Целью моделирования является выбор в конкретных условиях экономически наиболее эффективного вида основного и вспомогательного транспорта.

⇐ ПредыдущаяСтр 19 из 24Следующая ⇒

При моделировании затрат на магистральный транспорт учитываются затраты на конвейерный транспорт (основной транспорт – ленточный конвейер и электровозная откатка как вспомогательный) и на электровозную откатку (объем перевозимого груза учитывает уголь и материалы).

При моделировании затрат на транспорт по наклонным выработка учитываются затраты на конвейерный транспорт по уклону (бремсбергу) и вспомогательный транспорт (канатный подъем) по ходкам.

Экономико-математические модели затрат на транспорт разработаны для случаев[10]:

- lenta.xls – участковый транспорт [12];

- magistral.xls – транспорт по магистральной выработке [13];

- uklon.xls – транспорт по панельной наклонной выработке [14].

Модели позволяют проводить исследование влияния на величину затрат технических и экономических факторов, установить область экономически целесообразного применения того или иного типа транспорта и принимать решение о выборе вида транспорта. Как пример, на рисунках 22 и 23 показаны зависимости затрат на участковый транспорт при нагрузке на лаву 1000 т/сутки (рис. 22) и 3000 т/сутки (рис. 23).

Рис. 22 Зависимость затрат на участковый транспорт при суточной нагрузке 1000 т.

При конвейерном основном транспорте: вспомогательный транспорт – 1 - электровоз, 2 – монорельсовая дорога и электровоз, 3 – монорельсовая и напочвенная дороги, 5 – напочвенная дорога и электровоз, 6 – две монорельсовые дороги, 7 – две напочвенные дороги.

4 – основной и вспомогательный транспорт – электровоз.

Рис. 23 Зависимость затрат на участковый транспорт при суточной нагрузке 3000 т. (обозначения на рис. 22)

Как видно, при заданных тарифно-ценовых параметрах и нагрузке на лаву 3000 т/сутки экономически целесообразно использовать в качестве участкового вспомогательного транспорта электровозную откатку, а основной транспорт – ленточный конвейер. Если нагрузка на лаву 1000 т/сутки – ленточный конвейер желательно использовать при длине перевозки до 1500 м – 1700 м.

Примечание: затраты существенно зависят от цен на оборудование, поэтому в конкретных условиях исходные данные экономико-математической модели должны быть реальными.

Вопросы для самоконтроля.

1- Какие виды основного транспорта применяются в магистральных и участковых выработках?

2- Какие виды вспомогательного транспорта применяются в участковых выработках?

3- В околоствольном дворе основного горизонта сооружен электровозный гараж с объемом выработок 400 м³. Стоимость сооружения выработок гаража – 500 грн/м³, запасы угля на горизонте 20 млн.т, максимальная длина транспортировки 5 км. Какую величину в стоимости перевозки угля составляют затраты на сооружение гаража?

4- Как учесть при расчете стоимости участкового конвейерного транспорта оплату труда ИТР общешахтного участка конвейерного транспорта?

Задание на самостоятельную работу

1. Используя модель magistral.xls установить область применения магистрального конвейерного и магистрального локомотивного транспорта в зависимости от величины грузопотока и длины транспортировки.

2. Используя модель lenta.xls установить область применения участкового конвейерного и участкового локомотивного транспорта в зависимости от величины грузопотока и длины транспортировки.

Стоимостные параметры

При определении параметров горных работ, таких, например, как размеры выемочного поля, размеры шахтного поля, размеры панели и т.п., при выборе экономически оправданного вида технологии и во многих других случаях используют экономические расчеты, т.е. параметры горных работ и технологические схемы горных работ должны приниматься такими, при которых себестоимость конечной продукции шахты будет наименьшей из возможных.

В технической горной литературе известен термин «стоимостные параметры». Под этим термином понимаются единичные затраты, т.е. затраты, приходящиеся на единицу конечного продукта, имеющие место при выполнении данного процесса горных работ – проведении выработки, ремонте (поддержании) выработки, транспортировке угля по выработке, добыче угля в лаве и т.п. в грн/т или в грн/м.

Предложенный еще в прошлом столетии Л.Д.Шевяковым [16] аналитический метод определения параметров горных работ изначально предусматривал наличие стоимостных параметров. Для условий угольных бассейнов СССР стоимостные параметры были разработаны институтом ЦЕНТРОГИПРОШАХТ, а в 50-х годах прошлого столетия институтом горного дела им. А.А.Скочинского впервые были разработаны математические зависимости стоимостных параметров от горно-геологических и технологических условий [17]. Эти разработки в то время являлись основой для установления основных проектных параметров горных работ. Цены и тарифы входили в эти зависимости постоянными величинами и в расчетных формулах явно не отражались.

Изменение социального строя страны привело к тому, что цены и тарифы изменились, причем изменение произошло для различных видов материалов, оборудования и работ в весьма различных соотношениях. Цены и тарифы стали предметом конкурентных отношений между производителями. Все это сделало применение разработанных ИГД им. А.А. Скочинского зависимостей не корректным.

Из сказанного можно сделать вывод, что стоимостные параметры для установления оптимальных параметров горных работ и технологий должны иметь вид аналитических зависимостей не только от горно-геологических и технический условий, но и от величин цен и тарифов.

Методика установления стоимостных параметров может основываться на анализе конкретных данных угольных шахт или на подробной калькуляции затрат, так называемое «калькуляционное моделирование». Метод анализа конкретных данных угольных шахт, который использовался ИГД им. А.А. Скочинского, в настоящее время представляется мало реальным по следующим причинам:

· бухгалтерская отчетность приватных шахт в большинстве случаев закрыта;

· значительный разброс цен и тарифов на отдельных шахтах делает процесс получения и обработки исходных данных весьма трудоемким и не позволяющим достичь достоверных результатов.

Метод калькуляционного моделирования основан на подробной калькуляции затрат на выполнение исследуемого процесса с использованием существующих норм выработки по видам работ с учетом горно-геологических условий при расчете величины зарплаты, подробного учета расходуемых материалов и энергии при расчете затрат по этим статьям, расчет амортизационных отчислений с учетом вариации цен на оборудование.

В предыдущих разделах были изложены принципы разработки экономико-математических моделей затрат по отдельным видам горных работ и методика обработки результатов моделирования методом «среднее значение».

В ДонНТУ на основании обработки составленных компьютерных экономико-математических моделей этим методом разработаны стоимостные параметры для отдельных видов горных работ [5]. Для удобства пользования расчетными формулами разработана компьютерная программа kosten.xls [15], позволяющая для каждого вида горных работ установить затраты на выполнение единицы работ.

Указанные стоимостные параметры вычислены в денежной единице гривна Украины. При использовании расчетных формул [5] можно получить значение стоимостного параметра в любой валюте, если задаваться исходными ценами и тарифами в этой валюте.

Сказанное относится и к расчетам затрат в рассмотренных выше экономико-математических моделя.

10 Моделирование системы разработки пологого тонкого и средней мощности пласта[11]

    В процессе изучения курса «Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых», раздела «Системы разработки пластовых месторождений» [18], изучены вопросы классификации систем разработки, рассмотрены возможные варианты сплошных, столбовых и комбинированных систем разработки, рекомендованы условия применения отдельных вариантов систем разработки. Студент ознакомлен с основными принципами определения затрат по конкретным звеньям угледобычи, связанных с применением конкретного варианта системы разработки, и составления экономико-математической модели затрат.

    Полученные знания позволяют наметить возможные и выбрать лучший, по заключению проектировщика, вариант системы разработки при проектировании в заданных горно-геологических условиях.

    Курс «Экономико-математическое моделирование и оптимизация технологических процессов в шахтах» предлагает студенту более расширенные знания о предмете изучения – «система разработки угольного пласта». Студенту предлагается посмотреть на систему разработки как на сложную техническую систему с детальным рассмотрением ее технологических узлов в возможных вариантах их исполнения и оценить влияние технологии исполнения этих узлов на конечный результат – объем добычи угля и себестоимость добычи.

    Разработанные в последнее время стоимостные параметры ведения горных работ [5], соответствующие современному уровню цен и тарифов, широкое внедрение в учебный процесс средств вычислительной техники позволяют существенно расширить и углубить изучение этой части горного дела.

    Экономико-математическая модель конкретного варианта системы разработки в качестве входных данных должна иметь только природные, технические и экономические (цены и тарифы) факторы [28]. Параметры системы разработки (нагрузка на лаву, сечения выработок, податливость крепи, размер выемочного поля, длина лавы, скорость подвигания очистного забоя) должны определяться в процессе и в результате моделирования.

    Принятие решения по результатам моделирования затрат выполняется на основе глубокого изучения и оценки конкретных условий и факторов, влияющих как на выбор системы разработки, так и отдельных ее элементов (гипсометрия пласта, свойства боковых пород и угля, склонность угля к самовозгоранию, обводненность и глубина залегания, склонность пласта к внезапным выбросам угля и газа, нарушенность месторождения и др.) с учетом требований Правил безопасности в угольных шахтах, рекомендаций отраслевых нормативных документов, опыта работы передовых предприятий. Решение принимается на основе технико-технологических и технико-экономических расчетов с использованием соответствующих информационно-справочных материалов.

    Поскольку назначением угольной шахты в конечном итоге является получение прибыли от реализации добытого угля, основным критерием выбора технологической схемы системы разработки является ее экономичность, т.е. минимально возможные затраты на добычу 1 т угля. Однако при этом обязательным требованием к системе разработки является безопасность работ при ее применении. Это, прежде всего, относится к случаям разработки выбросоопасных пластов и пластов с углями, склонными к самовозгоранию.

    Выбирая из множества технически возможных вариантов системы разработки наилучший вариант, необходимо принимать тот вариант, который удовлетворяет обоим требованиям – безопасности и экономичности.

    10.1 Разделение комплекса горных выработок, характеризующих систему разработки, на отдельные звенья (анализ).

    Если говорить о системе разработки как о цельном, технологически определенном комплексе горных выработок, то для случая разработки тонкого и средней мощности пологого пласта следует выделить два его крупных блока:

· Блок - комплекс горных выработок, определяющих систему разработки внутри выемочного участка;

· Блок - комплекс наклонных горных выработок данного пласта за пределами выемочного участка, обеспечивающий работу этого участка (для случая погоризонтной подготовки – это комплекс магистральных штреков).

    Рассмотрим эти блоки последовательно.

Блок – выработки выемочного участка.

    Для случая, когда выемочный участок представлен только двумя выемочными выработками и лавой, вид технологической схемы системы разработки определяется тремя основными технологическими узлами:

1. Узел примыкания эксплуатируемого выемочного участка к отработанному выемочному участку.

2. Узел сопряжения лавы с вентиляционной выработкой.

3. Узел сопряжения лавы с транспортной выработкой.

    Каждый из названных узлов характеризуется следующими свойствами:

Узел 1. Характеризуется размером угольного целика между смежными выемочными участками.

Могут иметь место следующие 4 варианта исполнения узла:

· размер целика больше величины зоны стационарного опорного давления отработанной лавы;

· размер целика меньше величины зоны стационарного опорного давления отработанной лавы;

· вентиляционная выработка нового выемочного участка проведена вприсечку к выработанному пространству (размер целика от 0 до 4 м);

· в качестве вентиляционной выработки нового выемочного участка используется транспортный штрек предыдущего выемочного участка.

Узел 2. Этот узел характеризуется следующими свойствами:

· Направлением движения воздушной струи вдоль лавы (от транспортной выработки к вентиляционной или наоборот);

· Временем сооружения выработки (проводится вместе с лавой или проведена заранее);

· Погашением или сохранением выработки после прохода лавы;

· Направлением движения основной воздушной струи вдоль выработки (в сторону выработанного пространства или в сторону угольного массива).

Узел 3. Характерными свойствами этого узла являются:

· Направление движения воздушной струи вдоль лавы (от транспортной выработки к вентиляционной или наоборот);

· Время сооружения выработки (проводится вместе с лавой или проведена заранее);

· Направление транспортного потока угля по транспортной выработке (в сторону выработанного пространства или в сторону угольного массива);

· Погашение или сохранением выработки после прохода лавы;

· Направление движения основной воздушной струи по выработке (в сторону выработанного пространства или в сторону угольного массива).

Одновременно возможные сочетания указанных свойств в одном узле (для узлов 2 и 3) определяют вид модулей (конструктивных исполнений) данных узлов.

Таким образом, выемочный участок, как сложная система, представляется тремя узлами, каждый их которых может быть выполнен из взаимозаменяемых модулей:

· Узел примыкания к старым горным работам – 4 модуля;

· Узел сопряжения лава-вентиляционная выработка – 8 модулей;

· Узел сопряжения лава-транспортная выработка – 8 модулей.

Рис. 24 Модули узлов выемочного участка а) – при работе лавами по простиранию пласта, б) – при работе лавами по восстанию пласта



    Образы модулей представлены на рис. 24 для случаев работы лавами по простиранию пласта и по восстанию пласта. Нетрудно представить, что аналогичный вид будут иметь модули узлов выемочного участка и при направлении подвигания лавы по падению пласта. Принципиально вид модуля остается таким же и при проведении выработок полевыми.

Теперь рассмотрим возможные технически сочетания модулей этих узлов.

Каждый модуль узла 1 технически может сочетаться с каждым модулем узла 2, таким образом, технически возможны 32 сочетания модулей узла 1 с узлом 2.

Матрица возможных сочетаний модулей сопряжений лавы с транспортной и с вентиляционной выработкой показана на рисунке 25 (закрашенные ячейки матрицы), из которого следует, что при разработке тонкого пологого пласта длинными лавами теоретически возможны 32 варианта сочетаний, т.е. 32 технологические схемы систем разработки.

Сочетания модулей узлов 1 (транспортный) и 1 (вентиляционный) характерно для сплошной системы разработки, сочетание модулей узлов 2 (транспортный) и 2 (вентиляционный) - соответственно для столбовой системы разработки. Оставшиеся 30 вариантов относятся к вариантам комбинированной системы разработки (независимо от вида модуля узла 1).

Нумерацию схем систем разработки, представленных матрицей рисунка 1, условимся производить по схеме: номер модуля лава-транспортная выработка, точка, номер модуля лава-вентиляционная выработка. Так, вариант столбовой системы разработки запишется как 2.2.



Рис. 25 Матрица сочетаний модулей узлов сопряжения лавы с участковыми выработками





Условимся нумеровать варианты модулей сопряжения лавы с вентиляционной выработкой следующим образом: номер основного модуля сопряжения лава-вентиляционная выработка, точка, номер модуля примыкания вентиляционной выработки к отработанному участку.

Нумерация варианта системы разработки, представленного матрицей рис. 1 с учетом возможных вариантов примыкания выемочного участка к старым работам выглядит как:

номер модуля лава-транспортная выработка, точка, номер модуля лава-вентиляционная выработка, точка, номер модуля примыкания вентиляционной выработки к отработанному участку.

Так номер варианта сплошной системы разработки с оставлением между ярусами целика угля с размерами более величины зоны стационарного опорного давления имеет вид 1.1.1, а вариант столбовой системы разработки с повторным использованием транспортной выработки в качестве вентиляционной имеет вид 2.2.4.

Блок – выработки за пределами выемочного участка.

Эти выработки не являются определяющими для характеристики системы разработки, но без них невозможно функционирование системы разработки и установление величины затрат на угледобычу.

Независимо от схемы горных выработок, определяющих систему разработки, при панельном или этажном способе подготовки шахтного поля в центе панели (шахтного поля) сооружают комплекс центральных наклонных выработок (уклон и два ходка), лебедочные камеры, приемные площадки. [12]

Отдельные варианты систем разработки требуют наличия наклонных выработок на флангах панели (шахтного поля). Речь идет о случаях, когда фланговая выработка необходима либо для целей проветривания лавы (подача или выдача воздуха), либо для целей проведения выработок в новом выемочном участке. Таким образом, модуль фланговые выработки может иметь место, а может и отсутствовать. Условимся, что такой модуль имеет определяющий индекс 1 – если он присутствует, или 0 – в случае его отсутствия. Этот индекс будет использован при экономико-математическом моделировании затрат.

Итак, разделив комплекс горных выработок, определяющих систему разработки, на блоки и узлы и условившись, какими взаимозаменяемыми модулями могут быть представлены блоки и узлы этого комплекса, мы провели анализ системы разработки с точки зрения технологии ее исполнения, т.е. «расчленения целого на составные части». Анализ является необходимым условием последующего синтеза комплекса горных выработок из возможных модулей узлов.

На рисунке 26 приведен граф возможных сочетаний различных модулей узлов системы разработки одиночными длинными лавами при панельном или этажном способе подготовки шахтного поля.

Уровни графа соответствуют узлам системы разработки, номера вершин графа – номерам вариантов модулей соответствующего узла, дуги графа указывают на возможное сочетание узлов. Любой путь на графе от начальной вершины Н до конечной вершины К соответствует определенному варианту системы разработки.

Теперь можно перейти к синтезированию вариантов системы разработки и отдельных модулей ее узлов.

Рис. 26 Граф технически возможных сочетаний модулей узлов системы разработки

⇐ Предыдущая 14 15 16 17 181920 21 22 23 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2018-06-01; просмотров: 211.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...