Разработка методических рекомендаций по установлению экономически рациональных соотношений трудоемкости основных и вспомогательных операций в очистных забоях угольных шахт тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Болотов, Игорь Рудольфович

Введение.

Глава 1. Трудоемкость очистных работ и технический прогресс в длинных забоях пологих угольных пластов.

1.1. Анализ состояния разработки пологих пластов.

1.2. Ретроспектива технологических и технических решений в длинном очистном забое.

1.3. Выбор критерия оценки технологий ведения работ в очистном забое.

1.4 Зарубежный опыт автоматизации механизированных комплексов по добыче угля.

1.5. Формулировка цели, задач и выбор методов исследований.

Выводы по главе.

Глава 2. Ретроспективный анализ эффективности технических и технологических решений в длинных очистных забоях.

2.1. Методические подходы к определению уровня механизации операций в длинном очистном забое.

2.2. Рост производительности труда на очистных работах по мере их механизации.

2.3. Анализ изменения показателей работы очистного забоя с ростом уровня механизации операций.

2.4. Состав операций технологического цикла выемки угля механизированными комплексами.

Выводы по главе.

Глава 3. Экономически рациональные соотношения трудоемкости основных и вспомогательных операций в очистных забоях.

3.1. Рациональное соотношение трудоемкости основных и вспомогательных работ.

3.2. Структура операций вспомогательных работ и рациональные условия использования автоматизированного комплекса в длинном очистном забое.

3.3. Экономические условия перевода очистного комплекса на автоматическое управление.

3.3.1. Экономические требования к технологии с автоматизированным комплексом.

3.3.2. Экономические требования к технологии по условию оптимизации величины подвигания автоматизированного очистного забоя между двумя сервисными остановками.

3.3.3. Экономические требования к технологии по условию применения автоматизированной системы управления комплексом.

3.4 Пакет исходных экономико-технологических требований к технологии отработки пологих пластов автоматизированным комплексом.

Выводы по главе.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Разработка методических рекомендаций по установлению экономически рациональных соотношений трудоемкости основных и вспомогательных операций в очистных забоях угольных шахт"

Актуальность исследования. В условиях развития рыночных отношений особую значимость для угледобывающих предприятий приобретает повышение их рентабельности и конкурентоспособности угольной продукции. Важнейшими факторами в решении этой проблемы являются всемерное снижение трудоемкости добычи угля и рост концентрации горных работ за счет увеличения нагрузки на лаву.

По уровню этих показателей угольная промышленность России существенно (в несколько раз) отстает от основных угледобывающих стран. Несмотря на достигнутое в результате реструктуризации в угольной отрасли существенное повышение нагрузки на комплексно-механизированный очистной забой (КМЗ) с 719 т/сут в 1993 г. до 1485 щ т/сут в 2001 г. [5] (более чем вдвое), производительность труда рабочего по добыче на шахтах за этот же период возросла всего на 4% - с 66,3 до 68,8 т/мес.

Такое положение обусловлено не только недостаточной концентрацией горных работ, но и, среди других факторов, * существенными недостатками в организации труда в очистных забоях, в том числе отсутствием научно-обоснованного соотношения численности основных и вспомогательных рабочих.

Вместе с тем исследования и нормативно-методические разработки в области изыскания резервов повышения эффективности труда на шахтах в последние годы практически полностью свернуты. Указанные вопросы не получают должного освещения в горно-экономической литературе.

В настоящее время более 95% добычи угля на шахтах приходится на длинные очистные забои пологого и наклонного падения, оборудованные гидрофицированными механизированными комплексами с ручным управлением машин и механизмов. Эффективность использования этого высокопроизводительного оборудования в значительной мере зависит от своевременности и качества обслуживания техники. Перспективным направлением снижения трудоемкости очистных работ и повышения нагрузки на очистные забои является автоматизация управления механизированными комплексами.

Вместе с тем, до настоящего времени не разработаны научно-обоснованные методы оценки трудоемкости и соотношения численности на основных и вспомогательных работах в КМЗ как с ручным, так и с автоматизированным управлением.

Такая методика необходима, в первую очередь, при проектировании организации работ в высокомеханизированных забоях и выборе f-элементов технологии очистных работ, обеспечивающих максимальную -ее эффективность при наименьших затратах труда. Второе направление j ее использования - обоснование эффективности решений о переводе " механизированных комплексов в режим автоматического управления.

Все это свидетельствует об актуальности и значимости избранной -<■ темы исследования для обеспечения эффективного и устойчивого использования высокопроизводительной горной техники в очистных забоях и на этой основе - снижения себестоимости добычи угля и повышения его конкурентоспособности.

Цель работы состоит в экономическом обосновании параметров и разработке методических рекомендаций по установлению рациональных соотношений трудоемкости основных и вспомогательных операций технологии отработки пологих пластов длинными очистными забоями с комплексно-механизированными и автоматизированными комплексами.

Связь работы с планами научно-исследовательских работ. Диссертационная работа выполнена в соответствии с отраслевым планом НИР в рамках исследований, проводимых ФГУП ННЦГП-ИГД им. А.А. Скочинского и ФГУП ЦНИЭИуголь в области социально-экономического развития угледобывающего производства и экономики труда.

Основная научная идея диссертационной работы заключается в установлении экономически рациональных соотношений трудоемкости основных и вспомогательных операций при выемке пологих угольных пластов механизированными комплексами с тем, чтобы потенциальные возможности комплексов использовались бы в полной мере.

Методы выполнения исследований. При подготовке диссертации использованы методы технико-экономического анализа, хронометражных наблюдений за трудовыми процессами, математической статистики, экспертных и инженерных оценок. ф

Объектамиисследования являются комплексномеханизированные забои угольных шахт. ~v : »

Предметом исследования является трудоемкость основных и вспомогательных операций при работе механизированных комплексов на шахтах.

Основные научные положения, раскрывающие результаты выполненного исследования и выносимые на защиту, заключаются в следующем:

- обоснование параметров трудоемкости обслуживания и ремонта очистных механизированных комплексов при оптимальном соотношении численности рабочих на основных и вспомогательных операциях позволит существенно повысить эффективность использования высокопроизводительной горной техники и работы шахт в целом;

- граничные условия эффективности применения автоматического управления комплексами должны устанавливаться на базе анализа трудоемкости полного восстановления их работоспособности в горногеологических условиях работы (близких к паспортным) при усредненных показателях надежности;

- потенциальные возможности автоматизированного комплекса в снижении трудоемкости работ на выемочном участке угольной шахты определяются соответствием технических решений экономико-технологическим требованиям по всему диапазону элементов технологии, включая и вспомогательные.

Личный вклад автора заключается в разработке методических рекомендаций по установлению экономически рациональных соотношений трудоемкости основных и вспомогательных операций при работе механизированных комплексов на угольных шахтах, способствующих росту эффективности производства и повышению конкурентоспособности угольной продукции.

Научная новизна работы заключается в следующих положениях: обоснована необходимость установления рациональных соотношений трудоемкости основных и вспомогательных операций при работе механизированных и автоматизированных комплексов, обеспечивающих область максимально возможного снижения трудоемкости работ по выемочному участку в целом;

- предложен показатель критического уровня механизации операций технологического цикла в очистном забое и способ определения его величины, ниже которой нецелесообразен перевод механизированных комплексов на автоматическое управление;

- при определении трудоемкости полного восстановления работоспособности комплекса предложено учитывать не только штатные операции сервиса, но и ликвидацию усредненного числа отказов, что способствует повышению эффективности использования механизированных комплексов;

- разработан пакет экономико-технологических требований к созданию автоматизированных комплексов, определяющий степень соответствия технических решений по элементам технологии потенциальным возможностям автоматизированного комплекса в снижении трудоемкости работ на выемочном участке шахты.

Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается анализом отечественного и зарубежного опыта и нормативных документов в области трудоемкости основных и вспомогательных операций обслуживания и ремонта при отработке пологих пластов длинными очистными забоями с автоматизированными комплексами, использованием представительного объема статистической информации об условиях и результатах работы КМЗ за последние 15 лет (первичная информация собиралась по 245 очистным забоям шахт с обработкой 2014 хронокарт), корректным применением методов экономического анализа и экономико-математического моделирования, положительными результатами апробации разработанных методических рекомендаций.

Практическая значимость работы состоит в разработке методических рекомендаций по установлению экономически рациональных соотношений трудоемкости основных и вспомогательных операций при работе механизированных комплексов на угольных шахтах, а также пакета экономико-технологических требований к созданию автоматизированных комплексов, определяющего степень соответствия технических решений их потенциальным возможностям в снижении трудоемкости работ на выемочном участке.

Реализация работы в промышленности. Разработанные методические рекомендации по установлению экономически рациональных соотношений трудоемкости основных и вспомогательных операций при работе механизированных комплексов на угольных шахтах, и пакет экономико-технологических требований к созданию автоматизированных комплексов, определяющий степень соответствия технических решений их потенциальным возможностям в снижении трудоемкости работ на выемочном участке, использованы ФГУП ННЦГП-ИГД им. А.А. Скочинского при проектировании технологических схем отработки пологих пластов угольных шахт и разработке технических заданий на проектирование выемочных комплексов.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на научных семинарах ФГУП ННЦГП-ИГД им. А.А. Скочинского и ФГУП ЦНИЭИуголь (Москва, 2000-2003 гг.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 научных работ общим объемом 3,4 печатных листа [14-18, 45,46].

Диссертация: заключение по теме "Экономика и управление народным хозяйством: теория управления экономическими системами; макроэкономика; экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами; управление инновациями; региональная экономика; логистика; экономика труда", Болотов, Игорь Рудольфович

Выводы по главе

1. В длинном очистном забое, оборудованном механизированным комплексом, к основным или добычным операциям относятся отбойка, погрузка и транспорт угля; к вспомогательным или недобычным -поддержание при забойного пространства, управление горным давлением на сопряжениях лавы и в выработанном пространстве, ремонт и профилактика оборудования и другие, не оказывающие непосредственного воздействия на предмет труда.

2. Все добычные и недобычные операции технологического цикла должны быть так механизированы, чтобы потенциальные возможности комплекса использовались в полной мере.

3. При переходе от технологии с отбойным молотком и индивидуальной крепью к технологии с высокопроизводительным комбайном и механизированной крепью в лаве и на сопряжениях производительность труда на добычных работах возросла почти в 20 раз, на недобычных - даже не удвоилась, а в целом по технологии - всего лишь в 4 раза.

4. В технологии с автоматизированным комплексом при постоянно меняющейся горно-геологической ситуации, по разному влияющей на условия выполнения добычных и недобычных операций, можно иметь только лишь рациональные соотношения трудоемкостей их выполнения.

5. Перевод на автоматизацию механизированного комплекса целесообразен, если:

- трудоёмкость добычных работ не выше трудоёмкости недобычных работ и не ниже ее трети;

- трудоёмкость работ по управлению горным давлением не более половины трудоёмкости работ по поддержанию призабойного пространства;

- трудоёмкость работ по ремонту и профилактике оборудования более половины трудоёмкости работ по поддержанию призабойного пространства;

- трудоёмкость выполнения всех недобычных операций не более двух трудоемкостей работ по поддержанию призабойного пространства.

6. Исходное экономическое условие перевода комплекса на автоматическое управление состоит в том, что величина общей трудоёмкости работ по технологии в целом не должна быть более трех трудоёмкостей работ по поддержанию призабойного пространства. За время технологического цикла выполняется два режима: режим сервиса и режим автономной работы комплекса, а технологический цикл регламентируется величиной подвигания забоя за время работы комплекса в режиме автомата. ^

7. Соблюдение рациональности соотношений всех трудоёмкостей предопределяет обязательное условие: если перевод комплекса на автоматическое управление позволит резко снизить трудоёмкость работ в линейной части лавы, то на столько же должна быть снижена трудоёмкость работ по всем другим элементам технологии. Только тогда будут использованы потенциальные возможности автоматизированного комплекса в полной мере.

8. Величина подвигания забоя между двумя сервисами определяется надёжностью автоматизированного комплекса и горногеологическими условиями его применения. Чем больше величина подвигания забоя за цикл, тем меньше относительная трудоёмкость его подготовки к работе в автономном режиме, но тем выше вероятность появления отказа в узлах комплекса или системы автоматического управления. При величине подвигания забоя менее 1 м за цикл не имеет значения, как работает комплекс: в режиме автомата или с ручным управлением.

Заключение

В работе, являющейся законченным научно-квлификационным исследованием, решена актуальная научная задача разработки методических рекомендаций по установлению экономически рациональных соотношений в трудоемкости основных и вспомогательных операций при работе механизированных комплексов на угольных шахтах, имеющих важное значение для изыскания резервов роста производительности труда рабочих.

Основные научные и практические выводы настоящей работы могут быть сведены к следующему.

1. Выявлено, что существует область рациональных соотношений трудоемкости основных и вспомогательных операций технологического цикла очистных работ с механизированными комплексами, в которой обеспечивается минимальная трудоемкость работ в целом и максимально возможный уровень нагрузки на лаву.

2. Разработана методика оценки соотношения трудоемкости основных и вспомогательных работ в КМЗ как с ручным, так и с автоматизированным управлением, которая необходима при проектировании организации работ в высокомеханизированных забоях и выборе первоочередных направлений совершенствования механизации и автоматизации деталей технологического процесса очистной выемки

3. Установлено, что механизированный комплекс целесообразно переводить на автоматическое управление лишь при условии, когда уровень механизации операций технологического цикла будет не ниже критического (86%). В противном случае, существенного эффекта от автоматизации комплекса ожидать не следует.

4. На основе рациональных соотношений трудоемкости основных и вспомогательных операций в комплексно-механизированном требований, соблюдение которых обязательно при принятии решений о необходимости автоматизации выемочного комплекса.

5. Поскольку технологический цикл в очистном забое с автоматизированным комплексом складывается из сервисного и автономного режимов (в первом - забой стоит, во втором - идет непрерывная добыча угля), длительность технологического цикла регламентируется уже не длиной лавы, как при обычном механизированном комплексе, а величиной подвигания забоя в режиме автомата между двумя сервисными остановками.

6. Предложены графические и аналитические схемы определения величины подвигания забоя с механизированным комплексом за цикл:

- минимальная - меньше которой не имеет значение, как управляется комплекс - вручную или автоматически, так ■*• как трудоемкость полного восстановления работоспособности комплекса при любых больших значениях показателей его надежности будет одинаково велика;

- оптимальная - которая определяется минимальной трудоемкостью полного восстановления работоспособности данного комплекса.

7. Предложен метод расчета оптимальной величины подвигания забоя при использовании автоматизированных комплексов за цикл, который позволяет учесть трудовые затраты при сервисном обслуживании комплекса, горно-геологические условия его эксплуатации, а также показатели надежности его машин и механизмов.

8. Показано, что показатели трудоемкости по всем элементам технологии очистной выемки угольного пласта должны рационально соответствовать трудоемкости полного восстановления работоспособности комплекса и быть не более четверти при выполнении как операций по управлению горным давлением, так и операций, выполняемых условно-постоянным штатом рабочих. А трудоемкость выполняемых условно-постоянным штатом рабочих. А трудоемкость выполнения всех операций технологического цикла не должна быть более 1,5-кратной доминирующих трудоемкостей, только тогда потенциальные возможности автоматизированного комплекса будут использоваться в полной мере.

9. В результате системного подхода к анализу составляющих трудоемкости очистных работ по элементам рассмотренной технологии может быть реализовано более полное использование потенциальных возможностей механизированных или автоматизированных комплексов. Только по этому фактору применение разработанных методических рекомендаций обеспечит годовую экономию затрат на один комплексно-механизированный очистной забой с суточной нагрузкой 2-3 тыс. т от 360 до 480 тыс. руб.