Автор: Сидоренко А.А., Сидоренко С.А.
Источник: Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016. № 5. С. 337–345.
Обоснована необходимость количественной оценки показателей ритмичности очистных забоев для проведения сопоставительного анализ их работы в различные периоды времени и оценки эффективности управляющего воздействия, направленного на снижение негативного влияния горно-ге- ологических, горнотехнических и организационных факторов с целью обеспечения высокой экономической эффективности работы угледобывающего предприятия. Для осуществления количественной оценки предложено использовать следующие показатели: коэффициент ритмичности, коэффициент аритмичности, коэффициент вариации. Выполнена количественная оценка показателей ритмичности работы высокопроизводительных очистных забоев ведущих угольных шахт Кузнецкого угольного бассейна. Сделан вывод о том, что выявленная аритмичность в большинстве случаев связана с несоответствием принимаемых технических и пространственно-планировочных решений текущим горно-геологическим и горнотехнических условиям ведения горных работ. Рассмотрены современные концепции организации производства и управления качеством, реализуемые в программах развития ведущих угледобывающих мировых компаний и корпораций. Ключевые слова: подземная разработка, угольные пласты, высокопроизводительное оборудование, ритмичность производства, длинный очистной забой, организация работ, управление качеством. Pост параметров выемочных участков (длин лав и выемочных столбов) привели к возрастанию изменчивости горно-геологических и горнотехнических условий работы высокопроизводительного очистного оборудования [5, 11, 15]. Следствием чего явилась неритмичная и неустойчивая работа очистного забоя, сопровождаемая значительным снижением технико-экономических показателей угледобычи [1–3].
Следует отметить, что ритмичность производства и реализации продукции являются необходимыми условиями высокой экономической эффективности хозяйственной деятельности угледобывающего предприятия, приобретая все большее значение с увеличением его производственной мощности. Неритмичность угледобычи характеризуется высокими ущербами, связанными с простоями высокопроизводительного оборудования, рабочей силы, нарушениями договорных обязательств, а также ростом аварийности и травматизма при ведении подземных горных работ. Особенно остро проблема простоев высокопроизводительного очистного оборудования стоит перед шахтами, работающими по прогрессивной схеме «шахта-лава», доля которых в России в настоящее время ежегодно возрастает [5–7]. Следует отметить, что вопросу обеспечения ритмичной работы очистных забоев просвещены работы Н.Н. Федорова, А.В. Ремезова, В.Г. Климова [8–10], в которых предприняты попытки качественной оценки ритмичности. Так в качестве одной из причин низкой ритмичности Н.Н. Федоров [10] приводит практику чрезмерного административного и экономического принуждения к напряженной работе и сверхплановой добыче, использование которой приводит к противоположному эффекту: возникновению неустойчивых режимов, проведению работ с отступлениями от принятой технологии и с нарушениями правил безопасности и технической эксплуатации. Вместе с тем автор не рассматривает количественную оценку ритмичности работы и сопоставительную оценку работы забоев в различных условиях.
Цель работы Повышение эффективности работы высокопроизводительных очистных забоев угольных шахт за счет внедрения прогрессивных организационных и пространственно-планировочных решений, выбор которых основан на количественной оценке и сопоставительном анализе показателей ритмичности производства.
Необходимость количественной оценки показателей ритмичности производства, по нашему мнению, обусловлена требованиями обеспечения реализации потенциала высокопроизводительного оборудования и высокой экономической эффективности функционирования угледобывающего предприятия.
Количественная оценка показателей ритмичности позволяет проводить сопоставительный анализ работы очистного забоя в различные периоды, а также оценивать изменения его работы при управляющем воздействии, направленном на снижение негативного влияния горно-геологических, горнотехнических и организационных факторов с целью повышения эффектив- ности очистных работ.
Методика проведения анализа Количественная оценка показателей ритмичности может быть выполнена по предлагаемой нами методике, предусматри вающей расчет и сопоставительный анализ следующих показа телей: коэффициента ритмичности, коэффициента аритмично сти, коэффициента вариации.
Коэффициент ритмичности работы очистного забоя от ношение фактической добычи в пределах плана к плановой до быче. При расчете коэффициента ритмичности учитываются количество дней, в которые обеспечивалось выполнение плана, перевыполнение плана при этом не учитывается. Коэффициент (число) аритмичности работы очистного забоя – сумма положительных и отрицательных отклонений в на грузке на очистной забой от плановой за каждый день (неделю, декаду).
Коэффициент вариации нагрузки на очистной забой – отношение среднеквадратического отклонения от плановой добычи за сутки (месяц) к среднесуточной (среднедекадному, среднеме сячному, среднеквартальному) плановой добыче. Представленные выше показатели являются классическими показателями, используемыми для оценки ритмичности любо го производства, однако сами определения даны в авторском варианте с учетом специфики подземной угледобычи. Обсуждение результатов
На рис. 1 и 2 в качестве примера анализируемых данных приведены показатели работы очистных забоев на одной из ве дущих угледобывающих шахт Кузбасса с указанием плановых и фактических нагрузок за период 108 рабочих дней.
Для количественной оценки работы высокопроизводитель ных очистных забоев шахт выполнен расчет показателей рит мичности очистных забоев (табл. 1) и нагрузок на очистной за бой (табл. 2). По итогам расчета выполнена группировка забоев по уровню ритмичности. Выделено 3 группы забоев : первые два очистных забоя, имеющие наивысшие показатели ритмичности и низкие показатели аритмичности, работа которых признана условно ритмичной; следующие три очистных забоя, имеющие средние показатели ритмичности и аритмичности, удовлетворительная ритмичность; и послед ние три очистных забоя с низкими показателями ритмичности, высокими показателями аритмичности и максимальным коэф фициентом вариации нагрузок работа которых является не ритмичной.
Следует отметить, что низкие показатели использования потенциальных возможностей современной высокопроизво дительной техники, применяемой для ведения очистных ра бот, в России обычно оправдывают разного рода обстоятель ствами: ошибками проектирования, изменчивостью условий, низкой квалификацией и мотивацией персонала, несовершен ством производственной инфраструктуры шахты в целом [9].
По нашему мнению, количественные показатели ритмично сти связаны, в первую очередь, с условиями работы очистных забоев. Так, например, показатели забоев 24–56 и 2594 отно сятся к одной шахте, но значительное снижение показателей (примерно в 2 раза) ритмичности работы очистного забоя 2594 по отношению к забою 24–56 вызвано ведением работ в зоне повышенного горного давления (ПГД) от ранее отработанного пласта и целым рядом проблем с поддержанием выработок, свя занных с не учетом влияния надработки и зон ПГД от межлав ных угольных целиков. Учет параметров зон ПГД обеспечивает снижение негативного влияния надработки [4].
Следующий пример работа очистного забоя 5209 в услови ях отработки свиты газоносных пластов. В данном случае при чиной неритмичности является низкая эффективность при меняемых решений по управлению газовыделением, а именно отказ от применения предварительной пластовой дегазации мощного пласта, применение которой при отработке запасов столба 5207 обеспечивало стабильную работу лавы с нагрузками на очистной забой в 1,3–1,5 раза превышающими представлен ные в табл. 1 и 2. Таким образом, выявленная аритмичность в большинстве случаев связана с несоответствием принимаемых технических решений текущим горно-геологическим и горно технических условиям ведения горных работ. Следует отметить, что проблема обеспечения ритмичности и устойчивости производственных процессов занимает цент ральное место в программах развития ведущих зарубежных компаний и корпораций. Разработаны, осваиваются и совер шенствуются современные концепции и системы «Тотального управления качеством» (TQM) [9, 12, 13, 15], «Шесть сигм» (Six Sigma) [9]. Данные системы направлены на обеспечение рит мичной работы в пределах заданного минимального коридора колебаний, установленного вокруг заданного планового уровня нагрузки на очистной забой.
Заключение
Выполненные исследования эффективности работы очист ных забоев ведущих угледобывающих шахт Кузбасса выявили низкую эффективностью выполнения плановых показателей: из 8 очистных забоев работа только 2 может быть оценена как условно ритмичная, 3 – удовлетворительно ритмичная; 3 – не ритмичная. За рассматриваемый период (3,5 месяца работы) коэффициент аритмичности по очистным забоям составил от 26 до 72. Для всех забоев характерен значительный разброс технико-экономических показателей коэффициент вариации составляет от 0,43 до 0,84. Необходимым условием обеспечения высокой конкуренто способности угольных шахт является повышение эффективно сти работы очистных забоев за счет снижения простоев высо копроизводительного очистного оборудования, которое может быть достигнуто путем повышения эффективности обоснова ния пространственно-планировочных и организационных ре шений и комплексного управления состоянием массива горных пород и газовыделением в горные выработки. Направления дальнейших исследований будут связаны с разработкой методики определения рационального планового уровня нагрузок на очистные забои для повышения эффектив ности оценки ритмичности и с разработкой технических и тех нологических решений, обеспечивающих повышение показате лей в очистных забоях, работа которых по итогам исследований была оценена как неритмичная.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баранов С. Г., Розенбаум А.М., Хапсироков В.Б. Оценка подготов ленности выемочных участков для отработки высокопроизводитель ными забоями // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2002. – № 10. – С. 45–48.
2. Ефимов В.И., Маликов А.А., Рябов Г. Г. Организационно-техно логические принципы использования высокопроизводительной тех нологии добычи угля на шахтах Ерунаковской угольной компании // Известия Тульского государственного университета. Науки о земле. 2014. – № 3. – С. 90–93.
3. Жетесов С.С., Абдугалиева Г.Б., Джумагазиев Н.Б. Основные на правления совершенствования технологии очистных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2009. – № 7. – С. 123– 125.
4. КазанинО.И., СидоренкоА.А., ЕрмаковА.Ю., ВанякинО.В. Обосно вание параметров подготовки выемочных участков при отработке свит пластов длинными забоями // Горный информационно-аналитический бюллетень (специальный выпуск). – 2014. – № 10. – 12 с.
5. Никишичев Д.Б. Повышение эффективности очистных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2002. – № 7. С. 112–115.
6. Писаренко М.В. Оптимизация основных параметров шахт типа «шахта-лава» // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2011. – № 1. – С. 48–51.
7. Потапов В.П., Федорин В.А., Кассина О.В. Современные гео технологические структуры угольных шахт Кузбасса // Горный ин формационно-аналитический бюллетень. – 2006. – № 6. – С. 252–255. 344
8. Ремезов А.В., Климов В. Г., Лупий С.М. Эффективность работы шахт, созданных по прогрессивной схеме шахта-пласт, шахта-очист ной забой // Уголь. – 2007. – № 10. – С. 48–50.
9. Федоров В.Н. Обеспечение ритмичности работы очистных забо ев – главное условие роста эффективности // Уголь. – 2009. – № 1. С. 70–73.
10. Федоров В.Н., Шахматов В.Я. От прогнозирования к анали- зу рисков и устойчивой добыче: концепция перехода к новой модели управления очистными работами // Уголь. – 2008. – № 6. – С. 33–36.
11. Экгардт В.И., Коршунов Г.И., Зуев В.А. Совершенствование тех нологии угледобычи в Печорском бассейне // Горный информационно аналитический бюллетень. – 2004. – № 10. – С. 174–176.
12. Emery J.C. Improving coal mining production performance through the application of Total Production Management / Coal 1998: Coal Operators’ Conference. 1998. pp. 71–80.
13. Mundry S., Gajetzki M., Hoseinie S. Longwall automation — productivity and coal quality enhancement // International Journal of Mining, Reclamation and Environment. 2015. Volume 29, Issue 5. pp. 357–367.
14. Piscor S. US Longwall Operators Ramp Up Production // CoalAge. The Magazine for Coal Mining and Processing Professionals. 2015. pp.30–38.
15. Ralston J.C., Reid D.C., Dunn M.T., Hainsworth D.W. Longwall automation: Delivering enabling technology to achieve safer and more productive underground mining // International Journal of Mining Science and Technology. – 2015. Volume 25, Issue 6, pp. 865–876.