Обоснование способов и показателей концентрации горных работ на угольных разрезах с большегрузным автомобильным транспортом Каинов Александр Иванович

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Состояние изученности вопроса, цель и задачи исследования 8

1.1. Актуальность концентрации горных работ на угольных разрезах с использованием автомобильного транспорта .8

1.2. Научно-методическая база концентрации горных работ 22

1.3. Цель, задачи и структура исследования 31

Выводы по 1 главе 33

ГЛАВА 2. Исследование влияния параметров концентрации на эффективность и безопасность горных работ 34

2.1. Анализ факторов, определяющих эффективность и безопасность производства 34

2.2. Определение показателей концентрации горных работ и их взаимосвязи .44

2.3. Обоснование параметров и способов концентрации горных работ 54

Выводы по 2 главе .64

ГЛАВА 3. Обоснование комплекса решений по применению способов концентрации горных работ 66

3.1. Разработка методики концентрации горных работ 66

3.2. Порядок ведения и развития горных работ на основе их концентрации 77

3.3. Обеспечение повышения производительности работы горно-транспортного оборудования 89

Выводы по 3 главе 101

Глава 4. Реализация комплекса решений по концентрации горных работ угольного разреза 102

4.1. Подготовка и реализация горно-технических решений по концентрации горных работ на угольном разрезе .102

4.2. Подготовка и реализация организационно-технологических решений при концентрации горных на угольном разрезе .113

4.3. Оценка результатов реализации комплекса решений по концентрации горных работ на угольных разрезах .122

Выводы по 4 главе .136

Заключение 137

Список литературы

• Научно-методическая база концентрации горных работ
• Определение показателей концентрации горных работ и их взаимосвязи
• Обеспечение повышения производительности работы горно-транспортного оборудования
• Подготовка и реализация организационно-технологических решений при концентрации горных на угольном разрезе

Введение к работе

Актуальность темы исследования. Усиление конкуренции между углепроизводителями и ухудшение горно-геологических условий разработки угольных месторождений неизбежно приводит к необходимости непрерывного повышения эффективности горных работ с обеспечением требуемой безопасности производства. В связи с этим, в последние годы усилилась тенденция использования на угольных разрезах горнотранспортного оборудования большой единичной мощности. Применение такого оборудования целесообразно на месторождениях, характеризующихся значительной протяженностью фронта горных работ, что обусловливает высокие затраты на создание и поддержание горных выработок угольных разрезов. Расчеты показали, что только на поддержание 1 м² площади горных выработок требуется 1,5-2,5 тыс. рублей в месяц.

В этих условиях для наиболее полного использования возможностей мощного горно-транспортного оборудования необходимо решение комплекса вопросов по изысканию способов пространственной (горнотехнической) и организационно-технологической концентрации горных работ, обоснованию системы показателей, характеризующих концентрацию работ с позиций эффективности и безопасности производства, разработке методических положений по определению рационального порядка и направления развития горных работ для их концентрации.

В практике ведения и развития горных работ повышение интенсивности отработки угольных месторождений и обеспечение необходимого качества добываемого полезного ископаемого, как правило, осуществляется двумя способами: оптимизацией пространственного распределения фронтов и параметров горных работ, а также концентрацией оборудования. Но в этих способах эффективность и безопасность угледобычи не рассматриваются как целевые показатели деятельности. Они, по сути, являются ограничивающими условиями. Требуется качественное изменение подхода к концентрации горных работ: показатели эффективности и безопасности производства должны рассматриваться как целевые функции, а концентрация горных работ как средство достижения технологичности и ритмичности процессов, обеспечивающих эти целевые показатели. Кроме того, существующая научно-методическая и практическая база в области обоснования способов концентрации горных работ не учитывает специфику работы угольных разрезов, обусловленную особенностями залегания угольных пластов.

Таким образом, обоснование способов и показателей концентрации горных работ на угольных разрезах с большегрузным автотранспортом по критериям эффективности и безопасности является актуальной научно-практической задачей.

Цель работы – повышение интенсивности освоения угольных месторождений на основе разработки и реализации способов и показателей концентрации горных работ.

Идея – повышение интенсивности отработки угольных разрезов с большегрузным автотранспортом достигается дополнением горнотехнического способа концентрации горных работ организационно-технологическим с рациональным сосредоточением и наиболее полным использованием мощного горнотранспортного оборудования в рабочей зоне разреза.

Объект исследования – угольные разрезы с большегрузным автомобильным транспортом.

Предмет исследования – способы концентрации горных работ.

Основные задачи исследования:

1. Обосновать пути повышения уровня концентрации горных работ на угольных разрезах.

2. Определить показатели и параметры угольных разрезов при концентрации горных работ.

3. Обосновать способы и показатели концентрации горных работ.

4. Разработать и опробовать методику концентрации горных работ по критериям эффективности и безопасности.

Положения, выносимые на защиту:

5. На угольных разрезах с большегрузным автомобильным транспортом для обеспечения эффективности и безопасности производства необходимо применение двух способов концентрации горных работ: горнотехнического, который заключается в рационализации пространственно-планировочных решений, обосновании необходимого количества рабочих площадок и их параметров, оптимизации транспортной инфраструктуры, и организационно-технологического, предусматривающего рационализацию технологических схем и оптимизацию показателей работы горнотранспортного оборудования (п. 3 Паспорта специальности).

6. Показателями оценки концентрации горных работ, осуществляемой горно-техническим способом, являются производительность добычного и вскрышного фронтов, удельный грузооборот, а организационно-технологическим – функциональное время работы горнотранспортного оборудования и ритмичность производственных процессов. Последовательность изменения этих характеристик определяется требуемыми целевыми показателями функционирования разреза: объемом добычи, качеством угля, скоростью подготовки запасов, себестоимостью добычи угля и безопасностью ведения горных работ (п. 3 Паспорта специальности).

3. Рациональная концентрация горных работ на угольных разрезах с
наиболее характерными значениями коэффициента вскрыши 5-6 м³/т,
использующих мощные экскаваторы мехлопаты с вместимостью ковша 20-
2

40 м³ и драглайны с вместимостью – 20-40 м³ на вскрышных работах, гидравлические экскаваторы с вместимостью ковша не менее 10 м³ на добычных работах и карьерные автосамосвалы на перевозке угля грузоподъемностью 90-130 т и вскрыши – более 200 т, обеспечивается при производительности добычного фронта 8,8-10,8 т/м², вскрышного – 1,5-4,8 м³/м² в месяц, удельном грузообороте – 10-15 ткм/т, функциональном времени работы оборудования 6000 ч в год при ритмичности (отклонении от требуемой сменно-суточной производительности) не более 20-30% (п. 3 Паспорта специальности).

Научная новизна работы:

7. Предложены показатели оценки концентрации горных работ на основе организационно-технологического способа: время функциональной работы, отражающее полезное использование календарного фонда времени оборудования, а также ритмичность производственных процессов, отражающая отклонения фактических значений сменно-суточной производительности оборудования от целевых.

8. Предложены показатели оценки концентрации горных работ на основе горно-технического способа: производительность добычного и вскрышного фронта, отражающие отношение объемов добычи угля (вскрыши) за период к длине добычного (вскрышного) фронта работ и мощности угольного пласта (вскрыши), а также удельный грузооборот, отражающий отношение объема транспортной работы к объему добычи в единицу времени.

9. Установлены зависимости себестоимости добычных и вскрышных работ от удельных значений показателей: грузооборота, производительности добычного и вскрышного фронтов.

10. Разработана методика концентрации горных работ на угольном разрезе посредством горно-технического и организационно-технологического способов, отличающаяся учетом функционального времени и ритмичности работы горнотранспортного оборудования и установленной связи параметров горных работ с эффективностью угледобычи.

Личный вклад автора состоит в обосновании способов и показателей концентрации горных работ на угольных разрезах с большегрузным автотранспортом, разработке методики расчета рациональных значений показателей концентрации горных работ, выявлении связи параметров горных работ с эффективностью угледобычи.

Практическое значение работы состоит в том, что ее результаты позволяют разрабатывать обоснованные решения при ведении и развитии горных работ на основе применения горно-технического и организационно-технологического способов их концентрации на угольных разрезах с большегрузным автомобильным транспортом.

Методы исследования. В работе использованы методы системного и факторного анализа, графического моделирования, производственного эксперимента, хронометражных наблюдений, математической статистики, научного обобщения.

Обоснованность и достоверность научных выводов и рекомендаций подтверждаются их соответствием данным практики и положительными результатами внедрения разработанного комплекса решений; достаточным объемом экспериментальных исследований и оценкой результатов по критериям математической статистики; широкой промышленной апробацией результатов исследований.

Реализация выводов и рекомендаций. Разработанный комплекс решений используется при совершенствовании организации производственных процессов в ОАО «Разрез Тугнуйский» и на предприятиях АО «СУЭК».

Апробация работы. Результаты исследований и основные научные положения работы докладывались на научных семинарах и научно-технических советах предприятий АО «СУЭК» (г. Москва, 2009-2015 гг.), ООО «НИИОГР» (г. Челябинск, 2010-2015 гг.), ФГБОУ ВПО «МГТУ» (г. Магнитогорск, 2013-2015 гг.), VIII Международной конференции «Комбинированная геотехнология: устойчивое и экологически сбалансированное освоение недр» (г. Магнитогорск, 2015 г.).

Публикации. Основные результаты диссертации отражены в 12 научных публикациях общим объемом 4,88 п.л., 11 из которых – в изданиях, рекомендуемых ВАК при Минобрнауки России.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и содержит 162 страницы машинописного текста, 76 рисунков, 28 таблиц, список использованных источников из 136 наименований.

Научно-методическая база концентрации горных работ

1. Изменение и пересмотр пространственно-планировочных решений: - увеличение темпов подвигания уступов (разрезы «Бородинский», «Харанорский», «Павловский», «Тугнуйский»); - концентрация горных работ, консервация либо закрытие низкорентабельных участков («Тугнуйский», «Березовский», «Назаровский», «Харанорский», «Восточный», «Черногорский», РУ «Новошахтинское», «Изыхский», «Буреинский»).

2. Изменение и оптимизация технологических решений: - минимизация ж/д вскрыши и переход на более дешевую и производительную автотранспортную («Тугнуйский», «Черногорский», «Восточно-Бейский, РУ «Новошахтинское»); - организация процесса добычи и вскрыши спаренными забоями – двумя автомобильными вскрышными комплексами и двумя автомобильными добычными комплексами («Тугнуйский», РУ «Новошахтинское»); - организация погрузки вскрыши экскаватором на два подъезда. Технология позволяет сократить время простоя экскаватора в ожидании маневров автомобиля («Тугнуйский»).

В настоящее время относительное снижение издержек производства, достигаемое при увеличении производительности основного выемочно-погрузочного оборудования, является одним из основных путей повышения конкурентоспособности добывающих предприятий.

Анализ структуры инвестиций угледобывающих предприятий в активную часть основных фондов показывает, что крупные производители угля проводят политику увеличения единичной мощности выемочного и транспортного оборудования, что позволяет, при увеличении общего грузопотока, снизить общие издержи. Инвестиции передовых отечественных угледобывающих компаний в техническое перевооружение в расчёте на 1 т добываемого угля достигли 10-15 долларов США – уровня ведущих угледобывающих стран мира [61]. Так, на техническое перевооружение разрезов компания АО «СУЭК» в период с 2005 по 2013 год направила более 28 млрд. рублей [136]. При выборе горнотранспортного оборудования менеджмент компании руководствуется расчетами стоимости владения, которые учитывают не только стоимость оборудования, но и его технические характеристики (коэффициент готовности, коэффициент использования) и эксплуатационные затраты. На угольных разрезах наряду с горнотранспортным оборудованием средней и малой мощности применяют мощное и сверхмощное оборудование отечественного и зарубежного производства. Рост парка современного оборудования сопровождается его качественным совершенствованием: увеличением единичной мощности и производительности горно-транспортного оборудования, грузоподъемности транспортных средств; созданием более благоприятных и безопасных условий труда рабочих и обслуживающего персонала.

Тенденция, наметившаяся на угольных предприятиях, – изменение структуры парка экскавационного оборудования. Механические экскаваторы заменяются гидравлическими. Сейчас около 60% карьерных механических лопат составляют экскаваторы с ковшами объемом до 15 м3. С одной стороны, это оборудование характеризуется простотой и надежностью, с другой, оно морально, а зачастую и физически устарело. Гидравлические карьерные экскаваторы более гибко решают производственные задачи. Применение карьерных гидравлических экскаваторов с большой единичной мощностью и вместимостью ковша в сочетании с большегрузными самосвалами позволяет обеспечить высокие темпы добычи и рост производительности труда при сокращении общего парка выемочно-погрузочного оборудования. Поэтому такое перевооружение является закономерным процессом. Это привело сначала к массовому вытеснению механических экскаваторов в классе с базовым ковшом до 10 м3, а затем и в более высоком классе, особенно на вновь открываемых разрезах и карьерах [72]. Об этом свидетельствует целый ряд примеров технического перевооружения угольных разрезов отрасли за последние 5 лет. По данным крупнейшего промышленного холдинга Кузбасса «СДС-Уголь» [72] технологический парк разрезов «СибЭнергоУголь», «Киселевский» и «Прокопьевский угольный разрез» пополнился экскаваторами Hitachi ЕХ-3600 (21 м3); ЕХ-2500 (15 м3). А новый угольный разрез «Первомайский», введенный в эксплуатацию в 2012 году, изначально оснащен высокопроизводительной техникой: запущены в эксплуатацию современные экскаваторы Hitachi, также как ЕХ-5500 (27 м3); ЕХ-36500 (21 м3); ЕХ-2500 (15 м3) в комплексе с ними работают карьерные самосвалы грузоподъемностью 220–240 тонн. Планируется дооснащение двумя экскаваторами Р&Н-2800 (33 м3).

В конце 2012 года на разрезе «Черниговец» был собран и приступил к работе экскаватор P&H-2800. Емкость ковша – 33,6 м3. В частности, перед карьерным экскаватором стояла задача довести объем вскрышных работ до 1 млн м3 ежемесячно.

Для работы на новом перспективном угольном Эльгинском месторождении в Якутии была привлечена техника Komatsu: два карьерных экскаватора Komatsu РС-8000, самый мощный из линейки Komatsu с ковшом объемом 36 м3, а также большегрузные самосвалы и другая техника. Шахтеры намерены на этом месторождении добывать до 30 млн. т угля в год [72].

На вооружении разреза «Тугнуйский», по данным руководства предприятия [74], в период с 2009 по 2011гг. поступили два мощных экскаватора Bucyrus-495 HD c емкостью ковша 41 м3, 18 автосамосвалов БелАЗ грузоподъемностью 220 т, экскаватор Komatsu PC-2000 с ковшом емкостью 11 м3, погрузчик WA-900 с ковшом емкостью 12 м3, два буровых станка PitViper и другая вспомогательная техника. В связи с модернизацией емкость ковша среднесписочного экскаватора возросла с 11,1 м3 (в 2009 г.) до 15,9 м3 (в 2011 г.), грузоподъемность среднесписочного автосамосвала – с 79,2 до 131,4 т.

По данным АО «СУЭК» за период с 2009 по 2013 гг. объем экскаваторных работ по компании увеличился с 278 до 339 млн. м3. В качестве основного выемочного оборудования применяются мехлопаты, на которых приходится 63% от общего объема добычи и драглайны – 27%. Оставшиеся 10% объемов выполняют роторные экскаваторы, работающие на буроугольных разрезах компании (Рисунок 1.6) [135].

Определение показателей концентрации горных работ и их взаимосвязи

Концентрация горных работ нацелена на повышение производительности оборудования и карьера в целом, интенсивности ведения горных работ, разработки месторождения.

Концентрация горных работ на угольных разрезах осуществляется для уменьшения объема вовлекаемых в работу общих площадей, снижения нетехнологических потерь времени, обусловленных перегонами экскаваторов, сокращения протяженности инженерных и транспортных коммуникаций, и тем самым уменьшения затрат на их поддержание, увеличения производительности горно-транспортного оборудования, скорости подвигания фронта работ, интенсивности разработки месторождения.

Для характеристики концентрации горных работ используют следующие показатели: скорость подвигания забоя (VЗ), скорость подвигания фронта работ (VФ), скорость углубки карьера (Vу), интенсивность ведения горных работ (Iг), концентрация оборудования ( 1э ), концентрация рабочих площадей (КГ), удельная производительность оборудования (Qч), удельная площадь работ, удельный объем бурения, удельная производительность карьера (Таблица 2.4).

Угольный разрез, в отличие от карьера, который разрабатывает рудные тела, разрабатывает пластовые месторождения угля. В силу этой особенности в свое время возникла необходимость использования ряда специфических показателей. Для данного исследования важным из них является производительность пласта (ПП) [51] – масса угля (сланца), приходящаяся на 1м2 площади пласта, определяемая по формуле:

Скорость подвигания забоя, м/мес. Q VЗ =, (2.2) hbQ – производительность оборудования,h – высота забоя, b – ширина забоя [7, 44]Анистратов, Ю.И. и др. Технология открытых горных работ / Ю.И. Анистратов, К.Ю. Анистратов. – М.: ООО «НТЦ «Горное дело», 2008. – 472 с. Галкин, В.А. Технологические основы проектирования и планирования грузопотоков на рудных карьерах с автомобильным транспортом: Дис. … докт. техн. наук / В.А. Галкин. – Магнитогорск, 1987. – 290 с.

Скоростьподвигания фронта работ, м/год Q VФ =, (2.3) hLбQ – производительность оборудования, h – высота добычного уступа, Lб – длина блока Интенсивность ведения горных работ, м/год г.м Qк г (2.4) SаQк г.м – производительность карьера погорной массе, м3/годSа – активная площадь рабочей зоны, м2 Концентрация оборудования і XЕкэ г (2-5)Е - суммарная емкость ковшей экскаваторов, работающих в рабочей зоне, м3 [36]Гавришев, С.Е. и др. Интенсивность формирования рабочей зоны глубоких карьеров / С.Е. Гавришев, К.В. Бурмистров, А.А. Колонюк. – Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. тех. ун-та им. Г.И. Носова, 2013. – 189с.

Концентрация рабочих площадей Sау КГ =, (2.6) Sа Sау– активная часть рабочей зоны оцениваемого участка карьера Величина рабочей площади карьера, приходящаяся на 1 м3 емкости ковша экскаватора Sа кэ = (2.7)SЕS а – рабочая площадь карьера [108] Сидоренко В.Н. Повышение эффективности эксплуатации глубоких карьеров с автомобильным транспортом формированием зон концентрации горных работ: Дис. … канд. техн. наук. – Магнитогорск, 1987. – 187 с.

Производительность карьера по руде, отнесенная на 1 км рудного фронта г.м Qк [29]Варава И.П. и др. Определение производительности карьера и интенсивности ведения горных / И.П. Варава, Г.С. Генералов, Л.А. Еременко // Горный журнал. – 1981. – №5. – С. 23-26

Галкин, В.А. Технологические основы проектирования и планирования грузопотоков на рудных карьерах с автомобильным транспортом: Дис. … докт. техн. наук / В.А. Галкин. – Магнитогорск, 1987. – 290 с.

Галкин, В.А. Технологические основы проектирования и планирования грузопотоков на рудных карьерах с автомобильным транспортом: Дис. … докт. техн. наук / В.А. Галкин. – Магнитогорск, 1987. – 290 с.

Кулецкий В.Н. Разработка комплекса решений по формированию угольного разреза нового технико-технологического уровня: Дис. … канд. тех. наук. Спец. 25.00.22 – Геотехнология (подземная, открытая и строительная); 25.00.21 – Теоретические основы проектирования горнотехнических систем / В.Н. Кулецкий. – Челябинск, 2013. – 159 с. [74]

Кулецкий В.Н. Разработка комплекса решений по формированию угольного разреза нового технико-технологического уровня: Дис. … канд. тех. наук. Спец. 25.00.22 – Геотехнология (подземная, открытая и строительная); 25.00.21 – Теоретические основы проектирования горнотехнических систем / В.Н. Кулецкий. – Челябинск, 2013. – 159 с. Этот показатель применяется для оценки производственного потенциала шахт. Опираясь на смысл данного показателя можно перейти к показателю «производительность фронта работ». В классическом понимании фронт – суммарная протяжённость рабочих уступов, подготовленных к производству горных работ. Подразделяется на вскрышной и добычной. Вскрышной измеряется длиной фронта работ на вскрышных уступах, добычной – на добычных уступах.

Для данного исследования целесообразнее длину добычного фронта определять как протяженность фронта работ, осуществляемых с обнаженным пластом, а длину вскрышного фронта – как протяженность фронта работ над обнажаемым пластом на всю мощность вскрыши.

С учетом вышеизложенного производительность добычного фронта (ПДФ, т/м2) предлагается рассчитывать по формуле (2.13), вскрышного (ПВФ, м3/м2) – по формуле (2.14) за определенный период (месяц, год) [77]:

По сути эти показатели означают выход («съем») угля и горной массы с вертикальной площади добычного и вскрышного фронтов. Мощности пластов и вскрыши являются неуправляемыми параметрами, поэтому увеличение производительности фронта возможно минимизацией длины фронта, достигаемой определенным порядком ведения горных работ, или (и) максимизацией объемов добычи и вскрыши, то есть увеличением скорости фд пл подготовки фронтов и производительности экскаваторно-автомобильных комплексов. Производительность экскаваторно-автомобильного комплекса предопределяется функциональным временем его работы – временем функционирования с рациональными параметрами. Подходы и методики расчета функционального времени работы горнотранспортного оборудования, изложенные в работах [56, 60, 62, 74, 88], позволяют с достаточной точностью определять фактическое значение, а также потенциальные возможности применяемого оборудования.

Для исследования влияния длины фронта работ и производительности экскаваторно-автомобильного комплекса на производительности добычного и вскрышного фронтов были произведены соответствующие расчеты на примере типичного развивающегося угольного разреза «Тугнуйский» (Таблицы 2.5, 2,6, Приложение 1). Расчет осуществлялся по головному звену комплекса – экскаватору. Потенциально возможная производительность экскаватора определялась исходя из 626 часов его работы в месяц при продолжительности – 30 дней. Остальное время (720 – 626=94 ч) – время на регламентированные перерывы и обслуживание экскаватора. Анализ результатов расчетов и сравнение их с фактическими данными (Рисунок 2.9) показал следующее.

Обеспечение повышения производительности работы горно-транспортного оборудования

Каждый участок крупных разрезов может рассматриваться как самостоятельный разрез, для которого обосновывается способ формирования рабочей зоны и задается интенсивность горных работ.

Растущие пространственные размеры разрезов, стремление работать с минимальным текущим коэффициентом вскрыши и невозможность дальнейшего увеличения угла рабочего борта вызывают необходимость отказа от равномерного развития рабочей зоны разрезов и перехода к концентрации горных работ.

Под равномерным развитием понимается такой порядок ведения горных работ, при котором рабочие площади поддерживаются на всех горизонтах, не поставленных на предельный контур, и в течение года производится соразмерное подвигание всего фронта работ [9, 93, 94].

Равномерное развитие рабочей зоны может быть достигнуто ростом годовых объемов горной массы пропорционально росту площади рабочей зоны.

Такой рост ежегодных объемов затруднительно обеспечить на действующем разрезе. Стабилизация объемов работ приводит к тому, что в начальный период эксплуатации разреза удаляются объемы вскрыши сверх необходимых для воспроизводства добычного фронта. В этот период угол откоса рабочих бортов разреза минимален. В дальнейшем происходит увеличение площади рабочей зоны, длины фронта работ, а объем горной массы, добываемой в рабочей зоне разреза, остается неизменным. В этой связи развитие рабочей зоны в последующие периоды эксплуатации разреза сопровождается увеличением угла откоса рабочего борта и изменением ряда параметров системы разработки [10, 35, 38].

Одним из существенных научных достижений последних десятилетий в области физико-технической открытой геотехнологии является разработка и применение поэтапной схемы ведения горных работ с временной консервацией бортов и отдельных уступов [118, 120, 121]. При таком способе ведения горных работ в разрезах часть фронта работ консервируется, перераспределение объемов вскрыши производится с помощью временно нерабочих бортов, обеспечивающих возможность изменения объемов вскрышных пород в пределах до 60%. Рассмотрим порядок ведения и развития горных работ на основе их концентрации на примере разреза «Тугнуйский». ОАО «Разрез Тугнуйский» осуществляет разработку открытым способом Олонь-Шибирского каменноугольного месторождения. Месторождение разрабатывается двумя эксплуатационными участками №1 и №2: - на участке №1 выделены две параллельно развивающиеся рабочие зоны, направленные на отработку угольных пластов 6-8 и 18; - на участке №2 обозначена одна рабочая зона для отработки угольного пласта 18. Угольный пласт 6-8 Пласт 6-8 является самым нижним пластом на участке № 1 и имеет в пределах участка № 1 повсеместное распространение и рабочую мощность от 1,5 до 10,0 м. Угольный пласт 18. Пласт 18 является самым верхним пластом на участке № 1 и единственным рабочим пластом на участке № 2, имеет повсеместное распространение и рабочую мощность от 2,5 до 35 м.

Концентрация горных работ в ОАО «Разрез Тугнуйский» осуществляется с 2008 года по настоящее время. Предпосылкой концентрации горных работ явилась необходимость повышения производительности добычного и вскрышного фронтов, связанная с запланированным ростом объемов добычи угля и выемки вскрышных пород.

В 2008 г. горные работы велись по всему фронту месторождения пластов 6-8 и 18 по двум эксплуатационным участкам №1 и №2 (Рисунок 3.4).

Для реализации программы по увеличению мощности предприятия, с 2009 года началось техническое перевооружение, модернизация основного горнотранспортного оборудования и повышение единичной мощности оборудования, обеспечивающие более эффективную концентрацию оборудования (Таблица 3.5, 3.6, 3.7). Таблица 3.5 – Перечень экскаваторов на разрезе «Тугнуйский» 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Добыча угля осуществляется экскаватором Komatsu РС-2000 №2 с погрузкой угля в автосамосвалы-углевозы ТEREX TR-100 и БелАЗ-7513 с транспортировкой на расстояние 4,0 км. Уголь вывозится на Тугнуйскую обогатительную фабрику.

Отработка запасов осуществляется следующим образом: - на западном фланге разрезной траншеи пласта 6-8 работает экскаватор ЭШ-40/85 №4, который производит вскрышные работы для вскрытия угля по бестранспортной схеме; - отгрузка навалов на западном фланге отрабатывается колесным погрузчиком Komatsu WA-900 с погрузкой пород в автосамосвалы БелАЗ-7513, которые вывозятся в автоотвалы. Среднее расстояние транспортировки пород 1,7 км. - на восточном фланге уступ №3 отрабатывается экскаватором Hitachi EX3600E №6 с погрузкой пород вскрыши в автосамосвалы БелАЗ-75306 (220 т), которые вывозятся в автоотвалы. Среднее расстояние транспортировки вскрышных пород 1,6 км. Так же экскаватор Hitachi EX3600E №6 производит отгрузку навалов, находящихся над пластом 6-8, в автосамосвалы БелАЗ-75306 (220 т). Среднее расстояние транспортировки 2,1 км. Данные работы обеспечивают подготовку фронта работ для экскаватора ЭШ-20/90 №44. - экскаватор ЭШ-20/90 №44 производит вскрышные работы для вскрытия угля по бестранспортной схеме; - бульдозерная вскрыша планируется по пласту 6-8 при снятии вскрышной породы под «шагание» экскаватора ЭШ-40/85 №4 и ЭШ-20/90 №44. Направление подвигания фронта горных работ при отработке пласта 6-8 – по его падению.

С 2008 по 2011 год произведено снижение нагрузки по центральному и восточному флангу пластов 6-8 и увеличение концентрации по западному флангу (Рисунок 3.5). Концентрация горных работ по западному флангу заключалась в изменении параметров рабочей зоны, в частности сокращении длины добычного и вскрышного фронтов. Длина добычного фронта сократилась на 978 м, вскрышного – на 752 м.

В 2012 году продолжается интенсивная отработка западного фланга участка №1 пласт 6-8 и частичная консервация центрального участка №1 пласта 6-8 и западного фланга участка №1 пласта 18 (Рисунок 3.6) .

В 2014 году принято решение об увеличении концентрации горных работ по Восточному флангу участка №1 пласта 6-8 и полной консервации центрального участка №1 пласта 6-8 (Рисунок 3.7).

Данное развитие горных работ позволило увеличить интенсивность отработки восточного и западного флангов участка №1, значительно сократить протяженность фронта, транспортные коммуникации, затраты на строительство линий электропередач, произошло сокращение расстояния транспортировки вскрышных пород, при этом постоянно увеличивались основные горнотехнические показатели (Таблица 3.8).

Подготовка и реализация организационно-технологических решений при концентрации горных на угольном разрезе

За 2009-2014 гг. рост производительного времени работы экскаваторов составил 1,2–1,3 раза – с 259 до 332-377 маш.-ч в месяц. Анализ опыта совершенствования производства на разрезе показал, что достигнутые результаты обусловлены разработкой и реализацией руководителями и специалистами разреза мероприятий по горно-технической и организационно-технологической концентрации горных работ. Дальнейший резерв роста производительности оборудования заключен в повышении профессионализма ключевых руководителей и специалистов. Такой вывод подтверждают как итоги двух развивающих аттестаций 2009-2010 гг. [122], так и серии хронометражей за использованием горно-транспортного оборудования в процессах эксплуатации и ремонта. Руководство предприятия намерено обеспечить достижение более высокого уровня безопасности и эффективности производства.

Целенаправленная работа по реализации мероприятий Программы развития горно-транспортного участка, а также улучшение работы экскаваторно-автомобильного комплекса, обусловленное горно-технической и организационно-технологической концентрацией, обеспечили положительную динамику функционального времени работы автосамосвалов. Показатели производительного времени работы по кварталам также имеют положительную динамику (Рисунок 4.17).

Низкий уровень функционального времени по бурстанкам в сравнении с экскаваторами и автосамосвалами обусловлен избыточными мощностями парка бурстанков. При средней месячной величине функционального времени по парку бурстанков за 2014 г. 257 часов, в отдельные месяцы достигались рекордные значения функционального времени до 710-715 часов. Что соответствует около 50 тыс. пог. м пробуренных скважин.

Одним из ключевых показателей эффективности использования капитала для собственника является удельная производительность автосамосвалов, динамика которой представлена на рисунке 4.18. С 2010 г по 2014 гг. обеспечен непрерывный рост удельной производительности автосамосвалов в тоннах на 1 автотонну и в тонно-километрах (Рисунок 4.19, 4.20).

Из рисунка 4.18 видно, что удельная производительность автосамосвалов в тоннах на 1 автотонну за период 2012 - 2014 гг. возросла на 4% с 1214 до 1263 т/а.т., в тонно-километрах - на 44,2 % с 2235 до 3224 ткм/а.т. Среднее расстояние транспортирования за этот же период возросло на 37,8%, с 1,85 до 2,5 км. Из рисунка 4.19 видно, что себестоимость перевозки 1 т горной массы за тот же период снизилась на 40%, с 11,6 до 8,28 руб/т.

Рост производительности горного и транспортного оборудования, обусловленный реализацией разработанных технико-технологических и организационных мер, позволил получить фактический экономический эффект за 2012-2014 гг. в ОАО «Разрез Тугнуйский» около 200 млн. руб.

Практика добычи угля в ОАО «Разрез Тугнуйский» показала, что с 2010 г. наблюдается рост травматизма, выражающийся в росте коэффициента частоты (травм/1000 чел) и тяжести травмирования (дни нетрудоспособности/ кол-во н/с), количества инцидентов (Рисунок 4.21-4.23).

Коэффициент частоты травмирования на 1000 чел. трудящихся с 2009 по 2012 гг. возрос с 0 до 3,2. В данный период проводилась интенсивная работа по концентрации горных работ и мощного горно-транспортного оборудования – горно-техническая концентрация. Работе по организационно-технологической концентрации уделялось меньшее внимание, что и обусловило рост количества и тяжести травмирования.

В этот период начинается применение мощного дорогостоящего горного и транспортного оборудования таких как: экскаваторов с большой емкостью ковша до 41,3 м3 и автосамосвалов грузоподъемностью 130-220 т. Организационно-технологическая необеспеченность в эксплуатации и, особенно, при ремонте такого оборудования становится фактором роста травматизма.

В связи с этим, с 2013 г. сделан акцент на согласованное развитие горнотехнической и организационно-технологической концентрации. В эксплуатации горного оборудования активно проводится разработка и создание площадок с рациональными параметрами, а также схем ведения горных работ для различных видов оборудования. Коэффициент подготовленности рабочих площадок на вскрыше возрос в 5,1 раза с 0,09 до 0,46, на добыче в 21 раз – с 0,02 до 0,42 (см. Таблицу 4.2). По процессу ремонта горно-транспортного оборудования проводится разработка и освоение стандартов и регламентов взаимодействия, осваивается нарядная система и функционалы механиков ГТУ. Проводимая работа позволила снизить риск травмирования в 3-5 раз.