Методика определения оптимальных сроков службы техники при техническом перевооружении горнодобывающего предприятия

К.Ю. Анистратов, к.т.н., В.Я. Стремилов, Р.Г. Гасанов, ООО НТЦ «Горное дело»

В течение последних десяти лет ООО НТЦ «Горное дело» проводит исследования опыта эксплуатации горного оборудования на крупнейших предприятиях России и стран СНГ: ОАО «СУЭК», ОАО «УГМК», ОАО «Норильский Никель», ОАО АК «АЛРОСА» и горно-обогатительные комбинаты Кривого Рога, – с целью разработки методики определения оптимальных сроков службы горной техники. В статье представлены основные положения методики определения экономически эффективного срока службы карьерной техники. Представлен пример расчета для условий Тугнуйского разреза.

034 4

Разработка стратегии технического перевооружения горнодобывающего предприятия: карьера, подземного рудника, шахты, – начинается с решения задачи определения сроков службы техники.

Для решения задачи определения оптимального срока списания карьерной техники (карьерных экскаваторов, самосвалов, бульдозеров, буровых станков) необходимо решить две задачи:

- установить динамику изменения технической готовности в течение срока эксплуатации;

- определить изменение затрат (затрат на владение, техническое обслуживание и ремонт, эксплуатацию) в течение срока эксплуатации.

Глубокий анализ методов расчетов принятых на горных предприятиях показателей, характеризующих техническую готовность техники, и формулировок самих понятий показал, что наиболее гибким показателем, реально отражающим и техническое состояние машины и ее работоспособность, служит время работы машины на линии [1].

Рис. 1 Статистические модели изменения времени работы на линии карьерных самосвалов Bucyrus МТB3300 грузоподъемностью 136 т (по данным их эксплуатации на Олимпиадинском ГОКе и АК «АЛРОСА»), БелАЗB75131 (по данным разреза Тугнуйский), и БелАЗB7555 (по данным разреза Тугнуйский, ОАО «Евразруда»)

Рис. 1 Статистические модели изменения времени работы на линии карьерных самосвалов Bucyrus МТB3300 грузоподъемностью 136 т (по данным их эксплуатации на Олимпиадинском ГОКе и АК «АЛРОСА»), БелАЗB75131 (по данным разреза Тугнуйский), и БелАЗB7555 (по данным разреза Тугнуйский, ОАО «Евразруда»)

Проведенными исследованиями установлено [2], что при неизменных природно-технологических условиях эксплуатационная производительность на час работы на линии Вij практически не зависит от срока эксплуатации техники. Поэтому объем выполненной работы Qij некой единицей карьерной техники (по экскавации, транспортированию или обуриванию горной массы) зависит от времени работы на линии и характеризуется выражением:

Qij = Вij Ч TijРЛ (1)

где: Вij – часовая эксплуатационная производительность iSй единицы карьерной техники jSй модели парка, м3/час; Tрл ij – время работы на линии i-й техники j-й модели в данный период Т, час.

На основании анализа фактических технико-экономических данных о работе карьерных экскаваторов, самосвалов, буровых станков и др. техники, анализа наработки основных узлов и агрегатов, нормативов периодичности ТО и ПР (плановых ремонтов) на различных предприятиях (ОАО «СУЭК», ОАО «УГМК», ОАО «Норильский Никель» и др.), рекомендаций фирм-изготовителей горного оборудования сформирована база моделей жизненных циклов (рис. 1), а также сформированы модели изменения эксплуатационных затрат и затрат на ТО и Р (ремонтов) различных типов карьерной техники рис. 2.034 3

Рис 2 Зависимость времени работы на линии самосвалов БелАЗB7555 от срока их эксплуатации (построена на основе статистических данных разреза Тугнуйский)

Вместе эти модели являются основным «руководством к действию» при принятии решений о списании конкретной единицы техники и, в свою очередь формированию новой структуры парков при планировании инвестиционного процесса в текущем режиме и на перспективу.

С помощью этих двух базовых моделей формируется технико-экономическая модель функционирования каждой единицы карьерной техники и структуры комплексной механизации карьера в целом в течение заданного периода времени (в прошлом и на перспективу) [7].

При этом необходимо учитывать, что часовая эксплуатационная производительность Вij зависит от параметров горных работ и природно-климатических условий работы. Прогнозирование изменений производительности карьерной техники и объемов выполняемых работ парком при изменении природно-технологических условий в процессе моделировании развития горных работ позволяет получить точную характеристику экономики данного технологического процесса горных работ через количественную оценку эффективности работы каждой единицы техники или парка [3].Рис 3 Модели изменения удельных затрат на ТО и Р самосвалов Bucyrus серии МТ (без затрат на ТО и ремонт ДВС) в течение срока их эксплуатации

Рис 3 Модели изменения удельных затрат на ТО и Р самосвалов Bucyrus серии МТ (без затрат на ТО и ремонт ДВС) в течение срока их эксплуатации

Как правило, экономика горнодобывающих предприятий, являющихся структурными подразделениями крупных холдингов, регламентируется производственной и экономической службой Управляющей Компании, календарным планом горных работ и бюджетом.Рис. 4 Модель изменения затрат на технический сервис самосвала БелАЗB7548 (гаражный номер №48), в условиях разреза Тугнуйский

При среднесрочном и перспективном планировании каждому подразделению устанавливаются определенные нормативные показатели затрат на добычу полезного ископаемого и их структура. При этом поддержание высокой технической готовности карьерной техники и, соответственно, производительности парков обеспечивается только при соблюдении норм периодичности и объема работ по техническому обслуживанию и плановым ремонтам, а также применением качественных материалов и запчастей при высокой квалификации специалистов подразделения технического сервиса, оснащенных инструментом и приспособлениями [9]. Это означает, что срок службы карьерной техники зависит от выделяемых в бюджетах средств на обеспечение ее технического сервиса.

Экономически цель работы любого подразделения и самого горнодобывающего предприятия заключается в выполнении планового объема горных работ Qt → Qпл при минимуме затрат на добычу.

Здоб = Звлад + Зэкс. + Зтс.→min (2)

Рассматривая конкретную единицу техники n модели mпарка (экскаваторов, самосвалов и тд.), можно определить целевую функцию (3).

Например, карьерный самосвал i-й jSй модели парка технологического траспорта в течение срока службы Тсс должен выполнить максимальный объем транспортной работы при минимуме затрат:

Qijтр→max (м3)

Зijтр = Зijвлад + Зijэкс.+ Зijтс→min (3)

Срок службы техники (период до списания) Тсс – период эксплуатации техники, при котором дальнейшая эксплуатация техники невозможна по правилам безопасности или экономически нецелесообразна [4].Рис. 4 Модель изменения затрат на технический сервис самосвала БелАЗB7548 (гаражный номер №48), в условиях разреза Тугнуйский

В качестве основы определения оптимального срока службы техники принимается метод расчета минимума накопленных удельных затрат на технический сервис и затрат на владение.

034 4f(4)

где: Тсс – срок службы техники; Тпр – время работы, прошедшее до момента расчета; Тр – расчетное время работы самосвала; Зt

ТСпр – прошлые затраты на технический сервис; Зt

ТСпл – плановые затраты на технический сервис; Звлад – затраты на владение (совокупность затрат на приобретение, страховку, оплату процентов кредитным учреждениям); Qtпр – объем выполненный работы единицей техники (от t=1 до Тпр), рассчитываемый по формуле (1); Qtпл – планируемый объем работы на единицу техники (от t=1 до Тр).

Для определения предельного срока службы Тсс конкретной единицы техники формируется динамический ряд значений времени работы на линии Трл (по годам, кварталам или месяцам), т.е. модель изменения времени работы на линии на основании данных статистики данной единицы. Если данные о «прошлой жизни» отсутствует, то принимается среднестатистическая модель изменения времени работы данного типа техники в течение расчетного периода.Рис. 6 Диаграмма изменения удельных затрат на Владение, ТО и Ремонт за срок службы самосвала БелАЗB7548 (гаражB ный номер №38) Тугнуйского разреза

Часовая эксплуатационная производительность Вij также принимается на основе данных статистики для принятых в расчете природно-технологических условий. Если данных не достаточно или планируется изменение параметров ведения горных работ, принимаются расчетные часовые производительности, соответствующие природно-технологическим условиям ведения горных работ в течение расчетного срока эксплуатации техники.

При построении модели изменения суммарных затрат также используются статистические данные. Для того, чтобы избежать влияния инфляции на основные затратные компоненты себестоимости из анализа могут исключаться статьи эксплуатационных затрат, включающие зарплату операторам, расходы на шины и дизельное топливо.Изменения показателей эксплуатации карьерного самосвала БелАЗB7548 (гаражный №38) в течение расчетного срока Трс

В общей постановке задача сводится к расчету удельных затрат на единицу фактического или планового объема работ за срок: один, два, три, ..., Трс лет, и нахождению минимума удельных затрат:

З1уд= (З1тс+ Звлад)/Q1

З2уд= (З1тс+ З2тс + Звлад)/( Q1+Q2)

...............

Зtуд= (З1тс+ З2тс+...+ Зtтс+ Звлад) /

/ ( Q1+ Q2 +Q3+...+ Qt) (5)

ЗТрсуд= (З1тс+ З2тс+...+Зtтс+...+ЗTрстс+Звлад) /

/ ( Q1+Q2+...+ Qt+...+ QТрс)

ЗТссуд = min

При отсутствии статистических данных расчет затрат производится по нормам расхода материалов, периодичности, технического обслуживания и нормативам на ремонты и замену запасных частей, узлов и агрегатов [2].

В более общем виде модель определения оптимального срока службы техники можно представить выражением. 034 9(6)

где: З – затраты на эксплуатацию, технический сервис и владение в t-й год, руб; Трл время работы на линии в t-й год, ч; t – расчетный срок эксплуатации, лет; Вчэ – часовая эксплуатационная производительность, м3/ч Сводные данные расчетов показателей эксплуатации карьерных самосвалов за 7-летний период приведены в таблице [8].

Представленный метод может использоваться не только при определении сроков списания техники действующих парков горного оборудования, но для формирования структуры парков карьерной техники при проектировании предприятий и их технической реконструкции [5]. Для этого в предложенные модели необходимо включать прогнозные модели изменения времени работы на линии по типам рассматриваемых вариантов техники, и в соответствии с нормативами, – на периодичность ТО и ПР и нормами расходов материально технических ресурсов и цен на них сроить модели изменения суммарных затрат [6, 10].

ООО «НТЦ Горное Дело» совместно с ГОИ Кольского филиала РАН реализовали на основе этих методических материалов алгоритм формирования рассмотренных выше моделей, используя базы данных жизненных циклов основных типов карьерной техники. Компьютерная программа обеспечивает накопление и аналитическую обработку техникоэкономических данных о работе карьерной техники, что в конечном итоге позволяет получать результаты, необходимые для оценки эффективности работы конкретной единицы техники и парка в целом


 

ЛИТЕРАТУРА:

1. К.Ю Анистратов, М.С. Градусов, В.Я. Стремилов, М.В. Тетерин. Экономико-математическая модель функционирования предприятия технологического карьерного автотранспорта, «Горная Промышленность», №1/2007,

2. К.Ю. Анистратов, В.Я. Стремилов, М.В Тетерин., А.Б. Исайченков Разработка метода управления техническим состоянием карьерной техники на основе использования компьютерной программы «Жизнь Машины», «Горная Промышленность», №2/2007,

3. К.Ю. Анистратов. А.Г. Жилин, Метод определения параметров технологических потоков при техническом перевооружении карьеров. Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Открытые горные работы в XXI веке». – ООО НТЦ «Горное дело», 2011 г.

4. Анистратов К.Ю. Исследование закономерностей изменения показателей работы карьерных самосвалов в течение срока их эксплуатации. «Уголь», Июль 2008 г.,

5. Анистратов К.Ю. Метод формирования структуры парка карьерной техники на действующем предприятии. «Горная промышленность», №5/2009 г.,

6. Анистратов К.Ю. Обоснование структуры парка карьерных самосвалов в классах грузоподъёмности 40–100т. «Горная промышленность», №5/2010 г.

7. Отчет о научно-исследовательской работе «Стратегия технического перевооружения предприятий СУЭК при отработке угольных месторождений до 2030 г.». ООО НТЦ «Горное дело», 2010 г.

8. Карьерная техника ПО БЕЛАЗ: Справочник / Под ред. П.Л. Мариева, К.Ю. Анистратова, ООО «НТЦ Горное дело», 2007, 456 с, илл.

9. К.Ю. Анистратов. Система управления техническим состоянием карьерной автомобильной техники. Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Открытые горные работы в XXI веке». – ООО НТЦ «Горное дело», 2011 г.

10. К.Ю. Анистратов. Л.В. Борщ-Компониец. Исследование показателей работы карьерных самосвалов для обоснования структуры парка и норм выработки автотранспорта. Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Открытые горные работы в XXI веке». – ООО НТЦ «Горное дело», 2011 г.

Журнал "Горная Промышленность" №1 2012, стр.34