Д. Школьникова и др. /10, 11-15, 26, 27, 40, 54, 73, 111-113, 166/.
Современный этап развития теории открытых горных работ и организации производства характеризуется значительным усложнением задач, связанных с управлением развития рабочей зоны, организации производственных и технологических процессов, возрастанием значимости вопросов комплексного освоения недр. Для решения этих задач широко используется теоретическое обобщение и развитие принципов логистики, достижений в области теории систем, организации и управления производством. В последние годы выполнено значительное количество работ в этой области. Это труды А. А. Гусакова, Ф. Г. Грачева, Г. Л. Краснянского, В. И. Кузнецова, Г. И. Ко-зового, С. В. Корнилкова, А. М. Макарова, А. Г. Нецветаева, С. А. Прокопенко, Ю. Т. Рубаника, Н. Н. Чаплыгина, Е. В. Фрейдиной, С. И. Фомина и др. /34, 46, 47, 50, 78, 84, 87, 109, 149-150, 151-153/.
Изменение содержания научных исследований было тесно связано с характером проблем, возникающих при увеличении глубины разработки на большинстве крупных карьеров. В результате этих исследований установлены основные свойства режима горных работ при эксплуатации месторождений с различными условиями залегания, разработаны основные методы и приемы горно-геометрического анализа карьерных полей.
Вышеизложенные труды в качестве научного обеспечения использованы при разработке методик и норм технологического проектирования, правил безопасности, СНиП и других нормативных документов, регламентирующих основные процессы проектирования/93, 122, 123/.
Проектирование — это поиск научно-обоснованных, технически осуществимых, экономически целесообразных и экологически безопасных инженерных решений /144-145/. В работе «Управление развитием горных работ на глубоких карьерах» А. А. Пешков приводит сведения об изменении состава основных задач по проблеме проектирования /102/. В сфере технологии к концу 80-х гг. сформировались новые области — это ресурсосберегающие технологии и процессы разработки глубоких карьеров. Сформировалось направление, связанное с технологией доработки месторождений открыто-подземным способом, которое соответствует одному их основных направлений комплексного освоения месторождений - сочетанию существенно различных способов и технологий разработки /140, 142/. Это свидетельствует о существенном изменении содержания проблемы проектирования горных работ за счет включения все большего числа задач, связанных с комплексным освоением месторождений (рисунок 1.8)/102/.
Этапы технологического развития действующего карьера
Эволюция систем характеризуется рядом общих законов и закономерностей и направлена на совершенствование их структур и свойств. Системы зарождаются, развиваются, добиваются успехов, ослабевают и, в конце концов, прекращают свое существование. Немногие из них существуют бесконечно долго, ни одна не живет без изменений. Ежедневно формируются новые системы, другие ликвидируются навсегда. В этой связи, наиболее важным, с точки зрения существования и развития системы, является закон развития, поскольку он затрагивает понятие жизненного цикла организации как предсказуемых изменений состояний с определенной последовательностью в течение времени /105/. Как мировой, так и российский экономический опыт свидетельствуют о том, что предприятие функционирует не хаотично, а в соответствии с определенными внутренними закономерностями.
В целом можно говорить о жизненном цикле существования конкретного предприятия - динамическом процессе создания, трансформации и ликвидации. Цикличное развитие сопровождается высоким уровнем экономической активности в течение длительного времени, а затем спадом этой активности до уровня, ниже допустимого /3/.
Переход от одного этапа к другому можно определить с достаточной степенью уверенности, т. е. это предсказуемо. Следует учесть и то, что на предприятие воздействуют разные факторы как внутренней, так и внешней среды, в том числе общее состояние экономики и отрасли. Цикличность является гармоническим законом для всего существующего на Земле. Продолжительность цикла определяется следующими факторами /66/: - напряженностью (интенсивностью) работ на каждом этапе (чем напряженнее работа, тем короче этапы); - сложностью работ; - наличием материальных ресурсов; - наличием барьеров в общении и поступлении информации; - уровнем подготовки работающих на предприятии. Горнодобывающие предприятия по роду и условиям своей деятельно сти характеризуются рядом природных, технических, экономических, орга низационных и других особенностей, определяющих специфику этапов их жизненных циклов. Горнодобывающее предприятие имеет ограниченный срок службы, который зависит от размеров запасов полезного ископаемого. Этапы жизненного цикла горнодобывающего предприятия связаны с горно геологическими условиями месторождения и интенсивностью его отработки. Анализ проектов и опыта функционирования карьеров, позволили установить, что жизненный цикл действующих карьеров включает следующие технологически обусловленные этапы: развитие производственной мощности, устойчивое функционирование, реконструкция, затухание горных работ.
Как видно из рисунка, наиболее интенсивно производственная мощность прирастает в течение 3-5 лет. На данном этапе происходит формирование технологической цепочки производства. Это опасный период, поскольку наибольшее количество неудач приходится в эти годы деятельности организации. Задача этого периода - быстрый успех; цели - устойчивое функционирование и развитие.
Опасности данного этапа — отсутствие готовых к выемке запасов или площадок необходимой ширины, несвоевременная подготовка блоков к отработке. Сущность опасности заключается в том, что она приводит к формированию неправильной технологической цепочки и дальнейшее развитие предприятия будет осуществляться по иррациональному пути, сопровождаться низкой эффективностью и устойчивостью функционирования. Надо учесть развитие мощности на будущее.
Поддержание производственной мощности. Структура организации стабилизируется, вводятся правила, определяются процедуры. Упор делается на эффективность инноваций и стабильность; ресурсов достаточно, начинается процесс их накопления. Окончательно складывается система управления организацией, стабилизируются финансовые потоки и производственная деятельность.
На продолжительность данного этапа развития предприятия оказывают влияние изменчивость внешней среды, рыночная конъюнктура, развитие промышленности в стране. На эффективность функционирования на данном этапе развития предприятия оказывают влияние следующие факторы: 1) технологические факторы — отставание ввода в действие вскрывающих выработок, отставание вскрышных работ; 2) состояние парка горного оборудования - старение, снижение производительности с глубиной разработки, сверхнормативные простои, необеспеченность ремонтов запасными частями, аварийные остановки; 3) транспортные ограничения - несоответствие развития горных работ пропускной способности транспортных коммуникаций, недостаточная гибкость в изменении транспортных схем, нехватка транспорта, несвоевременный перенос или переукладка транспортных коммуникаций; 4) достоверность качества полезного ископаемого — уточнение и дораз-ведка запасов, неподтверждение качества в запланированных к выемке объемах, нарушение графика подачи руды на обогащение по условиям неподтверждения ее качества /64/; 5) качество организационной структуры.
Способы формирования и использования резервов
Формирование резервов предприятия происходит, как правило, при благоприятных условиях среды. Величина и структура резервов определяются этапом функционирования горнотехнической системы и характером изменения среды. Функционирование горнотехнической системы включает в себя следующие этапы: 1. Развитие производственной мощности. 2. Устойчивое функционирование. 3. Реконструкция. 4. Погашения горных работ. Этап развития производственной мощности — этап, эффективность которого в наибольшей степени определяется темпом освоения мощности. На данном этапе приоритетными являются резервы готовых к выемке запасов.
Недостаточный объем подготовленных запасов приводит к тому, что отсутствуют рабочие зоны с параметрами, обеспечивающими проектную производительность оборудования и, соответственно, производственная мощность предприятия не достигаются.
В большинстве отраслевых инструкций и методик под запасами понимают объемы полезного ископаемого, рассматриваемые по степени их готовности к выемке, предназначенные для обеспечения требуемой производственной мощности карьера и устранению осложнений в его работе, состоящие из основной части и резерва, определяемых с учетом основных влияющих факторов в конкретных условиях разработки месторождений (достоверность качественных и количественных показателей залегания рудных тел, колебания технологических и организационных факторов, надежности функционирования горного оборудования и др.), а также прогрессивных норм технологического проектирования и правил безопасности ведения горных работ /99, 147/.
Вскрытыми запасами считаются запасы участков уступов, которые подсечены траншеей, пройденной на отметку рабочего горизонта до границы полезного ископаемого, и верхняя площадка которых освобождена от покрывающих их пород или руд вышележащих уступов или обнажена вследствие естественных условий залегания в пределах, обеспечивающих безопасное проведение эксплуатационной разведки и горно-подготовительных работ. Границами вскрытых запасов являются: на глубину — горизонт, подсеченный выездной траншеей; по площади — контур обнаженного полезного ископаемого. Объем вскрытых запасов определяет производственную мощность предприятия и элементы системы разработки.
К подготовленным запасам относится часть вскрытых запасов на участках уступов, где обнажена верхняя и боковая (или торцевая) поверхность полезного ископаемого и обеспечена возможность производства добычных работ при технологически допустимой ширине рабочих площадок. Границами подготовленных к выемке запасов являются: сверху — поверхность залежи, обнаженная горно-подготовительными работами или вследствие естественных условий; по глубине — горизонт, подсеченный выездной траншеей; в боковой плоскости — поверхности уступов, построенные от границ обнаженной поверхности полезного ископаемого в соответствии с углами откосов и рабочими площадками, предусмотренными проектом разработки.
Готовыми к выемке запасами считаются запасы из числа подготовленных, которые могут быть отработаны без нарушения правил ведения горных работ и техники безопасности, без подвигания смежного верхнего уступа или при параллельном подвиганий уступов добычной рабочей зоны. Значимость запасов для функционирования и развития горнотехнической системы и порядок определения нормативов запасов приведены в таблице 3.4.
Вскрытые (запасы в недрах) Запасы участков уступов, подсеченные траншеей, пройденной на отметку рабочего горизонта до границы полезного ископаемого, и верхняя площадка которых освобождена от покрывающих их пород или руд вышележащих уступов или обнажена вследствие естественных условий залегания в пределах, обеспечивающих безопасное проведение эксплуатационной разведки и горноподготовительных работ 1. Неравномерностьподготовки вскрытыхзапасов.2. Достоверностьвскрытых запасов.
Подготовленные Часть вскрытых запасов на участках уступов, где обнажена верхняя и боковая (или торцевая) поверхность полезного ископаемого и обеспечена возможность производства добычных работ при технологически допустимой ширине рабочих площадок 1. Неравномерностьподготовки и добычипо сортам полезногоископаемого.2. Изменчивость качества полезного ископаемого.3. Подтверждаемостьзапасов полезного ис-копаемого в недрах.
Готовые к выемке Запасы из числа подготовленных, которые могут быть отработаны без нарушения правил ведения горных работ и техники безопасности, без подвигания смежного верхнего уступа или при параллельном подвиганий уступов добычной рабочей зоны 1. Величина потерь иразубоживания.2. Прирост мощности.
Рекомендации по определению нормативов запаса для отдельных отраслей различны. Действующие нормативы запасов приняты на основании обобщения практики работы карьеров, при этом объем запасов по категориям планируется при составлении календарных планов горных работ: годовых, квартальных и месячных, текущем планировании при усреднении полезного ископаемого. Запасы планируются либо в натуральном измерении (тыс. т), либо в относительном (доли единицы от производительности карьера или месяцы работы карьера). На практике размер нормативов колеблется для вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов в пределах 16,0...4,5; 9,8... 1,3 и 4,7...0,7 мес, соответственно.
Для получения запасов требуемой категории и качества необходимо обеспечить определенную длину фронта добычных работ и ширину резервной полосы полезного ископаемого на рабочей площадке согласно основным схемам расчета запасов по категориям. Задача управления запасами заключается в обосновании числа категорий и видов запасов горной массы, определении геометрических границ и расчете оптимальных объемов запасов по категориям готовности к добыче.
Уровень обеспеченности запасами зависит от изменения количества и производительности экскаваторов в промежутке между смежными этапами развития производственной мощности и функционально взаимосвязан с числом добычных забоев, рассматриваемых в качестве основных учетных (добычных) единиц.
Выбор направлений технологического развития действующего карьера
Выбор структуры преобразований: организационные, технологические, технические или реконструкция, должен сопровождаться оценкой состояния каждой подсистемы, и горнотехнической системы в целом по вышеприведенным признакам, Организационные преобразования Если фактическая производительность ведущей группы оборудования составляет менее 30% от нормативной; производительность труда ниже, чем на передовых предприятиях - более 30%; коэффициент ритмичности технологических процессов - менее 0,7, то основными преобразованиями должны быть организационные. Согласно нормативам, технологические перерывы в течение смены составляют около 10% среднечасовой производительности экскаватора за счет регламентируемых перерывов (приемка смены, смазка отдельных узлов экскаватора, планировка подъезда и др.), В течение суток и недели эти простои также имеют место, и поэтому производительность не меняется. Месячная производительность снижается на 17% за счет дополнительных регламентированных простоев (производство буровзрывных работ, планово-предупредительные ремонты горного и транспортного оборудования и др.). Годовая производительность экскаватора снижается на 25% за счет простоев на годовой ремонт, перестройку линий электропередач, перегон экскаваторов, переукладку железнодорожного пути и др.
Проведенный в главе 3 анализ показал, что по организационным причинам часовая производительность оборудования снижается более чем на 60% за счет нерегламентируемых простоев. В течение смены и суток происходит снижение производительности на 66,6%, в том числе за счет технологических простоев - на 10% и организационных — на 56%. В течение недели происходит дальнейшее снижение производительности до 83%, из них в технологической подсистеме — 10%; в течение месяца - до 87%, из них в технологической подсистеме —17%; в течение года - до 92%, из них в технологической подсистеме - 25% .
Изменение производительности, обусловленное организационными факторами, носит вероятностный характер и, следовательно, может быть описано в категориях вариабельности данного показателя.
Как известно, полное представление о случайной величине дает только значение диапазона ее изменения со свойственными каждому значению показателя вероятностями, то есть ее теоретическая функция распределения. Использование функций распределения позволяет более точно изучить особенности изменения производительности экскаваторов.
Значения % достаточно велики, значит расхождение между теоретическими и эмпирическими частотами можно считать случайными, а распределение - подчиняющимся закону нормального распределения.
По проведенным расчетам величина I получилась равной 18, что значительно меньше 3xV2/2 + 40 (22,8), следовательно, данное эмпирическое распределение хорошо согласуется с законом распределения Максвелла. Наличие подобного распределения свидетельствует о том, что в именно в данном процессе существует структурный дефект, устранение которого требует организационных преобразований.
Таким образом, при наличии в процессе распределения показателей распределения Максвелла требуется на первоначальном этапе провести орга 165 низационные преобразования, тем самым привести его к нормальному виду и затем осуществлять технические и технологические преобразования.
Величина отклонений, при которых необходимо начинать преобразования, определяется, когда отклонения от нормального течения процесса составляют более 30%, риски превышают средние значения, то есть имеют место несчастные случаи и крупные аварии. Кроме того, при коэффициенте ритмичности менее 0,7 происходит интенсивное нарастание себестоимости процесса.
1. Коэффициент ритмичности производства, рассчитываемый как отно шение максимальной часовой (сменной) производительности оборудования к средней ее величине, и поэтому отражающий степень влияния состояния организационной подсистемы на часовую и сменную производительность оборудования. На этом периоде работы влияние регламентированных перерывов, к которым отнесены технологические перерывы и перерывы, обусловленные социально-экономическими факторами, незначительно.
2. Отношение фактической производительности оборудования к норма тивной, отражающее влияние организационной подсистемы на сменную и суточную производительность. Это отношение характеризует фактическую организацию технологических процессов (взрывные работы, перегоны, подготовка блока и т.п.) и величину отклонения в продолжительности регламентированных перерывов от нормативных значений.
3. Отношение производительности персонала предприятия к производи тельности персонала передовых предприятий, отражающее степень влияния организационной подсистемы на уровень месячной и годовой производительности оборудования. Это отношение характеризует фактическую организацию вспомогательных процессов, таких как обслуживание и ремонт оборудования, энергоснабжение и т.п., на которых может быть задействовано половина численности персонала предприятия.
Широкий диапазон варьирования обусловливает необходимость содержания избыточных трудовых ресурсов и техники, обеспечивающих закрытие пиковых нагрузок. Сохранение такой ситуации неприемлемо для рыночных отношений. Требуется быстрое и значимое повышение ритмичности производственных процессов.
