Моделирование затрат на очистные работы

    Затраты непосредственно в очистном забое складываются из затрат в непосредственно смены по добыче угля и в смену по ремонту оборудования лавы. Таким образом, они оказываются зависимыми от величины нагрузки на лаву.

    В общем виде модель затрат на выполнение внутрилавных работ представить как

, грн/т      (2)

где  - сумма затрат по оплате труда по каждому i процессу из n1 выполняемых процессов при проведении выработки,

             -сумма затрат по каждому j виду материалов из n2 используемых видов материалов при проведении выработки,

             - сумма амортизационных отчислений по каждому y  виду оборудования из n3 применяемых при проведении выработки видов оборудования,

             - сумма затрат на электро/пневмо энергию по каждому z потребителю энергии из n4используемых при проведении выработки потребителей энергии,

             - сумма затрат по оплате труда  рабочих, занятых на доставке материалов с поверхности в лаву,

             - сумма затрат по оплате труда рабочих, занятых в ремонтную смену и оплаты труда ИТР,

            D_ц -  добыча из лавы с одного выемочного цикла, т,

             D_сут – суточная нагрузка на лаву, т.

    Возможная нагрузка на лаву определяется видом применяемого оборудования (комбайн или струг, механизированная или индивидуальная крепь), который в свою очередь зависит от природных условий (мощности пласта, свойств боковых пород и т.п.) и, от финансовой возможности предприятия по приобретению необходимого оборудования. Таким образом, использованию результатов моделирования должна предшествовать стадия установления возможного для данных условий оборудования лавы и возможной при этом величины нагрузки на лаву[8].

    Целью экономико-математического моделирования затрат на очистные работы является исследование влияния природных факторов на величину затрат (мощность пласта, свойства кровли), которые в пределах проектируемого к разработке участка шахтного поля могут быть различными, влияния тарифно-ценовых факторов на конечную величину, поскольку стоимость приобретения оборудования может изменяться в значительных пределах (это новое оборудование, или уже бывшее в употреблении, оборудование отечественное или импортное), влияние параметров технологии (длина лавы, размеры ниш, способ проведения и крепления ниш).

    Учитывая большое количество влияющих факторов, желательно программу расчета затрат по очистному забою и соответствующую ей модель разрабатывать отдельно для каждой технологической схемы угледобычи, но исходные данные должны быть общими для всех моделей. По такому принципу разработана модель och_zaboy.xls  [7][9].

    Как и в ранее рассмотренных моделях, удельные затраты по очистному забою определяются по статьям расходов – оплата труда, материалы, энергия и амортизация оборудования. Рассмотрим подробнее эти статьи расходов.

    Оплата труда.

    Основой для разработки модели является паспорт крепления и управления кровлей в очистном забое. Очистной забой разделяют на два блока – центральная часть лавы и концевые участки лавы (примыкания лавы к участковым подготовительным выработкам). Если паспорт крепления центральной части лавы определяется только видом крепи (механизированная или индивидуальная), то крепление концевых участков определяется и выносом конвейерной головки в выработку, и размером ниши, и способом крепления как над головкой конвейера, так и в остальной части ниши и местах последующего сооружения средств охраны выработки.

    Объемы работ и трудоемкость работ в центральной части лавы.

    При механизированном креплении лавы необходимо учесть затраты труда на выемку угля комбайном или стругом, в нормах выработки и нормах обслуживания комплекса и в поправочных коэффициентах к ним учитываются все условия выполнения работ (естественно, в исходные данные необходимо внести все возможные условия работы и возможные типы оборудования, схемы работы комбайна и способы передвижки конвейера).

    При работе с индивидуальной крепью кроме работ по выемке угля учитываются работы по оформлению забоя, по передвижке конвейера, по установке и снятию комплектов индивидуальной крепи, по передвижке посадочной крепи. Сведения о типе комбайна и струга, о типах и типоразмерах индивидуальной крепи, о схеме расположения крепи и т.п. вносятся в блок исходных данным программы.

    В блок программы «справочно-информационные материалы» вносятся таблицы норм выработки по всем применяемым в лаве процессам, что по вычисленным объемам работ позволяет рассчитать трудоемкость работ и, при заданных тарифах оплаты труда определить затраты по выемке угля по статье «оплата труда».

    Объемы работ и трудоемкость работ на концевых участках лавы.

    Модель предусматривает выемку угля в нишах как отбойным молотком, так и с использованием БВР. Объемы работ по отбойке угля и погрузке его на конвейер, по бурению шпуров и навалоотбойке угля определяются исходя из заданных параметров ниш, для вычисления трудоемкости работ в блок «справочно-информационные материалы» необходимо поместить таблицы норм выработки по этим работам и таблицы (величины) поправочных коэффициентов к нормам выработки.

    Для вычисления объемов работ по креплению в нишах крайне необходимо составление подробного паспорта крепления и управления кровлей на этих участках лав. Как  пример на рисунке 11 показан паспорт крепления участка лавы у транспортного штрека.

    Размер ниши определяется типом комбайна (расположением исполнительного органа), схемой подготовки комбайна к выемке следующей полосы (задвижка в нишу или «косые заезды»), размером конвейерной головки и величиной выноса ее на штрек. Крепление ниши в местах расположения конвейерной головки и в остальной части ниши отличается. Над головкой конвейера применяют длинные верхняки – деревянный брус или металлический верхняк (швеллер или профиль СВП). Соседние секции крепи устанавливают «в перехлест», чтобы при передвижке головки она постоянно находилась по закрепленным верхняком. При расчете объемов работ необходимо учитывать работы по извлечению стоек перед передвижкой головки, на установку стоек (как правило деревянных) после передвижки головки. Объем этих работ зависит от размеров головки, длины верхняка, расстояния между стойками и между комплектами крепи.

Рис. 11 Эскиз паспорта крепления сопряжения лавы с транспортным штреком

    При разработке модели все сведения о возможных способах крепления ниши и размерах должны вводиться в качестве независимых переменных.

    В блоке модели «справочно-информационные материалы» обязательно должны быть таблицы норм выработки по процессам и поправочных коэффициентов к ним.

    Нормы выработки по креплению индивидуальной крепью зависят от веса стойки и веса верхняка, последние, в свою очередь, завися от мощности пласта и длины верхняка. Поскольку мощность пласта является переменным параметром модели, то или таблицы норм выработки должны быть составлены таким образом, чтобы при изменении в модели величины мощности пласта программа определяла соответствующую норму выработки, или необходимо предварительно установить зависимость веса стойки от мощности пласта и затем по таблице норм выработки находить нужную величину нормы исходя из веса стойки (в модели och_zaboy.xls использован второй метод).

Материалы

    Моделирование затрат на материалы осуществляется путем учета расхода материалов, используемых как в центральной части лавы, так и на концевых участках и цен на приобретение материалов. В блоке исходных данных необходимо иметь сведения о стоимости материалов, для материалов длительного пользования (стойки индивидуальной крепи, верхняки, экипировка рабочего и т.п.) необходимо задаваться сроками использования материалов. Материалы, расход которых зависит от количества добытого с их использованием угля (резцы, пики отбойных молотков и т.п.) необходимо учесть с учетом норм расхода этих материалов.

Амортизация оборудования

    Цены на применяемое оборудование (комбайн, маслостанция, конвейер, струговая установка, механизированная крепь) и нормы амортизации необходимо задавать в блоке исходных данных.

    Важно при разработке модели учесть влияние длины лавы на затраты по ее оснащению. Так, при моделировании затрат на оборудование лавы механизированным комплексом необходимо иметь данные о стоимости одной секции механизированной крепи, шаге установки секций, затрат на приобретение одного метра линейного става конвейера (рештак, цепи, скребки). В этом случае в модели можно учесть зависимость стоимости комплекса от длины лавы.

Затраты на энергию

    В блок исходных данных должны быть внесены сведения о мощности двигателей каждого вида электрооборудования. Если применяется оборудование, требующее наличие на участке сжатого воздуха, то расчет затрат на энергию проводится с учетом мощности электродвигателя передвижного компрессора, его производительности, КПД, расхода воздуха отбойным молотком. В стоимость производимого сжатого воздуха должны включаться и затраты по амортизации компрессора.

    С учетом описанной выше методики моделирования разработана экономико-математическая модель och_zaboy.xls.

Модель позволяет вычислить величину внутрилавных затрат при

- комплексно механизированной комбайновой лаве;

- комплексно механизированной струговой лаве;

- комбайновой лаве с индивидуальной крепью;

- струговой лаве с индивидуальной крепь.

    В лаве с индивидуальной крепью затраты по управлению кровлей можно определить при использовании как тумб ОКУ, так и секций крепи Спутник.

    На концевых участках лавы модель позволяет вычислить затраты как при деревянной крепи в нишах, так и при применении в нишах металлических шарнирных верхняков, крепление над конвейерной головкой предусмотрено как деревянным брусом, так и металлическим верхняком из спецпрофиля или швеллера.

    Модель och_zaboy.xls позволяет установить влияние как плавно изменяющихся по величине параметров технологии – мощность пласта, длина лавы, глубина работ, размеры ниш, цены и тарифы, так и параметров, значение которых детерминировано – тип оборудования, мощность оборудования, материал крепи, способ выемки ниш и т.п. Ниже в качестве примеров приведены графики влияния некоторых факторов на величину внутрилавных затрат.

    Модель представлена 4 листами в среде EXCEL, один их которых является рабочим для пользователя. Для использования модели необходимо внести исходные данные в листе zaboy и получить результаты вычислений для каждого типа оснащения лавы по статьям расходов и ведомость расходов на концевых участках лавы, то же по статьям расходов.       

Рис. 12 Пример вычисления влияния нагрузки на лаву

Рис 13 Пример вычисления доли затрат на концевых участках лав в общелавных затратах

Вопросы для самоконтроля.

1. Поясните методику моделирования затрат в центральной части лавы по прямой зарплате при применении механизированного комплекса.

2. При заданной длине ниши Lн, размере головки конвейера Lгк и величине ее выноса на штрек Lвг как в модели определить размер участка ниши, закрепленный индивидуальной крепью?

3. Как в модели определить расход деревянных верхняков для крепления над головкой конвейера, если длина верхняка Lв, ширина головки Вг, шаг передвижки конвейера b?

4. Назовите оборудование в комплексно механизированной комбайновой лаве, на которое начисляется амортизация.

5. Используя программу och_zaboy.xls установите зависимость длины лавы, при которой затраты на 1 т добычи наименьшие, от величины нагрузки на лаву.