CC BY
34
УДК 622.33.016.6.013
А.В. Ремезов, В.В. Ульянов, С.В. Новоселов
МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО И БЕЗОПАСНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ ОЧИСТНЫХ ЗАБОЕВ СВЕРХКАТЕГОРНЫХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ
В настоящих условиях хозяйствования предприятиям подземной угледобычи приходится решать сложную триединую задачу касающуюся:
- повышения конкурентоспособности в кризисных условиях;
- снижения издержек на производство продукции при увеличении объемов производства;
- обеспечения безопасности горных работ, при увеличении нагрузки на очистной забой.
Данные задачи в свою очередь подразделяют-
ся на ряд соподчиненных (например, чтобы обеспечить стабильную работу лавы, необходима безотказная работа всей технологической цепочки: забойного комбайна, забойного конвейера, участкового транспорта, магистрального транспорта, сортировки и так до угольного склада на поверхности). Аналогичные цепи можно построить как для конкурентоспособности, так и для снижения издержек, но все это будет производным от эффективной работы добычного участка, именно он
Рис.1 Модель взаимосвязи основных факторов и показателей, оказывающих основное влияние на эффективное и безопасное функционирование высоконагруженных очистных забоев сверхкатегорных
угольных шахт.
создает продукт, который при реализации определяет «потенциальную» прибыль шахты.
Все вышеприведенное доказывает что, усовершенствование способов эффективного и безопасного функционирования высоконагруженных очистных забоев сверхкатегорных угольных шахт, логично начинать именно с рассмотрения «резервов» и «слабых мест» в основном технологическом звене угольной шахты - очистном забое. В условиях «шахта-лава», «шахта - пласт» - обеспечение рентабельной деятельности шахты напрямую зависит от эффективной и безопасной работы высоконагруженного очистного забоя. Особую значимость и ответственность накладывается на руководителей очистных участков сверхкатегор-ных угольных шахт, где основной фактор успешной работы это безопасность горных работ. Данный фактор оказывает влияние на стабильность и непрерывность работы технологических звеньев, что характеризуется коэффициентами машинного времени оборудования. Мы предлагаем следующую модель взаимосвязи основных факторов и показателей оказывающих основное влияние на
эффективное и безопасное функционирование высоконагруженных очистных забоев сверхкате-горных угольных шахт (рис.1).
В функциональных обязанностях надзора очистного участка должно особое место уделяться контролю за следующими показателями.
1.Ритмичностью горных работ (коэффициент ритмичности, коэффициент машинного времени).
2. Стабильностью уровня качества угля (зольность, влажность).
3.Рациональным использованием трудовых ресурсов (простои, аварии, прочие непроизводительные потери рабочего времени).
4. Качественным выполнением планово-
предупредительного ремонта (безаварийность работы, надежность, наработка на отказ).
5.Соблюдением технологии (паспорта выемочного участка);
Однако все познается в сравнении, ниже приведен пример показателей работы 10 наиболее производительных шахт США (табл. 1), где работает 1-2 очистных забоя с высокими показателями производительности.
Таблица 1.Показатели работы десяти наиболее производительных шахт США _______________(по данным журнала «Уголь» №3, 2000г.)___________________
Шахта, компания Вынимаемая мощность пласта, м Число очистных забоев в работе Числен- ность персонала Годовая добыча угля, млн. т Производительность труда по товарному углю
Foidel Greex, Cyprus 2,6 1 381 8,174 21454
Enlow Fork, Consol 1,75 2 374 7,995 21377
Bailey, Consol 1,7 2 442 7,556 17095
Mountaineer, Arch 1,7 1 283 6,827 24124
Mc Elroy, Consol 1,7 1 355 6,0332 16992
Cumberland, Cyprus 2,1 1 527 5,69 10797
Mine№84, Consol 1,9 2 503 5,389 10714
West Elk,Aroh 3,65 1 286 5,379 18808
Upper Big Branch, A.T.Massey 1,7 1 154 5,174 33597
Robinson Run№95, Consol 2,0 1 442 5,075 11482
Таблица 2.Технико-экономические показатели работы российских шахт
Показатели шахты
№7 Котинская Талдинская -Южная Обуховская№!
Производственная мощность, тыс.т 2S00 i500 i500 iS00
Продолжительность строительства, лет 5 3 3,5 4
Среднедействующее число очистных забоев i i i 2
Среднесуточная нагрузка на очистной забой, т/сут 10000 5000 5000 3000
Численность трудящихся ,чел. 334 2S5 2S6 745
Производительность труда т/чел.мес. 79 i 49S 496 232
Капвложения на сооружение шахты млн. долл. США 121 75 76 235,5
Производственная себестоимость долл. США S S S 15
Рентабельность, % 47 25 45 15
Срок окупаемости капвложений, лет 5 S 5,6 6,5
Таблица 3. Основные показатели отработки угольных пластов механизированными комплексами нового технического уровня при различных параметрах очистного забоя _____________________________(по данным журнала «Уголь» №1, 2001г.)__________________________
Наименование Вынимаемая мощность пласта, м
показателя 0,8-1,2 1,2-2,5 2,5-3,5 3,5-4,5 4,5-6.0
длина лавы, м 200-300 200-300 200-300 180-250 160-200
Площадь забоя,м2 160-300 240-750 500-1050 630-1125 720-1200
Коэффициент машинного времени 0,3-0,6 0,3-0,6 0,3-0,6 0,3-0,6 0,3-0,6
Энергонасыщенность забоя по выемке, кВт/м2 1,0-1,5 1,0-1,5 1,0-1,5 1,0-1,5 1,0-1,5
Расчетная энерговооруженность по выемке, кВт 140-400 240-1000 500-1500 600-1500 700-1500
Энергонасыщенность забоя по транспортировке угля, кВт/м 1,5-2,0 1,5-2,0 1,5-2,0 1,5-2,0 1,5-2,0
Расчетная производительность забойного конвейера, (т/мин) 280-800 300-1000 600-1500 600-1500 600-1500
Расчетная интенсивность нагрузки на забой т/сут.м2 4,0-7,0 4,0-7,0 4,0-7,0 4,0-7,0 4,0-7,0
Расчетная нагрузка на забой, т/сут 640-2500 960-5300 2000-7400 2500-7900 2900-8400
Таблица 4. Показатели работы наиболее производительных КМЗ на шахтах США ___________________(по данным журнала «Уголь» №1, 2001г.)___________________
Наименование показателя Шахта
Маунтайниир Эмеральд ресурс Твентимайл
Мощность пласта, м вынимаемая 1,68 1,83 2,59
геологическая 1,52 1,83 2,44-2,9
Длина лавы, м 390 330 256
Площадь забоя,м2 554 604 256
Длина панели, м 3280 2020 5360
Глубина залегания, м 180 200-390 200-480
Число штреков, шт. 3 3 3
Величина захвата, м 1,067 1,0 0,914
Объемный вес угля, т/м3 1,44 1,32 1,32
Энергоемкость разрушения и погрузки угля, кВтч/т 0,35 0,3 0,3
Установленная мощность электродвигателей комбайна, кВт 1040 956 1470
Установленная мощность электродвигателей конвейера, кВт 3x535 3x765 3x765
Ширина става конвейера, мм 950 1132 1132
Ширина става перегружателя, мм 1400 1800 1800
Калибр цепи конвейера, мм 2x38 2x42 2x42
Тип механизированной крепи МТА 2x720 МТА 2x830 МТА 2x830
Тип тягового органа Ультратрак Rhinoride Rhinoride
Тип комбайна Джой 4ЬБ-9 Джой 4LS-9 Longaupgeks
Тип конвейера Джой МТА МТА
Тип дробилки Джой МТА МТА
Тип управления Servise Machine
Напряжение, В 2300 4160 4160
Годовая добыча участка, млн.т 7,92 5,76 6,03
Годовая добыча лавы, млн.т 7,48 5,44 5,6
Число рабочих дней в году 342 286 320
Среднесуточная добыча лавы, тыс.т 21,7 19,0 17,5
Интенсивность нагрузки на лаву, т/сутм2 39,2 31,5 26,4
Среднесуточное подвигание забоя, м 27,2 23,9 20,0
Среднее число циклов за сутки 25,5 23,9 21,9
Среднесуточная длина пути пройденная комбайном, км 8,12 7,56 5,350
Время отработки панели, сут 121 110 268
Коэффициент машинного времени комбайна при скорости подачи 10-12м/мин, при 2-х рабочих сменах по 8 часов 0,75-0,8 0,7-0,75 0,55-0,6
Для сравнения взяты российские шахты производительность в 3-4 раза выше, это объясня-
(табл.2). Мы видим, что на американских шахтах ется тем, что они работают как «супердинамич-
А дминмсгратнЕ ныв
методы Iоп-менеджмент шахты
1 .Текшие с ые методы
2 .Те кно ю пга с кие методы
3. Орг ЗНІС .ЕНЦСі нные методы
4. Упраї пн ьга с кие методы
5. Э контпие с кие методы
6 Методы про МЫШЛВ НК' й
безопасности 7. Э ВОЮЩЕЕ с юте методы
8 М н то« ды мета: ации пер оо юла.
Надзор добычного участка
Вспомогатель Угольный Потребители
ныв звенья, > склад, реапии- уіиш.
транспорт зация утя прибыль
Научные центры, проектные институты Инновационные центры (инновационные методы)
Рис. 2 Модель взаимосвязи методов с «субъектами» и «объектами» их применения и воздействия, для обеспечения эффективного и безопасного функционирования высоконагруженных очистных забоев
сверхкатегорных угольных шахт
ни находится в пределах 0,55-0,8, а средняя добыча 17,5-21,7 тыс./сут. Данное объясняется тем,
ные системы», где скорость подвигания очистных забоев 5-10 м/см; 15-25 м/сут. и нагрузка на лаву 800тыс.т/мес. Годовая производительность труда на шахте свыше 30 тыс. на человека.
Для российских условий это хорошие показатели, но для мирового уровня недостаточные, и основная задача для российских углепроизводите-лей - преодоление этого «разрыва». Такая сложная задача может быть решена в перспективе использованием следующего комплекса методов включающих в себя такие методы как технические, технологические, организационные, управленческие, экономические, промышленной безопасности, экологические, инновационные.
По большому счету видится комплексное решение проблемы повышения эффективного и безопасного функционирования высоконагружен-ных очистных забоев сверхкатегорных угольных шахт. В этом плане топ-менеджмент компаний должен взаимодействовать с научноисследовательскими и проектными организациями, надзорными органами и другими организациями компетентными в данной проблеме.
Еще заметнее отставание российских шахт, если рассматривать анализ работы добычной техники - механизированных комплексов, хотя есть определенные положительные тенденции и перспективы при использовании отечественных механизированных комплексов КМ-138, КМ-147.
Анализируя данные таблиц 3 и 4, мы видим, что коэффициент машинного времени у российских шахт находится в пределах 0,3-0,6 , расчетная нагрузка на забой в пределах 2500-8400т/сут. На шахтах США коэффициент машинного време-
что в США более производительная очистная техника, выше энерговооруженность, другие горногеологические и технологические условия. Прорыв на техническом уровне необходим, но переход с напряжения 1140В на 4160В проблематичен - сложнейшая энергетическая проблема. Поэтому в данных условиях ставку логичнее делать на
- высокий уровень организации очистных работ;
- высокий уровень планово-предупредительных ремонтов;
- высокий уровень соблюдения безопасности очистных работ;
- высокий уровень исполнительской дисциплины персонала;
- высокую мотивацию персона.
Естественно подкрепляя вышеизложенное
внедрением высокопроизводительной техники, при этом обеспечивая нормальный пылегазовый режим (предварительная дегазация пластов, газо-отсос, дополнительные штреки и т.п.), увеличение поточности горных работ.
Модель взаимосвязи методов обеспечения эффективного и безопасного функционирования высоконагруженных очистных забоев сверхкате-горных угольных шахт с «субъектами» и «объектами» их применения и воздействия для определена следующей схемой (рис.2).
Как видно из модели, результатом такого взаимодействия определено удовлетворение потребности рынка ТЭР углем, а для шахты - получение прибыли, что безусловно является показа-
телем эффективного функционирования предприятия. Взаимодействие с наукой обеспечивает внедрение инноваций в процесс угледобычи.
Резюмируя, мы предлагаем следующий комплекс методов (конкретная направленность) по обеспечению эффективного и безопасного функционирования высоконагруженных очистных забоев сверхкатегорных угольных шахт.
1. Технические методы - внедрение высокопроизводительной добычной техники и повышение поточности горных работ.
2. Технологические методы - внедрение высокоэффективных технологий.
3. Организационные методы - совершенствование организации труда.
4. Управленческие методы - оптимизацию управленческих решений.
5. Экономические методы - оптимизацию затрат на 1 т. добычи угля.
6. Методы промышленной безопасности - создание надежных систем безопасности.
7. Экологические методы - внедрение экологически чистых технологий.
8. Инновационные методы - внедрение инноваций (нововведений) во всех технологических звеньях шахты.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Современный горный менеджмент: вопросы теории и практики стратегического, тактического и функционального управления в угольной промышленности РФ / В.Г. Харитонов, А.В. Ремезов, А.И. Жаров и др. - Кемерово: ГУ КузГТУ, 2008.-1082с.
2. Уголь №3, 2000 г. С. 37-42.
3. Уголь №1, 2001г. С. 40-44.
□ Авторы статьи:
Ремезов
Анатолий Владимирович
- докт.техн.наук, проф. каф. подземной разработки месторождений полезных ископаемых КузГТУ. Тел.8-3842-396909
Ульянов Владимир Васильевич
- соискатель каф. подземной разработки месторождений полезных ископаемых КузГТУ. Тел.8-3842-396909
Новоселов Сергей Вениаминович
- канд.экон.наук, ООО «Импульс» (г.Кемерово).
Тел. 9502733186
