Организация производства на открытых рудниках (карьерах)

Открытая разработка производится в форме воронки с поверхности земли (Гайский, Учалинский ГОКи) или со склона горы (Качканарский ГОК, г. Магнитная). Выемка ведется уступами высотой 10-30 м. Одновременно ведутся забои на верхних уступах по породе и на нижних – по руде.

С точки зрения планирования, финансирования и бухгалтерского учета горные работы в карьерах делятся на вскрышные (выемка породы) и очистные (добыча руды). Первый вид работ рассматривается как инвестиционный этап (капстроительство), второй – как эксплуатационная деятельность. По условиям организации производства между этими работами нет принципиальной разницы. Те и другие содержат четыре основных производственных процесса: бурение скважин, взрывание, экскавацию и вывозку горной массы на поверхность (породы в отвал, руды на обогатительную фабрику). Основные участки карьера: экскавации, буровой, транспортный цех, отвальное хозяйство. Важное место в организации производства занимают вспомогательные процессы: передвижка путей (при рельсовом транспорте), ремонт оборудования (экскаваторов, буровых станков).

Отработка уступов ведется лентами-заходками шириной 15-30 м, длиной несколько сот метров. За заходкой закреплены один экскаватор и несколько буровых станков. Характерным для открытых работ является перемещение оборудования в процессе производства. Поэтому для организации работ на уступах отдельно для каждого работающего экскаватора составляются месячные графики (рис. 2.6), на которых отображаются работа и перемещение экскаваторов и буровых станков. По оси абсцисс графика показывается время (дни месяца), а по оси ординат – расстояние вдоль заходки. В нижней части графика помещены таблицы, в которых по дням указываются объемы погрузки горной массы, бурения скважин и других работ.

 

Рис. 2.6. Месячный график организации работ на уступе:

◦◦ ◦◦  

а – план уступа 310 м; б – календарный график; – взорванная порода (руда); – экскаватор; – пробуренные скважины; ∆ – буровой станок;

– железнодорожный путь; 1 – работа экскаватора по погрузке; 2 – работа буровых станков; 3 – перемещение экскаватора на новую заходку; 4 – перемещение буровых станков на новую заходку; 5 – взрывание массива; 6 – перестилка пути; 7 – ремонтное обслуживание оборудования

Кроме пространственно-временных графиков отработки отдельных экскаваторных забоев на уступах, составляются сводные (в целом по карьеру) линейные календарные графики, в том числе:

· работы экскаваторов и буровых станков;

· ремонтов экскаваторов и буровых станков;

· передвижки путей;

· взрывных работ на уступах и другие.

Пример (фрагмент) сводного линейного календарного графика работы экскаваторов и буровых станков приведен на рис. 2.7.

Рис. 2.7. Фрагмент сводного календарного графика организации работ

на уступах карьера

По сложившейся практике разработка графиков на карьерах выполняется не экономистами, а технологами.

При разработке месячных поуступных и сводных графиков работ в карьере предусматривается реализация принципов параллельности, непрерывности, ритмичности. Прямоточность обеспечивается соответствующей трассировкой съездов в карьер и путей на уступах.

Пропорциональность процессов бурения и экскавации обеспечивается за счет создания заделов обуренной и взорванной горной массы. Оптимизация величины запасов обуренной и взорванной горной массы проводится по критерию минимума оборотных средств в запасах.

Пропорциональность погрузочных и транспортных работ обеспечивается подбором количества транспортных средств (составов, самосвалов), обслуживающих каждый экскаватор. В качестве метода оптимизации применима теория массового обслуживания (ТМО).

Практикум. Рассматривается система массового обслуживания (СМО), в которой самосвалы (заявки на обслуживание) прикреплены к одному экскаватору (число обслуживающих аппа­ратов S = 1). Согласно ТМО данная система идентифицируется как замк­нутая одноканальная.

Исходные данные базового варианта: на уступе работает экскаватор, к которому прикреплено m = 4 самосвала. Интенсивность потока заявок на об­служивание от одного объекта (самосвала), т.е. число его обращений на обслу­живание в единицу времени, λ = 1 раз/час. Средняя продолжительность погрузки самосвала = 0,25 часа (обратная величина интенсивности обслуживания µ = 4). Показатель приведенной интенсивности обслуживания определяется расчетом как λ/µ = 0,25. Расчет ведется по известным формулам ТМО для замкнутой одноканальной системы:

· вероятность возможных состояний системы:

;

;

;

;

,

где Р_о, Р₁, Р₂, Р₃, Р₄ – вероятность того, что под погрузкой и в очереди находится от 0 до 4 самосвалов (соответственно);

·

доля занятости экскаватора во времени d _зан = 1 – Р ₀ = 0,689;

· доля простоя экскаватора во времени d _прос = Р ₀ = 0,311;

· абсолютная пропускная способность системы

А = µ d _зан = 4×0,689 = 2,756 маш./час;

· средняя длина очереди самосвалов, ожидающих погрузки,

= 1 Р₂ + 2 Р₃ +3 Р₄ = 0,233 +2×0,117 + 3×0,028 = 0,55;

· коэффициент простоя самосвалов в очереди

d _оч = / m = 0,55/4 = 0,14.

Целевая функция оптимизации системы массового обслуживания представляет разность дохода и затрат от деятельности системы. Доход определяется как произведение абсолютной пропускной способности системы на выручку от обслуживания одной заявки. Затраты – это стоимость содержания и эксплуатации аппаратов и заявок. В общем виде целевая функция имеет вид

Э = А × Т × В – S × C_пос – А × Т × C_пер → max, (2.4)

где Э – экономический эффект работы СМО за время Т, руб.;

А – абсолютная пропускная способность системы (число обслуженных заявок в единицу времени, обычно за час);

Т – время, за которое подсчитывается эффект (обычно эффект подсчитывается за сутки или месяц. Тогда Т означает, сколько часов содержится в выбранном временном отрезке);

В – выручка (маржинальный доход, расчетная цена) за обслуживание одной заявки;

C_пос – постоянные расходы на содержание одного аппарата за время Т;

C_пер – переменные расходы на обслуживание одной заявки.

Оптимизация осуществляется подбором наиболее эффективного варианта. Расчет альтернативных вариантов выполняется по тем же формулам, что и для базового варианта, но при измененных исходных данных. Так, для системы экскаватор – самосвалы возможно два варианта улучше­ния организации работ: 1) увеличение (уменьшение) числа самосвалов; 2) дополнительные затраты на буровзрывные работы для лучшего дробления горной массы, что позволит уменьшить продолжительность погрузки. Оба мероприятия влияют на производительность системы по вывозке горной массы из карьера. Пример расчета рассмотрим для варианта увеличения числа самосвалов.

При увеличении числа закрепленных самосвалов до m = 5 вероятность простоя экскаватора снижается до Р₀ = 0,199, соответственно увеличится его занятость d _зан с 0,689 до 0,8. Абсолютная пропускная способность системы А возрастет с 2,756 до 3,2, т.е. на 0,444 маш./час. Дополнительный доход в сутки составит Q×Ц×0,444×24, где Q– грузоподъемность машины; Ц – расчетная внутризаводская цена единицы вывезенной горной массы. К затратам следует отнести стоимость электроэнергии на работу экскаватора по погрузке горной массы за 24×(0,8–0,689) = 2,66 час/сут, стоимость эксплуатации 5-го самосвала за сутки (ГСМ, резина, амортизация, заработная плата водителя, накладные расходы автобазы). Разность дохода и затрат покажет целесообразность увеличения числа самосвалов.

Производственные процессы как подземных рудников, так и карьеров относятся в основном к машинным и машинно-ручным. Преимущественная форма организации труда – комплексные бригады. Целесообразная форма оплаты труда – сдельно-премиальная: за добытую и вывезенную тонну руды, пройденный погонный метр выработки на подземных рудниках, выданный кубометр вскрыши на карьерах, погонный метр пробуренной скважины. При использовании для организации капитальных и подготовительных работ сетевых графиков целесообразно оплачивать проходческие бригады по аккордному наряду за ввод в эксплуатацию объектов добычи (блока, камеры) или за этап подготовительных работ, если срок подготовки объекта превышает несколько месяцев.

Дата добавления: 2017-01-14