CC BY
29
------------------------------------------ © Е.А. Шемшура, 2009
УДК 622.619 Е.А. Шемшура
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГОРНОПРОХОДЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Семинар № 22
Т Жа современном этапе экономиче-
-I л. ского развития актуальность проблемы повышения эффективности горнопроходческих работ не вызывает сомнений. Одним из путей ее решения является обоснованный выбор горнопроходческого оборудования, этапы которого содержат обоснование целевой функции, системы ограничений, моделирование работы вариантов оборудования, их сопоставление и выбор наиболее приемлемого.
Эффективность проходческих систем принято оценивать следующими величинами [1]: производительностью системы Q, м3/см, м3/ч; удельной трудоемкостью Т, чел.-смен/м3; удель-ными энергозатратами Э, кДж/м3; удельными стоимостными показателями С, руб/м3. В настоящем исследовании в качестве целевой функции приняты приведенные (удельные) к 1 м3 горной выработки в целике затраты на эксплуатацию оборудования СЭО, ограничением является уровень производительности системы не ниже заданного. Приведенные фактические затраты представим в виде формулы
С = С + С + С + С + С
ЭО ам 1 '-'м 1 зп 1 '-'э 1 '-'рр?
где часть статистически постоянных членов, таких как заработная плата Сзп, амортизационные отчисления на реновацию Сам, затраты на материалы См, стоимость энергии Сэ определяются по известным методикам, но в отличии от них выражаются через требуемую производительность. Особую группу в рас-
сматриваемых затратах составляют затраты на поддержание и восстановление работоспособного состояния машин Срр, напрямую зависящие от их технического уровня, надежности, и существующей организации сервиса оборудования. В эту группу входят удельные затраты на капитальный ремонт Скр, профилактические ремонты Ср, и ликвидацию случайных отказов Со С = С + С + С .
рр кр р о
Математическая модель, связывающая производительность проходческой системы и ее стоимостные характеристики, имеет следующий вид
■—( п м + —
1 I м 1
С
п С
I
і =1 Т ф.1
+ N Кс тг
О
п Т п ( Т 1 Т Л
У-^-Ка+ї С + 1С
гт1 1 ро гт1 т гт1
і=1 кр.1 і=1 у р.о І=1 т.] j
+
ОТ
^ н.р
Т IЛ(т тТ + С )
н. р 1 ' р в.ср зч '
+----------------------,
ОТн.р
где п - количество механического оборудования в забое; СмашА - балансовая стоимость машины для потребителя, руб.; Тф - фактический ресурс для списания, ч; Q - требуемая производительность проходческой системы, м3/ч; Ко -коэффициент, учитывающий заготови-тельно-складс-кие расходы; тпр - тарифная ставка проходчика со всеми доплатами и начислениями, руб/см; ісм - рас-
четная (чистая) продолжительность смены, ч; пм - число проходчиков, занятых на основных операциях; Твсп - суммарная трудоемкость вспомогательных работ за смену, чел.-ч/м3; г - тариф на электроэнергию, руб/кВт-ч; Ы - суммарная энерговооруженность забоя, кВт; Кс - средний коэффициент спроса в течение смены; т - относительная продолжительность работы оборудования за смену; Кі - калькуляционной стоимости ремонта машины на рудоремонтном заводе, руб; Ткр - реальной средней длительности ремонтного цикла, ч; Тн.р -достигнутый ресурс машины, ч; а - коэффициент, учитывающий затраты на демонтаж, транспортировку и монтаж машин при каждом капитальном ремонте; Тро , Тт і - наработка машин проходческой системы на ремонтный осмотр и текущий ремонт і-го типа соответственно; I - количество текущих ремонтов ] го типа; Сро, Ст - затраты на ремонтные осмотры оборудования и проведение текущих ремонтов соответственно, руб.
Сро = Тр • Ч ро + Срм , Ст =Тр • Ч т + Сзч + Срм ,
здесь тр - средняя часовая зарплата ра-бочего-ремонтника с доплатами и начислениями, руб/ч; дро, цт - трудоемкость выполнения ремонтного осмотра и текущего ремонта соответственно, чел.-ч; Сзч, Срм - затраты на запасные части и расходные материалы соответственно, руб; Хі - интенсивность отказов машины (определяется по данным наблюдений за работоспособностью оборудования);
Твср - среднее время устранения отказа проходческой системы, ч; т - количество рабочих-ремонтников занятых устранением отказа.
Представленное выражение позволяет определять приведенные затраты на эксплуатацию оборудования проходческой системы на любой момент отработки ресурса при обеспечении эксплуа-
тационной производительности не ниже заданной.
Известно, что любая проходческая система является типично сложной системой, состоящей из подсистем, решающих три основные технологические задачи: разрушение массива горных пород, удаление продуктов разрушения за пределы контура выработки, обеспечение устойчивости обнаженных поверхностей. Процесс эксплуатации системы представляет собой последовательность различных состояний ее элементов (работы, профилактики, ремонта). Для математического описания процесса функционирования проходческой системы с учетом влияния случайных факторов, таких как потоки отказов и восстановлений оборудования, проведен априорный анализ надежности сложной системы, состоящей из определенного количества подсистем. Элементы каждой г -ой подсистемы характеризуются интенсивностью отказов А и восстановлений
ц,. Величины А и ц. являются достаточным математическим описанием работы проходческой системы при г = 1, 2, 3, 4. Величины с индексом г =1 относим к средству разрушения массива; г =2 -средству для уборки горной массы; . =3 - средствам перемещения горной массы до магистральных средств транспорта; . =4 - оборудованию для крепления выработки. Каждый элемент находится в одном из двух состояний
1, если г - й элемент работоспособен
0, если г - й элемент неработоспособен При этом возможны такие отказы элементов сложной системы, которые снижают качество функционирования машины, но не приводят к ее полному отказу.
J=5
графа состояний, представ-енном на рисунке.
В результате проведенных преобразований получена система дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами для определения вероятностей состояния проходческой системы (1). Задавшись начальными условиями и решая систему уравнений, получаем вероятности р (ґ) того,
что система в момент ґ будет находиться в состоянии X (ґ) = ] , ] = 0,1,2 к 10. Это,
в свою очередь, позволяет производить оценку качества
Ориентированный граф состояний проходческой систе- функци°нир°вания системы п° мы известным показателям на-
дежности. На данной логической основе составлена имитационная модель, предназначенная для решения задач, связанных с оценкой эффективности проходческих систем [2].
Таким образом, выбор рациональных вариантов оснащения проходческого забоя, эффективность применения горнопроходческого оборудования в системе и прогнозные (оптимальные) сроки его эксплуатации определяются на основа-
Процесс изменения состояний проходческой системы описывается однородным Марковским процессом с непрерывным временем и конечным числом дискретных состояний, характеризующийся стационарной матрицей интенсивности переходов Р.. (г)= Р{X(г + йг) = ]/X(г) = г} . Возможные состояния системы и переходы между ними изображаются с помощью
Р'о (ґ) = - (Д + ^2 + А3 + І, )Р0 (ґ) + ЦРі (ґ) + ЦР2 (Ґ) + Ц3Р3 (Ґ) + Ц4Р4 (ґ)
Р1(ґ) = Л Ро (ґ) + Ц2Р5 (ґ) + Ц3Р6 (ґ) + Ц4Р7 (ґ) - (ц1 + Л2 + А3 + Л4 ) Р1 (ґ)
Р2 (Ґ) = А Ро (Ґ) + Ц1 Р5 (Ґ) + Ц3Р8 (Ґ) + Ц4Р9 () (Ц2 + Л + Л + Л4 ) Р2 (Ґ)
Р3 (Ґ) = ЛРо (Ґ) + Ц1Р6 (Ґ) + Ц2Р8 (Ґ) + Ц4Р10 (Ґ)- (Ц3 + Л + Л2 + Л4 ) Р3 (ґ)
Р4 (Ґ) = ЛРо (Ґ) + Ц1Р7 (Ґ) + Ц2Р9 (Ґ) + Ц3Р0 (Ґ)- (Ц4 + Л + Л2 + Л ) Р4 (ґ)
Р (ґ) = А Р (ґ)+Л Р2 (ґ )-(ц + м ) Р (ґ)
Р (ґ) = АР (ґ) + АР3 () - (М3 + М) Рб (ґ)
Р (ґ) = АР (ґ) + АР4 (ґ)-(м4 + М) Р7 (ґ)
Р8 (ґ) = ЛР2 () + АР3 (ґ) -(М + Ц3 ) Р8 (ґ)
Р/(0 = А Р2 (0 + А Р4 (ґ)-(М4 +М2 ) Р9 (ґ)
Р1 0 (ґ) = АР3 (ґ) + АР4 (ґ) - (М4 + М3 ) Р10 (ґ)
нии фактических показателей надежности по критерию минимальных приведенных затрат на его эксплуатацию на момент отработки установленного ре-
1. Хазанович Г.Ш. Проблемы имитационного моделирования горнопроходческого оборудования.// Механизация, автоматизация и электрификация горного и строительного производств, сервис технологических машин и оборудования: Сб.науч. тр./ Шахтинский ин-т ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск :УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2005. - С. 7-13.
2. Шемшура Е.А. Моделирование удельных затрат производства при эксплуатации обору-
сурса при обеспечении эксплуатационной производительности не ниже заданной.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
дования буровзрывной проходческой системы с учетом показателей надежности.// Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах: Материалы междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 25 сентября 2001г.: В 6 ч./ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: НПО "Темп", 2001. - Ч. 3.- С. 45-48. Ш
— Коротко об авторе -----------------------------------------------------------------
Шемшура Е.А. - Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института), кафедра «Сервис транспортных и технологических машин».
Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 22 симпозиума «Неделя горняка-2009». Рецензент д-р техн. наук, проф. Л.И. Кантович.
------------------------------------------------ РУКОПИСИ,
ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ
МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА
1. Авдохин В.М., Морозов В.В., Л. Батаа Повышение эффективности флотации на основе оперативного определения степени окисленности руд (683/05-09 — 20.01.09) 6 с.
2. Эквист Б. В. Снижение сейсмического воздействия крупномасштабных массовых взрывов на охраняемые объекты Стойленского ГОКа (684/05-09 — 16.03.09) 3 с.
Файл: 10_Шемшура22_ком
Каталог: Н:\Новое по работе в универе\ГИАБ-2009\ГИАБ-5\9
Шаблон:
С:\и8ег8\Таня\ЛррБа1а\Коашт§\М1сго8ой\Шаблоны\Когша1.ёо
1т
Заголовок: Задача выбора горнопроходческого комплекта или комплекса
относится к числу сложных и объемных Содержание:
Автор: Нока
Ключевые слова:
Заметки:
Дата создания: 15.03.2009 19:54:00
Число сохранений: 3
Дата сохранения: 17.03.2009 14:16:00
Сохранил: Пользователь
Полное время правки: 2 мин.
Дата печати: 24.03.2009 0:13:00
При последней печати страниц: 4
слов: 1 259 (прибл.)
знаков: 7 180 (прибл.)
