CC BY
147
© В.В. Мельник, Л.И. Шулятьева, А.В. Шабловский 2010
УДК 622.232.82
В.В. Мельник, Л.И. Шулятьева, А.В. Шабловский
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ПРОЦЕССА «МОНТАЖ-ДЕМОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ В ШАХТЕ»
Изложена методика моделирования трудозатрат подсистемы шахты «монтаж- демонтаж оборудования» по основным производственным процессам. Предложена схема формирования параметров подсистемы. Приведены модели расчёта трудоёмкости работ по монтажу-демонтажу оборудования в шахте.
Ключевые слова: Схема транспорта в шахте, параметры транспортной системы, трудоёмкость, себестоимость монтажа-демонтажа в шахте
Семинар № 16
У"¥роцесс монтажа и демонтажа ж. Ж. оборудования выполняет вспомогательные функции при подземной выемке угля. Однако он является важным звеном не только в своевременном обеспечении фронтом очистных работ, но и в построении рациональной технологической схемы шахты. Это обусловлено тем, что параметры технологического процесса «монтаж-демонтаж оборудования» оказывают значительное влияние на выбор рациональных схем подготовки и отработки пластов, а также на обоснование параметров их конструктивных элементов. Под конструктивным элементом в данном случае понимается горная выработка, расположенная определённым образом в пространстве относительно других выработок, характеризующаяся качественными и количественными параметрами. Эти параметры являются основополагающими при выборе вида и размещения оборудования в выработке согласно его назначению, параметры которого определяют технологические схемы МДР с соответствующими техническими и тех-
нологическими характеристиками. Количественные параметры технологических схем характеризуются показателями трудоемкости монтажно-
демонтажных работ и длительностью их ведения. Именно они используются при расчёте продолжительности ведения работ, определении рациональных сроков их начала и окончания. Трудоемкость работ определяется технологическими схемами и техническими характеристиками оборудования, применяемого на МДР, погрузке и выгрузке технических средств, используемых в шахтах, при их транспортировке от ствола или иного места расположения в шахте до места монтажа.
Использование высокопроизводительной техники на основных производственных процессах в шахте в США, Германии, Австралии обусловило увеличение плотности и объемов (вследствие увеличения массы оборудования) ведения монтажно-демон-тажных работ во времени. Это потребовало и уплотнения графиков использования внутри-шахтных транспортных систем. Для по-
вышения эффективности работ по монтажу-демонтажу в этих странах используются самоходные машины во взрывобезопасном исполнении с дизельным или электрическим приводом.
В настоящее время на шахтах Кузнецкого и Карагандинского бассейнов применяются технологические схемы, предусматривающие демонтаж оборудования в отработанной лаве и монтаж в новой без выдачи на поверхность. Необходимый ремонт узлов осуществляется непосредственно в шахте без выдачи на поверхность. То есть осуществление МДР связано с производством следующих рабочих процессов: демонтаж узлов очистного комбайна и перегон его в новую лаву; транспортирование узлов по выработкам до места ремонта и обратно в новую лаву; демонтаж лавного конвейера, крепи сопряжения и комплекса, транспортирование их в новую лаву. При необходимости осуществляется ремонт либо замена секций крепи. Аналогично формируется ТС МДР в подготовительном забое. При проведении МДР в выработках, оснащенных конвейерами, используются самоходное оборудование с обеспечением погрузочноразгрузочных работ только на узлах сопряжения магистральных выработок и в камерах размещения электроприводов. Схема транспортирования основных узлов и агрегатов увязана с технологическими схемами подготовки, отработки и транспорта в шахте. Порядок осуществления монтажа оборудования в лаве определяется следующим образом: доставка секций
крепи по вентиляционной выработке лавы, спуск ее до сопряжения лавы с конвейерным штреком, установка секций, монтаж гидравлической системы, приведение секций в рабочее состояние, монтаж лавного конвейера, крепи сопряжения монтаж комбайна.
Использование на шахтах ФРГ на процессах МДР высокопроизводительных машин, например, SLT14S (изготовитель - фирма «Герман-Паус») позволило сократить трудоемкость работ в 1,7 раза. Разработана организация работ и имеется опыт использования на шахте «Распадская» самоходных средств механизации МДР фирм «Етсо» и «Реййо». Однако технологические схемы вскры-тия и подготовки выемочных полей, принятые в России и Казахстане на подзем-ных работах требуют проведения исследований по разработке прогрессивных ТС МДР. Согласно ТС МДР непосредственно на месте монтажа их проведение осуществляется последовательно с минимальным совмещением во времени, то продолжительность технологического процесса определяется трудоемкостью операций и нормативной численностью занятых на нем рабочих. Трудоемкость монтажа-демонтажа оборудования (Трмд) определяется сложностью и техническими характеристиками оборудования: очистного - массой комбайна, массой одной секции крепи, массой приводной головки конвейеров скребкового и ленточного, массой 1 м подвижной и неподвижной частей конвейеров; проходческого - массой комбайна, массой привода скребкового конвейера, 1 м подвижной части, массой привода ленточного конвейера, 1 м подвижной и неподвижной его частей; ленточных конвейеров (магистральных) - массой и количеством приводов, массой 1 м подвижной и неподвижной частей конвейера.
Объектом исследования подсистемы монтажно-демонтажных работ в шахте (МДР) является комплекс технологического оборудования на процессах угледобычи: очистные работы, проходка
горных выработок, внутришахтный транспорт. К параметрам ТСМДР относятся объём монтажа-демонтажа обору-
дования, число объектов монтажных ( Ым ), число объектов демонтажных (Ыд) работ, численность звена монтажников ( Ырмд ), продолжительность работ по монтажу (1рмс1), продолжительность работ по демонтажу (1рда) по каждому элементу (объекту монтажа) ё. Как и при исследовании других подсистем, расчёт параметров технологического процесса подсистемы ТСМДР основано на исследовании операций при производстве монтажа-демонта-жа. Объемы работ по подсистеме МДР могут быть выражены трудоемкостью их выполнения (Трмд), в том числе по
монтажу (Трм) и демонтажу (Трд).
Продолжительность работ по каждому элементу подсистемы ТСМДР: -монтаж оборудования
_ ТРмс
^Рдё
а Ырмдё
демонтаж оборудования
_ Трдё ' Ырдё
Логическая схема формирования параметров технологического процесса МДР приведена на рисунке.
Использование результатов исследований, основанных на хронометражных наблюдениях за работой монтажных бригад, а также нормативных материалов процесса МДР позволили установить закономерности формирования трудоемкости работ по монтажу (Трм) и демонтажу (Трд) для технологических процессов «очистные работы»; «проведение горных выработок», а также «конвейерный транспорт», приведенные в таблице.
Схема формирования параметров технологического процесса подсистемы МДР
08Х
Трудоемкость работ по доставке, монтажу и демонтажу оборудования в шахте, чел-смен
Наименование Трудоемкость работ по доставке и монтажу Трудоемкость работ по демонтажу и
оборудования оборудования доставке оборудования
1. Оборудование очистных забоев
КМ-130 Трм = 59,18 + 6,27 1Ьл + 0,00025Ьл х Lд х Кд Трд = 29,15+3,089Ьл+0,00012Ьл х Ьд
2УКП Трм = 59,18+ 10,0951Ьл + 0,0006Lл х Lд х Кд Трд = 29,15 + 4,972Ьл + 0,00029Ьл х Ьд
Глиник, Фазос Трм = 59,18+10,475Ьл + 0,00061Ьл х Ьд х Кд Трд = 29,15+5,159Ьл + 0,0003Ьл х Ьд
6LS3 (ГОУ) Трм = 59,18+10,517Ьл + 0,00081Ьл х Ьд х Кд Трд = 29,15+5,173Ьл+0,00027Ьл х Ьд
2. Оборудование подготовительных забоев
ГПК, ГПКС Трм = 1,479+0,0067Ьв + 0,000201Ьд х К 'д Трд = 0,729+0,003 3Ьв+0,0001Ьд
4ПП2 Трм = 1.678+0,0094Ьв+0,0002Ьд х К 'д Трд = 0,826+0,0046Ьв+0,0001Ьд
4ПП5 Трм = 1.676+0,0094Ьв+0,0002Ьд х К 'д Трд = 0,826+0,0046Ьв+0,0001Ьд
КСП-33 Трм = 1,713+0,0099в+0,0002Ьд х К 'д Трд = 0,862+0,0049Ьв+0,0001Ьд
3. Оборудование конвейерного транспорта
2ЛУ120А Трм = 0,457Ь + 10-4 х 0,263Ьв х Ьд Трд = 0,225Ь + 10-4 х 0,129Ьв х Ьд
2ЛУ120Б Трм = 0,457Ь+10-4 х 0,156Ьв х Ьд Трд = 0,225Ь+104 х 0,077Ьв х Ьд
2ЛУ120В Трм = 0,457Ь+104 х 0,218Ьв х Ьд Трд = 0,225Ь+104 х 0,1076Ьв х Ьд
2ЛБ120 Трм = 0,457Ь+104 х 0,216Ьв х Ьд Трд = 0,225Ь+104 х 0,1066Ьв х Ьд
1Л100К1-02 Трм = 0,05Ь +10-4 х 0,088Ьв х Ьд Трд = 0,024Ь +10-4 х 0,044Ьв х Ьд
2Л100У-01 Трм = 0,328Ь+10-4 х 0,214Ьв х Ьд Трд = 0,161Ь + 10-4 х 0,106Ьв х Ьд
3Л100У Трм = 0,05Ь + 10-4 х0,012Ьв х Ьд Трд = 0,024Ь +10-4 х 0,006Ьв х Ьд
2ЛТ100У Трм = 0,05Ь + 10-4 х 0,113Ьв х Ьд Трд = 0,024Ь +10-4 х 0,055Ьв х Ьд
Для обоснования экономической эффективности принимаемых технологических решений разработана модель затрат по монтажу-демонтажу оборудования в шахте, что позволяет интегрировать ТС МДР в геотехнологическую систему шахты и дальнейшей её оптимизации. Моделирование затрат на производство работ по подсистеме «монтаж-демонтаж оборудования в шахте» (МДР) осуществлён на основе формирования технологических схем отработки выемочного поля, согласно которым осуществляется набор оборудования, принятого к монтажу или демонтажу, а также параметров технологических процессов и подсистем очистных горно-подгото-вительных работ, подземного транспорта и подъёма. Общая модель затрат представляет собой их сумму по монтажу (Смоб) и демонтажу (Сдоб). Это позволяет осуществить их формирование с учётом временной динамики горных работ при разработке технологоэкономической модели шахты. Общие затраты на монтаж оборудования р1 -го (р1=1,2,...,Р1) объекта МДР:
Смоб = Смобз + Смдм , ден.ед., р1 р1 р1
Сдоб - то же на демонтаж оборудова-
р1
ния:
Сдоб = Сдобз , р2 р2
где Смобз - затраты по заработной плате на монтаж оборудования:
Смобз . — кд(Тдост . Т + Трм . Т )
Йр1 4 йр1 з йр1 4
Сдобз- затраты по заработной плате
на демонтаж оборудования по объекту монтажа,
Сдобз — кдхТрд . хТст4 ,
р2 йр2
Тдост,Трм, Трд - трудоемкость работ соответственно по доставке, монтажу и демонтажу оборудования на одном объекте, чел-смен, (табл. 1); кд - коэффициент, характеризующий размер доплат к тарифной ставке; Смдм^ - затраты на
материалы при монтаже-демонтаже оборудования;
1
Смдм — кмдм X У Цоб , р1 ^ 1
1—1
где кмдм - коэффициент, характеризующий долю затрат на материалы от балансовой стоимости оборудования по подсистеме [89], оборудование очистных забоев - кмдм =0,0048; оборудование подготовительных забоев - кмдм= 0,0045; оборудование конвейерных линий - кмдм =0,003, Цоб - балан-
1
совая стоимость г-го оборудования, принятого к монтажу, ден.ед.
Полученные результаты исследования были использованы при обосновании параметров геотехнологических систем шахт,
— Коротко об авторах --------------------------------------------------------------
Мельник В.В. - доктор технических наук, зав. кафедрой ПРП^, smsu-prpm@yandex.ru Шулятьева Л.И. - кандидат технических наук, докторант кафедры ПРП^, Шаблoвcкuй А.В. - аспирант каф. EP^M,
Mосковский государственный горный университет,
Moscow State Mining University, Russia, ud@msmu.ru
