книги из ГПНТБ / Егурнов, Г. П. Выбор оптимальной мощности угольных и железорудных карьеров

Ввиду того, что оптовая цена за 1 т угля в первом и втором слу­ чаях одинакова, а С" < С ' , то величина прибыли для карьера про­

ектной мощностью 9 млн. т значительно больше величины прибыли для карьера проектной мощностью 1,5 млн. т.

Следовательно, увеличение проектной мощности карьера не приводит к снижению показателей его работы за счет удлинения сроков строительства.

Сроки освоения проектной мощности горного предприятия зави­ сят от величины его производственной мощности. Согласно норма­ тивам, утвержденным Госкомитетом по топливной промышленно­ сти при Госплане СССР, они не должны превышать величин, указанных'в табл. 83.

В период освоения проектной мощности предприятия объем до­ бычи его меньше проектного, что вызывает в этот период увеличе­ ние себестоимости добычи 1 т полезного ископаемого по сравнению с проектной. Поэтому уменьшение времени освоения проектной мощ­ ности будет приводить к экономии текущих затрат карьера в этот период работы.

Увеличение текущих затрат в период освоения проектной мощ­ ности может быть определено по формуле

копаемого по проекту; Qri, Qr2, Qr.no — годовая добыча за первый, второй и последующие годы.

Зависимость себестоимости добычи от объема добычи или от степени освоения проектной мощности карьера может быть опреде­ лена по формуле

= + (217)

где Сi — себестоимость добычи 1 т полезного ископаемого первого, второго и последующих лет периода освоения мощности, в % от про­ ектной; Р{ — объем добычи первого, второго и последующих лет в период освоения мощности, % от проектной.

Если принять, что постоянные и переменные затраты составляют соответственно 30 и 70%, то величина Ci будет:

для карьеров проектной мощностью до 3 млн. т

для карьеров проектной мощностью от 3 до 6 млн. т

для карьеров проектной мощностью от 6 до 12 млн. т

100 ■30

СУ = 7 0 - =105,3°/O.

85

Увеличение текущих затрат в период освоения проектной мощ­ ности с учетом влияния фактора времени (т. е. приведения затрат к году ввода предприятий в эксплуатацию) составит:

для карьеров проектной мощностью от 3 до 6 млн. т

Дпо= (1 ,1 3 -1 ,0 ) Cn0,7Qr=0,091 CnQr;

для карьеров проектной мощностью от 6 до 12 млн. т

(1,058 - 1)С '0,850

3 П0= (1 ,2 — 1,0) Cn0,6Qr -)——---- 1 ; 77; — =0,161C„Qr.

Для сопоставления влияния увеличения текущих затрат в пе­ риод освоения проектной мощности при различной величине произ­ водственной мощности предприятий определим повышение себе­ стоимости 1 т угля в среднем за весь срок существования карьера.

Увеличение себестоимости добычи для карьеров мощностью от 3 до 6 млн. и от 6 до 12 млн. т соответственно составит:

Учитывая, что себестоимость добычи 1 т полезного ископаемого С" на 15—20% ниже, чем С ' , а срок существования карьера Т"

в 1,5—2 раза больше, чем Т', рост себестоимости соответственно со­ ставит (при Т' =40 и Т"=60 годам)

ДС" = — gQ—^=0,00269С П.

Как видно из приведенных данных, увеличение производствен­ ной мощности карьера не приводит к росту себестоимости добычи. Это достигается удлинением сроков освоения проектной мощности.

Сложность управления горным предприятием с увеличением его производственной мощности возрастает, так как увеличивается чи­ сло участков, экскаваторов и траспортных средств, увеличиваются грузопотоки по транспортным коммуникациям. Но вместе с тем не­ обходимо учитывать, что увеличение числа участков и выемочно­ транспортных средств на крупных карьерах не прямо пропорцио­ нально увеличению объемов добычи полезного ископаемого. Это объясняется тем, что на крупных карьерах, как правило, применя­ ется более мощное и производительное выемочное и транспортное оборудование. Например, на запроектированном на Итатском буро­ угольном месторождении сверхмощном разрезе производственной мощностью 60 млн. т угля в год будет задолжено 3 вскрышных ро­ торных экскаватора ЭРШР-2600 и 5 добычных роторных экскава­ торов ЭР-4000-4500; на транспортировании угля будет работать ежесуточно всего лишь 15 электровозосоставов.

На этом же месторождении запроектирован разрез производст­ венной мощностью 53 млн. т угля в год. Вскрышные работы на этом разрезе предполагается осуществлять карьерными одноковшовыми экскаваторами ЭКГ-20 (в работе будет находиться 18 экскавато­ ров), добычные работы — роторными экскаваторами ЭР-4500 (в ра­ боте— 4 экскаватора) и транспортирование угля и породы —

35электровозосоставами.

Внастоящее время на многих угольных и железорудных пред­ приятиях в одновременной работе находится значительно большее число экскаваторов и электровозосоставов. К таким предприятиям относятся Коркинские угольные разрезы № 1—2, где только на

вскрышных уступах работает 30 экскаваторов и более 40 локомотивосоставов, Иртышский угольный разрез (на добычных уступах ра­ ботает 22 экскаватора и 29 локомотивосоставов), карьер Южного горно-обогатительного комбината, где на вскрышных и добычных уступах работает 30 экскаваторов и 28 локомотивосоставов.

Как видно из приведенных выше данных, создание мощных и сверхмощных карьеров в современных условиях не будет приводить к резкому увеличению числа работающих машин и участков и не бу­ дет способствовать увеличению сложности управления по сравне­ нию с существующим положением на действующих в настоящее время крупных горных предприятиях.

Большим резервом, который еще слабо используется на совре­ менных карьерах, для улучшения организации управления является применение средств оргтехники, представляющих собой комплекс технических средств для механизации и автоматизации управлен­ ческого труда.

На исключительную важность применения указанных средств

внародном хозяйстве страны указал XXIV съезд КПСС, который

вДирективах по пятилетнему плану развития народного хозяйства

229

СССР на 1970—1975 гг. предусмотрел значительно расширить про­ изводство электронно-вычислительных и управляющих машин, средств оргтехники и техники для механизации и автоматизации счетно-вычислительных работ, учета и отчетности.

Задачи экономического и оперативного управления предприя­ тием решаются при помощи следующих систем: автоматизирован­ ного управления предприятием (универсальная управляющая ма­ шина ВНИИЭМ-3, координирующая вычислительная машина КВМ-1, автоматический регистратор производства АРП, система поисковой связи, система оперативного управления СОУ-1 и др.); проектирования технологических процессов и календарных графи­ ков загрузки оборудования (управляющие машины УМ-1, УМ1-МХП, «Днепр» и др.); внутризаводского производственного планирования и оперативного учета (на базе ЭВМ «Минск-22», ус­ тановки сбора данных «Ввод» и др.); системы для материальнотехнического учета, начисления заработной платы, учета выпуска готовой продукции и др. (электронно-вычислительные машины).

Запасы и сроки службы карьера. Между объемами запасов по­ лезного ископаемого проектируемого к разработке месторождения

где Qnp. з. — промышленные запасы; %. 3 — коэффициент, учитываю­ щий снижение годовой добычи в начале и конце отработки запасов карьерного поля.

Следовательно, при определенных запасах карьерного поля вы­ бор производственной мощности карьера предопределяет срок его службы. Но'вместе с тем от срока службы карьера зависит степень или полнота амортизации капитальных затрат, которые были про­ изведены при строительстве карьера.

По действующей в настоящее время методике амортизации ос­ новных фондов в горной промышленности все фонды подразделя­ ются на две группы. К первой группе относятся фонды, связанные непосредственно с отработкой запасов угля: горно-капитальные вы­ работки (капитальные и разрезные траншеи, дренажные выработки и водопонижающие скважины) и специализированные здания и со­ оружения (здания тяговых подстанций, сортировок и обогатитель­ ных устройств, укрытий, раскомандировок и тепляков, надшахтных дренажных шахт и сооружений (бункеров, ж.-д. путей на промплощадке, контактных сетей, внутриплощадочных -сетей водопро­ вода, канализации, электроснабжения и связи, автодорог на отва­ лах и в карьерах), которые, как правило, не могут быть использо­ ваны без капитального переоборудования в каких-либо других целях. Ко второй группе относятся все остальные фонды пред­ приятия.

230

промышленных запасов отрабатываемого карьером поля месторож­ дения, и по второй — по утвержденным нормам амортизации, т. е. по определенному проценту отчислений в год от первоначальной стоимости объекта. Следовательно, амортизация первой группы капитальных затрат — на строительство карьера не зависит от срока существования последнего и будет определяться величиной погашения затрат на 1 т запасов.

Сроки амортизации (или погашения) капитальных затрат на объекты второй группы определяются установленными нормами амортизации, видом объекта, режимом его эксплуатации и др. Со­ гласно действующим нормам амортизации сроки амортизации от­ дельных объектов этой группы основных фондов карьера состав­ ляют: зданий — от 30 до 40 лет, подъездных ж.-д. путей — 30 лет, автодорог — от 20 до 30 лет, воздушных линий электропередач—■ от 15 до 35 лет, рабочих машин и оборудования — от 10 до 15 лет. Следовательно, для этой группы капитальных затрат сроки службы карьера будут играть существенную роль. Полная амортизация ка­ питальных затрат на эти объекты может быть только при сроках службы карьера, которые не должны быть меньше указанных выше сроков амортизации.

Однако в положении о порядке начисления амортизационных отчислений не предусматривается обязательного полного погашения капитальных затрат по объектам второй группы, так как последние согласно этому положению могут быть использованы и для других целей или на других аналогичных предприятиях.

Более важно обеспечить полное использование фондов по сроку службы (зданий и сооружений) по объектам первой группы, так как они не могут быть применены для других целей (хотя затраты по ним при полной отработке запасов месторождения будут полностью возмещены).

Приведенные выше исследования влияния производственной мощности карьера на его основные технико-экономические показа­ тели свидетельствуют о т е х н и ч е с к о й и э к о н о м и ч е с к о й ц е л е с о о б р а з н о с т и с т р о и т е л ь с т в а м о щ н ы х к а р ь е ­ ров. Несмотря на большие общие объемы капитальных затрат, более длительные сроки строительства и освоения проектной мощ­ ности, имеющие место на крупных карьерах по сравнению с карье­ рами небольшой производственной мощности, эффективность ис­ пользования капиталовложений на них выше, чем на мелких.

Необходимо отметить, что расчет влияния сроков строительства и освоения проектных мощностей был произведен без учета возмож­ ности строительства и ввода мощных карьеров отдельными очере­ дями. Строительство горных предприятий и ввод их в эксплуатацию отдельными очередями в значительной степени сокращают сроки строительства и получения продукции, что в конечном счете

231

л

приведет к еще б о л ь ш е й э ф ф е к т и в н о с т и к а п и т а л о в л о ­ ж е н и й на к р у п н ы х к а р ь е р а х по с р а в н е н и ю с к а р ь е ­ р а м и н е б о л ь ш о й п р о и з в о д с т в е н н о й м о щ н о с т и .

§ 5. Оптимальная величина производственной мощности карьера

Оптимальная величина производственной мощности карьера, при которой достигается минимальная себестоимость добычи 1 т по­ лезного ископаемого, может быть определена на основе анализа за­

где С' и С" — постоянные величины эксплуатационных затрат, зна­

чения которых зависят от различных геологических и технических факторов.

Следовательно, между себестоимостью 1 т полезного ископае­ мого по эксплуатационным затратам и производственной мощностью карьера будет иметь место обратно пропорциональная зависимость

( 221)

Из выражения (221) следует, что с увеличением величины Qr се­ бестоимость добычи 1 т полезного ископаемого по эксплуатацион­ ным затратам уменьшается.

Как показали исследования [5, 19, 24 и 26], между объемами ка­ питальных затрат (или основных фондов) горного предприятия и его производственной мощностью существует прямо пропорциональ­ ная зависимость, т. е.

где С' и С" — постоянные величины капитальных затрат.

Согласно действующему в настоящее время порядку начисления амортизационных отчислений на горных предприятиях амортиза­ ция объектов основных фондов, срок действия которых равен сроку службы предприятия (горные выработки,' некоторые здания и со­ оружения), производится на весь объем промышленных запасов, отрабатываемых карьером, и амортизация объектов, срок действия которых не зависит от срока службы предприятия (оборудование, некоторые здания и др.), — по установленным годовым нормам амортизации. Кроме того, в амортизационные начисления для пер­ вых объектов включаются суммы на их капитальный ремонт, рас­ считываемые по установленным годовым нормам амортизации.

232

Учитывая сказанное выше, себестоимость добычи 1 т полезного ископаемого по амортизационным затратам будет составлять

где С' и С"2— постоянные величины капитальных затрат соответ­

ственно первой и второй групп основных фондов; Qnp. 3 — промыш­ ленные запасы карьерного поля; ак. рс и аа. мс — средневзвешенная величина нормы амортизации на капитальный ремонт по объектам соответственно первой и второй групп основных фондов.

Из этого уравнения видно, что между себестоимостью Ск и про­ изводственной мощностью горного предприятия существует слож­ ная зависимость второй степени, причем наличие четвертого, пятого и шестого членов этого уравнения указывает на существование ми­ нимума функции Cx=f(Qr)-

Следовательно, возможна определенная величина производст­ венной мощности карьера, при которой себестоимость добычи 1 т полезного ископаемого по амортизационным затратам будет мини­ мальной.

Общая себестоимость добычи 1 т полезного ископаемого может быть определена суммированием себестоимости по эксплуатацион­ ным затратам Сэ и по амортизации основных фондов Ск, т. е.

Для определения минимума функции необходимо взять первую

производную ■dС уравнения (224) и приравнять ее нулю. Решая uQr

полученное выражение относительно QT, находим

Значения постоянных величин в уравнениях (221) и (222) рас- . считаем способом наименьших квадратов.

Если обозначить ординаты фактических значений величины экс­ плуатационных и капитальных затрат соответственно через Згг-, Кн

233

и Кги а ординаты теоретической линии через C3 + C 3Qri, CKi+

Ск1 и Скз в функции от Qr и приравнивая каждую из первых про­ изводных нулю, получаем следующие уравнения для расчета посто­ янных коэффициентов:

ных по формулам (227),.для различных систем разработки приве­ дены в табл.84

Теоретические зависимости 3r= f(QT) и K = f(Qv) и разброс ве­ личин эксплуатационных и капитальных затрат по фактическим по­ казателям работы карьеров при транспортных и бестранспортных системах приведены на рис. 64 и 65. На графике, приведенном на рис. 64, верхние линии относятся к карьерам, разрабатывающим месторождения с большим значением коэффициента вскрыши (Кор­ кинские разрезы, разрезы Кузбасса и др.).

Наибольшие отклонения вычисленных по уравнениям (227) зна­ чений Зг и К с использованием данных табл. 84 от фактических со­ ставляют от —6,3 до +7,4%, т. е. находятся в пределах точности расчетов. Средневзвешенные значения норм амортизации на капи­ тальный ремонт основных фондов первой группы а„. рс и второй группы аа. мс Для рассматриваемых в табл. 84 карьеров, рассчитан­ ные по фактическим данным, составляют: на карьерах, отрабаты­ ваемых по транспортной системе,— 1,8 и 8,5%, по бестранспортной

234

I

Т а б л и ц а 84

235

Как видно из данных этой таблицы, величина оптимальной про­ изводственной мощности карьеров, рассчитанная по формуле (225), в 2—3 раза превышает фактическую производственную мощность их в сравнимых условиях. Например, при Qnp. з= 360 млн. т Иртыш­ ские карьеры имеют производственную мощность 18 млн. т/год,

что производственные мощности, установленные на карьерах, как правило, занижены, и предприятия работают не в оптимальных ре­ жимах по их производственным возможностям. Такие же выводы были получены, когда рассматривалась эффективность расчета про­ изводственной мощности карьера по рациональной длине фронта горных работ на экскаватор или вскрышной комплекс.

Исследуем, как будет изменяться себестоимость добычи 1 т по­

значения постоянных из табл. 84 и для конкретных условий и си­ стемы разработки рассчитаем себестоимость при заданных значе­ ниях производственной мощности карьера.

На рис. 66 приведена зависимость C = f(Qr) для транспортной системы разработки с большим коэффициентом вскрыши и для бес­

9,4 млн. и 10,56 млн. т/год, а на рис. 66 она изменяется в пределах от 3 до 20 млн. т. Как видно из графика, при уменьшении пройз-

236