CC BY
24
СЕМИНАР 14
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА -2001”
МОСКВА, МГГУ, 29 января - 2 февраля 2001 г.
© М.А. Кононыхин, 2001
УДК 658.1:622.271
М.А. Кононыхин
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗА СЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЕМОВ ПРОДУКЦИИ В СООТВЕТСТВИИ С ИЗМЕНЧИВОСТЬЮ ЦЕН НА ДОБЫВАЕМОЕ СЫРЬЕ*
А
нализ состояния горных предприятии, ведущих разработку месторождении открытым способом, показывает, что их экономическое положение напрямую зависит от конъюнктуры товарно-сырьевых рынков. Конъюнктура товарных, фондовых и финансовых рынков складывается из таких подверженных флуктуациям факторов, как потребность в различных видах минерального сырья, цены на минеральные и производственные ресурсы, рыночные ставки дохода на капитал.
При ухудшающихся условиях добычи полезных ископаемых и относительно стабильном уровне затрат на добычу и переработку минерального сырья основнои зада-чеи, стоящеи перед горнодобывающими предприятиями, является изыскание внутренних резервов для повышения эффективности разработки месторождении.
Одним из путей существенного повышения эффективности освоения месторождении является маневрирование производительностью.
При исследовании эффективности маневрирования производительностью был рассмотрен следующий механизм реализации продукции. Г орное предприятие реализует часть своей продукции по долгосрочным контрактам по средней цене, а оставшуюся часть по краткосрочным контрактам - по более высокой цене.
Был рассмотрен один из возможных вариантов схемы связей горного предприятия с потребителями (рис. 1).
Под жесткими связями подразумеваются контракты, заключаемые на длительные периоды (5 и более лет). В некоторых случаях наличие жестких связей предопределяется сложившимися технологическими связями между производителями горной продукции и их потребителями, обусловленными требованиями, предъявляемыми к качеству продукции, или непрерывностью цикла производства потребителя продукции горного предприятия.
Гибкие связи предусматривают заключение краткосрочных контрактов (на срок 1-3 года) или реализацию продукции по разовым сделкам.
ГОК
__1--------------------
Карьер
Перерабатывающая фабрика
........!- J..........!---
Рис. 1. Один из возможных вариантов схемы связей горного предприятия со своими потребителями
*Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований.
1 1 1 ▼ 1 1 1 т + - ▼
Склады горной массы (отвалы, техногенные месторождения) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ! Склады готовой продукции —► Потребитель
1 1 1 1 1 | 1 1 ■ ■ 1 ■ ▼ 1 у 1 1 + 1 *
1 1 1 1 1 | Товарно-сырьевая ! | 1 1 1 1
р. 1 биржа 1 1
Гибкие связи Жесткие связи
Очевидно, что в условиях конкуренции невозможно сбывать неограниченные объемы продукции по пиковым ценам. Поэтому в модели использовалась обратная зависимость между объемами и ценами реализации продукции по гибким связям. Кроме того, допускалось, что предприятие не сможет заключить долгосрочные контракты, вероятность этого задавалась в виде функции, при этом значения функции вероятностей заключения долгосрочных были существенно выше, чем для краткосрочных контрактов. Доля гибких связей изменялась от 0 до 100 %. Оптимальным соотношением считалось то, при котором чистый дисконтированный доход (КРУ) достигал максимума.
Полученные с помощью экономикоматематического моделирования результаты показывают, что за счет оптимального соотношения объемов продукции, реализуемой по долгосрочным и краткосрочным контрактам, можно увеличить эффективность разработки месторождений открытым способом на 30-40 % (рис. 2).
В модели маневрирование производительностью карьера по полезному ископаемому предусматривалось за счет периодического использования вскрышных горно-транспортных комплексов на добычных работах. Опыт работы некоторых карьеров, периодически использующих вскрышные горно-транспортные комплексы на добычных работах, в режиме нестабильной потребности на полезное ископаемое приведен в работе [1].
Исследование структуры парка горнотранспортного оборудования, применяемого на
отечественных карьерах, позволило классифицировать различные комплексы по степени взаимозаменяемости. Критерием взаимозаменяемости являлась возможность переноса и размещения вскрышных комплексов в рабочей зоне карьера на добычных работах. С использованием этого критерия были выделены взаимозаменяемые, временно не взаимозаменяемые и полностью не взаимозаменяемые комплексы оборудования.
К полностью не взаимозаменяемым комплексам относятся те виды оборудования, использование которых при переносе со вскрышных работ на добычные, и наоборот, не возможно по горно-геоло-гическим условиям или по конструктивным особенностям машин, составляющих комплекс (например, комплексы, включающие цепные экскаваторы и т.п.).
К взаимозаменяемым относятся комплексы, перевод которых со вскрышных работ на добычные, и наоборот, технологически возможен.
Для предварительной оценки взаимозаменяемости комплексов оборудования использовался коэффициент взаимозаменяемости Кв(/), который характеризовал отношение текущей ширины рабочей площадки (Шр.п.тек(^)) к типовой (Шр. п.т):
ЩрлмекЮ
Шр.п.т
где Кв(/) - коэффициент взаимозаменяемости комплексов оборудования при переводе их со вскрышных работ на добычные, и наоборот; Шр.п.тек - текущая ширина рабочей площадки,
Рис. 2. Зависимость NPV от доли гибких связей с вероятностью заключения краткосрочных контрактов (а): 1 — 0.85 и оптимальной долей 60 %, 2 — 0.8 и оптимальной долей 40 %; и с коэффициентом вариации цены (б), %: 1 — 10, 2 — 30, 3 — 45, 4 — 60
м; Шр.п.т - типовая ширина рабочей площадки, регламентированная нормами технологического проектирования для различных видов технологических схем разработки горных пород, м.
В случае, когда коэффициент взаимозаменяемости расчетного комплекса оборудования (Кв(0) меньше единицы, вскрышной комплекс является временно не взаимозаменяемым. Для того, чтобы его использовать на добычных работах, необходимо увеличить объем готовых к выемке запасов. Часто это связано с извлечением дополнительных объемов вскрыши.
Возможность изменения производительности карьера по руде также связана с наличием и поддержанием готовых к выемке запасов.
На рис. 3 представлены зависимости объемов готовых к выемке запасов от коэффициентов взаимозаменяемости оборудования при углах откоса рабочего борта карьера 50, 100, 150.
По мере разработки месторождения объем готовых к выемке запасов изменяется, и соответственно производительность карьера по руде.
Для количественной оценки диапазона маневрирования производительностью карьера использовался показатель, характеризующий резерв запаса руды (Л(0).
Vв(t)
R(t) =
)
(2)
где Ув(0 - объем запасов опережения вскрыши (по А.И. Арсентьеву) - запасов полезного ископаемого, которые можно извлечь без подвигания вскрышных уступов на текущий момент времени, м3; Уг({) -объем готовых к выемке запасов - запасов полезного ископаемого, извлечение которых возможно с оставлением минимальной ширины
рабочей площадки, и объем которых необходим для поддержания заданной производительности карьера по руде, м3;
Резерв запаса руды показывает, во сколько раз можно увеличить производительность карьера по руде без производства вскрышных работ.
На рис. 4 представлена зависимость резерва запасов руды от объема готовых к выемке запасов при углах откоса рабочего борта карьера 5°,10°.
Как видно из рисунка, чем меньше производительность карьера по сравнению с максимально возможной по горно-технологическим условиям, тем больше резерв запасов.
Коэффициент взаимозаменяемости комплексов оборудования отражает техническую, а резерв запаса руды - технологическую возможность маневрирования производительностью карьера по руде. Использование этих параметров позволяет оценить величину дополнительного эффекта
от оптимального соотношения объемов продукции горного предприятия, реализуемой по гибким и жестким связям.
Рис. 3. Зависимость объемов готовых к выемке запасов от коэффициентов взаимозаменяемости оборудования при углах откоса рабочего борта карьера 50, 10°, 150
Зависимость резерва запасов руды от коэффициента взаимозаменяемости оборудования при различных углах откосов рабочего борта карьера представлена на рис. 5.
Чем выше коэффициент взаимозаменяемости оборудования, тем меньше значение резерва запасов руды, т.е. происходит уменьшение объемов вскрытых запасов за счет увеличения доли запасов, готовых к выемке. Горные предприятия с большой производственной мощностью имеют меньшую, по сравнению с предприятиями небольшой мощности, возможность маневрировать объемами добычи за счет временного использования вскрышного оборудования на добычных работах.
Дополнительные возможности для маневрирования производительностью могут быть созданы за счет использования мобильной техники, например погрузчиков, не требующих создания
Рис. 4. Объем готовых к выемке запасов в зависимости от различных значений резерва запасов руды при углах откоса рабочего борта карьера 50,100.
Рис. 5. Зависимость резерва запаса руды R(t) от коэффициента взаимозаменяемости оборудования при углах откоса рабочего борта карьера 50, 100
дополнительного фронта горных работ, и которые могут использоваться на вспомогательных работах. К таким работам можно отнести прокладку и техническое обслуживание дорог на промп-лощадке ГОКа, строительство сооружений хозяйственного назначения, вспомогательные работы в карьере (зачистка берм безопасности и т.п.) и другие работы.
Применение погрузчиков в качестве выемочно-погрузочного и погрузочно-транспортного оборудования на открытых горных работах целесообразно также при ограниченных размерах карьеров; наличии нескольких предприятий, расположенных на небольшом расстоянии; использовании на карьерах экскаваторов с ковшом емкостью менее 5 м3 и автотранспорта; ведении открытых горных работ в зоне обрушения действующих подземных рудников и в зоне подземных пустот; сложном геолого-морфологическом строении полезного ископаемого; разработке невысоких уступов или слоев. Использование погрузчиков целесообразно при многосортности полезного ископаемого; хорошей дробимости горных пород; малой мощности добываемых слоев полезного ископаемого, разбитых множеством мелких прослойков пустых пород; возможности исключения в ряде случаев предварительного рыхления полезного ископаемого или замены буровзрывного способа рыхления механическим с использованием для этой цели самих погрузчиков, оборудованных навесными рыхлителями; небольшом сроке функционирования карьера [2].
Заключение
В результате исследований возможностей повышения эффективности работы горных предприятий за счет изменения объемов продукции в соответствии с изменениями цен на минеральное сырье установлено:
• Эффективность освоения месторождений полезных ископаемых может быть существенно повышена (на 30-40 %) за счет оптимального распределения объемов продукции, реализуемой по жестким и гибким связям.
• Для получения дополнительного эффекта от разработки месторождения при реализации
1. Томаков П.И., Манкевич В.В. Открытая разработка угольных и рудных месторождений. Москва. МГГУ. 1995 г. С.356.
2. Теория и практика открытых разработок.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
продукции по жестким и гибким связям требуется периодически изменять производительность карьера по полезному ископаемому.
• Возможность изменения производительности горного предприятия по полезному ископаемому определяется резервом запасов карьера по руде и взаимозаменяемостью горно-транспортного оборудования.
• Использование мобильного оборудования на вскрышных и добычных работах обеспечивает большие возможности маневрирования производительностью карьера по руде и горной массе.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Под общей редакцией академика Н.В. Мельникова. Одноковшовые погрузчики. К.Н. Трубецкой. Москва. Издательство «Недра». 1973 г. С.635.
Кононыхин М.А. - Институт проблем комплексного освоения недр РАН.
