Оценка технологического уровня горноподготовительных работ

На современном этапе возросли требования к обоснованности проводимой в отрасли технической политики и повышению эффективности планируемых мероприятий.

Единая техническая политика в отрасли определяется на основе комплексной оценки технического уровня (ТУ) важнейших производственных процессов с учетом степени и характера его влияния на конечные технико-экономические показатели работы шахт. Осуществление этой политики сопровождается контролем за ходом реализация мероприятий, обеспечивающих необходимый ТУ горного производства.

Под ТУ производства следует понимать совокупную характеристику применяемых технико-технологических решений, отражающую потенциально достижимую при их использовании в конкретных условиях степень экономии затрат труда (в том числе ручного) и времени на выполнение производственного процесса по сравнению с определенным базовым вариантом.

На рис. 3.2 представлена модель для количественной оценки ТУ производственного процесса. ТУ описывается интегральным критерием, учитывающим возможные показатели данной технологии, (трудоемкость работ Т, затраты ручного труда Tр и времени на единицу продукции т), обусловленные использованием в ней соответствующих технико-технологических решений. В трехмерном пространстве каждой технологической схеме соответствует точка (см. рис. 3.2, точки i1, i2) с характерными для нее значениями показателей Ti, Tpi и т1. Расположение этой точки в пространстве относительно базовой схемы (точка Б) и идеальной схемы (точка О) с пренебрежимо малыми значениями координат отражает соответствующий ТУ производственного процесса. В этом случае комплексный (интегральный) критерий ТУ должен характеризоваться соотношением «расстояний» до точки О идеальной схемы, отвечающих данной i-й и базовой технологиям. Приближение же i-й технологической схемы к идеальной обусловливается прогрессивной тенденцией развития технологии.

При таком определении ТУ в качестве базовой (исходной для оценки более прогрессивных вариантов) может быть использована любая технологическая схема. Переход от одной базовой схемы к другой, например в ходе совершенствования технологий, не изменяет качественных соотношений оценки. С учетом имеющейся пока значительной доли ручных операций при выполнении основных производственных процессов подземной угледобычи на современном этапе в качестве базовой может использоваться технологическая схема, характеризующаяся применением преимущественно ручного труда.

Предлагаемый подход в отличие от существующей практики оценки ТУ набором большого числа разнородных характеристик позволит, с одной стороны, непосредственно выявить степень технического совершенства принимаемых решений, с другой - получить основу для оценки эффективности использования комплекса этих решений в реальных условиях отрасли. В соответствии с этим, а также с учетом вариантности прогнозных расчетов целесообразно дифференцировать понятие ТУ, выделив:

- научно-технический уровень, определяемый исходя из условия полного удовлетворения потребности отрасли в серийно выпускаемом оборудовании (в оптимальных диапазонах его применения);

- собственно технический уровень, определяемый с учетом ограничений на поставку оборудования;

- организационно-технический уровень, учитывающий влияние организации труда и производства на фактические технико-экономические показатели.

Анализ и вариантный прогноз научно-технического, технического и организационно-технического уровней производства должны являться основой программно-целевого планирования и контроля за результатами осуществления любых мероприятий в рамках единой технической политики в отрасли - от оценки рациональных объемов применения конкретных технологических решений до определения важнейших направлений научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ на перспективу.

Предлагаемый подход к оценке ТУ производственных процессов подземной угледобычи в течение ряда лет опробовали и конкретизировали на примере горноподготовительных работ. На основе анализа тенденций развития технологических схем проведения горных выработок и с учетом имеющегося опыта построения комплексных критериев был разработан коэффициент технического уровня Kту горноподготовительных работ

где Ti, Tб - трудоемкость работ соответственно по i-й и базовой технологическим схемам; Tpi, Tр.б - затраты ручного труда соответственно по 1-й и базовой технологическим схемам; тi, тб - затраты времени на единицу продукции соответственно по i-й и базовой технологическим схемам.

Из приведенной формулы следует, что увеличение коэффициента Kту достигается путем снижения трудоемкости работ, уменьшения доли ручного труда и увеличения скорости проведения горных выработок (уменьшения значения т).

Предложенный критерий комплексно отражает входящие в его состав исходные характеристики ТУ, которые могут быть определены по итоговым значениям коэффициента Кту с точностью 4-6%. Существенно и то, что показатель Kту обладает качественной устойчивостью. Однако при наличии фактического или задаваемого директивно на перспективу более ускоренного изменения входящих в состав коэффициента Kту отдельных показателей, например скорости проведения горных выработ ок по сравнению с трудоемкостью работ, в формулу могут быть введены дополнительные коэффициенты.

Значения показателей Т, Tр и т определяют на основе пооперационных моделей проходческого цикла, рекомендованных «Прогрессивными технологическими схемами разработки пластов на угольных шахтах» и отражающих истинный потенциальный уровень анализируемых технологий.

Значения Kту для конкретной технологической схемы практически не зависят от изменения условий ведения горноподготовительных работ (в пределах рациональной области применения технологии соответствующие изменения Kту составляют не более 5%), что очень важно для общеотраслевых расчетов.

Существующие и перспективные технико-технологические решения с помощью предложенного критерия можно оценить путем их детального пооперационного анализа и последующего расчета на ЭВМ по программе «Турист», а также путем взаимного сопоставления полученных для различных технологий значений Kту.

На рис. 3.3 показана динамика изменения показателей ТУ в процессе совершенствования технологий применительно к типичным условиям проведения выработок (Sпр = 12,9 м2, f = 5, kп = 0,75).

На рисунке представлены следующие технологические схемы (наборы оборудования): l - электросверла, скрепер, электровоз; 2-электросверла. погрузочная машина 1ППН-5, электровоз; 3-электросверла, погрузочная машина 2ПНБ-2, конвейер 1Л-80; 4- буровая установка БУЭ-1, погрузочная машина 1ППН-5, электровоз; 5-буровая установка БУЭ-2, погрузочная машина 1ППН-5 электровоз; 6-буропогрузочная машина 2ПНБ-2Б, конвейер 1Л-80, крепеустановщик КПМ-8; 7-комбайн 1ГПКС, конвейер 1Л-80, 8-комбайн 1ГПКС, телескопический конвейер 1ЛТП80; 9-комбайн 4ПП-2М, конвейер 1Л-80; 10-комбайн 4ПП-2M, конвейер 1ЛТП-80; 11-комбайн 4ПП-2М, конвейер 1ЛТП-80, крепеустановщик КПМ-8; 12-буропогрузочный комплекс «Сибирь»; 13 погрузочная машина МПК-3, буровая установка УБШ-352, конвейер ГЛ-80; 14 комбайн КП-25, конвейер 1ЛТП-80, тельфер, устройство для подъема верхняков УПВ; 15-комбайн П-160, конвейер 1ЛТП-80, тельфеp, устройство УПВ; 16-комбайн П-160, конвейер 1ЛТП-80, секционная крепь КСК; 17-комбайн П-160, конвейер 1ЛТП-80, временная механизированная крепь ВМПК. Классы цикличных технологий имеют обозначения: цм - многооперационная, ц3-трехоперационная, ц2-двухоперационная; п2-обозначенее двухоперационной поточной технологии.

Для сравнительной оценки возможностей дальнейшего повышения Kту в результате сокращения трудоемкости отдельных операций были проведены специальные расчеты по программе «Турист». В качестве исходных рассматривали технологические схемы проведения выработок комбайновым и буровзрывным способами (табл. 3.1). Приведенные в таблице коэффициенты эластичности влияния трудоемкости операций на значите Kту представляют собой величины повышения Kту в процентах, соответствующие снижению трудоемкости операций на 1%. Полученные данные в сочетании с оценкой достигнутых значений Kту позволили определить возможные пределы его повышения для технологий различных классов.

Приведенные в табл. 3.2 диапазоны изменения коэффициента Kту могут быть использованы в качестве контрольных цифр при разработке новых технологий определенного класса.

Анализ тенденций развития технологии горнопроходческих работ позволил сформулировать следующие требования к созданию эффективных систем проходческих машин;

- разработка новых комбайновых технологий должна вестись в основном в направлении создания двухоперационных поточных технологических схем (Kту = 0,84-0,86) с агрегатными полуавтоматическими системами машин, обеспечивающими сокращение трудоемкости и продолжительности работ в 1,5-1,8 раза при опережающем сокращении пират ручного труда в 1,9-2,2 раза по сравнению с прогрессивными существующими вариантами;

- разработку новых малооперационных цикличных технологических схем (Кту = 0,6-0,65) можно допускать для буровзрывной технологии при условии сокращения общей трудоемкости и продолжительности работ в 1,4-1,6 раза с опережающим (в 1,5-1,7 раза) снижением затрат ручного труда по сравнению с существующими вариантами; а также для комбайновой технологии (в случае замены буровзрывной) при условии сокращения общей трудоемкости и продолжительности работ в 1,2-1,3 раза и опережающем (в 1,4-1,5 раза) сокращении затрат ручного труда.

Достигаемые по отрасли в целом значения Кту являются результатом «наложения» технологических схем на структуру объемов проведения выработок, систематизированных по факторам, ограничивающим применение средств механизации.

Отраслевая оценка ТУ позволяет определить вклад отдельных технологий в общий результат, весомость предлагаемых мероприятий но повышению ТУ, зависимость последнего от объемов поставок прогрессивного оборудования и возможных диапазонов его применения. Тем самым создается основа для комплексной оценки альтернативных вариантов технического развития отрасли и выбора из них наиболее эффективных.

На рис. 3.4 отражена динамика научно-технического 1, технического 3 и организационно-технического 3 уровней горноподготовительных работ по отрасли. Общеотраслевой коэффициент технического уровня может быть увеличен в перспективе до 0,65 (0,4 в 1985 г.) с примерно одинаковым вкладом (по 30-35%) трех главных направлений: расширения объемов применения комбайнового способа, совершенствования комбайнового и модернизации буровзрывного способов проведения выработок. При этом ликвидация разрыва между научно-техническим и организационно-техническим уровнями горнопроходческих работ в перспективе на 75% связана с улучшением организации труда и производства и лишь на 25%-с улучшением поставок оборудования.