CC BY
31
УДК 622.732
Л.И. Андреева
ОЦЕНКА РЕЗЕРВОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА РУДОПОДГОТОВКИ В АО «КОВДОРСКИЙ ГОК»
Аннотация. Проведен производственно-технический аудит системы рудоподготовки АО «Ковдорский ГОК» в части состояния и обеспеченности ресурсами ремонтных мощностей (площадок) дробильной фабрики. Предложены мероприятия организационного и технологического характера для повышения эффективности использования ресурсов при выполнении всех видов ремонтных воздействий (техническое обслуживание, текущие и капитальные ремонты). Рассмотрена эффективность использования календарного фонда времени при эксплуатации и ремонтном обслуживании дробильной техники. Приведена экспертная оценка потерь календарного времени специалистами и руководителями горнодобывающего предприятия, представлена группировка составляющих учета времени по основным направлениям производственной системы. Показаны потери календарного времени при эксплуатации дробилок КМД-2200. Произведены расчеты производительности дробилок мелкого дробления КМДТ-2200. Показана разница расчетной и фактической производительности дробилок, обусловленная качеством организации процессов, квалификацией персонала и ресурсами, вовлекаемыми в производственный процесс.
Ключевые слова: дробильно-сортировочное оборудование, ресурсы, качество ремонта, процесс рудоподготовки, ремонтные мощности, объем ремонта, техническая готовность, рабочий процесс, производительность, прочность горных пород.
Переориентация горнодобывающих предприятий на бизнес-деятельность в жестких условиях конкуренции требует принципиально нового подхода к обеспечению надежности и эффективности эксплуатации горной техники, в частности дробильно-сортировочного оборудования. Поддержание экономически целесообразного уровня его работоспособности становится фактором, в значительной мере определяющим конкурентоспособность предприятий [1].
Несмотря на существенное технико-технологическое обновление процесса рудоподготовки, уровень использования оборудования и труда персонала остается недостаточным по отношению к реальному потенциалу [2, 3]. В связи с этим возникла необходимость исследо-
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-01-0-185-192
вания и анализа производственной эксплуатации дробильно-сортировочного оборудования.
На примере горнодобывающего предприятия АО «Ковдорский ГОК» рассмотрены методы оценки процесса рудоподготовки посредством проведения производственно-технического аудита.
Основными его этапами была оценка:
• ремонтных мощностей, технической оснащенности ремонтных зон;
• эффективности ремонтной службы по целевым показателям;
• эффективности использования ресурсов при эксплуатации оборудования;
• эффективность рабочих процессов;
• показателей эффективности эксплуатации оборудования, расчет производительности.
ISSN 0236-1493. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019. № 1. С. 185-192. © Л.И. Андреева. 2019.
Оборудование дробильной фабрики относится к классу машин с регламентируемой дисциплиной технического обслуживания и контроля состояния с определенной периодичностью. Объем ремонтного обслуживания характеризуется масштабностью по габаритам, большим количеством зон осмотра и достаточной протяженностью размещения технических объектов. Дробильное оборудование состоит из множества взаимосвязанных сборочных единиц и узлов, имеющих различный ресурс, степень надежности и износостойкости.
Техническая готовность и эффективность его использования зависят от надежности всех компонентов, а отказ любой детали влечет экономические потери, связанные с тяжестью последствий и значительным увеличением времени простоев в ремонте [4—6]. В результа-
те этого возникла необходимость экспертной оценки технического состояния оборудования дробильной фабрики. Экспертная оценка оборудования была проведена специалистами НИИОГР совместно с представителями службы главного механика дробильной фабрики.
Экспертная оценка оборудования дробильной фабрики показала, что из 69 ед. около 30% (19 ед.) оборудования находится в неудовлетворительном техническом состоянии по конкретной детали, узлу или металлоконструкции с прогнозируемым отказом.
В связи с этим рекомендовано:
• наравне с ответственностью за отдельные ремонты обозначить персональную ответственность за техническое состояние оборудования в целом;
• инженерно-техническим работникам, занимающихся обеспечением ра-
Таблица 1
Ремонтная площадка корпуса средне-мелкого дробления (КСМД) Repair site at the medium and fine crushing building (MFCB)
Реализованные возможности Недостатки
На площадке производится переборка и ремонт крупногабаритных узлов Распушение прядей рабочих строп (стальных и текстильных). Износ стальных — 40—50%, текстильных — 30—35%. Рекомендуется списание строп не соответствующих нормативу
Наличие съемника для демонтажа муфт (использование по оценкам персонала 1 раз в 3 месяца) и стенда для испытания гидробаков Подход к ящикам для хранения инструмента затруднен — заставлен узлами ремонтируемого оборудования
Имеется сварочный участок с наличием вытяжки и защитных шторок Дефицит крановщиков (1 крановщик на смену)
Футеровка станины пластинами, наплавленными карбидом хрома (повышение ходимости броней в 4 раза, снижение потребности в сварщиках) На момент осмотра на ремонтной площадке находились просыпи породы и излишки воды (пульпы). Отток воды затруднен, куски породы не убраны
В корпусе СМД (ремонтной зоне) размещены ящики для инструмента и оснастки В цехе (на участке) освещенность ниже норм, установленных СНиП
Отсутствует эффективная загрузка ремонтного персонала объемом работ (у демонтированного вала дробилки находятся 5 слесарей)
В воздухе присутствует пылевая взвесь, имеющаяся вытяжка не обеспечивает отток пылевой взвеси. Ремонтники (5 чел.) работают без респираторов
Рис. 1. Площадка КСМД
Fig. 1. Medium and fine crushing building infrastructure
ботоспособности дробильно-сортировоч-ного оборудования, освоить квалификацию, требуемую для должного развития ситуативного и формирования опережающего типов контроля технического состояния.
Важным также является состояние и техническая оснащенность площадей, на которых непосредственно осуществляются все ремонтные воздействия [7, 8]. Результаты оценки ремонтных мощностей на момент осмотра площадки корпуса
6229
2500 -
средне-мелкого дробления (КСМД) приведены в табл. 1.
В результате принятых организационных решений площадка КСМД приведена в порядок (рис. 1).
Анализ календарного фонда времени производственной эксплуатации дробильного оборудования был произведен для выявления возможных внутрипроизводственных резервов. Расчеты показали, что годовые потери времени составили 21—24% (рис. 2).
2000
1500
1000
500-
Время работы
1а План 2 □ Факт 3 ш Потери (по экспертной оценке) Рис. 2. Потери календарного времени при эксплуатации дробилок КМДТ-2200 Fig. 2. Calendar time loss in operation of crushers KMDR-200
Для анализа и оценки системы ремонтного обслуживания дробильного оборудования были применены показатели, характеризующие эффективность системы:
• производительное время работы оборудования ^р.р;
• удельная продолжительность ремонтного обслуживания оборудования ^ ;
• удельная трудоемкость ремонтного обслуживания оборудования ^трем;
• удельная стоимость ремонтного обслуживания оборудования Судр.
Удельная продолжительность ремонтного обслуживания дробильного оборудования
• Дробилки СМД-117:
отП ч/маш.-ч, (1) „ ° р
где Лр — продолжительность 1-го вида ремонта, ч (включает время ППР, плановые остановки и межремонтное обслуживание); — наработка /-ой дробилки до /-го ремонта, т.
t = 1450 т/маш.-ч •
уд.пр '
■ £(2193 ч/16 641 067 т) = 0,2 ч/маш.-ч
• Дробилки КСД-2200:
t = 1008 т/маш.-ч •
уд.пр '
■ £(2035 ч/18 028 500 т) = 0,1 ч/маш.-ч
• Дробилки КМДТ-2200:
t = 460 т/маш.-ч-
уд.пр '
■ £(3271 ч/12 619 950 т) = 0,1 ч/маш.-ч
Удельная продолжительность ремонтного обслуживания дробильно-размоль-ного оборудования составила 0,1— 0,2 ч/маш.-ч, что в пределах нормативных значений.
Удельная трудоемкость ремонтного обслуживания дробильного оборудования
I,
ён
чел.-ч/маш.-ч, (2)
• Дробилки СМД-117:
t = 1450 т/маш.-ч •
у.т.рем '
£(241 250 чел.-ч/16 641 067 т) =
= 21,0 чел.-ч/маш.-ч
• Дробилки КСД-2200:
t = 1008 т/маш.-ч •
у.т.рем '
■ £(241 250 чел.-ч)/(18 028 500 т) =
= 13,5 чел.-ч/маш.-ч
• Дробилки КМДТ-2200:
t = 460 т/маш.-ч^
у.т.рем '
■ £((241 250 чел.-ч)/(12 619 950 т) =
= 8,8 чел.-ч/(маш.-ч.)
Удельная трудоемкость ремонтного обслуживания оборудования составляет >10,0 чел.-ч/маш.-ч., что соответствует низкому уровню организации механизации процессов и не использовании при ремонте оснастки и приспособлений в целях сокращения времени и трудовых затрат.
Экономическая эффективность производственного процесса является важнейшей характеристикой и отражает величину извлеченной из имеющихся ресурсов пользы (ценности), выраженную отношением получаемых результатов к затратам. Организация надежного контроля эффективности использования ресурсов в производственном процессе позволяет целенаправленно распределять их по видам производственных работ [9]. Процесс контроля включает операции измерения состояния (количественная характеристика) ресурсов в определенный период времени (цикл — месяц, квартал, год), сравнения его с прежним количественным состоянием (или эталоном), оценки отклонений и коррекции.
Анализируя результаты расчетов, следует отметить, что за период 2014—2016 гг. наблюдалось незначительное снижение эффективности использования ресурсов (удельный расход ресурсов) по позиции персонал в 1,04 раза.
р
Таблица 2
Меры повышения эффективности использования ресурсов Measures to improve efficiency of resource management
Задачи Меры
Организация эффективной работы дробильной фабрики Полная автоматизация процесса дробления с заменой морально и физически устаревшего оборудования (исключение человеческого фактора) Организация пообъектного учета показателей (по технологическим ниткам), расхода запасных частей и материалов. Установка весов на конвейерах Внедрение автоматизированной системы (программного обеспечения) учета всех показателей работы оборудования для анализа работы и контроля технологического процесса Совершенствование механизации планирования запасных частей и материалов Комплектование участков фабрики ремонтной документацией и методическим материалом
Организация эффективной работы персонала Повысить профессиональную подготовку способных работников Обучить персонал передовым методам ремонта Привить навыки расчетов затрат на эксплуатацию и ремонт ДРО Мотивировать эксплуатационный и ремонтный персонал на прямую экономию ресурсов
Более существенное снижение эффективности ресурсов наблюдалось по позициям:
• расход броней — 1,18 раза;
• трудозатраты на эксплуатацию — 1,1 раза.
Были разработаны и приняты меры организационного характера для существенного повышения роста эффективности использования ресурсов на дробильной фабрике. Это позволило корректировать направления и темп развития данного передела (табл. 2).
Эффективность рабочего процесса (производительность, степень дробления и измельчения, энергоемкость рабочего процесса), зависит от способа разрушения отдельного куска дробимого материала.
Известен принцип соответствия свойств горных пород и руды системе их преобразования и принципу действия техни-
ккд
кед
ческих систем — горных машин и оборудования. При этом обеспечивается наибольшее соответствие свойств перерабатываемого материала и способом воздействия на него. Возможны значительные резервы повышения эффективности рабочих процессов и, следовательно, снижение их энергоемкости [2, 10].
Основные характеристики прочности горных пород при механическом воздействии находятся в следующих соотношениях:
о > т > о > о
(3)
где асж — прочность породы на сжатие; тс — прочность на сдвиг; аи — прочность при изгибе; ар — прочность при растяжении.
Наибольшее сопротивление горные породы оказывают при воздействии на них процесса сжатия — это самый неэффективный способ воздействия на породу при дроблении или измельчении.
КМД
Измельчение
Рис. 3. Принципиальная трехстадийная схема дробления: ККД, КСД, КМД — стадии крупного, среднего и мелкого дробления соответственно; Измельчение — измельчительный передел Fig. 3. Three-stage crushing circuit: CC, MC and FC—coarse, medium and fine crushing stages, respectively; Milling—milling process stage
В дробильно-размольном переделе используются в основном дробилки, в которых реализуется способ сжатия и реже — удар. В измельчительных машинах (мельницах) используется комбинация истирания, удара и частично сжатия.
Чаще всего дробление и измельчение осуществляется в три стадии (рис. 3).
На стадии крупного дробления в дробилку ККД-1200 поступает материал крупностью не более 1200 мм и ниже, на КСД материал крупностью от 350 до 100 мм, на КМД крупностью 100— 40 мм.
Расчет производительности
дробилок КМД-2200
Сопоставление удельной производительности с параметрами механического режима приведено в табл. 3, из которой видно, что для КМД-2200 (при п0 = 224 качаний в минуту) предпочтительнее принимать по формуле:
q\ = 0,023D2n0 = 0,023 ■ « 25 м3/мм • ч
1090
Полная расчетная производительность дробилки КМД определяется по формуле:
Q = К Q. = К qb0, м3/ч,
пяпи TR^-0 TR^1 О7 ' 7
(4)
где Ктв — поправочный коэффициент на крепость руды.
Например, для железистых кварцитов Кривого Рога (крепость пород по шкале Протодьяконова f = 15...18) дробилка КМД-2200 при Ь0 = 7 мм должна иметь в открытом цикле среднечасовую производительность:
Q„
0,95 • 25-7 = 166 м3/ч.
По данным испытаний фактическая производительность составляет 177 м3/ч.
Производительность дробилок КМДТ-2200 на АО «Ковдорский ГОК» (выходная щель Ь = 7 мм), рассчитывается по формуле:
Q = 60ц nDlbn,
(5)
где ц — коэффициент разрыхления руды (ц = 0,7^0,8). Коэффициент разрыхления для конусных дробилок больше, чем для щековых. Это связано с тем, что перекатывающее движение дробящего конуса способствует лучшему заполнению материалом камеры дробления и площадь выходного отверстия всегда остается постоянной, а изменяется лишь положение подвижного конуса в камере дробления; п — число «пи» (п = 3,14); D — диаметр конуса, м; I — длина параллельной зоны, м
Таблица 3
Расчетные параметры дробилок типа КМД Design parameters of KMD-type crushers
Параметры Диаметр основания конуса (D), мм
1200 1750 2200 2250
Параметр 02по 374 750 1090 1250
Удельная производительность в открытом цикле, м3/мм ■ ч: по ГОСТ 6937-69 (в скобках по технической характеристике УЗТМ) ц'1 Расчетная по формуле ц\ 8 8,5 ю со ■Н тЧ 30 25 (24) 28
Мощность электродвигателя паспортная и по ГОСТ 6937-69 N , кВт дв' 75 160 250 320
Отношение: N / й2п < / ^ 0 од / 0,201 9,4 0,021 0,213 10,6 0,020 0,229 8,3 0,027 0,256 13,3 0,019
и = 0,08 D = 0,08 • 2,2 = 0,18 м); Ь — ширина разгрузочной (выходной) щели, м; п — частота вращения вала, об/мин (п = = 490 об/мин).
О = 60 • 0,75 • 3,14 • 2,2 • 0,18 • 0,007 • • 490 = 191 м3/ч = 460 т/ч.
Паспортная производительность для дробилок КМДТ-2200
О = 160—250 м3/ч.
^ пасп '
Расчетное количество руды с учетом часовой производительности отличается от фактического в 1,36 раза.
Таким образом, анализ результатов производственно-технического аудита дро-бильно-размольного передела выявил, что в системе имеются значительные резервы. Для их реализации в качестве первоочередных мер целесообразно:
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
• навести технологический порядок на ремонтных площадках дробильной фабрики;
• провести оценку знаний персонала фабрики и ремонтных рабочих в целях повышения навыков организации, содержания рабочего места и качественного выполнения сменных заданий;
• разработать удобные формы для учета дефектов дробильного оборудования и маршрутные карты осмотра техники с определением протяженности маршрута и точек осмотра.
Реализация предложенных рекомендаций позволит существенно улучшить состояние ремонтных площадок, подготовленность дробильного оборудования к эксплуатации и, соответственно, качество производимых ремонтных работ.
1. Андреева Л.И. Методология формирования технического сервиса горно-транспортного оборудования на угледобывающем предприятии: дис. докт. техн. наук. Екатеринбург, 2004. 297 с.
2. Саитов В. И. Конструктивная эволюция машин для подготовки руд к обогащению / Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сборник трудов XIV международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р. Кубачека». Екатеринбург: УГГУ, 2016. С. 204—207.
3. Федулов К. А., Хафизов Д.Х. Современные модернизированные дробилки ПАО «Урал-машзавод» / Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сборник трудов XV международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р. Ку-бачека». Екатеринбург: УГГУ, 2017. С. 192—196.
4. Андреев С. Е., Перов В.А., Зверевич В. В. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых, 3-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1980. 415 с.
5. Вайсберг Л.А., Зарогатский Л. П. Новое оборудование для дробления и измельчения материалов // Горный журнал. 2000. № 3. С. 45—52
6. Перов В. А., Андреев С. Е., Биленко Л. Ф. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. М.: Недра, 1990.300 с.
7. Андреева Л. И., Мартынов В. Ю., Ушаков Ю. Ю. К вопросу о повышении эффективности ремонтной службы горнодобывающего предприятия / Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сборник трудов XIV международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р. Кубачека». Екатеринбург: УГГУ, 2016. С. 427—434.
8. ГОСТ 27.310-95. Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения. Минск, 1997. 14 с.
9. Титан. СПб: Новые технологии. 2006. № 3.
10. Лагунова Ю.А., Калянов А. Е., Шестаков В. С. Прочностной расчет станины и вала дробящего конуса конусной дробилки // Горное оборудование и электромеханика. 2015. № 8. С. 34—40. ЕЛЗ
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ
Андреева Людмила Ивановна — доктор технических наук, главный научный сотрудник, e-mail: tehnorem74@list.ru, Челябинский филиал Института горного дела УрО РАН.
ISSN 0236-1493. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2019. No. 1, pp. 185-192.
Assessment of efficiency improvement potentiality in ore pretreatment at Kovdor Mining and Processing Plant
Andreeva L.I., Doctor of Technical Sciences, Chief Researcher,
Chelyabinsk Branch of Institute of Mining of Ural Branch, Russian Academy of Sciences, 454048, Chelyabinsk, Russia, e-mail: tehnorem74@list.ru.
Abstract. Industrial audit of ore pretreatment system at Kovdor Mining and Processing Pant is accomplished in terms of condition and availability of repair facilities (sites) at a mill. Organizational and process measures are proposed to improve efficiency of all kinds of repair (maintenance, running and basic repair). The materialized potentialities and limitations of the repair site at the medium and fine crushing building are discussed, as well as the state of the site after implementation of proper managerial decisions is described. Efficiency of calendar time usage in operation and repair of crushing equipment is analyzed. The expert estimation of the calendar time loss by specialists and managers of the mine is made, and the components of the track of time are grouped with respect to basic production lines. The calendar time loss is illustrated in terms of operation of crushers KMD-2200. Based on these calculations, the condition of the maintenance and repair system for the crushing and screening equipment is evaluated. The recommended indicators for the evaluation of the repair system efficiency include: production time of equipment, specific duration of repair, unit man-hours and incremental cost of repair. The technical approach to determining method of breakage of a separate mineral particle based on the principle of agreement between mineral properties and their transformation system, i.e. crushing, is described. The three-stage scheme of crushing: coarse, medium and fine, is presented. The productivity of fine crushers KMDR-2200 is calculated. It is shown that the difference between the calculated and actual productivities of crushers is governed by the quality of process management, skills of personnel and properties of minerals to be treated.
Key words: crushing and screening equipment, resources, repair quality, ore pretreatment process, repair facilities, repair size, mechanical availability, work process, productivity, rock strength.
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-01-0-185-192
REFERENCES
1. Andreeva L. I. Metodologiya formirovaniya tekhnicheskogo servisa gorno-transportnogo oborudovani-ya na ugledobyvayushchem predpriyatii [Formation methodology of mining and transport equipment maintenance at a mining company], Doctor's thesis, Ekaterinburg, 2004, 297 p.
2. Saitov V. I. Konstruktivnaya evolyutsiya mashin dlya podgotovki rud k obogashcheniyu [Structural evolution of ore pretreatment machines], Tekhnologicheskoe oborudovanie dlya gornoy i neftegazovoy promyshlennosti: sbornik trudov XIV mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Chteniya pamyati V.R. Kubacheka», Ekaterinburg, UGGU, 2016, pp. 204-207. [In Russ].
3. Fedulov K. A., Hafizov D. H. Sovremennye modernizirovannye drobilki PAO «Uralmashzavod» [Modern upgraded crushers manufactured by Uralmashzavod], Tekhnologicheskoe oborudovanie dlya gornoy i neftegazovoy promyshlennosti: sbornik trudov XV mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Chteniya pamyati V.R. Kubacheka», Ekaterinburg, UGGU, 2017, pp. 192-196. [In Russ].
4. Andreev S. E., Perov V. A., Zverevich V. V. Droblenie, izmel'chenie i grohochenie poleznyh iskopaemyh, 3-e izd. [Crushing, grinding and screening of minerals, 3rd edition], Moscow, Nedra, 1980, 415 p.
5. Vaysberg L. A., Zarogatskiy L. P. Novoe oborudovanie dlya drobleniya i izmel'cheniya materialov [New equipment for crushing and grinding of materials], Gornyy zhurnal. 2000, no 3, pp. 45—52
6. Perov V. A., Andreev S. E., Bilenko L. F. Droblenie, izmel'chenie i grohochenie poleznyh iskopaemyh [Crushing, grinding and screening of minerals], Moscow, Nedra, 1990, 300 p.
7. Andreeva L. I., Martynov V. Yu., Ushakov Yu. Yu. K voprosu o povyshenii effektivnosti remontnoy slu-zhby gornodobyvayushchego predpriyatiya [Improvement of repair efficiency in a mine], Tekhnologicheskoe oborudovanie dlya gornoy i neftegazovoy promyshlennosti: sbornik trudov XIV mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Chteniya pamyati V.R. Kubacheka», Ekaterinburg, UGGU, 2016, pp. 427—434. [In Russ].
8. Nadezhnost' v tekhnike. Analiz vidov, posledstviy i kritichnosti otkazov. Osnovnye polozheniya. GOST 27.310-95 [Reliability in engineering. Analysis of types, consequences and criticality of failures. General provisions. State Standart 27.310-95], Minsk, 1997, 14 p.
9. Titan. Saint-Petersburg, Novye tekhnologii. 2006, no 3.
10. Lagunova Yu. A., Kalyanov A. E., Shestakov V. S. Prochnostnoy raschet staniny i vala drobyashchego konusa konusnoy drobilki [Strength calculation of body and shaft of crusher cone].Gornoe oborudovanie i elektromekhanika. 2015, no 8, pp. 34—40. [In Russ].
