CC BY
7Ю.И. Платов, М.В. Никулина
Оценка эффективности использования информационных технологий на речном транспорте
in the practice of shipping companies, which optimize production processes and aimed at increasing the efficiency of shipping enterprises, outlines some innovative methodological approaches to assessing the efficiency of information technology at inland shipping.
Статья поступила в редакцию 15.03.2017 г.
УДК 656.62
А.И. Телегин, д.т.н., профессор, ФГБОУВО «ВГУВТ» Е.В. Фролова, магистрант, ФГБОУ ВО «ВГУВТ» 603951, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
КОНЦЕПЦИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОСТАВКИ ПОТРЕБИТЕЛЯМ СТАНДАРТНОГО РЕЧНОГО ПЕСКА, ДОБЫВАЕМОГО И ТРАНСПОРТИРУЕМОГО ВОЛЖСКИМИ ПОРТАМИ
Ключевые слова: грузовые перевозки, речной транспорт, нерудные строительные материалы.
Рассмотрены основные этапы подготовки к добыче и добычи нерудных стройматериалов на речном транспорте, сформулирована схема, учитывающая добычу и получение материалов, соответствующих ТУ-212 и ГОСТ 8736. Предложены аналитические модели поставки нерудных стройматериалов с учетом требуемого потребителями качества, структуры поставляемых стандартных песка и гравия.
Речные порты, добывающие на внутренних водных путях Российской Федерации и транспортирующие потребителям речной песок, не обеспечивают многообразные запросы строительных предприятий по его качественному составу, что, соответственно, отрицательно сказывается на качестве выпускаемой продукции и строительных работ. Так, к примеру, наиболее отрицательное влияние на свойства бетона оказывают заполнители, не отвечающие требованиям государственных стандартов по гранулометрическому составу и наличию засоряющих примесей [1]. Доказано, что на каждый процент запыленности (наличия пылевидных и глинистых частиц) расход цемента возрастает от 1 до 1,5%. Применение стандартных нерудных заполнителей позволяет снизить расход дорогостоящего цемента в бетоне до 15% и в то же время повысить качество строительных изделий [2].
Фактически, речные порты до сих пор добывают и поставляют речные пески по отраслевым ТУ-212 бывшего Департамента речного транспорта Минтранса, которого, во-первых, уже нет больше 26 лет, во-вторых, требования этих технических условий значительно ниже требований действующих государственных стандартов [3].
ТУ-212 по большинству показателей уступают требованиям государственных стандартов, поэтому фактическое повышение качества добываемого речного песка может быть обеспечено путем комплексного подхода к решению этой проблемы - от улучшения геологоразведки до внедрения технических средств обогащения и фракционирования данных природных материалов.
Авторами в монографии [4] выяснено и доказано, что, в частности, добываемые волжскими речными портами пески не соответствуют основополагающим требованиям ГОСТ 8736, которые в общем виде сводятся к следующим [1]:
а) песок должен быть определенного минерально-петрографического состава, исключающего содержание вредных примесей, в том числе серу, сульфаты, слюды, уголь, апатиты и др.;
б) поверхность зерен песка должна быть классифицирована по генетическому типу пород и их форме;
в) песок должен поставляться по зерновому составу и модулю крупности определенных фракций - мелкий, очень мелкий, средней крупности и крупный, что характеризуется модулем крупности и полным остатком на сите №063 (при лабораторных исследованиях);
г) допускаются определенные примеси в песке в зависимости от его вида:
- природный песок мелкий и очень мелкий: пылевидных и глинистых частиц -5%, гравия (зерен свыше 5 и 10 мм) - 10%;
- обогащенный песок мелкий: пылевидных и глинистых частиц - 3%, гравия (зерен свыше 5 и 10 мм) - 5%;
- природный песок средний, повышенной крупности и крупный: пылевидных и глинистых частиц - 3%, гравия (зерен свыше 5 и 10 мм) - 10%;
- обогащенный песок средний, повышенной крупности и крупный: пылевидных и глинистых частиц - 2%, гравия (зерен свыше 5 и 10 мм) - 5%;
д) песок не должен содержать органические примеси, хотя они имеются во всех добываемых речных песках, допускаются ТУ-212, к примеру, в песках волжских портов - до 0,5% [3].
Требования по пунктам «а» и «б» должны обеспечиваться за счет проведения изыскательных работ, в которые входят геодезические, топографические, промерные, гидрологические, геологические и другие регламентированные их виды [4].
Технические задания на дополнительные геологоразведочные работы в русле реки должны предварительно согласовываться с государственными администрациями водных бассейнов, органами санитарного, рыбного и транспортного надзора и контроля, а на пойменных месторождениях - с землепользователями и местными органами власти.
Геологоразведочные работы на судоходных реках для поиска месторождений песка обычно выполняют за пределами судоходных путей, ширина которых определяется положениями буев и бакенов, а при их отсутствии непосредственно на участке - обычно на наибольшей ширине судового хода или на смежных участках, за пределами этих знаков [5].
Перед началом разработки поверхность русловой части месторождения должна быть очищена от глин, суглинков, мелких песков и других некондиционных пород. Весь вскрышной грунт на разрабатываемой площади, лес и кустарник, камни и валуны должны быть удалены на незатапливаемые участки до наступления паводка.
Выдача специального разрешения (лицензии) на право пользования недрами с целью добычи нерудных материалов (НСМ) осуществляется после оформления горного, земельного отвода и разработки технологической схемы (проекта) освоения месторождения полезного ископаемого. Заключаемое при этом лицензионное соглашение включает в себя следующие обязательные положения: срок действия лицензии, начала и окончания работ; условия, связанные с охраной недр; условия, связанные с охраной окружающей среды; согласованный уровень добычи минерального сырья, а также соглашение о его долевом распределении; соглашение о правах на геологическую информацию, получаемую в процессе пользования недрами; объемы и виды сбрасываемых в недра отходов производства и промышленных сточных вод; соглашение о способах измерения объемов добычи полезного ископаемого; соглашение о предоставлении ежегодных отчетов о добыче НСМ; условия выполнения установленного законодательства РФ (стандартов, норм, правил), определяющего требования по охране недр и окружающей природной среды, безопасного ведения горных работ; условия продления действия выданной лицензии на природопользование.
В общем виде схема подготовки и разработки конкретного месторождения для получения заданного объема и качества речного песка и других НСМ представлена на рис. 1.
Рис. 1. Схема подготовки к добыче и добычи речного песка на месторождении
Как видно из приведенной схемы (рис. 1), первые три этапа подготовки к добыче месторождения обязательно должны проводиться независимо от того, будет потом добыча речного песка по ТУ-212 или требованиям государственных стандартов (на схеме это- сплошные линии).
На четвертом этапе во всех волжских портах осуществляется обязательный этап 4.1 (сплошная линия), т.е. добыча песка, по сути - грунта, техническими средствами -
земледобывающими снарядами. Если добыча производится из-под воды, со дна водоема, по ТУ-212 выполняется определенное обогащение песка - частичное удаление органических примесей (4.2), пылевидных и глинистых частиц (4.3), вредных примесей (сульфатных и сульфидных соединений - 4.4). Операции 4.2, 4.3 и 4.4 показаны пунктирными линиями, поскольку они выполняются в процессе выемки речного песка из ложа месторождения и обычно погрузки его в несамоходные суда (баржи-площадки и бункеры). При удалении ненужных частиц и вредных примесей речной песок обогащается, но, тем не менее, не становится полностью соответствующим стандартным требованиям, в частности, ГОСТ 8736. Однако, как указано выше, стандартный речной песок допускает наличие в нем определенного количества пылевидных и глинистых частиц, но должны приниматься все технические и технологические меры, чтобы полностью исключить органические и вредные примеси (сульфатные и сульфидные соединения).
На схеме показан пятый этап - получение стандартного песка по ГОСТ 8736, включающий необходимость выполнения для этого минимально четырех операций: отделение от массы песка гравия (размеры частиц свыше 10 мм) - операция 5.3; дробление гравия на мелкие частицы и получение щебня гравийного - операция 5.4; разделение оставшейся массы песка путем просеивания на соответствующих ситах на два стандартных вида - песок мелкий и очень мелкий - операция 5.1, и песок средний, крупный и повышенной крупности - операция 5.2. Все четыре операции (5.1-5.4) показаны пунктиром, поскольку они в настоящее время портами полностью не выполняются.
Основным техническим средством добычи песка в волжских портах является плавучий земснаряд, представляющий собой специальное судно, предназначенное для разработки и извлечения грунта со дна водоема, подъема его над уровнем воды и транспортирования на место отвала или погрузки в транспортное средство [5].
Есть специальные землесосы, оборудованные для сгущения пульпы (механической смеси грунта с водой), обогащения и классификации НСМ при помощи различных аппаратов гидравлического и механического принципа действия, предназначенных для отделения мелких, нетоварных частиц, а также разделения на фракции заданной крупности. Однако они применяются в речных портах обычно для добычи песчано-гравийной смеси (по ТУ-212), а также получения гравия по этим техническим условиям - путем удаления мелких фракций песка и нетоварных примесей.
Когда применяется плавучий кран для добычи песка в портах, данный процесс осуществляется гораздо проще, чем земснарядами, - путем выгрузки содержимого грунта из грейфера в стоящее у борта несамоходное судно. При этом обогащение песка вымыванием органических примесей, пылевидных и глинистых частиц, а также вредных примесей производится в меньшей степени, чем использование земснарядов для таких целей.
В случае прямой загрузки песка землесосами в бункерные баржи и суда-площадки некоторое увеличение модуля крупности достигается в результате частичного отмывания глины и органических примесей от зерен песка в процессе движения в потоке пульпы по трубопроводу и через грунтовый насос, а также в бурном вихревом движении поступающей в судно гидросмеси. Мелкие частицы при этом в значительной мере удаляются с вытекающей водой из судна.
Для загрузки в суда обезвоженного песка применяются в некоторых портах установки глубокого сгущения пульпы (УГСП), схема которых показана на рис. 2 [4]. Пульпа от грунтового насоса поступает в гидроциклон, расположенный в верхней части установки. Крупные частицы грунта отжимаются в начальной стадии движения пульпы, вследствие трения о поверхность теряют свою скорость и опускаются под своей тяжестью в нижнюю часть установки - грунтосборник. Вода и мельчайшие частицы грунта из центральной части гидроциклона выходят по сливному трубопроводу, где поставлена задвижка, с помощью которой можно регулировать давление внутри
аппарата. Накопившийся в грунтосборнике песок выжимается этим давлением через регулируемую заслонку по погрузочной трубе. Слой песка, поддерживаемый в грунтосборнике, а также песок, заполняющий по всей длине погрузочную трубу, препятствуют фильтрации воды, поэтому на выходе из трубы песок имеет относительно небольшую влажность (30-35%). Для устранения возникающих закупорок погрузочной трубы песком предусмотрено специальное сопло, через которое при необходимости подают напорную воду.
Для отделения от песка мелких фракций и для сгущения пульпы, кроме УГСП, применяются также гидроциклоны различной конструкции.
Отделение от песка мусора, органических примесей, ила и нежелательных частиц гравия достигается с помощью безнапорных конических или дуговых гидрогрохотов. В эти аппараты гидросмесь подается по касательной к криволинейным решетчатым поверхностям, на которых осуществляется разделение материала по крупности.
Обогатительные аппараты применяют на землесосных снарядах для отделения от добываемого песка пылевидных, илистых, органических и глинистых частиц, а также мелких его фракций и сгущения пульпы. Обогащение песка производится в аппаратах центробежного типа, имеющих горизонтальную ось вращения. В результате отмыва мелких фракций песка и различных примесей на обогатительных аппаратах обеспечивается повышение модуля крупности и улучшение качества песка.
Для погрузки качественного песка в суда требуется оснащение земснаряда дополнительными средствами. В низкобортные бункерные суда песок может подаваться из-под виброгрохота самотеком в виде гидросмеси. Для погрузки в суда общего назначения требуется грунтонасосная установка с УГСП. Для этой же цели применяется но-рийная обезвоживающая установка с погрузочным лотком или транспортером. Удаление мельчайших частиц песка и других веществ в отвал возможно по плавучему грунтопроводу, с применением грунтонасосной установки, смонтированной непосредственно на земснаряде или на отдельном понтоне.
Полное сочетание рабочих устройств земснаряда, обогатительного оборудования, средств погрузки песка в суда и средств удаления нетоварных фракций грунта определяется технологией добычи, обогащения, погрузки-выгрузки, а также перевозки. В зависимости от состава исходного грунта, условий и глубины его залегания, условий доставки к местам назначения, особых требований поставки получателю, обуславливаемых договором перевозки и поставки, может использоваться то или иное техническое оборудование и технологические схемы добычи песка и его транспортирования.
При этом, как правило, должно обеспечиваться наиболее полное комплексное использование извлекаемого со дна материала, для чего, прежде всего, необходимо отделять полностью на месте нежелательные вещества - органические примеси, ил, сульфатные и сульфидные отложения. Следует также стремиться убрать в максимальной степени пылевидные и глинистые частицы.
Таким образом, в судно должен загружаться добываемый песок любых фракций (очень мелкий, мелкий, средний, крупный и повышенной крупности), доставляться и выгружаться на специализированный причал порта. Порт может приобрести специальные технические установки, имеющие внутри сита соответствующих размеров, и осуществлять разделение песка на два стандартных вида: мелкий и очень мелкий песок (операция 5.1 на рис. 1) и средний, крупный и повышенной крупности песок (операция 5.2 на рис. 1).
Отделение гравия частиц размерами св. 10 мм из состава добываемого речного песка может осуществляться двумя способами. Это применяемый в некоторых портах способ удаления гравия из движущейся пульпы, пропуская её через сита размером 10 мм, и удаляя гравий по специальному лотку в судно, стоящее у борта земснаряда (у другого борта земснаряда стоит судно, в него поступает песок, от которого отделен гравий). Затем судно с гравием доставляется на причал порта, выгружается на склад и гравий реализуется потребителю с учетом рыночной цены. Если этот способ удаления гравия из песка при его добыче не применяется, то можно его извлекать из речного песка непосредственно на причале порта (операция 5.3 на рис. 1). В том и другом случае целесообразнее гравий дробить на стандартные фракции щебня, получать щебень гравийный, который весьма дорого стоит на рынке нерудных строительных материалов.
Пятый этап на рис. 1 - получение стандартного песка (по ГОСТ 8736), можно представить аналитическими моделями.
Речные порты могут поставлять речной песок и щебень гравийный стандартных характеристик, удовлетворяя потребности получателей, повышая свою конкурентоспособность на рынке стройматериалов и, соответственно, доходы от этой деятельности.
Качество поставки данных стройматериалов зависит от целого ряда факторов: исходного качества добываемого песка, изменяющегося в процессе извлечения из грунта, обогащения, перегрузки, перевозки с учетом применения различных технических средств и способов выполнения технологических операций. Это можно выразить следующей аналитической моделью
КН=f [с? • (1 ± KF„ Hi ± Kp„ И ± Krn.)■ (1 ± кГП^)],
(1)
где K^ - возможное интегральное качество поставки речного песка потребителям;
- исходное качество речного песка, добываемого портом в /-ом карьере (месторождении);
Kpuj - изменение (улучшение или ухудшение) качества речного песка в результате применения j-го способа добычи речного песка из грунта (месторождения);
КРПу - изменение качества речного песка в результате применения у-го способа его обогащения;
К РП - изменение качества речного песка в результате удаления из него органиче-
РП а
ских примесей, пылевидных и глинистых частиц;
КРП- изменение качества речного песка в результате 5-го способа транспортирования (погрузки в судно, перевозки, выгрузки и складирования в порту).
Следовательно, качество речного песка может улучшаться или ухудшаться с момента добычи из месторождения до выгрузки на причал, вплоть до выдачи получателю.
Для получения речного песка, отвечающего требованиям потребителей по определенным характеристикам, могут быть составлены конкретные математические модели и алгоритмы их реализации. Для этого необходимо:
- изучить потребительские свойства речного песка, который добывается или может быть добыт с /-го карьера;
- определить затраты порта и соответственно рыночную стоимость речного песка с учетом поставки его с требуемым качеством (КРПГТ);
- правильно определить сегмент рынка сбыта речного песка с /-го карьера с КП качеством и соответствующей стоимостью для обеспечения его полной и рентабельной реализации.
Для обеспечения поставки стандартного речного песка (по ГОСТ 8736), на рис. 1 это пятый этап, необходимо провести мероприятия, которые могут быть представлены определенными вариантами, математическими моделями и алгоритмами их решения.
Первый проектный вариант
На территории порта развертываются соответствующие технические средства, с помощью которых добытый речной песок разделяется на три вида (см. рис. 1): операция 5.1 - получение мелкого и очень мелкого песка (модуль крупности от 1,0 до 2,0);
операция 5.2 - получение песка среднего, крупного и повышенной крупности (модуль крупности от 2,0 до 3,5);
операция 5.3 - отделение гравия (частиц св. 10 мм) от основной массы речного песка.
Тогда модель разделения партии песка на указанные выше составляющие может быть выражена как
Gpn ~ GPn,
+ G% + ОГР = 0,01-(mlGi
у ГР
РП
+ m2Gpn
+ m3Gpn ) ,
(2)
где Gpn - масса речного песка, добытого из /-го карьера, выгруженного на склад
порта, подвергнутого разделения на две стандартные фракции песка (мелкий и крупный) и гравий, т;
GpTjj - масса мелкого песка после отделения его от общей массы, т;
GpK - масса среднего и крупного песка после отделения его от общей массы, т;
Gprp - масса гравия после отделения его от общей массы, т;
m1, m2, m3 - процентное содержание в общей массе речного песка соответственно мелких, крупных фракций и гравия, в общей сумме составляющее сто процентов.
Второй проектный вариант
Отделенный от общей массы речного песка гравий дробится на стандартные фракции щебня гравийного (5-20, 20-40 мм и др.), в соответствии с потребностями рынка строительных нерудных материалов большой прочности.
Модель получения щебня гравийного нужных стандартных фракций может быть выражена как
GPni ^ЩГХ + ^ЩГг + ••• + GЩГj + ••• + Gщгп
— 0,01 • (mщг1 Gpni + mщг2 Gpni + ••• + тшг, GPn, + ••• + тшг, GPn, ) , (3)
ЩГj РП1
1ЩГ^РП, .
где Gmri, &Шг2 , Сщг , Сщг - соответственно масса полученного в результате
дробления и пропускания через сита разных диаметров стандартного щебня гравийного (фракциями 5-20, 20-40 мм и дрО, т;
тШг1, тШг2, тщГ , тЩр - соответственно доля (в процентах) щебня гравийного
определенных стандартных фракций в общей массе гравия, прошедшего дробление и разделение на фракции, в сумме составляющие сто процентов;
Общая аналитическая модель структуры поставляемых стандартных речного песка и щебня гравийного (этап V по рис 1) будет иметь вид
S-1 _ s-уМ
Gpni — Gpni
+ GCK + вшг + вшг + ••• + вшг + ••• + G
■’ШР
‘ЩГг
'ЩГ,
ЩГп
0,01 • (m1GPn +
+ m2Gpn, ) + 0,01 • (тщрGPni + тшГ2GPn, + ••• + тшГ,GPn, + ••• + тшГпGPP ) • (4)
'ЩГтУ РП
щг, рп
‘ЩГп^РП,
Выбор того или иного варианта получения стандартного НСМ (в данном случае стандартного речного песка и щебня гравийного) должны рассматриваться с расчетом экономической эффективности применяемых для этого организационно-технических мероприятий, с учетом конкретных условий, мест и способов добычи, обогащения песка, дробления и сортировки гравия с обязательной рентабельной реализацией их на рынке сбыню Стандартный нерудный материал на рынке сбыта стоит на 30-40% выше, чем просто добытый из карьера, по сути, грунт
Список литературы:
[1] ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ Технические условия^ Мт Стандартин-форм, 2015^ - 8 с
[2] СНиП 5^01^23-83^ Типовые нормы расхода цемента для приготовления берков сборных и монолитных, бетонных, железобетонных изделий и конструкций. - Мл Стройиздат, 1985^ -44 с
[3] Минстрой Россию ВНИПИИСТРОЙСЫРЬЕ. Песок, смеси песчано-гравийные, гравий, добываемые техническими средствами портов и пароходств Департамента речного транспорта Минтранса РФ^ ТУ 5711-005-00283227-95^ - М, 1995^ - 10 с
[4] Телегин А^Ж Обеспечение стандартного качества и эффективности транспортирования и поставки нерудных стройматериалов, добываемых из речных водоемов : монография / АЖ Телегин, АЛ Ничипорук. - К Новгород: Изд-во ФГБОУ ВО «ВГУВТ», 2015^ - 216 с
[5] Ильин ЖЖ Русловая добыча и перевозка нерудных строительных материалов / ЖЖ Ильин - Мл Транспорт, 1987^ - 232 с
THE CONCEPT OF ENSURING DELIVERY TO CONSUMERS OF THE STANDARD RIVER SAND EXTRACTED AND TRANSPORTED BY THE VOLGA PORTS
A.I. Telegin, E. V. Frolova
Keywords: freight transportation, river transport, nonmetallic construction materials.
The main stages of preparation for production and production of nonmetallic building materials on river transport are considered, the scheme considering production and receipt of materials, the corresponding TU-212 and GOST 8736 is formulated. Analytical delivery patterns of nonmetallic building materials taking into account the quality required by consumers, structures of the delivered standard sand and gravel are offered.
Статья поступила в редакцию 18.04.2017 г.
УДК 656.62.064
В.В. Цверов, д.э.н., доцент, ФГБОУВО «ВГУВТ»
В.В. Сахарова, ведущий менеджер, ООО «Исследования и проекты» 603951, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ОБЯЗАТЕЛЬСТВ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ЗАКАЗАМИ В ОРГАНИЗАЦИИ
Ключевые слова. Управление заказами, логистический процесс, гибкость, срок выполнения заказа, сетевая цепь выполнения заказов.
В статье рассмотрена возможность применения подходов, используемых в гибких производственных системах, для управления заказами в проектно-строительных организациях. Выявлены факторы отклоняющих воздействий при управлении заказами и предложен инструмент обеспечения соблюдения плановых сроков.
Одним из основных требований, предъявляемых к управлению заказами при проектно-строительных работах, заключается в обеспечении устойчивости выполнения обязательств по заказу при наличии различных внешних и внутренних отклоняющих воздействий.
Факторами внешних отклоняющих воздействий при управлении заказами в проектно-строительных организациях могут быть:
- обновление ассортимента заказов;
- наличие конструктивных модификаций, влекущих необходимость корректировки логистических процессов выполнения заказов;
- изменение размеров заказов;
- нарушение ритмичности материально-технического обеспечения;
- срочные заказы;
-увеличение продолжительности логистических операций, выполняемых сторонними организациями, по сравнению с договорной их величиной;
- не выполнение обязательств сторонними организациями, участвующими в процессе;
- неблагоприятные погодные условия и стихийные бедствия;
- форс-мажорные обстоятельства, связанные с политическими рисками и др. Факторы внутренних отклонений в логистическом процессе:
- сбои и выход из строя основного и вспомогательного оборудования;
- брак;
