CC BY
41
УДК 622.831
ОПТИМИЗАЦИЯ СРОКОВ СЛУЖБЫ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ, РАБОТАЮЩИХ В РЕГИОНАХ ХОЛОДНОГО КЛИМАТА
1 2 Л.И. Сосновский , А.Ю. Болотнев
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Одной из основных причин недостаточной интенсивности использования техники являются простои в ремонтах карьерных экскаваторов. Ремонт остается самым трудоемким процессом на горных предприятиях - его доля составляет до 70 % от трудоемкости всех вспомогательных работ. Ремонтные базы горных предприятий не в полной мере отвечают своему назначению, имеют низкий уровень специализации, слаборазвитую кооперацию ремонта. В условиях холодного климата трудоемкость и стоимость ремонтного обслуживания горного оборудования возрастают на 27-36 % по сравнению со средними широтами.
Создавшееся положение заставляет специалистов искать новые подходы к эксплуатации горного оборудования, влияющие существенным образом на эффективность разработки месторождений полезных ископаемых. Среди основных направлений повышения эффективности эксплуатации горного оборудования выделяют обоснование рационального срока службы машин, двигаясь по которому возможно существенно поднять качество эксплуатации горной техники. Исследование эксплуатации горных машин в экстремальных условиях показало, что обоснование рационального срока службы машин до списания следует проводить по модифицированному динамическому критерию затрат, учитывающему дополнительно в условиях холодного климата динамику выработки, текущих затрат, балансовой стоимости машин, накладных расходов, потребности в капитальных ремонтах, эффективности капитальных вложений, уровня инфляции.
Установлено, что размер амортизационных отчислений не влияет на рациональный срок службы машин. Наибольшее влияние на рациональный срок службы до списания оказывают эксплуатационные расходы на техническое обслуживание и ремонт машин. Рациональный срок службы карьерного оборудования, определяемый по минимальному значению динамического критерия суммарных удельных затрат, снижается на 10-30% по сравнению с нормативным и ограничивается двумя ремонтными циклами с одним капитальным ремонтом. Использование предложенного динамического критерия затрат в обосновании срока службы машин обеспечивает минимизацию эксплуатационных расходов по статье «Содержание оборудования» и создает условия для получения максимального дохода при эксплуатации машин и оборудования.
Библиогр. 5 назв. Ил. 1. Табл. 1
Ключевые слова: горные машины; обоснование сроков службы машин в условиях севера; экстремальные условия эксплуатации; затраты; амортизация.
OPTIMIZING SERVICE LIFE OF MINE EXCAVATORS OPERATING IN COLD CLIMATE REGIONS
L.I. Sosnovskiy, A.Yu. Bolotnev
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
One of the main reasons for the insufficient intensity of equipment operation is delays in mining excavator repairs. Repair is still one of the most time-consuming processes at mining enterprises. It accounts for 70% of the labor intensity of all non-productive operations. Repair bases of mining enterprises do not fully meet their intended purpose, have a low specialization level and underdeveloped repair cooperation. In cold climates the labor intensity and cost of mining equipment maintenance is 27-36% higher as compared with the one in middle latitudes.
1 Сосновский Леонид Иннокентьевич, доктор технических наук, профессор кафедры разработки месторождений полезных ископаемых, тел.: (3952) 405216, e-mail: 1.gor@,istu.edu
Sosnovskiy Leonid, Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of development mineral deposits, tel.: (3952) 405216, e-mail: [email protected]
2Болотнев Александр Юрьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры горных машин и электромеханических систем, тел./факс: (3952) 405085, e-mail: [email protected]
Bolotnev Alexander, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of development mineral deposits, tel./fax: (3952) 405085, e-mail: [email protected]
This situation makes the experts look for new approaches to the exploitation of mining equipment since it has a significant effect on the efficiency of mineral deposit development. Among the main directions to increase the efficiency of mining equipment operation, the article emphasizes the substantiation of rational service life of machinery. The study of mining machinery operation in extreme conditions shows that the substantiation of the rational service life of machinery till the write-off should be made according to a modified dynamic cost criterion that under conditions of cold climates additionally takes into account the production dynamics, current costs, book value of machinery, overhead costs, need for major repairs, capital investment efficiency, and the rate of inflation.
It is found that the amount of depreciation payments does not affect the rational service life of machines. While operating costs for maintenance and repair of machines have the greatest effect on the rational service life of machines till the write-off. The rational service life of mining equipment, determined by the minimum value of the dynamic criterion of total unit costs reduces by 10-30% as compared with the standard one and is limited to two repair cycles with one major repair. The use of the proposed dynamic cost criterion in the substantiation of the machinery service life minimizes operating costs under the expenditure item of "Equipment Maintenance" and creates the conditions for obtaining the maximum yield in the operation of machinery and equipment. 5 sources. 1 figure. 1 table.
Keywords: mining machinery; substantiation of machinery service life in the conditions of the North; extreme operating conditions; costs; depreciation.
5 sources. 1 figure. 1 table
Key words: mining machines; for the duration of duty of mining machinery in the north; extreme operating conditions; costs; amortization.
Горные машины с транспортными средствами составляют 45-50 % от основных производственных фондов горных предприятий в экстремальных условиях эксплуатации. Фактический коэффициент использования календарного времени горного оборудования находится в пределах от 0,35 до 0,6. Одной из основных причин недостаточной интенсивности использования техники являются простои в ремонтах карьерных экскаваторов до 28,6% от календарного фонда времени, в том числе неплановые простои в ремонте - до 9,2 % при коэффициенте использования до 0,6. Простои в ремонте шарошечных буровых станков при коэффициенте использования до 0,43 составляют до 16 % календарного фонда времени, из них неплановые простои в ремонте - до 4 % в условиях предприятий АК «АЛРОСА» [2, 3].
Ремонт остается самым трудоемким вспомогательным процессом на горных предприятиях. На его долю приходится до 70 % от трудоемкости всех вспомогательных работ. Численность ремонтного персонала составляет на железорудных карьерах 18 %, на угольных разрезах 25 % от всей численности ИТР и рабочих. Трудозатраты на производство ремонтов составляют 20,4 % затрат труда по карьеру. Низок уровень
механизации ремонтных работ, доля ручного труда здесь составляет 76 %. Ремонтные базы горных предприятий не в полной мере отвечают своему назначению, имеют низкий уровень специализации, слаборазвитую кооперацию ремонта.
Для поддержания машин в работоспособном состоянии с 30-х годов прошлого столетия применяется система планово-предупредительных ремонтов (ППР), предусматривающая планирование ремонтов по средним ресурсам узлов и агрегатов машин. Это приводит, с одной стороны, к излишним разборкам узлов и агрегатов, а с другой - к большим неплановым простоям машин. Из-за отсутствия в ремонтных базах упрочняющих технологий и условий для надлежащей сборки ремонтируемых узлов технический уровень ремонтного производства далеко отстает от уровня машиностроительной отрасли.
В условиях холодного климата трудоемкость и стоимость ремонтного обслуживания горного оборудования возрастают на 27-36 % по сравнению со средними широтами. Так, на предприятиях АК «АЛРОСА» в сфере технического обслуживания и ремонта занято 35 % от общей численности персонала, непосредственно не связанного с производством основной продукции. Доля
расходов на содержание горных машин и оборудования в производственных затратах на добычу кимберлита колеблется в пределах от 17 до 43 %. Среднегодовые расчеты только на запасные части для ремонта автосамосвалов на алмазных карьерах составляют 16-18 % от рыночной цены машины.
Создавшееся положение заставляет специалистов искать новые подходы к эксплуатации горного оборудования, существенным образом влияющей на эффективность разработки месторождений полезных ископаемых. Среди основных направлений повышения эффективности эксплуатации горного оборудования выделяют обоснование рационального срока службы машин, придерживаясь которого можно существенно поднять качество эксплуатации горной техники. Для оценки рационального срока службы машин и оборудования А.С. Астаховым предложен динамический критерий затрат на содержание карьерного оборудования, учитывающий кругооборотный эффект от инвестиций на приобретение горных машин и осуществляемых затрат при эксплуатации [1].
Исследование эксплуатации горных машин в экстремальных условиях показало, что обоснование рационального срока службы машин до списания следует проводить по модифицированному динамическому критерию затрат, учитывающему дополнительно в условиях холодного климата динамику выработки, текущих затрат, балансовой стоимости машин, накладных расходов, потребности в капитальных ремонтах, эффективности капитальных вложений, уровня инфляции [4]:
ЗУ = -А- Е [с, (1+№ к+ ((•+Кл )(1+^)]
Е р '-1
¡•=1
где З((г) - суммарные удельные затраты,
связанные с техническим обслуживанием и ремонтом машин в период оценки т при сроке службы 1 лет, руб.; t - срок службы машины (1... т, лет);
С, - затраты на содержание оборудования в ,-м году, включающие затраты на техническое обслуживание, текущие и капитальные ремонты без учета амортизационных отчислений на восстановление (реновацию) и накладных расходов, связанных с эксплуатацией машин и оборудования., то есть С, = СтрА + Ср.,,
где Стр- затраты на техническое обслуживание и текущие ремонты.
Затраты на техническое обслуживание и текущие ремонты Стропределе-ны по результатам эксплуатации оборудования. Исходя из характера процесса нарастания износа машин и механизмов, имеющего три фазы (приработка, нормальный износ и аварийный износ), динамику затрат можно аппроксимировать уравнением вида
СтрА = а + Ь,( -1), [5] где , - срок эксплуатации оборудования; а, Ь - коэффициенты уравнения (коэффициент а - сумма затрат в первый год эксплуатации оборудования, коэффициент Ь в связи с отсутствием дифференцированного учета затрат на содержание горной техники определен расчетным путем по группам оборудования с учетом срока эксплуатации каждой единицы группы, численности группы и
суммарных годовых затрат на эту группу);
Скр- затраты на капитальные ремонты, определяемые как Скр= qKi ,
где q - коэффициент стоимости капитального ремонта в долях единицы от балансовой стоимости оборудования К, в ,-м году эксплуатации;
К1 - капитальные затраты на замену оборудования в ,-м году (балансовая стоимость оборудования). Определяются как К{ = К1 (1 + Ь), где К1 - балансовая стоимость оборудования в первом году эксплуатации;
Н - коэффициент среднегодового роста балансовой стоимости оборудования с начала эксплуатации до ,-го года; Кл -ликвидационная стоимость оборудования,
определяемая по выражению Кл = ХК{ ,
где X - коэффициент ликвидационной стоимости оборудования;
у - норма накопления (часть прибыли, направляемая на воспроизводство основных фондов);
к[т) - коэффициент, учитывающий дополнительные оборотные затраты, возникающие от вложения инвестиций во вторичные (нормативные) объекты; с достаточной точностью определяется по следующему выражению [4]:
, ч — Л-tZ e -~c к(т) = 1 + Ets + yE Z n + =Tn,
n =1 t n=1
сл
где Е - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (для объектов первой очереди принимается 0,16, для объектов второй очереди - ориентировочно 0,08);
ts = min |f1; t2 ]> 0 - величина, меньшая из двух положительных величин t1 и
t2 , причем t1 = т- toce - tc - t0ce +1 , а
t2 = tcn - t0ce, здесь W - лаг освоения проектной мощности (производительности) оборудования первой очереди, лет;
tc - срок строительства (изготовления) нормативных (последующих очередей) объектов, лет;
toce - срок освоения проектной мощности (производительности) нормативных
объектов (оборудования последующих очередей), лет;
tсл - срок службы нормативных объектов, лет;
п = 1, 2, 3,... - числа натурального ряда;
kнp л - коэффициент накладных расходов в г'-м году периода эксплуатации оборудования, учитывающий техническую политику в отношении ремонта техники; определяется как кнр- ^(1 + ££),
где к,Нрр - коэффициент, учитывающий долю накладных расходов в первый год (1 = 1), в долях единицы; g — коэффициент, учитывающий среднегодовой рост (снижение) накладных расходов;
- выработка машины в натуральном выражении в '-м году эксплуатации, определяемая как Qi — Q1(l + гг), где Q1 -
выработка машины в первый год эксплуатации;
z - коэффициент, учитывающий среднегодовое увеличение (уменьшение) выработки.
Результаты оценки рационального срока службы некоторых моделей горного оборудования АК «АЛРОСА» в сравнении с нормативными сроками представлены в таблице.
Рациональные сроки службы карьерного оборудования предприятий АК «АЛРОСА»
№ п/п Наименование оборудования Срок службы, лет Капитальный ремонт
по нормам амортизации 1974 г. по нормам амортизации рациональный Периодичность, лет Количество за срок служ-
1 Экскаваторы ЭКГ-4,6; ЭКГ-5А 10,4 17,5 7,(8) 4 1
2 Экскаваторы ЭКГ-8И; ЭКГ-10 13,5 17,5 9,(10) 5 1
3 Экскаваторы ЭКГ-12,5 13,5 17,5 11,(12) 6 1
4 Экскаваторы ЭКГ-15 22,7 25 11,(12) 6 1
ю >
п.
о .а
го п.
си .а
I
.
го
> О
35000
30000
25000
20000
15000
10000
5000
7 10 13
Срок службы, лет
16
19
Зависимость суммарных затрат на содержание экскаватора ЭКГ-15 в условиях Удачнинского ГОКа АК «АЛРОСА» от срока службы
(динамика показателей годовой выработки г = -0,05-0,3)
0
1
4
В скобках столбца 5 указан срок службы до списания, соответствующий 5-процентному отклонению динамического
критерия затрат З((г) от минимального
значения. Замену оборудования целесообразно проводить на 5-процентном правостороннем интервале отклонения динамического критерия затрат от минимальных значений.
Установлено, что размер амортизационных отчислений не влияет на рациональный срок службы машин. Наибольшее влияние на рациональный срок службы до списания оказывают эксплуатационные расходы на техническое обслуживание и ремонт машин. Рациональный срок службы карьерного оборудования, определяемый по минимальному значению динамического критерия суммарных удельных затрат, снижается на 10-30 % по сравнению с нормативным и ограничивается двумя ремонтными циклами с одним капитальным ремонтом.
В качестве примера на рисунке показана зависимость суммарных затрат на техническую эксплуатацию экскаватора
ЭКГ-15 в условиях Удачнинского ГОКа от срока службы.
Применение кругооборотного эффекта затрат позволяет более обоснованно подойти к оценке рациональных сроков службы машин и оборудования, работающих в условиях холодного климата, разработке эффективной амортизационной политики, планированию затрат на эксплуатацию и обновление парка машин. В процессе эксплуатации рекомендуется производить регулярную оценку суммарных затрат на техническую эксплуатацию оборудования по динамическому критерию за весь период его использования с целью построения тренда затрат и определения срока замены. Использование предложенного динамического критерия затрат в обосновании срока службы машин обеспечивает минимизацию эксплуатационных расходов по статье «Содержание оборудования» и создает условия для получения максимального дохода при эксплуатации машин и оборудования.
Библиографический список
1. Астахов А.С. Динамические методы оценки эффективности горного производства. М.: Недра, 1973. 272 с.
2. Махно Д.Е., Шадрин А.И. Эксплуатация и ремонт механических лопат в условиях Севера: справочное пособие. М.: Недра, 1992. 127 с.
3. Махно Д.Е., Макаров А.П., Мазур В.Д. и др. Техническое обслуживание и ремонт экскаваторов на карьерах Севера. Организация и механизация: спра-
вочное пособие. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 1993. 200 с.
4. Махно Д.Е., Шадрин А.И., Ново-селецкий А.П. и др. Эффективность использования основных фондов на горных предприятиях севера // Изв. вузов. Горный журнал. 2000. № 2. С. 104-106.
5. Новосел ецкий А.П., Махно Д.Е., Шадрин А.И. Управление технической эксплуатацией горного оборудования // Горные машины и автоматика. 2005. №2. С. 39-46.
Рецензент доктор технических наук, профессор Иркутского государственного технического университета Д.Е. Махно
