Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время проведение подготовительных выработок на шахтах Российского Донбасса занимает значительный объем от всех выполняемых горных работ. Наряду с проведением выработок на уже существующих шахтах, ведется строительство двух новых, две шахты находятся на стадии проектирования. Так, в 2009 г. на шахтах региона пройдено 25600 м подготовительных выработок со средним сече-нием 14 м , из них 34 % с применением проходческих комбайнов избирательного действия, остальные - буровзрывным способом с применением погрузочных машин.
Основной парк проходческой техники для разрушения и погрузки горной массы состоит на 85% из машин производства ОАО «Копейский машиностроительный завод» (проходческие комбайны КП21-1шт., 1ГПКС-4шт., погрузочные машины 2ПНБ2-24шт.); остальная техника производства машиностроительных заводов Украины. Комбайновый способ проходки менее затратный и его все чаще применяют в регионе, но наличие пород крепостью свыше 8 единиц по шкале проф. М.М. Прото-дьяконова предопределяет применение буровзрывного способа.
Сервисное обеспечение эксплуатации техники - многофакторная задача. Наиболее важными составляющими сервиса горно-шахтных машин являются техническое обслуживание, своевременное обеспечение запасными частями и комплектующими изделиями на протяжении жизненного цикла машины. Развитие сервисных подразделений по обслуживанию горно-проходческой техники сегодня выходит на первое место. Конкуренция диктует угольной отрасли требования по минимизации себестоимости продукции без ущерба для производства. Прогнозирование рынка запасных частей должно стать важным направлением снижения себестоимости горно-проходческих работ за счет сокращения времени простоя техники в ремонте.
При расчете необходимого количества запасных частей для проведения технических обслуживании и ремонтов горно-проходческой техники, как правило, используется нормативная документация, не всегда учитывающая агрессивные условия проведения работ в регионе. При нормативном сроке полезного использования - 5 лет, машины 2ПНБ2 и 2ПНБ2Б отрабатывают назначенный ресурс за 1,5 года. Капитальные ремонты ма-
шин проводят в среднем после 18 и 30 месяцев эксплуатации, а после 42 месяцев машина ремонту не подлежит. Кроме того, при планировании приобретения и поставок запасных частей, предприятия-потребители и заводы-изготовители в настоящее время не учитывают объективные законы формирования рынка в условиях экономической неопределенности. Не используются статистические данные о фактических показателях надежности машин, объемах и номенклатуре поставок запасных частей в данный регион во взаимосвязи с конкретными горно-геологическими условиями и сложившейся системой организации сервиса.
Таким образом, разработка и реализация методов прогнозирования рынка запасных частей, обеспечивающих снижение себестоимости проходческих работ за счет сокращения времени простоев машин в ремонте, на основе результатов статистических исследований эксплуатации погрузочных машин и проходческих комбайнов избирательного действия, является актуальным.
Соответствие диссертации плану работ ГОУ ВПО ЮРГТУ
(НПИ) и целевым комплексным программам. Диссертационная работа
входит в состав исследований по научному направлению: «Интенсивные
ресурсосберегающие методы и средства разработки угольных пластов, ис
пользование углей и охрана труда», утвержденному решением Ученого
Совета ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) от 25.01.01г., и выполнена в рамках те
мы П-53-767 - «Исследование рабочих процессов и совершенствова
ние конструкций горнопроходческих машин», проводимых кафедрами
«Сервис транспортных и технологических машин» и «Технологические
машины и оборудование» в рамках НИР Шахтинского института (филиа
ла) ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ).
Цель работы. Повышение эффективности эксплуатации шахтных погрузочных машин и комбайнов избирательного действия за счет снижения затрат на поддержание их работоспособного состояния путем оптимизации объемов и унификации номенклатуры запасных частей.
Идея работы. Определение объемов и номенклатуры запасных частей шахтных погрузочных машин и комбайнов избирательного действия основывается на методе прогнозирования в условиях неопределенности с учетом статистических данных о фактических показателях надежности машин и объемах поставок запасных частей в данный регион.
5 Научные положения, разработанные лично соискателем:
при организации сервисного обеспечения эксплуатации шахтных погрузочных машин и комбайнов избирательного действия необходимо учитывать два массива статистических данных, характеризующих их эксплуатационные свойства в заданных горно-геологических условиях, а именно: фактические показатели надежности и среднестатистические объем и номенклатуру поставок машин и запасных частей в регион;
при эксплуатации горно-проходческих машин в подготовительных выработках сечением от 10 до 30 м , прочностью вмещающих пород на одноосное сжатие до 120 МПа и показателем абразивности до 15 мг, затраты на запасные части, необходимые и достаточные для поддержания машин в работоспособном состоянии в период жизненного цикла, к стоимости машины в целом, находятся в пределах: 35-100% для погрузочных и буропогрузочных машин, 20-40% для комбайнов среднего класса и 6-10% для тяжелых комбайнов;
определение рационального соотношения объемов и номенклатуры запасных частей к парку проходческой техники в регионе целесообразно осуществлять на основе методов прогнозирования в условиях неопределенности с учетом статистических данных о фактических показателях надежности и объемах поставок запасных частей.
Новизна научных положений состоит в том, что:
использование двух независимых массивов статистических данных при организации сервисного обеспечения эксплуатации горнопроходческой техники позволяет устанавливать взаимосвязь между плановыми и фактическими поставками запасных частей с последующей оптимизацией их объемов и номенклатуры;
соотношения затрат на запасные части, необходимые и достаточные для поддержания машин в работоспособном состоянии в период жизненного цикла, получены в результате проведения длительных производственных исследований в масштабах одного угольного региона, обладающего схожими горно-геологическими условиями, и взаимоувязаны с объемами машин, запасных частей и их номенклатурой;
- применение методов прогнозирования объемов и номенклатуры
запасных частей, основанных на использовании теории статистических
решений в условиях неопределенности, применительно к горно-
проходческой технике, позволяют определять оптимальный вариант на основе сравнения издержек приобретения, хранения запаса и дефицита запасных частей с учетом фактического технического состояния машины.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются применением современных апробированных методов исследований:
анализом научно-исследовательских работ по теме диссертации;
достаточным объемом наблюдений за эксплуатацией и сервисным обеспечением горно-проходческих комбайнов 1ГІЖС, КП21, погрузочных и буропогрузочных машин 1ПНБ2, 2ПНБ2, 2ПНБ2Б в подготовительных забоях с крепостью вмещаемых пород от 6 до 12 единиц по шкале проф. М.М. Протодьяконова;
статистических методов обработки результатов исследований и планирования вычислительных экспериментов, выполненных с использованием современных ЭВМ и программных продуктов;
адекватностью теоретических моделей реальному процессу (расхождение расчетных и опытных данных в большинстве случаев не превышает 10%); достаточностью объема экспериментальных данных при доверительной вероятности 0,9 и относительной ошибке не более 10 %.
Значение работы. Научное значение работы состоит в научном обосновании и доказательстве возможности повышения эффективности эксплуатации шахтных погрузочных машин и проходческих комбайнов избирательного действия путем оптимизации сервисного обеспечения эксплуатации, с использованием методов прогнозирования в условиях неопределенности, на основе статистических данных о фактических показателях надежности и поставках запасных частей.
Практическое значение работы заключается в том, что:
применение методики определения объемов и номенклатуры запасных частей шахтных погрузочных машин и комбайнов избирательного действия, необходимых и достаточных для поддержания оборудования в работоспособном состоянии, позволяет заводу-изготовителю обоснованно планировать графики их изготовления и поставок в течение разных периодов времени;
применение принципов унификации при разработке и создании горно-проходческих машин на основе модульной компоновки позволит
7 снизить затраты на поддержание их работоспособного состояния за счет уменьшения номенклатуры запасных частей.
Реализация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы внедрены в ОАО «Копейский машиностроительный завод», на шахте «Алмазная» ОАО «Угольная кампания «Алмазная» и используются при планировании объемов и номенклатуры запасных частей, необходимых для поддержания техники в работоспособном состоянии. Работа выполнена в Шахтинском институте (филиале) ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ).
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены и одобрены на научно-практических конференциях Шах-тинского института ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) (2004-2009 гг.); на симпозиуме «Неделя горняка» г. Москва (2009-2010 гг.); на IX международной научно-практической конференции «Информационно-вычислительные технологии и их приложения» г. Пенза (2008 г.); на VIII международной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения», г. Воркута (2010 г.), на научных семинарах кафедры «Сервис транспортных и технологических машин».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемом научном журнале, рекомендуемом ВАК России.
Объём и структура диссертации. Работа изложена на 220 страницах с рисунками и таблицами. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений и списка цитированной литературы, содержащего 64 наименования.
