CC BY
74
УДК 622.271:621.86/87:621.879 © А.В. Соколовский, В.Н. Лапаев, О.Ю. Савельев, 2017
Вспомогательное оборудование -основа высокопроизводительной работы разрезов
■ DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2017-8-102-104 -
СОКОЛОВСКИЙ Александр Валентинович
Доктор техн. наук, генеральный директор ООО «НТЦ-Геотехнология», 454080, г. Челябинск, Россия, тел.:+7 (351) 265-55-51, e-mail: sav@ustup.ru
ЛАПАЕВ Василий Николаевич
Канд. техн. наук, технический консультант ООО «НТЦ-Геотехнология», 454080, г. Челябинск, Россия, тел.: +7 (351) 265-55-51, e-mail: lapaev@ustup.ru
САВЕЛЬЕВ Олег Юрьевич
Инженер, начальник отдела ООО «НТЦ-Геотехнология», 454080, г. Челябинск, Россия, тел.: +7 (351) 265-55-51, e-mail: savelyev@ustup.ru
Широкое применение на российских угольных разрезах мощных экскаваторов с ковшами вместимостью до 50 куб. м обострило вопросы обеспечения их высокопроизводительного использования. Определено, что около 20-25% вскрышных и прочих вспомогательных работ относятся к технологически «неудобным» для мощных экскаваторов. Установлено, что при применении мощного горнотранспортного оборудования (вместимость ковша экскаватора более 15 куб. м) все вспомогательные работы должны выполняться специализированным вспомогательным оборудованием. Приведена рекомендуемая структура парка вспомогательного оборудования.
Ключевые слова:угольный разрез, производительность, вспомогательное оборудование, эффективность.
ВВЕДЕНИЕ
Широкое применение в последние годы на российских угольных разрезах мощных экскаваторов с ковшами вместимостью до 50 куб. м обострило вопросы обеспечения их высокопроизводительного использования [1, 2].
По результатам анализа опыта функционирования значительного количества выемочного оборудования на горнодобывающих предприятиях России было определено, что около 20-25% вскрышных и прочих вспомогательных ра бот относятся к техноло ги чески «неудобным» для мощных экскаваторов. К таким работам относятся ведение работ по довскрытию угольных пластов, нарезка новых горизонтов, работа на косогорах, строительство съездов, зумпфов, дренажных канав. Производительность оборудования при выполнении этих работ снижается более чем в 2 раза (рис. 1).
Кроме того, укрупненные оценки, произведенные работниками служб ремонта, показали, что эксплуатация экскаваторов с нерациональными
режимами либо в технологически неудовлетворительных условиях приводит к увеличению расхода запасных частей на обеспечение одного машино-часа работы в 2-2,5 раза. Это в совокупности со снижением производительности дорогостоящего оборудования приводит к значительному росту удельной себестоимости выполняемого процесса, который может достигать порядковых значений.
ОБОСНОВАНИЕ
РАЦИОНАЛЬНОГО КОЛИЧЕСТВА ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Одним из основных способов, позволяющих избежать описанных негативных ситуаций, является разделение работ по видам, предусматривающим применение специализированного оборудования [3]. Как правило, при разработке угольных месторождений применяется следующая структура экскаваторных работ: - вскрышные работы - используются мощные высокопроизводительные экскаваторы;
Создание технологических условий для организации производительной работы оборудования
Специализация оборудования по видам работ
25 %
33 %
42 %
Рабочее время месяца, %
1 - благоприятные условия для работы оборудования -
производительность от 200 тыс. м3/м3 ковша
2 - не созданы технологические условия и плохая организация
труда - производительность 160-180 тыс. м3/м3 ковша
3 - неспециализированные объемы работ - производительность
менее 120 тыс. м3/м3 ковша
Рис. 1. Использование экскаваторов по видам работ
102
АВГУСТ, 2017, "УГОЛЬ"
- добычные работы и довскрытие пластов - используются гидравлические экскаваторы;
- строительство канав, зумпфов и прочее - используются экскаваторы малой мощности, в том числе гидравлические;
- вскрытие породных горизонтов, вспомогательные работы - используются экскаваторы вместимостью ковша до 8 куб. м .
Для обоснования рационального количества вспомогательной техники был выполнен укрупненный расчет, отражающий изменение производительности и затрат на основные технологические процессы в зависи-
мости от мощности основного оборудования, структуры и объема выполняемых работ.
В основу расчетов положены нормы технологического проектирования, предусматривающие типовой комплект вспомогательной техники в зависимости от мощности основного оборудования [4]. Типовой комплект вспомогательной техники приведен в табл. 1.
В результате расчетов установлено, что при использовании на основных производственных процессах маломощного оборудования(вместимость ковша экскаватора в среднем 5 куб. м) комплект вспомогательной техники
может быть минимальным, так как до 25-30% календарного фонда времени (КФВ) основное оборудование может использоваться на вспомогательных работах. Это объясняется тем, что угольные разрезы, использующие оборудование малой единичной мощности, как правило, небольшие, объем вспомогательных работ на них незначительный, поэтому формирование комплекта вспомогательного оборудования в этом случае может быть экономически неоправданным (рис. 2, а).
При увеличении единичной мощности применяемого основного горнотранспортного оборудования доля выполняемых им вспомогательных работ должна сокращаться. При использовании экскаваторов с вместимостью ковша 10-12 куб. м объем вспомогательных работ должен составлять не более 7-10% (см. рис. 2, б).
При применении мощного горнотранспортного оборудования (вместимость ковша экскаватора более 15 куб. м) все вспомогательные работы должны выполняться специализированным вспомогательным оборудованием. Затраты на его приобретение компенсируются высоким эффектом от производительного использования мощного оборудования (см. рис. 2, в).
На основе анализа потерь рабочего времени забойных экскаваторов, с учетом экспертных оценок и предложенного в нормах технологического проектирования комплекта вспомогательного оборудования, а также с учетом объемов необходимых вспомогательных работ, оценена потребность во вспомогательной технике, представленная в табл. 2 [5].
а
Себестоимость экскавации, руб/м3 60 55
50 45 40 35 30 25 20 15
ч........+........
Себестоимость экскавации, руб/м3 55 50 45 40 35 30 25 20 15
_________ —*........1—
__^
10 20 30 40 50 Доля вспомогат. работ, %
Себестоимость экскавации, руб/м3 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10
10 20 30 40 50 Доля вспомогат. работ, %
Затраты на основной процесс (основное оборудование)
Затраты на вспомогательный процесс (вспомогательное оборудование)
Суммарные затраты
0 10 20 30 40 50 Доля вспомогат. работ, %
Рис. 2. Изменение затрат на экскавацию в зависимости
от объема вспомогательных работ, выполняемых основным оборудованием
Таблица 1
Типовой комплект вспомогательной техники
Направления использования вспомогательного оборудования
Оборудование Вскрытие горизонтов Ремонт и содержание технологических автодорог Подготовка рабочих площадок Прочие работы
Экскаваторы с вместимостью ковша (Ек), куб. м:
- Ек = 1,5-4 + + +
- Ек = 5-10 +
Экскаватор строительный + +
Экскаватор-кюветокопатель + +
Бульдозеры:
- среднего класса + +
- тяжелого класса + +
Бурстанки легкого класса + +
Автогрейдеры тяжелого и среднего класса +
Поливочная машина +
Автоскреперы +
б
0
0
в
Таблица 2
Количество вспомогательного оборудования, приходящегося на один забойный экскаватор
Оборудование Вместимость (Ек) ковша забойного экскаватора
4-6 куб. м 8-12 куб. м 15-50 куб. м
Экскаваторы:
- Ек = 1,5-4 куб. м 0,1-0,2 0,2-0,3 0,5-1
- Ек = 5-6 куб. м 0,1-0,2 0,3-0,5
- Ек = 8-10 куб. м 0,1-0,2
Бульдозеры:
- среднего класса 0,5 - 0,8 0,8-1,0
- тяжелого класса 05-0,6 1,0-1,5
Бурстанки легкого класса 0,1 0,3 0,5-0,8
Экскаватор строительный 0,5 1
Машины для строительства и содержания технологических количество машин
автодорог (тип покрытия переходный и низший) на 100 тыс. кв. м
Бульдозеры класса 25 т 0,8-1
Бульдозеры класса 15 т 0,5-0,7
Бульдозеры колесные класса 5 т 1,0-1,4
Автогрейдеры тяжелого типа 0,8-1,2
Автогрейдеры среднего типа 0,5-0,7
Поливочная машина 0,5
Автоскреперы 0,3
Экскаватор-кюветокопатель 0,5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Рациональная структура парка вспомогательного оборудования должна предусматриваться уже на стадии разработки проектной документации, так как в дальнейшем, при эксплуатации, изменить параметры сформированной горнотехнической
системы будет значительно, в разы, труднее.
Рациональная структура вспомогательного оборудования создает основу достижения основным оборудованием мирового уровня производительности. Это, в свою очередь, залог повышения эффективности
горного производства, что в условиях участившихся изменений параметров рынка является жизненно важным для горнодобывающих предприятий.
Список литературы
О повышении эффективности работы угольных разрезов России / В.А. Галкин, А.Б. Килин, А.М. Макаров и др. // Горный журнал. 2012. № 8. С. 5-7.
Инновационные решения по обеспечению высокопроизводительной работы оборудования большой единичной мощности / А.Б. Килин, Г.Н. Шапаваленко, С.Н. Радионов и др. // Уголь. 2013. № 2. С. 49-52. URL: http:// www.ugolinfo.ru/Free/022013.pdf (дата обращения: 17.07.2017).
Типовые технологические схемы ведения горных работ на угольных разрезах. Министерство угольной промышленности СССР. М.: Недра, 1982. 408 с.
Нормы технологического проектирования горнорудных предприятий цветной металлургии с открытым способом разработки. ВНТП 35-86. Свердловск: Минцветмет СССР, 1986. 110 с.
Соколовский А.В. Методология проектирования технологического развития действующих карьеров: дис. ... доктора техн. наук. М., 2009. 275 с.
SURFACE MINING
UDC 622.271:621.86/87:621.879 ©A.V. Sokolovskiy, V.N. Lapaev, O.Yu. Savelyev, 2017
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2017, № 8, pp. 102-104
Title
AUXILLIARY EQUIPMENT - THE BASIS OF OPEN-PITS COAL MINES EFFICIENT PERFORMANCE
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2017-8-102-104 Authors
Sokolovskiy A.V.1, Lapaev V.N.1, Savelyev O.Yu.1
1 "NTC-Geotekhnologiya", LLC, Chelyabinsk, 454004, Russian Federation Authors' Information
Sokolovskiy A.V., Doctor of Engineering Sciences, General Director, tel.:+7 (351) 220-22-00, e-mail: avs@ustup.ru
Lapaev V.N., PhD (Engineering), Technical Advisor, tel.: +7 (351) 220-22-00, e-mail: lapaev@ustup.ru
Savelyev O.Yu., Engineer, Head of Department, tel.: +7 (351) 220-22-00, e-mail: savelyev@ustup.ru
Abstract
The extensive use of powerfull excavators with the buckets up to 50 m3 on Russian coal mines has sharpened the aspects of their highly-productive use. It is determined that about 20-25% of overburden and other auxiliary works are technologically "inconvenient" for powerful excavators. It is established, that when using powerfull mining equipment (volume of excavator bucket is more than 15 m3) all auxiliary works must be carried out by specialized auxiliary equipment. Recommended structure of accessory equipment park is supplied.
Keywords
Open-pit coal mine, Productivity, Accessory equipment, Efficiency.
References
1. Galkin V.A., Kilin A.B., Makarov A.M., et al. O povyshenii effektivnosti raboty ugolnyh razrezov Rossii [On increasing Russian coal open pits efficiency]. Gornyi Zhurnal - Mining Journal, 2012, no. 8, pp. 5-7.
2. Kilin A.B., Shapavalenko G.N., Radionov S.N., et al. Innovatsionnye resheniya po obespecheniyu vysokoproizvoditelnoy raboty oborudovaniya bolshoy edinichnoy moshchnosti [Innovative solutuions to ensure efficient performance of large unit capacity equipment]. Ugol' - Russian Coal Journal, 2013, no. 2, pp. 49-52. Available at: http://www.ugolinfo.ru/Free/022013.pdf (accessed 17.07.2017).
3. Tipovye tekhnologicheskie skhemy vedeniya gornyh rabot na ugolnyh raz-rezahMinisterstvo ugolnoypromyshlennostiSSSR [Typical process models for coal open pit mining. USSR Ministry of coal industry]. Moscow, Nedra Publ., 1982, 408 p.
4. Normy tekhnologicheskogo proektirovaniya gornorudnyh predpriyatiy tsvet-noy metallurgii s otkrytym sposobom razrabotki VNTP 35-86 [Norms of non-ferrous opencast mining enterprises process engineering. VNTP 35-86]. Sverdlovsk, Mintsvetmet SSSR Publ., 1986, 110 p.5. Sokolovskiy A.V. Metodologiya proektirovaniya tekhnologicheskogo razvitiya deystvuyushchih kar'erov. Diss. dokt. tekhn. nauk [Methodology for active opencasts technological development design. Dr. eng. sci. diss.]. Moscow, 2009, 275 p.
